• Tốc độ truyền có thể thay đổi, tối đa 70 – 108 Mbit/s.
• Hoạt động trong cả hai môi trường truyền dẫn: đường truyền tầm nhìn thẳng
LOS (Line of Sight) và đường truyền không theo tầm nhìn thẳng NLOS (Non Line of
Sight).
• Dải tần làm việc 2-11GHz và từ 10-66GHz.
• Trong WiMAX hướng truyền được chia thành đường lên (uplink) và đường
xuống (downlink). Uplink có tần số thấp hơn downlink và đều sử dụng công nghệ
OFDM để truyền. OFDM trong WiMAX sử dụng tổng cộng 2048 sóng mang, trong
đó có 1536 sóng mang dành cho thông tin được chia thành 32 kênh con mỗi kênh con
tương đương với 48 sóng mang.
• Độ rộng băng tần của WiMAX từ 5MHz đến trên 20MHz được chia thành
nhiều băng tần con 1,75MHz. Mỗi băng tần con này được chia nhỏ hơn nữa nhờ công
nghệ OFDM, cho phép nhiều thuê bao có thể truy cập đồng thời một hay nhiều kênh
một cách linh hoạt để đảm bảo tối ưu hiệu quả sử dụng băng tần. Công nghệ này
được gọi là công nghệ đa truy nhập OFDMA.
• Về cấu trúc phân lớp, hệ thống WiMAX được phân chia thành 4 lớp: Lớp
con hội tụ đặc tả dịch vụ (Service-specific Convergency Sublayer) , lớp con phần
chung MAC, lớp con bảo mật và lớp vật lý (Physical). Các lớp này tương đương với
hai lớp dưới của mô hình OSI và được chuẩn hoá để có thể giao tiếp với nhiều ứng
dụng lớp trên
Hình 1.4– Mô hình phân lớp WiMAX so sánh với mô hình OSI.
Công nghệ WiMAX là giải pháp cho nhiều loại ứng dụng băng rộng tốc độ
cao cùng một thời điểm với khoảng cách xa và cho phép các nhà khai thác dịch vụ
hội tụ tất cả trên mạng IP để cung cấp các dịch vụ “3 cung”: dữ liệu, thoại và video
Trang 5
. WiMAX cũng cho phép các ứng dụng truy cập xách tay (laptop hay PDA),
cho phép các khu vực nội thị và thành phố có thể truy cập vô tuyến băng thông rộng
ngoài trời. Do vậy, WiMAX là một công nghệ bổ sung tự nhiên cho các mạng di
động vì nó có khả năng cung cấp băng thông lớn hơn và cho các mạng WiFi nhờ
cung cấp kết nối băng rộng ở các khu vực lớn hơn.
1.5. CÁC CHUẨN CỦA WIMAX:
Về tiêu chuẩn, WiMAX là một bộ tiêu chuẩn dựa trên họ tiêu chuẩn 802.16 của
IEEE nhưng hẹp hơn và tập trung vào một số cấu hình nhất định. Hiện có 2 chuẩn
của WiMAX là 802.16-2004 (802.16d) và 802.16-2005 (802.16e).
• Chuẩn IEEE 802.16 - 2004:
Chuẩn 802.16-2004 được IEEE đưa ra tháng 7-2004. Tiêu chuẩn này ứng dụng
LOS ở dải tần số 10- 66 GHz và NLOS ở dải 2- 11 GHz, sử dụng phương thức điều
chế OFDM và có thể cung cấp các dịch vụ cố định, lưu động theo tầm nhìn thẳng và
không theo tầm nhìn thẳng.
• Chuẩn IEEE 802.16e:
Chuẩn 802.16-2005 (hay 802.16e) được IEEE thông qua tháng 12-2005. Chuẩn
không dây băng thông rộng 802.16e với tên gọi WiMAX di động (Mobile WiMax) đã
được phê chuẩn, cho phép trạm gốc kết nối tới những thiết bị đang di chuyển. Chuẩn
này giúp cho các thiết bị từ các nhà sản xuất này có thể làm việc, tương thích tốt với
các thiết bị từ các nhà sản xuất khác. 802.16e hoạt động ở các băng tần nhỏ hơn 6
GHz, tốc độ lên tới 15 Mbps với kênh 5 MHz, bán kính ô (cell) từ 2 – 5 km.
1.6. CÁC BĂNG TẦN CỦA WIMAX:
• Băng 2300-2400MHz (băng 2.3 GHz):
Băng tần này là băng tần được Diễn đàn WiMAX ưu tiên lựa chọn cho WiMAX
di động theo chuẩn 802.16-2005. Có hai lý do cho. Thứ nhất, so với các băng trên
3GHz điều kiện truyền sóng của băng tần này thích hợp cho các ứng dụng di động.
Thứ hai là khả năng băng tần này sẽ được nhiều nước cho phép sử dụng WBA bao
gồm cả WiMAX. WiMAX ở băng tần này có độ rộng kênh là 5MHz, chế độ song
công TDD, FDD.
Hiện có một số nước phân bổ băng tần này cho WBA như Hàn Quốc (triển khai
mạng WiBro), Úc, Mỹ, Canada, Singapore. Singapore đã cho đấu thầu 10 khối
5MHz trong dải 2300-2350MHz để sử dụng cho WBA với các điều kiện tương tự
như với băng 2.5GHz. Úc chia băng tần này thành các khối 7MHz, không qui định cụ
Trang 6
thể về công nghệ hay độ rộng kênh, ưu tiên cho ứng dụng cố định. Mỹ chia thành 5
khối 10MHz, không qui định cụ thể về độ rộng kênh, cho phép triển khai cả TDD và
FDD.
Đối với Việt Nam, đây cũng là một băng tần có khả năng sẽ được sử dụng để
triển khai WBA/WiMAX.
• Băng 2500-2690MHz (băng 2.5 GHz):
Băng 2.5GHz cũng có đặc tính truyền sóng tương tự như băng 2.3GHz nên là
băng tần được WiMAX Forum xem xét cho WiMAX di động.
Với Việt Nam, quy hoạch phổ vô tuyến điện quốc gia được Thủ tướng Chính
phủ phê duyệt cuối năm 2005 đã quy định băng tần 2500-2690 MHz sẽ được sử dụng
cho các hệ thống thông tin di động thế hệ mới, không triển khai thêm các thiết bị
khác trong băng tần này.
• Băng 3300-3400MHz (băng 3.3 GHz):
Băng tần này được phân bổ ở Ấn Độ, Trung Quốc và Việt Nam đang xem xét
phân bổ chính thức. Do Ấn Độ và Trung Quốc là hai thị trường lớn, nên dù chưa có
nhiều nước cấp băng tần này cho WBA, nhưng thiết bị WiMAX cũng đã được sản
xuất. Chuẩn WiMAX áp dụng ở băng tần này tương tự như với băng 3.5GHz, đó là
WiMAX cố định, chế độ song công FDD hoặc TDD, độ rộng kênh 3.5MHz hoặc
7MHz.
• Băng 3400-3600MHz (băng 3.5 GHz):
Băng 3.5Ghz là băng tần được nhiều nước phân bổ cho hệ thống truy cập không
dây cố định hoặc cho hệ thống truy cập không dây băng rộng. WiMAX cũng được
xem là một công nghệ WBA nên có thể sử dụng băng tần này cho WiMAX. Vì vậy,
diễn đàn WiMAX thống nhất lựa chọn băng tần này cho WiMAX.
Đối với Việt Nam, do băng tần này được ưu tiên dành cho hệ thống vệ tinh
Vinasat nên hiện tại không thể triển khai cho WiMAX.
• Băng 3600-3800MHz:
Băng 3600-3800MHz được một số nước châu Âu xem xét để cấp cho WBA.
Tuy nhiên, do một phần băng tần này (từ 3.7-3.8GHz) đang được nhiều hệ thống vệ
tinh viễn thông sử dụng, đặc biệt là ở khu vực châu Á, nên ít khả năng băng tần này
sẽ được chấp nhận cho WiMAX ở châu Á.
• Băng 5725-5850MHz (băng 5.8 GHz):
Trang 7
Băng tần này được diễn đàn WiMAX quan tâm vì đây là băng tần được nhiều
nước cho phép sử dụng không cần cấp phép và với công suất tới cao hơn so với các
đoạn băng tần khác trong dải 5GHz (5125-5250MHz, 5250-5350MHz), vốn thường
được sử dụng cho các ứng dụng trong nhà.
Theo WiMAX Forum thì băng tần này thích hợp để triển khai WiMAX cố định,
độ rộng phân kênh là 10MHz, phương thức song công được sử dụng là TDD, không
có FDD.
• Băng dưới 1GHz:
Với các tần số càng thấp, sóng vô tuyến lan truyền càng xa, số trạm gốc cần sử
dụng càng ít, tức mức đầu tư cho hệ thống thấp đi. Vì vậy, WiMAX Forum cũng
đang xem xét khả năng sử dụng các băng tần dưới 1GHz, đặc biệt là băng 700-
800MHz.
Hiện nay, một số nước đang thực hiện việc chuyển đổi từ truyền hình tương tự
sang truyền hình số, nên sẽ giải phóng được một phần phổ tần sử dụng cho
WBA/WiMAX. Như Mỹ đó cấp đoạn băng tần 699-741MHz trước đây dùng cho
kênh 52-59 UHF truyền hình và xem xét cấp tiếp băng 747-801MHz (kênh 60-69
UHF truyền hình).
Với Việt Nam, do đặc điểm có rất nhiều đài truyền hình địa phương nên các
kênh trong giải 470-806MHz dành cho truyền hình được sử dụng dày đặc cho các hệ
thống truyền hình tương tự. Hiện chưa có lộ trình cụ thể nào để chuyển đổi các hệ
thống truyền hình tương tự này sang truyền hình số, nên chưa thấy có khả năng có
băng tần để cấp cho WBA/WiMAX ở đây.[1]
Trang 8
Hình 1.5 – Băng tần được vận động dành cho WiMAX trên thế giới
1.7. CÁC ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA WIMAX
1.7.1. Một số ưu điểm chính của công nghệ WiMAX
• Lớp vật lí của WiMAX dựa trên nền kĩ thuật OFDM (ghép kênh phân
tần trực giao)
Kỹ thuật này giúp hạn chế hiệu ứng phân tập đa đường, cho phép WiMAX
hoạt động tốt trong môi truờng NLOS nên độ bao phủ rộng hơn, do đó khoảng cách
giữa trạm thu và trạm phát có thể lên đến 50km. Cũng nhờ kĩ thuật OFDM, phổ các
sóng mang con có thể chồng lấn lên nhau nên sẽ tiết kiệm, sử dụng hiệu quả băng
thông và cho phép truyền dữ liệu với tốc độ cao: phổ tín hiệu 10MHz hoạt động ở
chế độ TDD (song công phân thời) với tỉ số đường xuống/đường lên (downlink-to-
uplink ratio) là 3:1 thì tốc độ đỉnh tương ứng sẽ là 25Mbps và 6.7Mbps.
• Hệ thống WiMAX có công suất cao
Trong WiMAX hướng truyền tin chia thành hai đường : hướng lên( uplink) và
hướng xuống (downlink), hướng lên có tần số thấp hơn hướng xuống và đều sử dụng
kĩ thuật OFDM. OFDM sử dụng tối đa 2048 sóng mang, trong đó 1536 sóng mang
dành cho thông tin được chia thành 32 kênh con, mỗi kênh con tương đương
Trang 9
48 sóng mang. WiMAX còn sử dụng thêm điều chế nhiều mức thích ứng từ BPSK,
QPSK đến 256 - QAM kết hợp các phương pháp sửa lỗi như ngẫu nhiên hoá, mã hoá
sửa lỗi Reed Solomon,mã xoắn tỉ lệ mã từ 1/2 đến 7/8, làm tăng độ tin cậy kết nối với
hoạt động phân loại sóng mang và tăng công suất qua khoảng cách xa hơn. Ngoài ra
WiMAX còn cho phép sử dụng công nghệ TDD và FDD cho việc phân chia truyền
dẫn hướng lên và hướng xuống.
• Lớp MAC dựa trên nền OFDMA (Orthogonal Frequency Division
Multiple Access- truy nhập OFDM)
Độ rộng băng tần của WiMAX từ 5MHZ đến trên 20MHz được chia nhỏ thành
nhiều băng con 1.75Mhz, mỗi băng con này được chia nhỏ hơn nhờ kĩ thuật OFDM,
cho phép nhiều thuê bao truy cập đồng thời một hay nhiều kênh một cách linh hoạt,
đảm bảo hiệu quả sử dụng băng thông.OFDMA cho phép thay đổi tốc độ dữ liệu để
phù hợp với băng thông tương ứng nhờ thay đổi số mức FFT ở lớp vật lí; ví dụ một
hệ thống WiMAX dùng biến đổi FFT lần lượt là: 128 bit, 512 bit, 1048 bit tương ứng
với băng thông kênh truyền là: 1.25MHz, 5MHz, 10MHz; nhờ vậy sẽ dễ dàng hơn
cho user kết nối giữa các mạng có băng thông kênh truyền khác nhau.
• Chuẩn cho truy cập vô tuyến cố định và di động tương lai
WiMAX do diễn đàn WiMAX đề xuất và phát triển dựa trên nền 802.16, tập
chuẩn về hệ thống truy nhập vô tuyến băng rộng cho di động và cố định của IEEE,
nên các sản phẩm, thiết bị phần cứng sẽ do diễn đàn WiMAX chứng nhận phù hợp,
tương thích ngược với HiperLAN của ETSI cũng như Wi-Fi.
Hỗ trợ các kĩ thuật anten: phân tập thu phát, mã hoá không gian, mã hoá thời gian.
Hỗ trợ kĩ thuật hạ tầng mạng trên nền IP : QoS (trong các dịch vụ đa phương tiện,
thoại), ARQ (giúp bảo đảm độ tin cậy kết nối), ….
• Chi phí thấp
Thiết lập, cài đặt dịch vụ WiMAX dễ dàng sẽ giảm chi phí cho nhà cung dịch vụ
cũng như khách hàng.
Tạo điều kiện thuận lợi để phát triển các dịch vụ truyền thông đa phương tiện
ở các vùng sâu, vùng xa, những nơi khó phát triển hạ tầng mạng băng rộng, khắc
phục những giới hạn của đường truyền Internet DSL và cáp.
CPE vô tuyến cố định có thể sử dụng cùng loại chipset modem được sử dụng
trong máy tính cá nhân (PC) và PDA, vì ở khoảng cách gần các modem có thể tự lắp
đặt trong nhà CPE sẽ tương tự như cáp, DSL và các trạm gốc có thể sử dụng cùng
Trang 10
loại chipset chung được thiết kế cho các điểm truy cập WiMAX chi phí thấp và cuối
cùng là số lượng tăng cũng thỏa mãn cho việc đầu tư vào việc tích hợp mức độ cao
hơn các chipset tần số vô tuyến (RF), làm chi phí giảm hơn nữa.
1.7.2. Một số nhược điểm của công nghệ WiMAX
Dải tần WiMAX sử dụng không tương thích tại nhiều quốc gia, làm hạn chế sự
phổ biến công nghệ rông rãi. Do công nghệ mới xuất hiện gần đây nên vẫn còn một
số lỗ hổng bảo mật.
Về giá thành: Dù các hãng, tập đoàn sản xuất thiết bị đầu cuối (như Intel, Alcatel,
Alvarion, Motorola…) tham gia nghiên cứu phát triển nhưng giá thành vẫn còn rất
cao.
Công nghệ này khởi xướng từ nước Mỹ, nhưng thực sự chưa có thông tin chính
thức nào đề cập đến việc Mỹ sử dụng WiMAX như thế nào, khắc phục hậu quả sự cố
ra sao. Ngay cả ở Việt Nam,VNPT ( với nhà thầu nước ngoài là Motorola, Alvarion)
cũng đã triển khai ở một số tỉnh miền núi phía Bắc, cụ thể là ở Lào Cai nhưng cũng
chỉ giới hạn là các điểm truy cập Internet tại Bưu điện tỉnh, huyện chứ chưa có những
kết luận chính thức về tính hiệu quả đáng kể của hệ thống.
1.8. NHU CẦU VÀ HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG TRUY NHẬP TẠI VIỆT NAM:
Hiện nay, với sự phát triển bùng nổ về nhu cầu truyền số liệu tốc độ cao và nhu
cầu đa dạng hoá các loại hình dịch vụ cung cập như: truy nhập Internet, thư điện tử,
thương mại điện tử, truyền file, nhu cầu truy nhập băng rộng tại Việt Nam đang đòi
hỏi là hết sức lớn. Các đối tượng có nhu cầu sử dụng truy nhập băng rộng rất đa dạng
bao gồm: Các cơ quan, doanh nghiệp, hộ gia đình, các quán Internet,vv Đặc biệt
với đề án phát triển “Chính phủ điện tử hay tin học hóa hành chính nhà nước” thì nhu
cầu truy nhập băng rộng của các cơ quan Đảng, chính quyền, đặc biệt là với các cơ
quan Đảng, chính quyền cấp xã phường được đánh giá là rất lớn và rộng khắp. Điều
này đã được thể hiện qua việc triển khai các dự án thiết lập đường truyền số liệu tốc
độ cao cho các cơ quan Đảng và chính quyền tới cấp xã, phường đã được Bộ Bưu
chính Viễn thông Việt Nam triển khai thực hiện.
• Hiện trạng truy nhập băng rộng tại Việt Nam.
Có rất nhiều công nghệ truy nhập băng rộng đã được nghiên cứu và đưa vào triển
khai sử dụng tại Việt Nam. Tuy nhiên, hiện nay các công nghệ đang được khai thác ở
Việt Nam chủ yếu vẫn là truy nhập qua cáp đồng, truy nhập qua môi trường vô tuyến
và truy nhập qua vệ tinh.
Trang 11
Truy nhập băng rộng qua hệ thống cáp hữu tuyến.
Truy nhập băng rộng qua hệ thống cáp đồng trước đây rất hạn chế và chủ yếu là
các dịch vụ thuê kênh riêng hoặc qua mạng ISDN. Tuy vậy, trong những năm gần
đây với việc triển khai công nghệ xDSL thì việc truy nhập băng rộng đã trở nên phổ
biến với hai loại dịch vụ chủ yếu là ADSL và SHDSL. Ba nhà cung cấp dịch vụ truy
nhập xDSL lớn hiện nay là Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT), Công
ty FPT và Công ty Viễn thông Quân đội (Viettel), trong đó VNPT có số thuê bao lớn
nhất.
VNPT đã đầu tư hệ thống cung cấp dịch vụ xDSL tại tất cả các tỉnh, thành phố
trên cả nước. Đến nay, hệ thống này đã có khả năng cung cấp dịch vụ truy nhập băng
rộng cho tất cả các quận huyện trong toàn quốc. Tuy nhiên, hệ thống này mới chỉ có
khả năng cung cấp đến hầu hết cho các vùng tại các khu vực thuộc các tỉnh, thành
phố lớn, với các huyện miền núi thì hệ thống này chủ yếu mới chỉ cung cấp được cho
các vùng trong phạm vi phục vụ của tổng đài tối đa đến 5 km.
FPT và Viettet cũng đã cung cấp dịch vụ ADSL nhưng phạm vi phục vụ chỉ tập
chung tại Hà Nội, Hồ Chí Minh và một số tỉnh, thành phố lớn.
Ngoài ra, hiện nay công ty Viễn thông điện lực hiện nay đã phối hợp với truyền
hình cáp Việt Nam để đưa dịch vụ truy nhập băng rộng qua cáp đồng trục của mạng
truyền hình cáp. Tuy nhiên với mạng cáp này thì cũng chủ yếu cung cấp tại các khu
vực của Hà Nội và Hồ Chí Minh.
Truy nhập băng rộng qua hệ thống vô tuyến.
Hệ thống truy nhập băng rộng qua môi trường vô tuyến tại Việt Nam hiện nay
chủ yếu vẫn là các mạng LAN vô tuyến (WLAN) sử dụng các hệ thống truy nhập
WiFi được triển khai tại các khu vực Hotsport. Các hot spots này bao gồm các khách
sạn, sân bay, các trung tâm hội nghị, nhà hàng, …Ưu điểm của WLAN trong các
mạng thương mại là nó hỗ trợ tính di động cho đối tượng sử dụng, đồng thời vẫn cho
phép kết nối cố định; các mạng này cài đặt đơn giản, nhanh chóng và không cần cơ
sở hạ tầng có sẵn; khả năng lắp đặt rộng hơn vì cho phép lắp đặt ở những nơi mà
mạng có dây không thể thiết lập được; tiết kiệm chi phí lắp đặt do giảm bớt được
thành phần cáp trong mạng, việc mở rộng và thay đổi cấu hình mạng đơn giản. Tuy
nhiên, các hệ thống WiFi có phạm vi phục vụ tương đối nhỏ chỉ trong bán kính 50
đến 100m.
Mới đây, Công ty viễn thông điện lực đã cung cấp dịch vụ truy nhập băng rộng
qua hệ thống CDMA1x EV-DO làm việc tại tần số 450 MHz, còn được gọi là
Trang 12
CDMA450. Hệ thống này cũng mới chỉ đáp ứng được nhu cầu truy nhập băng rộng
tại các khu vực trung tâm của các tỉnh, thành phố trong phạm vi phủ sóng của công ty
Viễn thông điện lực.
Truy nhập băng rộng qua vệ tinh.
Hiện nay, VNPT đã phối hợp với SSA xây dựng hệ thống VSAT IP/IPSTAR
quốc tế đầu tiên tại Việt Nam. Đây là giải pháp mạng băng rộng thế hệ mới sử dụng
hệ thống vệ tinh iPSTAR, tạo ra khả năng mới để tăng cường phổ cập dịch vụ viễn
thông và Internet tới nông thôn, vùng sâu, vùng xa. Với hệ thống này, khả năng cung
cấp dịch vụ truy nhập băng rộng được mở rộng trong phạm vi toàn quốc. Tuy nhiên
hệ thống này không thể phát triển theo hình thức thương mại được vì giá thành của
thiết bị quá cao, mặt khác chất lượng dịch vụ còn rất hạn chế so với các giải pháp
khác.
1.9. Quá trình truy nhập mạng:
Để liên lạc được với BS hay các SS khác trong mạng, mỗi SS phải thực hiện quá
trình truy nhập mạng.
Quá trình này bao gồm các thủ tục:
• Đồng bộ kênh.
• Khởi tạo quá trình điều khiển công suất (Initial ranging).
• Thương lượng khả năng.
• Xác thực.
• Đăng kí và thiết lập kết nối.
Sau khi hoàn tất quá trình truy nhập mạng, SS sẽ tạo một hoặc nhiều luồng dịch
vụ để gửi dữ liệu đến BS. Quá trình này được thực hiện như sau:
Dưới đây là thuật toán thực hiện quá trình truy nhập mạng:
Trang 13
Kết thúc
Bắt đầu
Quét kênh
Lấy tham số
Thương lượng
khả năng
Kết nối IP
Tạo kết nối
Đồng bộ?
Xác thực?
Đăng ký?
Thực hiện Ranging
theo chu kỳ?
Kết nối thành
công?
Khởi tạo
Ranging?
Thuật toán thực hiện
quá trình truy
nhập mạng:
Trang 14
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét