Để thiết lập một mạng WiMAX ta cần cú cỏc trạm phỏt BS (giống BTS của mạng thụng tin di động). Nhiều BS sẽ được kết nối, quản lý bởi một mạng dịch vụ truy cập ASN gateway (Access Service Network). ASN Gateway này là thực thể miờu tả trong diễn đàn WiMAX, tuy nhiờn trong cỏc mạng triển khai thực tế thỡ người ta hay gọi là WAC (WiMAX Access Controller). Nhiều WAC tập hợp lại tạo thành một ASN. Nếu so sỏnh với mạng thụng tin di động thỡ WAC/ASN GW giống như là BSC/RNC. Nhiều ASN cú thể kết nối với nhau thụng qua giao diện R4.
Nhiều ASN của cựng một operator tạo thành một NAP (Network Access Provider). Nhiều nhà cung cấp khỏc nhau sẽ cú thể triển khai nhiều mạng truy nhập khỏc nhau, rồi chỳng sẽ cựng kết nối với một hoặc nhiều mạng dịch vụ kết nối CSN (Core Service Network).
ASN định nghĩa một đường biờn logic và biểu diễn theo một cỏch thuận lợi để mụ tả tập hợp cỏc thực thể chức năng và cỏc luồng bản tin tương ứng kết hợp với cỏc dịch vụ truy cập. ASN biểu diễn đường biờn cho chức năng liờn kết nối với cỏc mạng WiMAX khỏch (WiMAX client), cỏc chức năng dịch vụ kết nối WiMAX và tập cỏc chức năng của nhiều nhà cung cấp khỏc nhau.
CSN được định nghĩa là một tập cỏc chức năng mạng cung cấp cỏc dịch vụ kết nối IP cho cỏc thuờ bao WiMAX. Một CSN cú thể gồm cỏc phần tử mạng như router (bộ định tuyến), mỏy chủ/proxy nhận thực AAA, cơ sở dữ liệu người
dựng và thiết bị cổng liờn mạng. Một CSN cú thể được triển khai như một phần của nhà cung cấp dịch vụ mạng WiMAX.
Hỡnh 3. 24. Mụ hỡnh tham chiếu mạng WiMAX
Cỏc đặc tớnh cho cỏc hệ thống WiMAX dựa trờn cỏc nguyờn lý kiến trỳc mạng cơ bản bao gồm:
- Cung cấp khả năng tỏch biệt logic giữa cỏc thủ tục và đỏnh địa chỉ IP, thủ tục điều hành kết nối định tuyến và cỏc giao thức cho phộp dửa - dụng nguyờn gốc kiến trỳc truy nhập trong cỏc hỡnh thức thực hiện liờn mạng và riờng mạng.
- Hỗ trợ khả năng chia sẻ ASN của nhà cung cấp NAP giữa cỏc nhà cung cấp NSP
- Hỗ trợ dịch vụ cung cấp NSP đơn lẻ trờn nhiều ASN - được một hoặc nhiều NAP quản lý
- Hỗ trợ khả năng phỏt hiện và lựa chọn NSP khả nhập bởi một MS hoặc SS\
- Hỗ trợ truy cập dịch vụ của nhà cung cấp hiện hành thụng qua cỏc chức năng liờn mạng.
Hỡnh 3. 25. Cấu trỳc mạng trờn nền IP
- Xỏc định điểm tham chiếu một cỏch rừ ràng và mở giữa cỏc nhúm thực thể chức năng mạng (trong phạm vi ASN, giữa cỏc ASN, giữa một ASN và một CSN và giữa cỏc CSN) và đặc biệt giữa một MS, ASN và CSN để cho phộp kết nối nhiều nhà cung cấp.
- Hỗ trợ cỏc đường phỏt triển giữa cỏc mụ hỡnh khỏc nhau bằng cỏch ràng buộc và giả định kỹ thuật hợp lý
- Cho phộp cỏc triển khai của nhà cung cấp khỏc nhau dựa trờn sự kết hợp khỏc nhau giữa cỏc thực thể mạng vật lý, cũng như cỏc triển khai tương thớch với cỏc giao thức chuẩn và cỏc thủ tục của cỏc điểm tham chiếu khả dụng, được định nghĩa trong cỏc đặc tớnh mạng
- Hỗ trợ hỡnh thức thử để triển khai đơn lẻ một ASN cựng với tập hợp hữu hạn cỏc chức năng CSN, nhờ đú nhà khai thỏc cú thể cung cấp dịch vụ truy nhập Internet mà khụng cần quan tõm đến chuyển vựng ( roaming) hoặc kết nối với mạng khỏc (internetworking)
- Kiến trỳc WiMAX cũng cho phộp cả dịch vụ IP và Ethernet trong một mạng tương thớch IP di động chuẩn. Độ linh động và khả năng tương thớch mà mạng WiMAX hỗ trợ cung cấp cho cỏc nhà khai thỏc khả năng triển khai mạng WiMAX với chi phớ thấp ngay cả khi triển khai ASN kết hợp giữa phõn tập và tập trung. Mạng WiMAX cú những đặc tớnh chớnh sau đõy:
• Tớnh bảo mật: Kiến trỳc mạng WiMAX end- -to end dựa trờn một nền tảng bảo mật cho bất kỳ nhà khai thỏc nào và sơ đồ mạng ASN và ỏp dụng thụng qua GreenField và cỏc mụ hỡnh triển khai liờn mạng. Thực tế, nú cú cỏc hỗ trợ: a) Nhận thực thiết bị giữa MS và mạng WiMAX, b) Tất cả cỏc cơ chế nhận thựuc được sử dụng phổ biến và sự nhận thực trong cỏc cấu trỳc mạng của mỡnh và mạng khỏch dựa trờn một cấu trỳc nhận thực mở rộng và phự hợp, c) Tớnh toàn vẹn dữ liệu, bảo vệ phỏt lại, d) Sử dụng cỏc cơ chế bảo mật đầu cỳụi như mạng riờng ảp VPN, e) Cỏc cơ chế quản lý địa chỉ IP chuẩn giữa MS/SS và NSP
• Di động và chuyển giao: Kiến trỳc mạng WiMAX end- -to end cú khả năng để hỗ trợ di động và chuyển giao (Mobility and handover), nú sẽ:
a) Chuyển giao cựng cụng nghệ và chuyển giao giữa cỏc cụng nghệ ( như Wifi, 3GPP, 3GPP2, DSL hoặc MSO) nếu như MS được hỗ trợ ở nhiều chế độ
b) Hỗ trợ IP v4 và IP v6 trờn cơ sở quản lý di động. Trờn nền tảng IP như vậy, khi ỏp dụng, kiến trỳc SHALL sẽ cung cấp MS nhiều địa chỉ IP và nhiều kết nối Ip v4 và IP v6 đồng thời.
c) Hỗ trợ chuyển vựng (roaming) giữa cỏc NSP
d) Sử dụng cỏc cơ chế để hỗ trợ chuyển giao trong suốt ở chế độ chỉ chuyển nhanh thoả món trong giới hạn dịch vụ bị giỏn đoạn. Ngoài ra, - cũn cú cỏc khả năng hỗ trợ di động :(a) Cấu hỡnh địa chỉ mạng chớnh tĩnh và động, (b) Ấn định động của Home Agent trong mạng NSP trong điều kiện tối ưu đường đi cũng như trong mạng IP của nú trong điều kiện cõn bằng tải, (c) Ấn định động của Home Agent dựa trờn cỏc cơ chế.
• Tớnh mềm dẻo, khả năng mở rộng và lựa chọn của nhà khai thỏc : Kiến trỳc mạng WiMAX end- -to end đó mở rộng hỗ trợ khả năng mềm dẻo, mở rộng trong quỏ trỡnh khai thỏc và linh động trong việc lựa chọn của nhà khai thỏc. Thực tế, nú sẽ:
a) Cho phộp người sử dụng lựa chọn tự động hay thủ cụng cỏc NAP và NSP sẵn cú
b) Cho phộp cỏc thiết kế hệ thống ASN và CSN dễ dàn nõng cấp lờn hoặc xuống (vựng phủ súng, dung lượng phục vụ)
c) Cung cấp một số cụng nghệ ASN bao gồm: hub-and-spoke, phõn cấp (hierachical), và /hoặc kết nối multi –hop
d) Cung cấp một số đường kết nối backhaul cả đường hữu tuyến và vụ tuyến với đặc tớnh thụng lượng trễ khỏc nhau
e) Hỗ trợ triển khai cơ sở hạ tầng ngày một phức tạp
f) Hỗ trợ đưa ra cỏc dịch vụ IP theo từng giai đoạn để đỏp ứng số lượng user hoạt động ngày càng tăng và số dịch vụ IP mà số user này đang sử dụng g) Hỗ trợ tớch hợp cỏc trạm gốc về dung lượng và khả năng phủ súng (cỏc
trạm gốc pico, micro, macro)
h) Hỗ trợ khả năng tớch hợp và phõn nhỏ một cỏch linh động cỏc chức năng trong triển khai cỏc mạng ASN để sử dụng cỏc nguyờn lý cõn bằng tải và như vậy sẽ sử dụng hiệu quả phổ vụ tuyến và tài nguyờn mạng
• Khả năng hoạt động giữa cỏc NSP
Một khớa cạnh khỏc mà kiến trỳc mạng WiMAX hỗ trợ là khả năng tương thớch thiết bị của cỏc nhà sản xuất khỏc nhau trong cựng một hoặc nhềiu ASN. Khả năng tương thớch này bao gồm tương thớch giữa: a) BS và thiết bị Backhaul trong cựng một ASN và b) Cỏc thành phần ASN khỏc nhau ( cú thể từ nhiều nhà cung cấp) và CSN mà chỉ suy giảm tối thiểu hoặc khụng suy giảm chức năng hay khả năng của ASN.
Chuẩn 802.16 định nghĩa cỏc lớp con vựng che phủ CS. Nền tảng kiến trỳc mạng WiMAX sẽ hỗ trợ cỏc kiểu CS gồm : CS Ethernet, CS Ipv4, CS Ipv6.
• Chất lượng dịch vụ QoS
Kiến trỳc mạng WiMAX cung cấp khả năng hỗ trợ cỏc cơ chế QoS. Thực tế, nú cho phộp hỗ trợ đồng thời một tập đa dạng cỏc dịch vụ IP. Chớnh kiến trỳc này hỗ trợ : a) Cỏc mức QoS khỏc biệt dạng thụ (từng user) và/hoặc dạng tinh - (từng luồng dịch vụ cho từng user), b) điều khỉờn phõn quyền, c) quản lý băng thụng và d) thực hiện cỏc chớnh sỏch được quy định bởi nhà khai thỏc cho cỏc SLA dựa trờn QoS ( bao gồm sự bắt buộc cho mỗi user và nhúm user cũng như cỏc nhõn tố: định vị, thời gian, ...v.v... Quản lý địnhg nghĩa cơ chế và sự ộp buộc cơ chế giữa cỏc nhà khai thỏc được tạo bởi cỏc cơ chế IETF chuẩn.