- Qua quá trình tìm hiểu, tham khảo từ các nguồn và chắt lọc, chúng em đã có được đề tài “Công nghệ mạng không dây và các chuẩn không dây” hoàn chỉnh. - Đề tài trình bày những vấn đề cơ bản về công nghệ mạng không dây và các chuẩn cho mạng không dây thông dụng. - Mạng không dây là gì. - Lịch sử mạng không dây. - Dải tần số không dây. - 4 1.4 Liên kết không dây. - 5 1.5 Các mạng không dây. - 8 1.5.4 MAN không dây. - 11 1.6 Thuộc tính mạng không dây. - 12 1.7 Ưu và nhược điểm của hệ thống mạng không dây. - 13 1.8 Mạng không dây với sức khỏe con người. - CÁC CHUẨN CHO MẠNG KHÔNG DÂY 2.1 Chuẩn IEEE 802.11 và 802.11a/b/g/n. - 14 2.1.1 Chuẩn 802.11. - 14 2.1.2 Chuẩn 802.11b. - 14 2.1.3 Chuẩn 802.11a. - 15 2.1.4 Chuẩn 802.11g. - 15 2.1.5 Chuẩn 802.11n. - Mạng không dây là gì? Mạng không dây (tiếng Anh: wireless network) là mạng điện thoại hoặc mạng máy tính sử dụng kết nối dữ liệu không dây để kết nối các nút mạng, dùng sóng radio làm sóng truyền dẫn. - 1.2 Lịch sử mạng không dây Do Guglielmo Marconi sáng lập ra. - Công nghệ không dây mà Marconi phát triển là một sự pha tạp giữa điện báo có dây truyền thống và sóng Hertz (được đặt tên sau khi Heinrich Hertz phát minh ra chúng). - Cùng với sự ra đời của radio (máy phát thanh), công nghệ không dây đã có thể tồn tại một cách thương mại hóa. - Tháng 6 năm 1997 chuẩn IEEE 802.11 cho WLANs ra đời. - Những năm gần đây mạng không dây ngày càng phát triển, các công nghệ mới có sức ảnh hưởng vô cùng mạnh mẽ như 3G, 4G ra đời. - 1.3 Dải tần số không dây 3 Thiết bị không dây bắt buộc phải hoạt động tại dải tần nào đó, mỗi một dải có một băng thông (là khoảng rộng tần số trong dải). - Sự thay đổi xác nhận các sản phẩm không dây sử dụng điều chế phổ trải rộng hoạt động tại dải tần công nghiệp, khoa học và y tế (ISM). - Một điển hình của những dải tần ISM là cho phép người sử dụng các dải tần không dây mà không cần xác nhận bản quyền sử dụng tần số, tuy nhiên ở một vài quốc gia, trong đó có Việt nam sử dụng dải tần số này phải xin giấy phép sử dụng tần số. - Sau đây là một số dải tần sử dụng trong công nghệ mạng không dây. - Với đường kinh cây là 10m ta sẽ có độ suy hao về chiều dài kết nói không dây lên đến 75%. - 1.4 Liên kết không dây Terrestrial microwave: lò vi sóng thông tin liên lạc trên mặt đất sử dụng máy phát trên Trái Đất và thu giống như các phương tiện truyền hình vệ tinh. - 5 Đài phát thanh và lây lan phổ công nghệ - mạng nội bộ không dây sử dụng công nghệ vô tuyến tần số cao tương tự như kỹ thuật số di động và công nghệ vô tuyến tần số thấp. - Mạng LAN không dây sử dụng công nghệ quang phổ rộng để cho phép giao tiếp giữa nhiều thiết bị trong một khu vực hạn chế. - IEEE 802.11 định nghĩa một hương vị chung của công nghệ sóng radio không dây tiêu chuẩn mở được gọi là Wifi. - 1.5 Các mạng không dây Hình 1: Các mô hình mạng không dây 1.5.1 Wireless PAN Wireless vùng mạng cá nhân (WPANs) thiết bị kết nối trong phạm vi một khu vực tương đối nhỏ, mà thường là trong tầm tay của một người. - 1.5.2 Wireless LAN 6 Một mạng nội bộ không dây (WLAN) liên kết hai hay nhiều thiết bị trên một khoảng cách ngắn bằng cách sử dụng một phương pháp phân phối không dây, thường cung cấp một kết nối thông qua một điểm truy cập để truy cập internet. - Các Wi-Fi Alliance định nghĩa Wi-Fi như bất kỳ "mạng nội bộ không dây" (WLAN) sản phẩm dựa trên các Viện Điện và Điện tử (IEEE) chuẩn 802.11. - Đây có thể kết nối với một nguồn tài nguyên mạng như Internet thông qua một điểm truy cập mạng không dây. - Mô tả của một thiết bị gửi thông tin không dây với thiết bị khác, cả hai kết nối với các mạng lưới địa phương, để in một tài liệu. - 7 Hình 2: Mạng Lan không dây thường được dùng để kết nối các nguồn lực địa phương và với internet 1.5.3 Wireless mesh networ Một mạng lưới không dây (WMN) là một mạng lưới thông tin liên lạc được tạo thành từ đài phát thanh các nút được tổ chức trong một lưới topo. - Nó cũng là một hình thức không dây mạng ad hoc. - Mạng lưới không dây thường gồm các khách hàng lưới, thiết bị định tuyến lưới và các cổng. - Các lưới khách hàng thường máy tính xách tay, điện thoại di động và các thiết bị không dây khác trong khi các thiết bị định tuyến lưới chuyển tiếp lưu lượng đến và đi từ các cổng mà có thể, nhưng không cần, kết nối với Internet. - Mạng lưới không dây có thể tự thức và tự chữa bệnh. - Mạng lưới không dây có thể được thực hiện với công nghệ không dây khác nhau bao gồm công nghệ di động hoặc sự kết hợp của nhiều loại. - 1.5.4 MAN không dây Wireless mạng khu vực đô thị là một kiểu mạng không dây kết nối nhiều mạng LAN không dây. - WiMAX là một loại Wireless MAN và được mô tả bởi các tiêu chuẩn IEEE Wireless WAN Wireless Wan là mạng không dây mà thường bao gồm các khu vực lớn, chẳng hạn như giữa các thị trấn lân cận, thành phố, thành phố và các vùng ngoại ô. - Các kết nối không dây giữa các điểm truy cập thường trỏ đến điểm các tuyến vi ba sử dụng các thiết bị parabol trên băng tần 2,4 GHz, chứ không phải là ăng-ten đa hướng được sử dụng với các mạng nhỏ hơn. - Một hệ thống điển hình có chứa các cổng trạm, điểm truy cập và rơ le cầu nối không dây. - GPRS có thể được dùng cho những dịch vụ như truy cập Giao thức Ứng dụng Không dây (WAP), Dịch vụ tin nhắn ngắn (SMS), Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện (MMS), và với các dịch vụ liên lạc Internet như email và truy cập World Wide Web. - 3G tìm thấy ứng dụng trong dây bằng giọng nói điện thoại, truy cập Internet di động, điện thoại cố định không dây truy cập Internet, các cuộc gọi video và truyền hình di động. - Điều này đảm bảo nó có thể được áp dụng cho điện thoại không dây bằng giọng nói, truy cập Internet di động, truy cập Internet không dây cố định, các cuộc gọi video và các công nghệ truyền hình di động. - Trong dự án IEEE 802, điều này liên quan đến một kế trên cạn mạng LAN không dây. - 1.6 Thuộc tính mạng không dây 1.6.1 Thuộc tính chung Hiện tại, ngành công nghiệp chấp nhận một số ít các công nghệ không dây khác nhau. - Mỗi công nghệ không dây được xác định bởi một tiêu chuẩn mô tả các chức năng độc đáo ở cả các lớp liên kết dữ liệu của vật lý và mô hình OSI. - 1.6.2 Hiệu suất Mỗi tiêu chuẩn khác nhau trong phạm vi địa lý, do đó làm cho một trong nhiều tiêu chuẩn lý tưởng hơn tiếp theo tùy thuộc vào những gì nó là ai đang cố gắng để hoàn thành với một mạng không dây. - Hiệu suất của mạng không dây đáp ứng một loạt các ứng dụng như thoại và video. - Như mạng không dây đã trở nên phổ biến, tinh tế làm tăng thông qua cấu hình của phần cứng và phần mềm, và công suất lớn hơn để gửi và nhận được số tiền lớn của dữ liệu, nhanh hơn, đạt được. - 1.6.3 Không gian Không gian là một đặc tính của mạng không dây. - Các mạng không dây cung cấp nhiều lợi thế so với mạng có dây về vấn đề lắp đặt và di chuyển. - Mạng không dây cho phép người sử dụng để chỉ một không gian nhất định mà mạng sẽ có thể giao tiếp với các thiết bị khác thông qua mạng lưới đó. - NE không dây là các sản phẩm và thiết bị được sử dụng bởi một tàu sân bay không dây để cung cấp hỗ trợ cho backhaul mạng cũng như một chuyển mạch Trung tâm Điện thoại di động (MSC). - Dịch vụ không dây đáng tin cậy phụ thuộc vào các yếu tố mạng ở lớp vật lý để được bảo vệ chống lại tất cả các môi trường hoạt động và các ứng dụng. - 1.7 Ưu và nhược điểm của hệ thống mạng không dây 1.7.1 Ưu điểm Giá thành giảm nhiều đối với mọi thành phần người sử dụng. - 12 Công nghệ không dây đã được tích hợp rộng rãi trong bộ vi xử lý dành cho máy tính xách tay của INTEL và AMD, do đó tất cả người dùng máy tính xách tay đều có sẵn tính năng kết nối mạng không dây. - 1.7.1 Nhược điểm Hệ thống mạng không dây đến nay vẫn chưa thể thay thế mạng có dây. - Với các hệ thống máy chủ, việc kết nối không dây cho các máy chủ là không thích hợp. - Tốc độ mạng không dây bị hạn chế bởi băng thông có sẵn. - Tốc độ mạng không dây bị giới hạn bởi dải tần số và cách điều chế, trong khi hiện nay tốc độ mạng dây đạt tới 10 Gbps và còn đang tiếp tục tăng. - Tính bảo mật chưa cao, bởi vì chỉ cần trong vùng phủ sóng của hệ thống mạng không dây là đã có thể tiếp cận với dữ liệu truyền trên mạng. - 1.8 Mạng không dây với sức khỏe con người Các Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã thừa nhận những "nỗi lo lắng và suy đoán" liên quan đến các lĩnh vực điện từ (EMFs) và ảnh hưởng của họ bị cáo buộc về y tế công cộng. - CÁC CHUẨN CHO MẠNG KHÔNG DÂY 2.1 Chuẩn IEEE 802.11 và 802.11a/b/g/n Chuẩn IEEE 802.11 (Wifi) được tổ chức Tổ chức IEEE chịu trách nhiệm phát triển các chuẩn mạng cục bộ không dây (wireless local area networking standards). - 2.1.1 Chuẩn 802.11 Tổ chức IEEE dựa trên công nghệ mạng cục bộ để phát triển chuẩn đầu tiên cho mạng cục bộ không dây (IEEE 802.11). - IEEE 802.11 có framework giống như chuẩn Ethernet, điều này đảm bảo sự tương tác giữa các tầng ở mức cao hơn và sự kết nối dễ dàng giữa các thiết bị Ethernet và WLAN. - Với lý do đó, các sản phẩm không dây thiết kế theo chuẩn 802.11 ban đầu dần không được sản xuất. - 802.11b sử dụng tần số vô tuyến (2.4 GHz) giống như chuẩn ban đầu 802.11. - Các thiết bị 802.11b có thể bị xuyên nhiễu từ các thiết bị điện thoại không dây (kéo dài), lò vi sóng hoặc các thiết bị khác sử dụng cùng dải tần 2.4 GHz. - Mặc dù vậy, bằng cách cài đặt các thiết bị 802.11b cách xa các thiết bị như vậy có thể giảm được hiện tượng xuyên nhiễu này. - Ưu điểm của 802.11b – giá thành thấp nhất. - 14 Nhược điểm của 802.11b – tốc độ tối đa thấp nhất. - Vì 802.11b được sử dụng rộng rãi quá nhanh so với 802.11a, nên một số người cho rằng 802.11a được tạo sau 802.11b. - Tuy nhiên trong thực tế, 802.11a và 802.11b được tạo một cách đồng thời. - Do giá thành cao hơn nên 802.11a chỉ được sử dụng trong các mạng doanh nghiệp còn 802.11b thích hợp hơn với thị trường mạng gia đình. - 802.11a hỗ trợ băng thông lên đến 54 Mbps và sử dụng tần số vô tuyến 5GHz. - Tần số của 802.11a cao hơn so với 802.11b chính vì vậy đã làm cho phạm vi của hệ thống này hẹp hơn so với các mạng 802.11b. - Với tần số này, các tín hiệu 802.11a cũng khó xuyên qua các vách tường và các vật cản khác hơn. - Do 802.11a và 802.11b sử dụng các tần số khác nhau, nên hai công nghệ này không thể tương thích với nhau. - Chính vì vậy một số hãng đã cung cấp các thiết bị mạng hybrid cho 802.11a/b nhưng các sản phẩm này chỉ đơn thuần là bổ sung thêm hai chuẩn này. - Ưu điểm của 802.11a – tốc độ cao. - Nhược điểm của 802.11a – giá thành đắt. - 802.11g thực hiện sự kết hợp tốt nhất giữa 802.11a và 802.11b. - 802.11g có khả năng tương thích với các chuẩn 802.11b, điều đó có nghĩa là các điểm truy cập 802.11g sẽ làm việc với các adapter mạng không dây 802.11b và ngược lại. - Ưu điểm của 802.11g – tốc độ cao. - Nhược điểm của 802.11g – giá thành đắt hơn 802.11b. - 2.1.5 Chuẩn 802.11n 15 Chuẩn mới nhất trong danh mục Wi-Fi chính là 802.11n. - Đây là chuẩn được thiết kế để cải thiện cho 802.11g trong tổng số băng thông được hỗ trợ bằng cách tận dụng nhiều tín hiệu không dây và các anten (công nghệ MIMO). - Khi chuẩn này được đưa ra, các kết nối 802.11n sẽ hỗ trợ tốc độ dữ liệu lên đến 100 Mbps. - 802.11n cũng cung cấp phạm vi bao phủ tốt hơn so với các chuẩn Wi-Fi trước nó nhờ cường độ tín hiệu mạnh của nó. - Thiết bị 802.11n sẽ tương thích với các thiết bị 802.11g. - Ưu điểm của 802.11n – tốc độ nhanh và phạm vi tín hiệu tốt nhất. - Nhược điểm của 802.11n – chuẩn vẫn chưa được ban bố, giá thành đắt hơn 802.11g. - sử dụng nhiều tín hiệu có thể gây nhiễu với các mạng 802.11b/g ở gần