Mạng không dây băng thông rộng Wimax : Các vấn đề về công nghệ và triển khai ứng dụng

- Dịch vụ truy nhập Internet ứng dụng đa ph−ơng tiện Dịch vụ thông tin Nhóm sử dụng cho phủ sóng thị trấn và thành phố nhỏ Kết luận Ch−ơng II: Giới thiệu mạng không dây băng thông rộng WiMAX.
- cũng nh− dịch vụ của WiMAX.
- 1.2.4 Kết nối Trong thực tế, do kỹ thuật để thiết lập mạng Wi-Fi để cung cấp dịch vụ đều dùng tiêu chuẩn kỹ thuật của mạng Ethernet và hoàn toàn t−ơng thích để kết -25- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá nối trực tiếp vào mạng Internet.
- Theo báo cáo của Gartner Dataquest (Oct 2002) thì trong năm 2003 đã có 70% các nhà khai thác di -26- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá động của châu Âu sẽ cung cấp khả năng nhận thực này cho khách hàng của mình và đến năm 2007 sẽ chiếm 50% thị phần về dịch vụ truy nhập Internet băng rộng không dây.
- Trong xu h−ớng dịch chuyển lên sử dụng băng tần 5GHz, việc quản lý chất l−ợng dịch vụ đ−ợc chú trọng.
- -28- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá Có ba loại hình dịch vụ đ−ợc đề cập nhiều trong cung cấp dịch vụ ở nơi công cộng (Truy nhập Internet, dịch vụ thông tin nội bộ và các ứng dụng đa ph−ơng tiện) và đ−ợc gọi là điểm nóng.
- Các thiết bị đầu cuối sử dụng dịch vụ này khá đa dạng: máy tính xách tay, thiết bị điện tử cá nhân và các máy di động.
- 1.3.2.3 Dịch vụ thông tin Dịch vụ này cung cấp cho ng−ời sử dụng các thông tin và các bản tin nội bộ.
- Tuy nhiên, các nhà cung cấp dịch vụ mạng mạch vòng vô tuyến (WLL) thì coi WLAN là khả năng để thiết lập mạng công cộng cho ở các thành phố nhỏ (ít hơn 50 000 dân) để cung cấp dịch vụ truy nhập Internet.
- Thế mạnh của WLAN là việc triển khai cung cấp dịch vụ t−ơng đối dễ dàng: Giá thành thiết bị thấp, dễ sử dụng, quản lý và khai thác.
- Ngoài ra ch−ơng này cũng xem xét về vấn đề quản lý chất l−ợng dịch vụ và bảo mật của mạng Wi-Fi.
- -30- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá Ch−ơng II: Giới thiệu mạng không dây băng thông rộng WiMAX 2.1 Mở đầu Nh− chúng ta đã biết, hiện nay có một số hình thức cơ bản để truy nhập dịch vụ Internet.
- Tốc độ cao của dịch vụ băng rộng.
- WiMAX có thể thay thế dịch vụ xDSL và Cable Modem, cung cấp truy nhập Internet bất cứ nơi đâu.
- Lợi ích của WiMAX là khả năng ghép kênh cao, vì thế các nhà cung cấp dịch vụ có thể dễ dàng cung cấp cho khách hàng dịch vụ truy nhập không dây.
- Vì thế, WiMAX đ−ợc xem nh− công nghệ có hiệu quả kinh tế cao cho việc triển khai nhanh trong các khu vực mà các công nghệ khác khó có thể cung cấp dịch vụ băng thông rộng.
- Hơn nữa, việc cài đặt WiMAX dễ dàng, tiết kiệm chi phí cho các nhà cung cấp dịch vụ và giảm giá thành dịch vụ cho ng−ời sử dụng.
- Sự an toàn cũng đ−ợc cung cấp cho các nhà điều hành chống lại nạn trộm cắp dịch vụ.
- Mỗi khi Antenna và thiết bị đ−ợc cài đặt và vận hành thì công nghệ WiMAX đã sẵn sàng cho các -33- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá dịch vụ.
- Dich vụ đa lớp (Multi-Level Service): Cách thức mà QoS đ−ợc chuyển giao là đ−ợc dựa trên thoả thuận mức dịch vụ giữa nhà cung cấp dịch vụ và ng−ời sử dụng đầu cuối.
- Thêm nữa, một nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp nhiều thoả thuận mức dịch vụ khác nhau đến các thuê bao, thậm trí tới các ng−ời sử dụng khác nhau trên cùng một SS.
- -35- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá Một trạm tháp WiMAX có thể kết nối trực tiếp tới Internet sử dụng kết nối có dây băng thông rộng (Ví dụ nh− đ−ờng T3).
- Hình 2.1: Mô hình hoạt động của WiMAX WiMAX có thể cung cấp hai dạng của dịch vụ không dây.
- Tiêu chuẩn này sử dụng ph−ơng -39- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá thức điều chế OFDM với 256 sóng mang phụ và có thể cung cấp các dịch vụ cố định, nomadic (ng−ời sử dụng có thể di chuyển nh−ng cố định trong lúc kết nối) theo tầm nhìn thẳng (LOS) và không theo tầm nhìn thẳng (NLOS).
- Tiêu chuẩn IEEE ứng dụng OFDM để tối −u hóa các dịch vụ truyền số liệu không dây trên nền của mạng WMAN (Wireless Metropolitan Area Networks).
- Phân lớp này bảo mật cho ng−ời sử dụng bằng cách mã hoá liên kết giữa trạm BS và trạm SS, mã hoá các luồng dịch vụ trong phạm vi mạng.
- 2.3 Các dịch vụ và ứng dụng của mạng WiMAX Công nghệ WiMAX là giải pháp cho nhiều loại ứng dụng băng rộng tốc độ cao cùng 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 -46- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá và video.
- Do vậy, WiMAX là một công nghệ bổ sung cho các mạng di động (Vì cung cấp băng thông lớn hơn) và cho mạng Wi-Fi (Nhờ cung cấp dịch vụ ở các khu vực rộng lớn.
- Nó sẽ cung cấp dịch vụ cho mọi ng−ời kể cả khi đang di chuyển, cho phép họ kết nối với dịch vụ: Thoại, dữ liệu, video.
- 2.3.1.1 Các nhà cung cấp dịch vụ không dây Backhaul -47- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá Các nhà cung cấp dịch vụ không dây sử dụng thiết bị WiMAX truyền dẫn tới Backhaul từ các trạm cơ sở trong mạng truy nhập của họ, nh− sau: Hình 2.4: ứng dụng cung cấp dịnh vụ không dây.
- Nếu mạng truy nhập sử dụng thiết bị Wi-Fi, toàn bộ mạng của các nhà cung cấp dịch vụ không dây xem nh− là vùng nóng.
- Các nhà cung cấp dịch vụ không dây có thể triển khai dịch vụ WiMAX một cách nhanh chóng, thuận tiện.
- Quản lý chất l−ợng dịch vụ WiMAX cho phép vận dụng các loại khác nhau của l−u l−ợng.
- Nhà cung cấp dịch vụ không dây có thể là các nhà truyền thông địa ph−ơng mà bắt đầu kinh doanh với chi phí thấp hoặc không lắp đặt thiết bị cơ sở.
- Hỗ trợ các kiểu đa dịch vụ cho phép các phân lớp thu nhập khác nhau.
- Các nhà cung cấp dịch vụ không dây chỉ cần một hệ thống thanh toán và một cơ sở dữ liệu khách hàng.
- 2.3.2.2 Kết nối nông thôn Các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng mạng WiMAX để chuyển tới thị tr−ờng lớp d−ới trong các khu vực nông thôn và ngoại ô bên ngoài các thành phố, nh− sau: Hình 2.10: ứng dụng cho kết nối nông thôn.
- Kết nối nông thôn chuyển giao dịch vụ thoại và Internet thực sự cần thiết.
- Trong khi WiMAX cũng sử dụng ph−ơng thức điều chế OFDM nh−ng đ−ợc chia hành 256 -57- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá sóng mang phụ.
- Các cấp độ dịch vụ đ−ợc đảm bảo.
- Chất l−ợng dịch vụ có thể hỗ trợ các ứng dụng video và tiếng nói.
- Quá trình lắp đặt một hệ thống theo tiêu chuẩn IEEE 802.16 nhanh hơn so với việc thiết lập dịch vụ T1 ở một số khu vực.
- Trạm SS khác có thể sử dụng -60- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá các l−ợc đồ điều biến khác nhau đồng thời các khung khác nhau.
- Một đặc tính rất quan trọng của IEEE là khả năng cung cấp chất l−ợng dịch vụ khác biệt trong lớp PHY.
- Một định danh luồng dịch vụ thực hiện kiểm tra chất l−ợng dịch vụ.
- Phân lớp MAC bao gồm ba phân lớp phụ : Phân lớp phụ hội tụ chỉ định dịch vụ (Service Specific Convergence Sublayer - CS), phân lớp phụ có phần chung với phân lớp MAC (MAC Common Part Sublayer-MAC CPS) và phân lớp phụ có thuộc tính riêng (Privacy Sublayer).
- -62- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá Có hai loại phân lớp phụ CS : Phân lớp phụ hội tụ ATM đ−ợc dùng cho các mạng dịch vụ ATM và phân lớp phụ hội tụ gói đ−ợc dùng để ánh xạ các dịch vụ gói nh− là Ethernet, giao thức điểm - điểm, IPv4, IPv6 cùng các mạng khu vực cục bộ ảo (VLAN) Hình 3.1: Phân lớp giao thức trong tiêu chuẩn 802.16 Phân lớp phụ có phần chung với phân lớp MAC (MAC CPS) là bộ phận trung tâm của tiêu chuẩn.
- Trong phân lớp MAC, sự truyền thông giữa CS và MAC CPS đ−ợc thực hiện bởi điểm truy nhập dịch vụ MAC (MAC SAP- MAC service Access Poin).
- Các tham số hiện trạng truyền loạt và sự có -70- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá mặt của phần TDMA sẽ thay đổi trên cơ sở từng khung giống nh− làm theo lệnh các yêu cầu dịch vụ và độ rộng dải tần .
- Tiêu chuẩn IEEE 802.16 MAC độc lập với giao thức PHY phân lớp trên, có khả năng hỗ trợ các dịch vụ kế thừa TDM kể cả dữ liệu và tiếng nói, kết nối giao thức Internet, các ứng dụng gói tin nh− VoIP (Thoại qua giao thức Internet), cũng có thể hỗ trợ l−u l−ợng truyền loạt (Bursty) hay liên tục (Continuous) và đảm bảo rằng chất l−ợng dịch vụ (QoS) đáp ứng đ−ợc loại dữ liệu sẽ truyền tải.
- Thông qua nhiều ph−ơng thức mà chúng ta sẽ đề cập d−ới đây, phân lớp MAC có thể cung cấp các dịch vụ khác biệt đến những ng−ời sử dụng cùng môi tr−ờng truyền thông.
- Điều quan trọng nhất là phân lớp MAC có thể đảm bảo mức độ dịch vụ đ−ợc chỉ định và đ−ợc yêu cầu QoS cho mỗi kết nối.
- Tiêu chuẩn IEEE 802.16 là một giao thức định h−ớng kết nối tại đó tất cả các dịch vụ đ−ợc sắp xếp để kết nối.
- Điều này thậm chí đúng cho các dịch vụ vốn không đ−ợc kết nối.
- Các CID đ−ợc sử dụng cho các mối t−ơng tác với trạm cơ sở để đạt đ−ợc những yêu cầu độ rộng dải tần, quá trình kiểm soát chất l−ợng dịch vụ kết nối và định tuyến dữ liệu đến phân lớp phụ thích hợp.
- Có thể đ−ợc dùng để hỗ trợ các dịch vụ tại đó kích cỡ MAC SDU có thể rất lớn nh− các ứng dụng video.
- Nằm giữa mỗi phân lớp phụ là một điểm truy nhập dịch vụ (SAP).
- 3.5.3.1 Phân lớp phụ hội tụ (CS) Phân lớp phụ CS đ−ợc dùng cho các dịch vụ ánh xạ và bắt đầu từ các kết nối phân lớp MAC của tiêu chuẩn IEEE 802.16.
- Phân lớp này cũng có trách nhiệm áp dụng chất l−ợng dịch vụ kết nối theo chỉ định thông qua sự lập ch−ơng trình truyền tải thích hợp.
- Một -83- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá trạng thái thứ ba có khả năng cho luồng dịch vụ là trạng thái đ−ợc cung cấp tại đó trạm BS đã gán một tên định danh luồng dịch vụ nh−ng đã không duy trì bất cứ nguồn nào cho luồng dịch vụ này.
- Dịch vụ lập lịch trình tại đó một kết nối sẽ sử dụng đ−ợc quyết định -90- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá vào thời điểm thiết lập kết nối đó.
- Trạm SS có thể cung cấp thông tin phản hồi đến trạm BS liên quan đến trạng thái các luồng dịch vụ bằng cách sử dụng cờ báo lỗi (Slip Indicator Flag) trong đầu đề phụ quản lý cấp phát.
- Dịch vụ này hoàn toàn phù hợp với các ứng dụng nh− luồng video hay âm thanh, VoIP.
- Bởi vì trạm SS phải yêu cầu độ rộng dải tần rõ ràng, có tính lớp trên và tính kế thừa liên quan -91- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá đến dịch vụ này nhiều hơn so với dịch vụ cấp phát tự nguyện, tuy nhiên một số hiệu quả đạt đ−ợc thông qua việc sử dụng các gói tin dữ liệu có kích cỡ thay đổi.
- Nh− đã đ−ợc nói rõ trong tiêu chuẩn IEEE 802.16, hai luồng dịch vụ đ−ợc nêu ra giống nhau trong tất cả các tham số chất l−ợng dịch vụ ngoài phạm vi −u tiên.
- Dịch vụ có nỗ lực cao nhất là có tính hiệu quả độ rộng dải tần nhất bởi vì nó không l−u trữ độ rộng dải tần cho một trạm nào có thể hoặc không thể sử dụng nó.
- 3.5.10 Chất l−ợng dịch vụ -92- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá Có nhiều tham số liên quan đến chất l−ợng dịch vụ trong tiêu chuẩn IEEE 802.16.
- Ngoài ra ch−ơng này cũng đề cập đến quản lý chất l−ợng dịch vụ (QoS) và sự bảo mật của tiêu chuẩn IEEE 802.16.
- Để triển khai kinh doanh dịch vụ WiMAX chúng ta cần quan tâm đến nhiều yếu tố.
- Do môi tr−ờng cạnh tranh nên một nhà cung cấp dịch vụ mới cần chuẩn bị tinh thần.
- Nhà cung cấp dịch vụ mới có thể trông đợi: Khả năng thâm nhập thị tr−ờng cao hơn ở thành thị đôi chút.
- Nhà cung cấp dịch vụ mới có thể hy vọng.
- Đối với các vùng mật độ dân c− vừa phải (Ngoại vi các thành phố lớn nơi đòi hỏi cung cấp đa dịch vụ với chất l−ợng đ−ợc đảm bảo) thì việc triển khai WiMAX để cung cấp các dịch vụ đa -99- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá ph−ơng tiện sẽ nhanh và có hiệu quả kinh tế cao hơn và với việc cung cấp băng thông rộng sẽ đáp ứng đ−ợc các yêu cầu về chất l−ợng.
- 4.1.3 Tốc độ tiếp nhận thị tr−ờng Nói chung phải mất một thời gian thì khách hàng mới sẵn sàng bỏ tiền ra sử dụng một công nghệ mới, một dịch vụ mới.
- Đối với một số khách hàng, dịch vụ hoặc nhà cung cấp dịch vụ phải đ−ợc kiểm tra kỹ l−ỡng tr−ớc khi họ đăng ký sử dụng.
- Việc sử dụng phổ tần đ−ợc cấp phép có lợi thế rõ ràng là bảo vệ bạn khỏi bị các nhà cung cấp dịch vụ không dây khác gây trở ngại.
- Nói chung, chúng ta vẫn có cảm giác là sử dụng phổ tần có cấp phép đ−ợc chuộng hơn ở những vùng trung tâm chính nơi mà có thể có rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ mạng không dây.
- ở những vùng này, có thể dễ dàng giảm bớt trở ngại thông qua sự phối hợp tần số giữa các nhà cung cấp dịch vụ.
- Điều này hỗ trợ cho việc sử dụng cách thức lựa chọn kênh tự động để có thể lựa chọn đ−ợc các kênh một cách tự động mà không bị các nhà cung cấp dịch vụ khác gây trở ngại.
- 4.1.5 Các khoản chi phí đầu t− -101- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá Các khoản chi phí đầu t− mà chúng ta cần quan tâm khi triển khai dịch vụ WiMAX là các chi phí để đầu t− các trang thiết bị nh.
- Có thể thực hiện thành công tr−ờng hợp kinh doanh với mạng dịch vụ WiMAX trong rất nhiều môi tr−ờng dân c− đa dạng.
- Tại những n−ớc đang phát triển, do thiếu lựa chọn công nghệ phù hợp và nhu cầu sử dụng nên nhà cung cấp dịch vụ có thể trông đợi mức thâm nhập vào thị tr−ờng cao hơn và tốc độ tiếp nhận thị tr−ờng nhanh hơn.
- ở Canada, tr−ờng đại học Winnipeg thử nghiệm dịch vụ WiMAX với thiết bị do Redline cung cấp.
- Đặc biệt tại Hàn quốc, dịch vụ WiMAX đã chính thức đ−ợc triển khai.
- WiMAX là công nghệ hứa hẹn, giúp khai thác nhiều loại hình dịch vụ (Đa dịch vụ) trên nền băng rộng tốc độ cao.
- Mặt khác, với khả năng phủ sóng rộng, WiMAX có lợi cho việc triển khai các dịch vụ -106- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá viễn thông và Internet tại những vùng sâu, vùng xa, vùng có địa hình phức tạp, không có điều kiện kéo cáp.
- Hiện nay, nhiều băng tần có thể dùng cho WiMAX ở Việt Nam đã đ−ợc dùng cho các dịch vụ khác.
- Việc cấp phép thiết lập mạng cung cấp dịch vụ viễn thông công nghệ WiMAX sẽ đ−ợc xem xét sau khi đánh giá các khía cạnh của báo cáo, kết quả thử nghiệm.
- Hai dịch vụ sẽ đ−ợc cung cấp tr−ớc mắt là truy cập Internet và các ứng dụng thoại qua IP.
- Về các dịch vụ: Ng−ời dùng đầu cuối có cơ hội sử dụng Internet và thực hiện các cuộc gọi nội tỉnh (Tỉnh Lào Cai) miễn phí trong thời gian thử nghiệm (6 tháng).
- Chất l−ợng dịch vụ đ−ợc quản lý tốt hơn.
- Tuy nhiên ở Việt Nam phần lớn các băng tần -128- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá này đều đã đ−ợc sử dụng bởi các dịch vụ khác nh−: Phát thanh truyền hình, điện thoại di động, vô tuyến hàng hải, hàng không....Điều đó dẫn đến khi triển khai công nghệ WiMAX, chính phủ cần phải có chính sách qui hoạch các băng tần cụ thể để cấp cho các nhà cung cấp dịch vụ tránh các tr−ờng hợp chồng chéo gây nhiễu sóng ảnh h−ởng đến chất l−ợng dịch vụ sau này.
- Tuy nhiên dải tần này đã đ−ợc phân chia làm nhiều băng tần cho nhiều dịch vụ sử dụng cho nên chúng ta cần quan tâm khai thác đến dải tần số cao từ 10 - 66 GHz.
- ở Hàn quốc để sử dụng đ−ợc dịch vụ khách hàng phải mua thẻ để cài vào máy tính.
- 4.5.2 Đánh giá về hiệu quả kinh doanh tại Việt Nam -129- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá Hiện nay, lĩnh vực viễn thông và công nghệ thông tin đang đ−ợc phát triển mạnh mẽ ở Việt nam, đặc biệt là các dịch vụ: Truy nhập Internet, điện thoại di động và VoIP.
- Để phát triển đ−ợc các dịch vụ này nhiều công nghệ băng thông rộng đang đ−ợc áp dụng tại Việt Nam.
- Vì mặc dù có thể chỉ ra −u điểm của công nghệ WiMAX là truyền tải với tốc độ rất cao nh−ng công nghệ này vẫn phải kết nối vào mạng trục để cung cấp dịch vụ cho thuê bao.
- Để sẵn sàng triển khai công nghệ WiMAX tại địa bàn TP Hà nội, các nhà cung cấp dịch vụ cần phải quan tâm đến một số vấn đề sau.
- Điều này giúp cho các doanh nghiệp chuẩn bị triển khai dịch vụ có những lựa chọn phù hợp để -131- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá đạt hiệu quả cao trong kinh doanh.
- -132- Luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Xử lý Thông tin và Truyền thông niên khoá Kết luận Sau một thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tác giả đã đạt đ−ợc một số các kết quả khả quan trong công việc nghiên cứu công nghệ mạng không dây băng thông rộng WiMAX và mô hình cung cấp dịch vụ mạng không dây băng thông rộng WiMAX phù hợp với hạ tầng cơ sở hiện nay tại Việt Nam

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt