Báo Cáo Thực tập : Tìm Hiểu Và Ứng Dụng Công Nghệ Mạng Wimax

Giới thiệu
Ngày nay, nhu cầu thông tin liên lạc của con người ngày càng cao, nhất là đối với các thiết bị không dây tốc độ cao, phủ sóng rộng như điện thoạt không dây, Internet không dây để mọi người có thể liên lạc với nhau mọi lúc, mọi nơi và cả ở những vùng núi cao, xa xôi hẻo lánh với dân trí thấp trên đất nước, nơi mà cơ sở hạ tầng chưa được biết đến rộng rãi. Hiện nay có rất nhiều mạng không dây ra đời như Wifi, Bluetooth và một trong số đó có thể đáp ứng được nhu cầu trên là công nghệ mạng Wimax.
Wimax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) là sự tương tác mạng diện rộng bằng sóng vô tuyến. WiMAX tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi dữ liệu tốc độ cao qua mạng không dây ở các đô thị (WMANs). Với những lợi thế như triển khai nhanh, tính chuyển đổi cao, chi phí nâng cấp thấp, Wimax góp phần giải quyết vấn đề nghẽn cổ chai. IEEE 802.16 là tiêu chuẩn, khuyến cáo hỗ trợ sự phát triển và triển khai công nghệ Wimax.
Tiêu chuẩn IEEE 802.16-2001, xuất bản vào năm 2002. Định nghĩa điểm-đa điểm (PMP) kiểm tra sự truy cập mạng không dây giữa trạm gốc (BS) và các trạm thuê bao (SSs). IEEE 820.16-2001 dải tầng hoạt động là 10–66 GHz, ta có thể gọi đó là tầm nhìn thẳng (LOS) viễn thông. Tiêu chuẩn 802.16-2004 được xuất bản năm 2004 mở rộng các đặc điểm kĩ thuật của WiMAX ở dải tầng số 2–11 GHz, ta có thể gọi là tầm nhìn không thẳng (NLOS) viễn thông. 802.16-2004 mô tả hồ sơ hệ thống WiMAX và sự phù hợp tiêu chuẩn đến môi trường mạng không dây tự động, giới thiệu về kiểu mắt lưới. IEEE 802.16-2004 là khả năng truyền từ node tới các node xung quanh. Tiêu chuẩn mới nhất IEEE 802.16-2005, được xuất bản tháng 12 năm 2005. Quy định về phân chia đa tầng số (SOFDM), IEEE 802.16-2005 cung cấp đầy đủ hỗ trợ hình ảnh lưu thông cho cả được phép và không được phép. Những tiêu chuẩn WiMAX đã được nêu trên là những công cụ cho sự truy cập băng thông rộng nó như là một chiếc cầu cho dải thông không thích ứng và tới người sử dụng. Những tiêu chuẩn của WiMAX xác định cấu trúc ở cả lớp điều khiển môi trường truy nhập (MAC) và lớp vật lý (PHY). PHY hỗ trợ các thao tác qua mạng diện rộng linh động qua một phạm vi phân bổ tần số (từ 2 đến 66 GHz), bao gồm sự thay đổi kênh trong dải thông, chia đôi tần số, và chia đôi thời gian. Lớp MAC là những quy định đặc tính chung cho sự đa dạng ở thiết bị ở lớp vật lý. Chức năng chính của MAC là sắp xếp ban đầu, entry mạng, yêu cầu về băng thông, quản lý hướng kết nối, cũng như bảo mật trong môi trường kết nối WiMAX.
Truyền thông trong WiMAX là hướng kết nối. Tất cả dịch vụ từ lớp nghi thức lên WiMAX MAC, bao gồm những kết nối dịch vụ, là những bản đồ kết nối giữa SS và BS trong lớp MAC. Một SS có thể có nhiều kết nối đến BS với mục đích cung cấp nhiều dịch vụ đến người sử dụng. Kết nối được xác định bằng 16-bit (CIDs). Như tạo điều kiện thuận lợi dải thông cho kết nối nền và sự giúp đỡ QoS trong môi trường kết nối không dây tự động. Như vậy lớp MAC quy định về hướng kết nối dịch vụ.
Trong số ba lớp con của lớp MAC, lớp dịch vụ (CS) kết nối lớp MAC với các lớp trên. Sau đó phân loại các dịch vụ (SDUs) từ các giao thức lớp trên, lớp CS liên kết các SDUs phù hợp với định luồng (SFID) MAC và CID. Với những giao thức khác, như ATM, Ethernet, và IP, lớp CS định nghĩa các thông số phù hợp. Do đó, những phần chung của lớp con MAC (CPS) không cần hiểu định dạng của nó hay phân tích bất kỳ thông tin nào đến từ CS payload. Lớp CPS của WiMAX MAC chụi trách nhiệm về cung cấp chức năng, bao gồm truy nhập, định vị dải thông, và thiết lập kết nối WiMAX và bảo trì. Trao đổi, MAC SDUs (MSDUs) với các CSs khác.
Bảo mật ở lớp con bắt đầu từ khóa role trong chứng thực, khóa thiết lập, cũng như thông tin mã hóa. Trao đổi đơn vị dữ liệu giao thức MAC (MPDUs) với PHY trực tiếp. Vào cuối xử lý môi trường tự động không dây, WiMAX chỉ định một bộ bảo mật và cơ chế quản lý khóa. Hai thành phần ở lớp bảo mật là giao thức đóng gói và giao thức quản lý khóa riêng (PKM). Giao thức đóng gói mã hóa dữ liệu qua BWA, trong khi giao thức (PKM) đảm bảo phân phối khóa chủ và cho phép truy cập giữa SS và BS. Bảo vệ đến tốc độ truy nhập băng thông linh động, lớp bảo vệ cung cấp SS riêng và bảo vệ BS khỏi tấn công.
Hiện nay ở việt Nam, Wimax đang được thử nghiệp ở các tỉnh miền núi như Lào Cai, Cao Bằng. Mặc dù có những khó khắn bước đầu, nhưng với sự đầu tư đúng hướng của nhà nước dành cho Wimax thì tương lai không xa Wimax sẽ được phát triển trên toàn quốc.

MỤC LỤC
Nội dung Trang

Phần I: Tổng quan về công nghệ WiMax .3
1. Giới thiệu .3
2. 2.WIMAX trong công nghệ vô tuyến .5
3. 2.1. Giới thiệu về WIMAX 5
4. 2.2. Xu thế phát triển của công nghệ vô tuyến 6
Phần II: Công nghệ WiMax .8
1. Lịch sử, quá trình phát triển .8
1.1. Lịch sử 8
1.2. Quá trình phát triển .8
a. Chuẩn cơ bản 802.16 basic 9
b. Các chuẩn bổ sung (amendments) của WiMAX 9
2.2. Nhược điểm, hạn chế 11
3. Nguyên tắc hoạt động .11

4. Phân loại WiMax 13
4.1. WiMax cố định 13
4.2. WiMax di động 14
4.2.Công nghệ .16
4.2.1. Lớp vật lí 16
4.2.1.1. OFDM 16
4.2.1.2. Cấu trúc lớp kí hiệu OFDM và phân kênh con 17
4.2.1.6. So sánh OFDM và OFDMA .22
4.2.2. Chất lượng dịch vụ QoS 24
4.2.2.1. Chất lượng dịch vụ .24
4.2.2.4. Bảo mật 31
Phần III : Ứng dụng và tiềm năng phát triển .35
Kết luận 44