Các anten thu/ phát có thể trao đổi thơng tin với nhau qua các tia sóng truyền thẳng hoặc các tia phản xạ. Trong trường hợp truyền thẳng, các anten được đặt cố định trên các điểm cao, tín hiệu trong trường hợp này ổn định và tốc độ truyền có thể đạt tối đa. Băng tần sử dụng có thể dùng ở tần số cao đến 66GHz vì ở tần số này tín hiệu ít bị giao thoa với các kênh tín hiệu khác và băng thơng sử dụng cũng lớn hơn. Đối với trường hợp tia phản xạ, WiMax sử dụng băng tần thấp hơn từ 2 ÷ 11GHz, tương tự như ở Wifi, ở tần số thấp tín hiệu dễ dàng vượt qua các vật cản, có thể phản xạ, nhiễu xạ, uốn cong, vịng qua các vật thể để đến đích.
2.2.3. Các chuẩn dành cho WIMAX
a. Chuẩn IEEE 802.16 - 2001
Chuẩn IEEE 802.16- 2001 được hoàn thành vào tháng 10/2001 và được công bố vào ngày 08/04/2002, định nghĩa đặc tả kỹ thuật giao diện không gian WirelessMAN™ cho các mạng vùng đô thị. Như trong định nghĩa chuẩn IEEE 802.16, một mạng vùng đô thị không dây cung cấp sự truy nhập mạng cho các tịa nhà thơng qua anten ngồi trời có thể truyền thơng với các trạm cơ sở trung tâm (BS). Do hệ thống khơng dây có khả năng hướng vào những vùng địa lý rộng, hoang vắng mà không cần phát triển cơ sở hạ tầng tốn kém như trong việc triển khai các kết nối cáp nên công nghệ tỏ ra ít tốn kém hơn trong việc triển khai và như vậy dẫn đến sự truy cập băng rộng tăng lên ở khắp mọi nơi. Bản thiết kế WirelessMAN có thể làm thích nghi mọi kết nối với chất lượng dịch vụ (QoS) hồn hảo. Với cơng nghệ được mở rộng theo hướng này, nó là chuẩn được phát triển để hỗ trợ những người cung luôn cần sự di chuyển (ví dụ như trong xe cộ chẳng hạn).
49
Chuẩn hướng vào các tần số từ 10 ÷ 66 GHz, nơi phổ rộng hiện có sẵn để sử dụng trên toàn cầu, nhưng do việc thơng tin ở tần số cao gặp khó khăn do tần số càng cao thì tổn hao càng lớn. Chính vì vậy chuẩn 802.16a đã được ra đời.
b. Chuẩn IEEE 802.16a
Chuẩn 802.16a được hoàn thành vào tháng 11/2002 và được công bố vào tháng 4/ 2003. Chuẩn này cung cấp khả năng truy cập băng rộng không dây ở đầu cuối và điểm kết nối bằng băng tần 2 ÷ 11 GHz, bao gồm cả những phổ cấp phép và không cấp phép, với khoảng cách kết nối tối đa có thể đạt tới 50 km trong trường hợp kết nối điểm điểm và 7 ÷ 10 km trong trường hợp kết nối từ điểm đa điểm. Tốc độ truy nhập có thể đạt tới 70 Mbps.
Trong khi với dải tần 10 ÷ 66GHz chuẩn 802.16 - 2001 phải yêu cầu tầm nhìn thẳng, thì với dải tần 2 ÷ 11GHz chuẩn 802.16a cho phép kết nối mà khơng cần thoả mãn điều kiện tầm nhìn thẳng do ở tần số thấp ít tổn hao hơn.
c. Chuẩn IEEE 802.16c - 2002
Chuẩn IEEE 802.16c được đưa ra vào tháng 9/2002. Chuẩn được nâng cấp lên từ chuẩn 802.16 – 2001. Bản cập nhật đã sửa một số lỗi và sự mâu thuẫn trong bản tiêu chuẩn ban đầu và thêm vào một số profiles hệ thống chi tiết cho dải tần 10 ÷ 66 GHz.
d. Chuẩn IEEE 802.16d - 2004
Chuẩn IEEE 802.16d- 2004 được chính thức phê chuẩn ngày 24/07/2004 và được công bố rộng rãi vào tháng 9/2004. IEEE 802.16- 2004 thường được gọi với tên 802.16-REVd. Chuẩn này được hình thành dựa trên sự tích hợp các chuẩn 802.16-2001, 802.16a, 802.16c. Chuẩn mới này đã được phát triển thành một tập các đặc tả hệ thống có tên là IEEE 802.16- REVd, nhưng đủ toàn diện để phân loại như là một sự kế thừa hoàn chỉnh
50
chuẩn IEEE 802.16 ban đầu.
Chuẩn 802.16d hỗ trợ cả 2 dải tần số, cho phép kết nối thực hiện ở các mơi trường khác nhau:
• Băng tần 10 ÷ 66 GHz: với băng tần này thường được dùng trong mơi trường tầm nhìn thẳng (LOS). Độ rộng kênh được khuyến nghị cho dải tần này là 25 đến 28 MHz. Nó cung cấp khả năng hỗ trợ tốt trong những ứng dụng mơ hình điểm – a im.
ã Bng tn 2 ữ 11 GHz: vi băng tần này thường được dùng trong mơi trường khơng trong tầm nhìn thẳng (NLOS). Nó cung cấp khả năng hỗ trợ tốt trong những ứng dụng mơ hình Mesh.
e. Chuẩn IEEE 802.16e - 2005
Chuẩn 802.16e - 2005 được tổ chức IEEE đưa ra vào tháng 11/ 2005. Đây là phiên bản phát triển dựa trên việc nâng cấp chuẩn 802.16d - 2004 nhằm hỗ trợ thêm cho các dịch vụ di động. Chuẩn này sử dụng kỹ thuật đa truy nhập SOFDMA (Scalable Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access), kỹ thuật điều chế đa sóng mang sử dụng kênh phụ. Băng tần được khuyến cáo dành cho chuẩn là < 6GHz để phục vụ cho các ứng dụng trong môi trường khơng nhìn thẳng và ứng dụng di động. Tuy tốc độ và khả năng bao phủ không được lớn như chuẩn cố định, nhưng với kênh băng thơng 10 MHz, nó cũng có thể đạt tới tốc độ 30 Mbps, với khả năng bao phủ tới 15 km. Một đặc điểm nổi bật của chuẩn này là có thể ứng dụng trong mơi trường di động với tốc độ lý thuyết có thể lên tới đến 120 km/h.
Với những đặc điểm và sự phát triển của các chuẩn 802.16 nói trên, ta có thể nhận thấy được sự khác nhau về cơ bản, cũng như nhận biết được những tính kế thừa của các chuẩn này.
Sự khác nhau giữa các tiêu chuẩn của WIMAX được thể hiện bằng bảng 2.1.
51 Bảng 2-1 So sánh các chuẩn 802.16 802.16 802.16a/REVd 802.16e Dải tần số 10÷ 66 GHz < 11GHz < 6 GHz Phương thức
truy nhập OFDM/OFDMA S-OFDMA
Mơi trường truyền Tầm nhìn thẳng Khơng có tầm nhìn thẳng Khơng có tầm nhìn thẳng Tốc độ 32÷144 Mbps Lên đến 75 Mbps Lên đến 15 Mbps
Điều chế QPSK OFDM 256 sub-carrier, QPSK,16QAM,64QAM Tương tự 802.16a Tính di động Khơng Khơng Có Băng thông kênh 20,25,28M Hz Dải kênh 1.25 đến 20 MHz Dải từ 1.25 đến 20 MHz
Bán kính cell 1.7-5km 5 tới 10km; tối đa 50 km tùy
thuộc vào điều kiện truyền 1.7-5km
Song công FDD/TDD FDD/TDD
FFT 256 (OFDM)/ 2048
(OFDMA)
128/256/512/1 024/2048
2.3. ĐẶC ĐIỂM CỦA WIMAX
2.3.1. Hai mơ hình ứng dụng WIMAX
52
Mơ hình cố định sử dụng các thiết bị theo tiêu chuẩn IEEE.802.16- 2004. Tiêu chuẩn này gọi là “khơng dây cố định” vì thiết bị thơng tin làm việc với các anten đặt cố định tại nhà các thuê bao. Anten đặt trên nóc nhà hoặc trên cột tháp tương tự như chảo thông tin vệ tinh.
Tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 cũng cho phép đặt anten trong nhà nhưng tất nhiên tín hiệu thu khơng khỏe bằng anten ngồi trời. Băng tần cơng tác (theo quy định và phân bổ của quốc gia) trong băng 2,5GHz hoặc 3,5GHz. Độ rộng băng tần là 3,5MHz. WIMAX cố định có thể phục vụ cho các kiểu người dùng như: các xí nghiệp, các khu dân cư nhỏ lẻ và các vùng sâu vùng xa khó đưa mạng cáp hữu tuyến đến đó. Mơ hình 802.16d-2004 được biểu diễn bằng hình 2.6. Trong mơ hình này, bộ phận vơ tuyến gồm các trạm gốc WIMAX BS (làm việc với anten đặt trên tháp cao) và các trạm phụ SS (SubStation). Các trạm WIMAX BS nối với mạng đô thị MAN hoặc mạng PSTN