CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX
2.2 Giới thiệu về các chuẩn IEEE 802.16
Đây là chuẩn đầu tiên trong họ chuẩn IEEE 802.16, chuẩn này đã định nghĩa lớp điều khiển truy nhập phương tiện (MAC – Medium Access Control) và lớp vật lý (PHY – Physic layer) có khả năng cung cấp dịch vụ truy nhập băng rộng không dây cố định (Fixed Broadband Wireless Access) theo mô hình điểm - điểm và điểm - đa điểm. Chuẩn này sử dụng dải tần 10-66 GHz, chỉ hỗ trợ truyền trong tầm nhìn thẳng. Chuẩn này cũng sử dụng một trong hai phương pháp song công phân thời (TDD - Time Division Duplexing) và song công phân tần (FDD - Frequency Division Duplexing) cho cả liên kết lên và liên kết xuống.
Đáng chú ý là, chuẩn IEEE 802.16-2001 đã có khả năng cung cấp chất lượng dịch vụ khác nhau cho lớp vật lý. Khả năng điều khiển chất lượng dịch vụ này dựa trên việc
13
cung cấp các dòng dịch vụ (service flows), mỗi dòng dịch vụ được xác định bởi một ID dòng dịch vụ.
Sự bảo mật của chuẩn IEEE 802.16 được thực hiện dựa trên lớp con bảo mật (privacy sublayer). Lớp con bảo mật cung cấp sự bảo mật trên các kết nối không dây của mạng. Nó được thực hiện thông qua việc mã hoá dữ liệu gửi giữa trạm cơ sở và trạm thuê bao.
Chuẩn IEEE 802.16a
Tiếp theo chuẩn 802.16-2001, IEEE đưa ra chuẩn không dây 802.16a (20030).
Chuẩn này cung cấp khả năng truy nhập băng rộng không dây ở đầu cuối và điểm kết nối trên dải tần 2-11 GHz với khoảng cách kết nối tối đa có thể đạt tới 50 km trong trường hợp kết nối điểm đến điểm và 7-10 km trong trường hợp kết nối điểm đến đa điểm, tốc độ truy nhập có thể đạt tới 70 Mb/s. Chuẩn 802.16a cho phép kết nối mà không cần điều kiện tầm nhìn thẳng, nhờ đó cho phép cung cấp dịch vụ truy cập internet băng rộng cho các khu vụ mà mạng cáp không cung cấp được.
IEEE 802.16a bao gồm cả chuẩn lớp PHY và lớp MAC cải tiến nhờ đó có thể truyền dẫn đa đường và giảm tối đa nhiễu. Chuẩn này sử dụng phương pháp dồn kênh phân tần trực giao (OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Để tăng hiệu quả chống nhiễu cũng như tăng hiệu suất sử dụng các tài nguyên truyền thông, IEEE 802.16a được bổ sung thêm phương pháp điều biến đa truy nhập phân tần trực giao (Orthogonal Frequency Division Multiple Access - OFDMA). Phương pháp này sẽ được đề cập chi tiết hơn ở phần sau.
Chuẩn IEEE 802.16d - 2004
Chuẩn này được chính thức phê chuẩn ngày 24/07/2004 và được công bố rộng rãi vào tháng 9/2004, thường được gọi là 802.16-REVd. Chuẩn mới này đã được phát triển thành một tập các chuẩn hệ thống có tên là IEEE 802.16-REVd, chuẩn này vẫn có thể như là sự kế thừa hoàn chỉnh của chuẩn IEEE 802.16 ban đầu.
14
Chuẩn 802.16d hỗ trợ cả 2 dải tần số, cho phép kết nối thực hiện ở các môi trường khác nhau: dải tần 10-66 GHz thường được dùng trong môi trường tầm nhìn thẳng, cung cấp khả năng hỗ trợ tốt trong các ứng dụng mô hình điểm-đa điểm; dải tần 2-11 GHz thường được dùng trong môi trường không trong tầm nhìn che khuất, cung cấp khả năng hỗ trợ tốt trong các ứng dụng mô hình Mesh.
Chuẩn IEEE 802.16e - 2005
Một chuẩn nổi bật trong các chuẩn 802.16 là chuẩn 802.16e-2005, chuẩn này được tổ chức IEEE đưa ra vào tháng 11/2005. Đây là phiên bản nâng cấp của chuẩn 802.16-2004, chuẩn này hỗ trợ cả các dịch vụ cố định và di động (tốc độ cao). Ngoài ra, chuẩn này còn bổ sung thêm kỹ thuật đa truy nhập phân tần trực giao khả biến tỷ lệ (SOFDMA - Scalable Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access). Dải tần được khuyến nghị dành cho chuẩn này là < 6GHz để phục vụ cho các ứng dụng trong môi trường không trong tầm nhìn thẳng (NLOS) và ứng dụng di động.
Khi sử dụng kênh băng thông 10 MHz, chuẩn này cũng có thể đạt tới tốc độ 30 Mb/s, với vùng phủ sóng tới 15 km. Điểm nổi bật của chuẩn này là có thể truy nhập mạng trong khi di chuyển với với tốc độ lý thuyết có thể lên tới đến 120 km/h. Các chuẩnvề chuẩn 802.16e đã được trình bày cụ thể trong phần trên của chương này.
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.
Bảng 2.1 dưới đây thể hiện sự so sánh giữa một số chuẩn 802.16 của WiMAX.
15
Bảng 2.1: So sánh sơ lược về các chuẩn IEEE 802.16 [5], [1].
802.16 802.16a 802.16d 802.16e
Ngày hoàn thiện 12.2001 01.2003 07.2004 3Q 2005
Dải tần số 10-66 GHz 2-11 GHz 2-11 & 10-66 GHz 0,7 – 6 GHz
Cần (LOS) Có Không Không Không
Tốc độdữ liệu 32-134 Mbps 1-75 Mbps 1-75 Mbps <15 Mbps
Điều biến Điều biến đơn sóng mang QPSK
OFDM 256 sóng mang con QPSK, 16QAM,
64QAM
S-OFDMA, QPSK, 16 QAM, 64 QAM
Như 802.16d, OFDMA khả biến
tỷ lệ
Mức di động Cố định Cố định Có thể cho tốc độ di
chuyển thấp <120 km/h Băng thông kênh 20, 25, 28 MHz 5-trên 20 MHz 1,25-20 MHz như 802.16d Bán kính cell (PtM) 1,7-5 km 4-8 km
5 tới 10 km; tối đa 50 km tùy thuộc vào điều kiện
truyền 1-5 km
Khoảng cách tối đa
anten định hướng (PtP) 10 km 30 km LOS: 30 km
NLOS: 6 km -