Ch-ơng I : tổng quan về công nghệ wimax
2.1. tổng quan về hệ thống WiMAX dải tần 2GHz 11GHz
2.1.1.2 Cỏc cụng nghệ khụng dõy
Cụng nghệ WWAN - Wide Wireless Area Network: Đặc điểm của mạng WAN đú là khả năng bao phủ của nú trờn một vựng địa lý rộng lớn. Cú thể là một khu vực rộng, một quốc gia, thậm chớ toàn cầu. Chớnh vỡ vậy, mạng này ra đời chủ yếu với mục đớch xõy dựng nờn cỏc hệ thống thụng tin di động. Kể từ khi ra đời từ năm 80 tới nay, cỏc mạng di động đó phỏt triển hết sức nhanh chúng trờn phạm vi toàn cầu. Kết quả thống kờ ở một số nước cho thấy số lượng cỏc thuờ bao di động đó vượt xa cỏc thuờ bao cố định. Trong tương lai, con số này sẽ vẫn tăng cựng với nhu cầu của thuờ bao. Điều này đó khiến cho cỏc nhà khai thỏc cũng như cỏc tổ chức viễn thụng khụng ngừng nghiờn cứu, cải tiến, đưa ra cỏc giải phỏp kĩ thuật nhằm nõng cao khả năng của mạng di động. Cho đến nay, mạng WWAN đó trải qua 3 thế hệ với cỏc giai đoạn khỏc nhau. Và mỗi thế hệ đều cú những cải tiến vượt bậc so với thế hệ đi trước.[3]
Hệ thống thụng tin di động thế hệ thứ nhất (1G)
Hệ thống mạng di động thế hệ thứ nhất (1G) được phỏt triễn vào những năm cuối thập niờn 70, hệ thống này sử dụng kỹ thuật tương tự (analog).Tất cả cỏc hệ thống 1G sử dụng phương phỏp đa truy nhập phõn chia theo tần số FDMA. Cỏc hệ thống mạng di động 1G chỉ được dựng để sử dụng cho dịch vụ thoại với chất lượng khỏ thấp nguyờn do tỡnh trạng nghẽn mạch và nhiễu xảy ra thường xuyờn .
Cỏc hệ thống mạng di động 1G bao gồm cỏc hệ thống: AMPS (Advaced Mobile Phone System), ETACTS (Enhanced Total Access Cellular System) và NMT(Nordic Mobile Telephone System).
Hệ thống thụng tin di động thứ 2 (2G)
Hệ thống mạng 2G được triển khai vào năm 1990 và hiện nay vẫn được sử dụng rộng rói. Là một mạng thụng tin di động số băng hẹp, sử dụng phương phỏp chuyển mạch (circuit switching) là chủ yếu. Phương phỏp đa truy cập TDMA (Time Division Multiple Access) và CDMA (Code Division Multiple Access) được sử dụng kết hợp FDMA. Hệ thống mạng di động 2G sử dụng cho dịch vụ thoại và truyền số liệu.
Hệ thống mạng 2G bao gồm cỏc hệ thống như PCS (Personal Communication System), TDMA(Time Division Multiple Access), CDMA (Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Communication)
Hệ thống thụng tin di động thế hệ thứ 2.5 (2.5 G)
Đặc điểm của hệ thống mạng 2.5G là mạng chuyển tiếp giữa hệ thống mạng di động thế hệ thứ 2 (2G) và thứ 3 (3G). Hệ thống hoàn toàn dựa trờn cơ chế chuyển mạch gúi. Ưu điểm củ hệ thống di động 2.5G là tiết kiệm được khụng gian và tăng tốc độ truyền dẫn.
Việc nõng cấp hệ thống mạng 2G lờn 2.5G nhanh hơn và cú chi phớ thấp hơn so với việc nõng cấp mạng từ 2G lờn 3G .Hệ thống 2.5G như một bước đệm chuyển tiếp, khụng đũi hỏi mụt sự thay đổi cú tớnh chất đột biến.
Cỏc hệ thống mạng 2.5G gồm cú GPRS (Generic Packet Radio Services), EDGE (Enhanced Data Rate for Global Evolution)
Hệ thống thụng tin di động thế hệ thứ 3 (3G)
Đõy là thế hệ thụng tin di động số cho phộp chuyển mạng bất kỳ, cú khả năng truyền thụng đa phương tiện chất lượng cao. Cỏc hệ thống 3G được xõy dựng trờn cơ sở CDMA hoặc CDMA kết hợp với TDMA, cú khả năng cung cấp một băng tần rộng theo yờu cầu, do đú cú thể hỗ trợ cỏc dịch vụ cú nhiều tốc độ khỏc nhau. Ở thế hệ thứ 3, cỏc hệ thống thụng tin di động cú xu thế hoà nhập thành một tiờu chuẩn chung duy nhất và phục vụ lờn đến 2Mbps. Mặc dự 3G được tớnh toỏn sẽ là một chuẩn mang tớnh toàn cầu nhưng chi phớ xõy dựng cơ sở hạ tầng cho hệ thống này rất tốn kộm.
Cỏc hệ thống mạng 3G gồm WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access), UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)
Cụng nghệ WMAN: Đặc điểm của cụng nghệ này là phạm vi bao phủ của nú từ vài đến vài chục km. Cụng nghệ này thớch hợp cho việc triển khai cỏc ứng dụng trong phạm vi một thành phố, hoặc một vựng ngoại ụ,… Cụng nghệ này đặc biệt cú ý nghĩa trong việc đưa thụng tin tới cỏc vựng sõu, vựng xa hoặc những nơi mà việc đi cỏp đến thực sự khú khăn. Hiện nay cú hai tổ chức chớnh thực hiện việc chuẩn húa cụng nghệ này là IEEE với 802.16 và ETSI với HiperAccess/HiperMAN
Cụng nghệ WLAN: WLAN là hệ thống liờn kết, chia sẻ và trao đổi dữ liệu giữa cỏc mỏy tớnh sử dụng súng radio hoặc hồng ngoại nhằm thay thế mạng LAN truyền thống. Tổ chức chuẩn húa cỏc mạng WLAN chủ yếu vẫn là IEEE và ETSI. Cỏc hệ thống WLAN cú thể đạt tới tốc độ hàng chục Mbps trong khoảng cỏch vài chục một. Thiết bị WLAN đó được lắp đặt tại nhiều địa điểm nhất là những nơi tập trung dõn cư như khỏch sạn, trạm, nhà ga,…
Một số lợi ớch cơ bản của WLAN là: cho phộp thay đổi, di chuyển, thu hẹp và mở rộng một mạng một cỏch rất đơn giản, tiết kiệm, cú thể thành lập một mạng cú tớnh chất tạm thời với khả năng cơ động mềm dẻo cao, thiết lập được mạng ở những khu vực rất khú nối dõy, tiết kiệm chi phớ đi dõy tốn kộm. Bờn cạnh đú, việc cài đặt mạng WLAN cũng khỏ dễ dàng và cụng nghệ WLAN cũng rất dễ hiểu và dễ sử dụng. LAN và WLAN chỉ khỏc nhau ở một số đặc điểm nhưng nhỡn chung tất cả những cụng nghệ ỏp dụng trong LAN thỡ cũng đều đều ỏp dụng được cho WLAN. Chỳng cú cỏc tớnh năng giống nhau và thường được nối chung với mạng Ethernet đi dõy.
WLAN ngày càng phỏt triển theo xu hướng “nhanh hơn, tốt hơn, rẻ hơn”, tốc độ của WLAN đó lờn tới vài chục Mbps, khoảng cỏch hàng kilomet cũn giỏ thành thỡ ngày càng giảm. Thậm chớ sự phỏt triển của nú đó làm nú vượt khỏi ranh giới mạng LAN thụng thường
Ở Việt Nam hiện nay, WLAN vẫn chưa phỏt triển, chỉ cú một số rất ớt nơi lắp đặt hệ thống WLAN do cơ sở hạ tầng, giỏ thành chưa phự hợp. Nhưng
trong tương lai khụng xa, WLAN sẽ là một cụng nghệ thay thế cho cỏc cụng nghệ LAN truyền thống.
Cụng nghệ WPAN: Cựng với sự phỏt triển ngày càng mạnh mẽ của khoa học, cụng nghệ, sự ra đời của cỏc thiết bị ngoại vi cho mỏy tinh, cỏc thiết bị hỗ trợ cỏ nhõn ngày càng nhiều, nhu cầu trao đổi, chia sẻ thụng tin giữa chỳng cũng ngày càng trở nờn cần thiết. Cỏc thiết bị này cú đặc điểm là đơn giản, chuyờn dụng, khụng đũi hỏi tốc độ quỏ cao, khả năng xử lớ phức tạp cho nờn việc sử dụng cỏc cụng nghệ mạng cú sẵn thực hiện những giao tiếp này trở nờn đắt tiền và khụng phự hợp. Mạng PAN ra đời cũng nhằm đỏp ứng những đũi hỏi đú.
PAN là một mạng kết nối giữa cỏc thiết bị ở rất gần với nhau cho phộp chỳng chia sẻ thụng tin và cỏc dịch vụ. Điểm đặc biệt của mạng này là được ứng dụng trong khoảng cỏch rất ngắn, thụng thường chỉ khoảng vài một, cụng suất rất nhỏ,… nú rất thớch hợp để nối cỏc thiết bị ngoại vi vào mỏy tớnh. Cỏc mạng PAN cũng được dựng để giao tiếp giữa cỏc thiết bị cỏ nhõn như điện thoại, PDA,… hoặc để kết nối với cỏc mạng cấp cao hơn như mạng LAN, WAN, thậm chớ cả Internet. Những ứng dụng thường thấy hiện nay của WPAN là trong khụng gian văn phũng. Cỏc thiết bị điện tử trong mạng cú thể là mỏy tớnh để bàn, mỏy tớnh di động, mỏy in, cỏc thiết bị cầm tay, điện thoại di động, mỏy nhắn tin,…
Cỏc cụng nghệ về WPAN cú rất nhiều với nhiều loại và đa dạng được phõn ra làm hai loại, một loại dựng súng hồng ngoại để truyền và một loại dựng súng radio để truyền
Cụng nghệ IrDA
IrDA là cụng nghệ khụng dõy sử dụng súng hồng ngoại được phỏt triển bởi Infrared Data Association. Tổ chức gồm hơn 160 thành viờn trờn khắp thể giới lập ra nhằm xõy dựng một bộ giao thức chuẩn cho việc truyền thụng giỏ rẻ, khoản cỏch ngắn sử dụng súng hồng ngoại thay thế cho cỏc dõy cỏp trong cỏc văn phũng, nhà, trường học.
IrDA được thiết kế cú tốc độ từ 9600bps đến 1Mbps trong phạm vi khoảng 1 đến 2 một, ngày nay nú đó được cải thiện lờn tới 4Mbps thậm chớ
cao hơn và khoảng cỏch cũng được tăng lờn. Cỏc thiết bị muốn sử dụng trao đổi thụng tin thụng qua cỏc cổng IrDA phải được đặt sao cho chỳng cú thể nhỡn thấy nhau, gúc nhỡn thẳng này nằm trong khoảng 30o. Việc trao đổi thụng tin thụng qua IrDA cú tốc độ khỏ cao, xử lớ đơn giản, thuận tiện lại cú giỏ thành rẻ. Chớnh vỡ thế IrDA đó được tớch hợp trong rất nhiều cỏc thiết bị như mỏy xỏch tay, cỏc mỏy PDA, thiết bị ngoại vi,… Tuy nhiờn, IrDA cũng chưa đỏp ứng được những nhu cầu ngày càng gia tăng của người dựng do những hạn chế về cơ chế cũng như điều kiện truyền.
Bluetooth
Bluetooth là một chuẩn cụng nghiệp được lỳc đầu được phỏt minh và phỏt triển bởi hóng Erricson từ năm 1994, cho đến năm 1999 thỡ sự ra đời của tổ chức Bluetooth SIG (Special Interest Group), một cơ quan chuyờn chuẩn hoỏ cỏc hệ thống Bluetooth, tổ chức này bao gồm một loại cỏc cụng ty lớn như Sony Erricson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba…. Khỏc với cụng nghệ IrDA sử dụng súng hồng ngoại để truyền tin, cụng nghệ bluetooth lại sử dụng súng radio cú băng tần khoảng 2,4GHz (từ 2400MHz đến 2483.5MHz), với băng tần này tốc độ của bluetooth cú thể đạt tới khoảng 700Kbps trong phạm vi khoảng 10 một. Bluetooth sử dụng súng radio để truyền, ưu điểm của nú so với IrDA chớnh là khả năng đõm xuyờn tốt hơn của súng radio so với súng hồng ngoại.
Hiện nay đó xuất hiện một số cụng nghệ WPAN mới ưu việt hơn hẳn so với IrDA và Bluetooth. Cỏc chuẩn này về cơ bản vẫn dựng súng radio để truyền nhưng sử dụng những kĩ thuật mới cho phộp tăng tốc độ truyền lờn vụ cựng lớn như cụng nghệ Wireless USB 480Mbps.