Luận văn nghiên cứu các giải pháp đảm bảo an ninh an toàn cho mạng không dây

Chia sẻ: Sunflower Sunflower_1 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:108

Thêm vào BST

Báo xấu

412
lượt xem 153
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài cũng tập trung giải quyết một vấn đề cụ thể trong việc đảm bảo an ninh trong WMN bằng việc mô tả một dạng tấn công phổ biến trong mạng WMN nói riêng và các mạng không dây nói chung là tấn công lỗ đen (blackhole attack) từ đó tìm hiểu giải pháp chống lại tấn công dạng này. Việc thực hiện mô phỏng tấn công lỗ đen và giải pháp ngăn chặn ....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn nghiên cứu các giải pháp đảm bảo an ninh an toàn cho mạng không dây

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN ĐỨC DŨNG NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN NINH AN TOÀN CHO MẠNG KHÔNG DÂY Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Truyền dữ liệu và Mạng máy tính Mã số: 60.48.15 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. Hồ Văn Hương Hà Nội - 2009
LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian tích cực tìm hiểu, nghiên cứu đến nay tôi đã hoàn thành tốt các nhiệm vụ đề ra của luận văn. Có được kết quả này, trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới TS. Hồ Văn Hương giám đốc Trung tâm bảo mật thông tin kinh tế xã hội - Ban Cơ yếu Chính phủ người đã tận tình hướng dẫn cho tôi những định hướng và những ý kiến rất quý báu trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Bộ môn Truyền dữ liệu và Mạng máy tính, Khoa Công nghệ thông tin, Phòng Đào tạo Sau đại học - Nghiên cứu Khoa học, Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành khóa học này. Đồng thời, tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo phản biện đã dành thời gian đọc luận văn và đóng góp nhiều ý kiến bổ ích cho tôi. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè, những người luôn khuyến khích và giúp đỡ tôi trong mọi hoàn cảnh khó khăn. Tôi xin cảm ơn cơ quan và các đồng nghiệp đã hết sức tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và làm luận văn này. Hà Nội, ngày 28 tháng 04 năm 2009 Học viên Nguyễn Đức Dũng
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những kiến thức trình bày trong luận văn này là do tôi tìm hiểu, nghiên cứu và trình bày lại theo cách hiểu của tôi. Trong quá trình làm luận văn tôi có tham khảo các tài liệu có liên quan và đã ghi rõ nguồn tài liệu tham khảo đó. Phần lớn những kiến thức tôi trình bày trong luận văn này chưa được trình bày hoàn chỉnh trong bất cứ tài liệu nào. Hà Nội, ngày 28 tháng 04 năm 2009 Học viên Nguyễn Đức Dũng
1 MỤC LỤC Mục lục Trang Danh mục các chữ viết tắt ................................ ................................ ................................ .......... 3 Danh mục các bảng ................................ ................................ ................................ ..................... 5 Danh mục các hình vẽ ................................ ................................ ................................ ................. 6 MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 8 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY ...................................... 10 1.1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY VÀ CÁC CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG TRONG MẠNG KHÔNG DÂY ............................................................... 10 1.1.1. Sự phát triển của mạng không dây ................................ ................................ ..10 1.1.2. Các công nghệ ứng dụng trong mạng không dây ................................ .........19 1.1.3. Các kỹ thuật điều chế trải phổ ................................ ................................ ..........20 1.2. MÔ HÌNH MẠNG WLAN ............................................................................. 23 1.2.1. Giới thiệu ................................ ................................ ................................ .............23 1.2.2. Ưu điểm của mạng WLAN ................................ ................................ ...............23 1.2.3. Hoạt động của mạng WLAN ................................ ................................ ............24 1.2.4. Các mô hình của mạng WLAN ................................ ................................ ........24 1.2.5. Cự ly truyền sóng, tốc độ truyền dữ liệu ................................ ........................25 1.3. CHUẨN IEEE 802.11 CHO MẠNG WLAN .................................................. 25 1.3.1. Giới thiệu ................................ ................................ ................................ .............25 1.3.2. Nhóm lớp vật lý PHY ................................ ................................ ........................26 1.3.3. Nhóm lớp liên kết dữ liệu MAC ................................ ................................ ......27 1.3.4. Các kiến trúc cơ bản của chuẩn 802.11 ................................ ..........................28 1.3.5. Các quá trình cơ bản diễn ra trong mô hình Infrastructure ........................30 1.4. KẾT CHƯƠNG .............................................................................................. 32 CHƯƠNG 2: MỘT SỐ GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN NINH AN TOÀN CHO MẠNG KHÔNG DÂY ............................................................................................ 33 2.1. THỰC TRẠNG MẤT AN NINH AN TOÀN CỦA MẠNG KHÔNG DÂY ... 33 2.1.1. Khái niệm an ninh an toàn thông tin ................................ ............................... 33 2.1.2. Đánh giá vấn đề an toàn, bảo mật hệ thống ................................ ...................33 2.1.3. Các nguy cơ mất an ninh an toàn trong mạng không dây ..........................35
2 2.2. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA MẬT MÃ ỨNG DỤNG TRONG VIỆC ĐẢM BẢO AN TOÀN VÀ BẢO MẬT MẠNG KHÔNG DÂY .............................................. 41 2.2.1. Giới thiệu chung ................................ ................................ ................................ .41 2.2.2. Hệ mật mã khóa đối xứng ................................ ................................ .................41 2.2.3. Hệ mật mã khóa công khai ................................ ................................ ...............42 2.3. NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN NINH AN TOÀN CHO MẠNG WLAN ...................................................................................................... 44 2.3.1. Phương pháp bảo mật dựa trên WEP ................................ .............................. 44 2.3.2. Phương pháp bảo mật dựa trên TKIP ................................ ............................. 53 2.3.3. Phương pháp bảo mật dựa trên AES-CCMP ................................ .................61 2.4. KẾT CHƯƠNG .............................................................................................. 72 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP, PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG ĐẢM BẢO AN NINH AN TOÀN CHO MẠNG WLAN NGÀNH CÔNG AN ............................................................................................................................ 74 3.1. PHÂN TÍCH YÊU CẦU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP .......................................... 74 3.1.1. Giới thiệu ................................ ................................ ................................ .............74 3.1.2. Thực trạng và các yêu cầu đặt ra đối với mạng WLAN ngành công an ...74 3.1.3. Đề xuất giải pháp đảm bảo an ninh cho mạng WLAN ngành công an .....75 3.2. THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG ..................................................... 83 3.2.1. Thiết kế ứng dụng ................................ ................................ ............................... 83 3.2.2. Lập trình ứng dụng ................................ ................................ ............................. 83 3.3. MỘT SỐ TÍNH NĂNG ĐẠT ĐƯỢC CỦA CHƯƠNG TRÌNH .................... 101 3.4. KẾT CHƯƠNG ............................................................................................ 103 KẾT LUẬN ........................................................................................................... 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 105
3 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ gốc Nghĩa tiếng Việt AES Advanced Encryption Standard Chuẩn mã hóa tiên tiến AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động tiên tiến AP Access Point Điểm truy cập BS Base Station Trạm cơ sở BSS Basic Service Set Tập dịch vụ cơ bản CCM Counter Mode - CBC MAC Mode mã hóa CBC CCMP Counter Mode - CBC MAC Protocol Giao thức mã hóa CCM CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra dư thừa vòng DECT Digital Enhanced Cordless Viễn thông cố định không dây Telecommunications kỹ thuật số nâng cao DOS Denial Of Service Từ chối dịch vụ DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Trải phổ dãy trực tiếp ESS Extended Service Set Tập dịch vụ mở rộng FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum Trải phổ nhảy tần GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung GSM Group Special Mobile Nhóm đặc biệt về di động HSCSD High Speed Circuit Switched Data Mạch chuyển dữ liệu tốc độ cao IBSS Independent Basic Service Set Tập dịch vụ cơ bản độc lập ICV Integrity Check Value Giá trị kiểm tra tính toàn vẹn IEEE Institute of Electrical and Electronics Viện Công nghệ điện và điện Engineers tử IETF Internet Engineering Task Force Hiệp hội kỹ sư tham gia phát triển về internet IMTS Improved Mobile Telephone System Hệ thống điện thoại di động cải tiến MAC Message Authentication Code Mã chứng thực gói tin (cryptographic community use) MIC Message Integrity Code Mã toàn vẹn gói tin
4 MPDU MAC Protocol Data Unit Đơn vị dữ liệu giao thức MAC MSC Mobile Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động MSDU MAC Service Data Unit Đơn vị dữ liệu dịch vụ MAC MTS Mobile Telephone System Hệ thống điện thoại di động NMT Nordic Mobile Telephony Hệ thống điện thoại di động Bắc Âu OFDM Orthogonal Frequency Division Ghép kênh phân chia theo tần Multiplexing số trực giao PAN Personal Area Network Mạng vùng cá nhân PBX Private Brach Exchange Tổng đài nhánh riêng PHS Personal Handy-phone System Hệ thống điện thoại cầm tay cá nhân PSTN Packet Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch gói RF Radio Frequency Tần số sóng vô tuyến SMS Short Message Service Dịch vụ nhắn tin ngắn STA Wireless Station Thiết bị có hỗ trợ mạng không dây TACS Total Access Communication System Hệ thống truyền thông truy cập hoàn toàn TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TKIP Temporal Key Integrity Protocol Giao thức toàn vẹn khóa thời gian WEP Wired Equivalent Privacy Bảo mật tương đương mạng hữu tuyến WLAN Wireless Local Area Network Mạng cục bộ không dây WPA Wi-Fi Protected Access Truy cập mạng Wifi an toàn
5 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Những điểm yếu của WEP Bảng 2.2: Cách khắc phục điểm yếu của WEP Bảng 3.1: Các mode của WPA và WPA2
6 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Hoạt động của DSSS Hình 1.2: Mô hình nhảy tần CABED Hình 1.3: Phương thức điều chế OFDM Hình 1.4: Mô hình mạng Ad-hoc (hay mạng ngang hàng) Hình 1.5: Mô hình Infrastructure Mode Hình 1.6: Bộ định tuyến không dây Linksys Hình 1.7: Card mạng không dây Compaq 802.11b PCI Hình 1.8: Chuẩn 802.11 trong mô hình OSI Hình 1.9: Mô hình một BSS Hình 1.10: Mô hình ESS Hình 2.1: Phần mềm bắt gói tin Ethereal Hình 2.2: Phần mềm thu thập thông tin hệ thống mạng không dây NetStumbler Hình 2.3: Mô tả quá trình tấn công DOS tầng liên kết dữ liệu Hình 2.4: Mô tả quá trình tấn công theo kiểu chèn ép Hình 2.5: Mô tả quá trình tấn công theo kiểu thu hút Hình 2.6: Mô hình hệ mật mã khóa đối xứng Hình 2.7: Mô hình hệ mật mã khóa công khai Hình 2.8: Quá trình chứng thực diễn ra trong WEP Hình 2.9: Định dạng của gói tin chứng thực Hình 2.10: Mã hóa chuỗi Hình 2.11: Sự kết hợp của IV với khóa Hình 2.12: Thêm ICV Hình 2.13: Thêm IV và KeyID Hình 2.14: Tạo và so sánh giá trị MAC (hoặc MIC) Hình 2.15: Quá trình tạo khóa để mã Hình 2.16: Quá trình xử lý ở bên phát Hình 2.17: Quá trình xử lý ở bên thu Hình 2.18: Quá trình hoạt động của ECB Mode Hình 2.19: Ví dụ về Counter Mode Hình 2.20: Quá trình xử lý gói tin trong CCMP Hình 2.21: Trình tự xử lý một MPDU Hình 2.22: Phần đầu CCMP Hình 2.23: Mã hóa và giải mã Hình 2.24: Bên trong khối mã hóa CCMP Hình 2.25: MPDU sau quá trình mã (CH=CCMP Header) Hình 2.26: Định dạng của khối đầu tiên để đưa vào CBC-MAC Hình 2.27: Thành phần của khối đầu tiên để đưa vào CBC-MAC
7 Hình 2.28: Kết hợp số đếm Ctr trong CCMP AES Counter Mode Hình 3.1: Mô hình tổng thể mạng máy tính BCA Hình 3.2: Kết hợp các phương án mã hóa Hình 3.3: Giải pháp đảm bảo an ninh mạng WLAN ngành công an Hình 3.4: Mô hình triển khai mạng WPA (WPA2) Enterprise Mode Hình 3.5: Các Module chính của chương trình Hình 3.6: Thiết kế cửa sổ chính của chương trình Hình 3.7: Thiết kế Form mã hóa Hình 3.8: Thiết kế Form giải mã Hình 3.9: Chọn người nhận mail trong danh sách Hình 3.10: Thiết kế Form gửi thư
8 MỞ ĐẦU Cuộc sống của con người ngày nay thực sự đã bước sang một kỷ nguyên mới, một kỷ nguyên của khoa học công nghệ và truyền thông. Trong đó không thể không kể đến sự ra đời và phát triển của mạng Internet, nó đã tác động mạnh mẽ đến đời sống của chúng ta. Thông qua đó con người trên toàn thế giới xích lại gần nhau hơn, đơn giản chỉ với một cái click chuột đã có thể liên lạc được với một người ở cách xa chúng ta đến hàng ngàn dặm. Cùng với các công nghệ mới thúc đẩy sự phát triển của mạng Internet thì mạng không dây cũng đã có một chuyển biến mạnh mẽ, trong đó có mạng WLAN. Các thiết bị trong mạng này kết nối với nhau không phải bằng các phương tiện truyền dẫn hữu tuyến mà là bằng sóng vô tuyến. Ích lợi mà mạng này mang lại là khả năng thiết lập kết nối tới các thiết bị không phụ thuộc vào hạ tầng dây dẫn. Cũng nhờ vào đặc điểm của mạng không dây mà chi phí cho việc lắp đặt, duy trì, bảo dưỡng hay thay đổi đường dây đã được giảm đi rất nhiều, đồng thời, tính linh hoạt được áp dụng một cách khá hiệu quả, ở bất cứ đâu trong phạm vi phủ sóng của thiết bị chúng ta đều có thể kết nối vào mạng. Trong những năm gần đây, giới công nghệ thông tin đã chứng kiến sự bùng nổ của nền công nghiệp mạng không dây. Khả năng liên lạc không dây đã gần như tất yếu trong các thiết bị cầm tay, máy tính xách tay, điện thoại di động và các thiết bị số khác. Với các tính năng ưu việt về vùng phục vụ kết nối linh động, khả năng triển khai nhanh chóng, giá thành ngày càng giảm, mạng WLAN đã trở thành một trong những giải pháp cạnh tranh có thể thay thế mạng Ethernet LAN truyền thống. Tuy nhiên, sự tiện lợi của mạng không dây cũng đặt ra một thử thách lớn về bảo đảm an ninh an toàn cho mạng không dây đối với các nhà quản trị mạng. Ưu thế về sự tiện lợi của kết nối không dây có thể bị giảm sút do những khó khăn nảy sinh trong bảo mật mạng. Vấn đề này càng ngày càng trở nên cấp thiết và cần nhận được sự quan tâm từ nhiều phía. Vì những lý đó cùng với niềm đam mê thực sự về những tiện lợi mà mạng không dây mang lại đã khiến tôi quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu các giải pháp đảm bảo an ninh an toàn cho mạng không dây” làm luận văn tốt nghiệp với mong muốn có thể tìm hiểu, nghiên cứu và ứng dụng các giải pháp để đảm bảo an ninh cho mạng không dây trong đơn vị. Toàn bộ luận văn được chia làm 3 chương: Chương 1: Tổng quan về mạng không dây Trình bày tổng quan về các loại mạng không dây và các kỹ thuật được ứng dụng trong mạng không dây, sau đó tập trung trình bày về mạng WLAN và chuẩn của mạng WLAN cũng như những gì diễn ra trong quá trình thiết lập kết nối với một hệ thống WLAN đơn giản (chưa có chứng thực và mã hóa). Chương 2: Một số giải pháp đảm bảo an ninh an toàn cho mạng không dây
9 Trình bày thực trạng mất an ninh an toàn của mạng không dây, các kiểu tấn công trong mạng không dây, các giao thức bảo mật trong mạng không dây, các kỹ thuật mật mã ứng dụng để bảo mật mạng không dây và một số giải pháp cho việc đảm bảo an ninh an toàn cho mạng WLAN. Chương 3: Nghiên cứu, đề xuất giải pháp, phát triển ứng dụng đảm bảo an ninh an toàn cho mạng WLAN ngành công an Mục đích của chương này là nghiên cứu thực trạng yêu cầu đặt ra đối với mạng WLAN ngành công an từ đó đề xuất giải pháp, phát triển ứng dụng nhằm đảm bảo an ninh an toàn cho mạng WLAN ngành công an phục vụ tốt các mặt công tác nghiệp vụ của lực lượng công an. Trong quá trình làm luận văn không thể tránh khỏi những sai sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô, đồng nghiệp và bạn bè.
10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY 1.1. Tổng quan về mạng không dây và các công nghệ ứng dụng trong mạng không dây 1.1.1. Sự phát triển của mạng không dây 1.1.1.1. Giới thiệu Mặc dù mạng không dây đã có lịch sử hơn một thế kỷ, truyền dẫn không dây được sử dụng phổ biến trong các hệ thống truyền thông chỉ trong 15 – 20 năm gần đây. Hiện nay lĩnh vực truyền thông không dây là một trong những phần phát triển nhanh nhất của ngành công nghiệp viễn thông. Các hệ thống truyền thông không dây như điện thoại tổ ong, điện thoại cố định không dây và điện thoại vệ tinh cũng như là WLAN được sử dụng phổ biến và trở thành công cụ thiết yếu trong cuộc sống hàng ngày của nhiều người, cả những người chuyên nghiệp và không chuyên. Sự phổ biến của các hệ thống truyền thông không dây là do các lợi ích của nó so với các hệ thống có dây. Những lợi ích quan trọng nhất của hệ thống không dây là tính di động và sự tiết kiệm chi phí. Có thể nói truyền dẫn không dây đã bắt đầu từ xa xưa trong lịch sử nhân loại. Ngay từ thời cổ đại, con người đã sử dụng các phương pháp truyền thông thô sơ có thể được xem là truyền thông không dây, ví dụ như dùng tín hiệu khói, phản chiếu ánh sáng, cờ hiệu, lửa, ... Người Hy Lạp cổ đại đã sử dụng một hệ thống liên lạc bao gồm một tập hợp các trạm quan sát trên các đỉnh đồi, mỗi một trạm có thể nhìn thấy được trạm láng giềng của mình. Khi nhận một thông báo từ một trạm gần kề, người ở trạm phát lại thông báo để chuyển tiếp nó đến trạm láng giềng kế tiếp. Sử dụng hệ thống này các thông báo được trao đổi giữa các cặp trạm ở xa từ một trạm khác. Hệ thống này cũng đã được dùng bởi các nền văn minh khác. Tuy nhiên, như chúng ta hiểu về mạng không dây ngày nay sẽ là hợp logic hơn khi cho rằng nguồn gốc của mạng không dây bắt đầu cùng với sự truyền sóng vô tuyến lần đầu tiên. Việc này xảy ra vào năm 1895, một vài năm sau khi có một khám phá quan trọng khác: sự phát minh ra điện thoại. Trong năm này, Guglielmo Marconi đã thực hiện truyền dẫn không dây sóng vô tuyến giữa đảo Wight và một tàu kéo cách xa nhau 18 dặm. Sáu năm sau đó, Marconi truyền thành công một tín hiệu sóng vô tuyến băng qua Đại Tây Dương từ Cornwall tới Newfoundland và trong năm 1902 sự truyền thông hai chiều đầu tiên băng qua Đại Tây Dương được thiết lập. Trong suốt những năm tiếp theo với những hoạt động tiên phong của Marconi, sự truyền dẫn dựa trên sóng vô tuyến tiếp tục được phát triển. Hệ thống điện thoại dựa trên sóng vô tuyến đầu tiên có từ sau năm 1915, khi mà cuộc đàm thoại dựa trên sóng vô tuyến đầu tiên được thiết lập giữa các con tàu. 1.1.1.2. Hệ thống điện thoại di động ban đầu
11 Trong năm 1946, hệ thống điện thoại di động công cộng đầu tiên còn được gọi là MTS được giới thiệu tại 25 thành phố ở nước Mỹ. Do những hạn chế về công nghệ, các máy thu phát di động của MTS rất lớn và chỉ có thể được mang theo bằng cách chuyên chở bằng xe. Vì vậy, nó được sử dụng cho hệ thống điện thoại di động trên xe ô tô. MTS là một hệ thống tương tự, điều đó có nghĩa rằng nó xử lý thông tin tiếng nói như một dạng sóng liên tục. Dạng sóng này sau đó được sử dụng để điều biến/khử điều biến sóng mang RF. Hệ thống này là bán song công, có nghĩa là tại một thời điểm cụ thể người dùng chỉ có thể nói hoặc lắng nghe. Để chuyển giữa hai chế độ, người sử dụng phải ấn một nút riêng biệt trên thiết bị đầu cuối. Sự hạn chế chủ yếu của hệ thống MTS là điều khiển bằng tay các cuộc gọi và trên thực tế một số lượng rất hạn chế các kênh là sẵn dùng: Trong phần lớn các trường hợp, hệ thống cung cấp sự hỗ trợ cho 3 kênh, điều đó có nghĩa là chỉ 3 cuộc đàm thoại có thể được phục vụ tại cùng một thời điểm trong một vùng cụ thể. Một sự cải tiến của hệ thống MTS được gọi là IMTS, được đưa vào hoạt động trong những năm 1960. IMTS sử dụng chuyển mạch cuộc gọi tự động và hỗ trợ truyền song công hoàn toàn, vì vậy loại bỏ được việc làm trung gian của người điều hành tổng đài trong một cuộc gọi và sự cần thiết phải có nút bấm để thực hiện cuộc nói chuyện. Hơn nữa, hệ thống IMTS sử dụng 23 kênh. 1.1.1.3. Hệ thống điện thoại tế bào tương tự Hệ thống IMTS sử dụng quang phổ kém hiệu quả, vì vậy khả năng cung cấp nhỏ. Hơn thế nữa, thực tế là công suất của máy phát BS lớn gây giao thoa đến các hệ thống gần kề cộng với vấn đề về khả năng hạn chế nhanh làm cho hệ thống không thực tế. Một giải pháp cho vấn đề này được tìm kiếm trong suốt những năm 1950 và 1960 bởi các nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm AT&T Bell, thông qua việc sử dụng khái niệm tế bào đã dẫn đến một cuộc cách mạng trong phạm vi hệ thống điện thoại di động một vài thập niên sau đó. Theo đề xuất đầu tiên vào năm 1947 bởi D.H. Ring, khái niệm tế bào thay thế các BS phủ sóng cao bằng một số các trạm phủ sóng thấp. Vùng phủ sóng của mỗi BS được gọi là một “tế bào”. Như vậy, vùng vận hành của hệ thống được phân chia thành một tập hợp gần kề các tế bào không bao phủ nhau. Phổ sẵn dùng được phân chia thành các kênh và mỗi tế bào sử dụng tập hợp các kênh riêng của chính nó. Các tế bào lân cận sử dụng tập hợp các kênh khác nhau để tránh sự giao thoa và tập hợp các kênh giống nhau như vậy được sử dụng lại tại các tế bào cách xa từ một tế bào khác. Khái niệm này được biết đến như là việc sử dụng lại tần số và cho phép một kênh nào đó có thể được sử dụng trong nhiều hơn một tế bào vì vậy tăng hiệu quả của việc trải phổ. Mỗi BS được kết nối qua các dây tới một thiết bị là MSC. Các MSC được liên kết với nhau qua các dây trực tiếp hoặc là thông qua một MSC ở mức thứ hai. Các MSC ở mức hai có thể được liên kết với nhau qua một MSC ở mức thứ ba và cứ tiếp tục như thế... Các MSC cũng chịu trách nhiệm về việc gán tập hợp các kênh tới các tế bào khác nhau.
12 Mức độ bao phủ của các máy phát đối với mỗi tế bào thấp dẫn tới sự cần thiết phải hỗ trợ người sử dụng di chuyển giữa các tế bào để không làm suy biến đáng kể tín hiệu của các cuộc gọi đang diễn ra. Tuy nhiên, vấn đề này ngày nay được nhận biết như là sự chuyển giao, không thể giải quyết được ngay tại thời điểm khái niệm tế bào được đề xuất mà phải đợi cho đến khi có sự phát triển của bộ vi xử lý, các thiết bị điện tử có khả năng điều khiển từ xa tần số sóng vô tuyến và các trung tâm chuyển mạch. Thế hệ đầu tiên của các hệ thống di động (hệ thống 1G) được thiết kế vào cuối những năm 1960, do những trì hoãn để điều chỉnh nên việc triển khai hệ thống này bắt đầu vào đầu những năm 1980. Những hệ thống này có thể được xem như là sự phát triển tiếp theo của các hệ thống MTS/IMTS bởi vì chúng cũng là hệ thống tương tự. Cuộc thử nghiệm dịch vụ đầu tiên của hệ thống di động tương tự hoạt động đầy đủ được triển khai ở Chicago vào năm 1978. Hệ thống tương tự thương mại đầu tiên ở Mỹ là AMPS đi vào hoạt động vào năm 1982 chỉ cho phép truyền thoại. Các hệ thống giống như AMPS cũng được sử dụng ở nhiều nơi khác trên thế giới, như là TACS ở Vương quốc Anh, Ý, Tây Ban Nha, Áo, Ireland, MCS-L1 ở Nhật Bản và NMT ở vài quốc gia khác. Hệ thống AMPS vẫn còn được phổ biến ở nước Mỹ nhưng ngày nay các hệ thống tương tự ít khi được sử dụng ở những nơi khác. Tất cả những chuẩn này đều sử dụng điều biến tần số cho tiếng nói và thực hiện các quyết định chuyển giao cho di động tại các trạm BS cơ sở dựa vào khả năng nhận được tại các BS ở gần di động. Phổ sẵn dùng trong phạm vi mỗi tế bào được phân chia vào một số kênh và mỗi cuộc gọi được gán cho một cặp kênh. Sự truyền thông bên trong phần có dây của hệ thống cũng được kết nối với mạng PSTN, sử dụng một mạng chuyển mạch gói. 1.1.1.4. Hệ thống điện thoại tế bào số Các hệ thống tế bào tương tự là bước đi đầu tiên cho ngành công nghiệp điện thoại di động. Mặc dù với thành công quan trọng của chúng, chúng vẫn có một số bất lợi là sự thực thi của hệ thống bị giới hạn. Những bất lợi này đã được làm giảm bớt bởi thế hệ thứ hai của các hệ thống tế bào (các hệ thống 2G), các hệ thống điển hình cho dữ liệu số. Hệ thống này thực hiện bằng cách chuyển các tín hiệu giọng nói qua một bộ biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số (bộ biến đổi A/D) và sử dụng dòng bit kết quả để điều biến sóng mang RF. Tại nơi nhận tín hiệu, quy trình ngược lại được thực hiện. So với các hệ thống tương tự, các hệ thống số hóa có một số lợi thế sau: + Lưu lượng được số hóa có thể được mã hóa dễ dàng để cung cấp sự riêng tư và bảo mật. Các tín hiệu đã được mã hóa không thể bị chặn và nghe lỏm bởi những người tham gia trái phép (ít nhất họ cũng phải có những thiết bị rất mạnh). Khả năng mã hóa không thể thực hiện được trong các hệ thống tương tự, trong các hệ thống này hầu hết thời gian truyền dữ liệu không có bất kỳ sự bảo vệ nào. Như vậy, cả cuộc đàm thoại và tín hiệu báo hiệu mạng có thể dễ dàng bị chặn. Trên thực tế, đây là một vấn đề quan trọng trong hệ thống 1G bởi vì có rất nhiều trường hợp những người nghe trộm
13 bắt được số định danh của người dùng và sử dụng chúng bất hợp pháp để thực hiện các cuộc gọi. + Sự biểu diễn dữ liệu tương tự làm cho các hệ thống 1G dễ bị nhiễu, dẫn tới chất lượng của các cuộc gọi biến thiên ở mức độ cao. Trong các hệ thống số, có thể áp dụng các kỹ thuật phát hiện lỗi và sửa lỗi dòng bít âm thanh. Những kỹ thuật này làm cho tín hiệu được truyền đi mạnh hơn nhiều bởi phía đầu thu có thể phát hiện và sửa lỗi bít. Như vậy, những kỹ thuật này dẫn tới làm sạch các tín hiệu mà ít hoặc không làm thay đổi tín hiệu, tất nhiên điều này làm cho chất lượng cuộc gọi tốt hơn. Hơn nữa, dữ liệu số có thể được nén làm tăng hiệu quả của việc sử dụng phổ. + Trong các hệ thống tương tự, mỗi sóng mang RF được dành cho một người dùng đơn lẻ bất kể người sử dụng đó có đang hoạt động (đang đàm thoại) hay không hoạt động (không làm gì trong cuộc gọi). Trong các hệ thống số, mỗi sóng mang RF được chia sẻ bởi nhiều hơn một người sử dụng bằng cách sử dụng các khe thời gian khác nhau hoặc các mã khác nhau cho mỗi người sử dụng. Các khe hoặc mã chỉ được gán cho người sử dụng khi họ có tải (hoặc là thoại hoặc là dữ liệu) gửi đi. Một số hệ thống 2G đã được triển khai ở nhiều nơi khác nhau trên thế giới. Hầu hết các hệ thống này bao gồm sự hỗ trợ cho dịch vụ nhắn tin, như là SMS được nhiều người biết đến và một số các dịch vụ khác như sự nhận biết người gọi. Các hệ thống 2G cũng có thể gửi dữ liệu, mặc dù với tốc độ rất thấp (khoảng 10kbps). Tuy nhiên, gần đây những người điều hành đang đề nghị nâng cấp cho các hệ thống 2G của họ. Việc nâng cấp này được biết đến như là giải pháp 2.5G hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao hơn. 1.1.1.4.1. GSM Ở khắp Châu Âu, một phần phổ mới trong tầm khoảng 900 MHz được tạo ra có thể dùng được cho các hệ thống 2G. Tiếp theo sau đó là sự phân phối tần số ở dải 1800 MHz. Hoạt động của hệ thống 2G tại Châu Âu được bắt đầu vào năm 1982 với sự hình thành của một nhóm nghiên cứu nhằm mục đích chỉ rõ một chuẩn liên minh Châu Âu chung. Tên của nhóm nghiên cứu này là GSM, sau đó đổi tên thành hệ thống truyền thông di động toàn cầu. Kết quả của chuẩn chung là GSM được hình thành từ tên ban đầu của nhóm nghiên cứu. Ngày nay, công nghệ 2G được ưa chuộng nhiều nhất, vào năm 1999 cứ mỗi tuần lại có thêm một triệu người thuê bao mới. Tính phổ biến của hệ thống này không phải chỉ do hiệu suất của nó mà cũng bởi trên thực tế chỉ có 2G là chuẩn của Châu Âu. Điều này có thể được coi như là một lợi thế bởi vì nó làm đơn giản hóa sự di chuyển của các thuê bao di động giữa các tổng đài và các nước khác nhau. Việc triển khai hệ thống GSM thương mại đầu tiên được thực hiện vào năm 1992 và sử dụng dải tần 900 MHz. Hệ thống sử dụng dải tần 1800 MHz được biết đến như là DCS 1800 nhưng hệ thống này về bản chất vẫn là GMS. GMS cũng có thể hoạt động trong dải tần 1900 MHz đã được sử dụng ở Mỹ cho vài mạng số và trong dải tần 450 MHz để cung cấp một đường dẫn di trú từ chuẩn NMT 1G (chuẩn sử dụng dải tần 450 MHz) tới các hệ thống 2G.
14 GSM định nghĩa một số các kênh tần số, được tổ chức vào trong các khung và lần lượt được phân chia vào các khe thời gian. Các khe này được sử dụng để xây dựng cả kênh cho tải người dùng và kênh cho các thao tác điều khiển như điều khiển chuyển giao, đăng ký, thiết lập cuộc gọi, … Tải người dùng có thể là thoại hoặc là dữ liệu tốc độ thấp, khoảng 14.4 kbps. 1.1.1.4.2. HSCSD và GPRS Lợi thế khác của GSM là sự hỗ trợ của nó cho vài công nghệ mở rộng để đạt được tốc độ cao hơn cho các ứng dụng dữ liệu. Hai công nghệ đó là HSCSD và GPRS. HSCSD là một sự nâng cấp đơn giản từ GSM. Trái ngược với GSM, nó đưa ra nhiều hơn một khe thời gian trên khung tới một người dùng vì thế tốc độ dữ liệu gia tăng. HSCSD cho phép một điện thoại sử dụng hai, ba hoặc bốn khe thời gian trên khung để đạt được tốc độ tương ứng 28.8, 43.2 và 57.6 kbps. Hỗ trợ cho mối liên kết bất đối xứng cũng được cung cấp, nghĩa là tốc độ truyền về có thể khác so với tốc độ truyền đi. Một vấn đề của HSCSD là trên thực tế nó làm giảm bớt tuổi thọ của pin bởi vì việc sử dụng nhiều khe thời gian làm cho các thiết bị đầu cuối tiêu tốn nhiều thời gian hơn trong các chế độ phát và thu. Tuy nhiên, bởi vì thực tế các yêu cầu nhận về dùng ít hơn đáng kể so với yêu cầu phát đi. HSCSD có thể hiệu quả cho việc duyệt web bởi đòi hỏi tải xuống nhiều hơn tải lên. Sự hoạt động của GPRS dựa trên nguyên lý tương tự như của HSCSD: phân phối nhiều khe thời gian bên trong một khung. Tuy nhiên, sự khác biệt là GPRS là chuyển mạch gói, trong khi GSM và HSCSD là chuyển mạch kênh. Điều này có nghĩa là một thiết bị đầu cuối GSM hoặc HSCSD duyệt Internet tại tốc độ 14.4 kbps chiếm giữ một mạch GSM/HSCSD 14.4 kbps trong toàn bộ khoảng thời gian kết nối, mặc dù thực tế là hầu hết thời gian được dùng cho việc đọc những trang Web (tải xuống) hơn là việc gửi thông tin đi (tải lên). Bởi vậy, dung lượng hệ thống bị bỏ phí đáng kể. GPRS sử dụng dải tần theo yêu cầu (trong trường hợp của ví dụ trên, chỉ khi người sử dụng tải xuống một trang mới). Trong GPRS, một liên kết 14.4 kbps đơn có thể được chia sẻ bởi nhiều hơn một người sử dụng, tất nhiên các người dùng không thể cố gắng đồng thời sử dụng mối liên kết tại tốc độ này. Từng người sử dụng được gán cho một kết nối tốc độ rất thấp, các kết nối này có thể trong thời gian ngắn sử dụng dung lượng bổ sung để cung cấp các trang Web. Các thiết bị đầu cuối GPRS hỗ trợ sự đa dạng về tốc độ, trong phạm vi từ 14.4 đến 115.2 kbps, trong cả cấu hình đối xứng và bất đối xứng. 1.1.1.4.3. D-AMPS Trái ngược với Châu Âu, nơi mà GSM chỉ là chuẩn 2G được triển khai, thì trong khi đó ở Mỹ có nhiều hơn một hệ thống 2G đang được sử dụng. Vào năm 1993, một hệ thống dựa trên cơ sở khe thời gian được biết đến là IS-54 đã được triển khai, hệ thống này đã cung cấp năng suất hệ thống cao gấp ba lần AMPS. Một sự cải tiến của IS-54 là IS-136 được giới thiệu vào năm 1996 và đã hỗ trợ thêm những đặc tính bổ sung. Những chuẩn này cũng được biết đến như là họ AMPS số (D-AMPS). D-AMPS
15 cũng hỗ trợ dữ liệu tốc độ thấp, với phạm vi điển hình khoảng 3 kbps. Tương tự như HSCSD và GPRS trong GSM, sự cải tiến của D-AMPS dành cho dữ liệu, D-AMPS+ đưa ra đề nghị tăng tốc độ trong khoảng từ 9.6 đến 19.2 kbps. Có thể thấy là khoảng tốc độ này là nhỏ hơn so với khoảng tốc độ được hỗ trợ bởi sự mở rộng của GSM. Cuối cùng, một mở rộng khác đưa ra khả năng để gửi dữ liệu là dữ liệu gói kỹ thuật số di động. Đây là chuyển mạch gói phủ lên cả AMPS và D-AMPS, cung cấp tốc độ giống với D-AMPS+. Lợi thế của nó là rẻ hơn so với D-AMPS+ và đó là cách duy nhất để đưa ra hỗ trợ dữ liệu trong mạng AMPS tương tự. 1.1.1.4.4. IS-95 Trong năm 1993, IS-95, một hệ thống 2G khác cũng được biết đến như là cdmaOne đã được tiêu chuẩn hóa và hệ thống thương mại đầu tiên được triển khai tại phía nam Hàn Quốc và Hồng Kông vào năm 1995, sau đó được triển khai tại Mỹ vào năm 1996. IS-95 sử dụng cơ chế CDMA. Trong IS-95, có nhiều di động trong một tế bào mà tín hiệu của nó được phân biệt bởi sự phân bố chúng với các mã khác nhau, đồng thời sử dụng một kênh tần số. Như vậy, các tế bào láng giềng có thể sử dụng cùng một tần số, không giống với tất cả các chuẩn khác được thảo luận cho đến lúc này. IS-95 không tương thích với IS-136 và việc triển khai IS-95 tại nước Mỹ đã được bắt đầu vào năm 1995. Cả IS-95 và IS-136 hoạt động trong cùng dải tần với AMPS. IS-95 được thiết kế để hỗ trợ các thiết bị đầu cuối phương thức kép có thể hoạt động dưới mạng IS-95 hoặc mạng AMPS. IS-95 hỗ trợ tải dữ liệu tại các tốc độ 4.8 và 14.4 kbps. Một sự mở rộng của IS-95, được biết đến như là IS-95b hay cdmaTwo, đưa ra hỗ trợ cho 115.2 kbps bằng việc cho phép mỗi điện thoại sử dụng tám mã khác nhau để thực hiện đồng thời tám truyền dẫn. 1.1.1.5. Điện thoại cố định không dây Điện thoại cố định không dây xuất hiện lần đầu tiên vào những năm 1970 và sau đó đã trải qua sự phát triển đáng kể. Ban đầu chúng được thiết kế để cung cấp tính lưu động trong vùng bao phủ nhỏ, như là nhà ở hay văn phòng. Điện thoại cố định không dây gồm có một máy thu phát cầm tay, liên lạc với một BS kết nối tới mạng PSTN. Như vậy, điện thoại cố định không dây nhắm mục đích chủ yếu là thay thế kết nối có dây của điện thoại thông thường bằng một kết nối không dây. Điện thoại cố định không dây ban đầu là hệ thống tương tự. Kết quả thực tế là chất lượng cuộc gọi kém. Tình trạng này đã được thay đổi với sự giới thiệu của điện thoại cố định không dây số thế hệ thứ nhất, chúng cung cấp chất lượng thoại ngang bằng như với điện thoại có dây. Mặc dù điện thoại cố định không dây số thế hệ thứ nhất đã rất thành công nhưng nó thiếu một số tính năng hữu ích thí dụ như khả năng để cho máy thu phát cầm tay sử dụng được bên ngoài nhà ở hoặc văn phòng. Tính năng này đã được cung cấp bởi điện thoại cố định không dây số thế hệ thứ hai. Chúng cũng được xem như là các hệ thống điểm điện thoại và cho phép người dùng sử dụng máy thu phát cầm tay không dây của họ ở các nơi như là nhà ga tàu hỏa, đường phố đông đúc… Những lợi
16 thế của hệ thống điểm điện thoại hơn điện thoại tế bào là đáng kể trong những khu vực nơi mà các tế bào BS không thể tới được (như những ga đường ngầm). Sự tiến hóa của điện thoại cố định không dây số dẫn đến hệ thống DECT. Đây là một chuẩn điện thoại cố định không dây ở Châu Âu cung cấp sự hỗ trợ cho tính di động. Đặc biệt, một tòa nhà có thể được trang bị với nhiều BS DECT được kết nối tới một PBX. Trong một môi trường như vậy, một người sử dụng mang một máy thu phát cầm tay không dây DECT có thể di chuyển từ vùng phủ sóng của một BS đến vùng phủ sóng của BS khác mà không có sự phá vỡ cuộc gọi. Điều này có thể thực hiện được là do DECT cung cấp sự hỗ trợ cho việc chuyển giao cuộc gọi giữa các BS. Theo hướng này, DECT có thể được xem như là một hệ thống tế bào. DECT chỉ được sử dụng phổ biến ở Châu Âu, hệ thống này cũng hỗ trợ dịch vụ dịch vụ điểm điện thoại. Một chuẩn tương tự như DECT đang được sử dụng tại Nhật Bản. Chuẩn này được biết đến như là PHS. Nó cũng hỗ trợ việc chuyển giao giữa các BS. Cả DECT và PHS đều hỗ trợ kết nối 32 kbps hai chiều, sử dụng TDMA để truy cập môi trường truyền thông và hoạt động trong dải tần 1900 MHz. 1.1.1.6. Các hệ thống dữ liệu không dây Họ hệ thống điện thoại tế bào được định hướng chủ yếu hướng với mục đích truyền thoại. Tuy nhiên, khi các hệ thống dữ liệu không dây được sử dụng cho việc truyền dữ liệu chúng đã được số hóa từ khi bắt đầu. Đặc điểm của những hệ thống này là sự truyền theo loạt: thiết bị đầu cuối giữ nguyên tình trạng nhàn rỗi trừ khi có một gói tin được truyền. Hệ thống dữ liệu không dây đầu tiên được phát triển vào năm 1971 tại trường đại học Hawaii dưới công trình nghiên cứu ALOHANET. Ý tưởng của công trình là đề xuất truyền thông hai chiều giữa các máy tính nằm trải khắp bốn hòn đảo và một máy tính trung tâm trên đảo Oahu mà không sử dụng đường dây điện thoại. ALOHA dùng một cấu trúc hình sao với máy tính trung tâm đóng vai trò như một hub. Bất kỳ hai máy tính nào có thể liên lạc với nhau bằng cách chuyển tiếp tín hiệu truyền của chúng thông qua hub. Hiệu suất của mạng này là thấp, tuy nhiên lợi thế của hệ thống là tính đơn giản của nó. Dẫu cho tính di động không phải là một phần của ALOHA, nhưng ALOHA là cơ sở cho các hệ thống dữ liệu không dây di động ngày nay. 1.1.1.6.1. WLAN WLAN được sử dụng để cung cấp dữ liệu tốc độ cao trong phạm vi một vùng tương đối nhỏ, ví dụ như một tòa nhà hoặc một công sở nhỏ. WLAN bắt đầu phát triển vào giữa những năm 1980 và được khởi sự bởi quyết định của Ủy ban truyền thông liên bang Mỹ (FCC) cho phép sử dụng đăng ký miễn phí dải tần của các ngành công nghiệp, khoa học và y học (ISM). Tuy nhiên, những dải tần này có khả năng phải chịu sự giao thoa đáng kể, vì vậy FCC đặt một giới hạn năng lượng cho mỗi đơn vị dải tần đối với hệ thống dùng băng thông ISM. Từ quyết định này của FCC, đã có sự phát triển đáng kể trong phạm vi của WLAN. Tuy nhiên, trong những năm đầu, việc thiếu những chuẩn chung làm cho sự xuất hiện của nhiều sản phẩm giữ độc quyền dẫn đến thị trường bị phân chia thành nhiều phần không tương thích.
17 Sự cố gắng đầu tiên để định nghĩa một chuẩn được thực hiện vào cuối những năm 1980 bởi nhóm làm việc IEEE 802.4, nhóm này chịu trách nhiệm về sự phát triển của phương pháp truy cập kênh truyền mã thông báo. Nhóm đã nhận thấy rằng truyền mã thông báo là một phương pháp không có hiệu quả để điều khiển mạng không dây và đề xuất phát triển một chuẩn thay thế. Kết quả là ban điều hành của dự án IEEE 802 quyết định thành lập nhóm làm việc IEEE 802.11, nhóm đã chịu trách nhiệm từ sự định nghĩa chuẩn tầng phụ MAC và chuẩn tầng vật lý cho WLAN. Chuẩn 802.11 đầu tiên cung cấp tốc độ dữ liệu lên tới 2 Mbps sử dụng truyền trải phổ trong dải tần ISM hoặc truyền hồng ngoại. Vào tháng 9 năm 1999, hai phần bổ sung cho chuẩn chính được chấp thuận bởi uỷ ban chuẩn IEEE. Chuẩn đầu tiên 802.11b, mở rộng sự thực thi của lớp vật lý 2.4 GHz hiện hành, với tốc độ dữ liệu có khả năng lên tới 11 Mbps. Chuẩn thứ hai, 802.11a nhắm mục đích cung cấp một tầng vật lý mới tốc độ dữ liệu cao hơn (từ 20 đến 54 Mbps) trong dải tần ISM 5GHz. Tất cả những biến thể này sử dụng cùng giao thức điều khiển truy nhập môi trường (MAC) là giao thức điều khiển truy nhập môi trường không dây nền tảng phân tán (DFWMAC). Đây là một giao thức thuộc về họ của các giao thức đa truy nhập cảm nhận sóng mang đã được biến đổi cho môi trường không dây. IEEE 802.11 thường được đề cập tới như là Ethernet không dây và có thể hoạt động ở trong chế độ ad hoc hoặc chế độ tập trung. Một mạng WLAN ở chế độ ad hoc là một mạng ngang hàng được thiết lập để phục vụ yêu cầu tạm thời. Không cần thiết phải đưa ra cơ sở hạ tầng mạng và sự điều khiển mạng là phân tán dọc theo các nút mạng. Cơ sở hạ tầng WLAN sử dụng trục xương sống không dây hoặc có dây tốc độ cao. Trong một cấu trúc mạng, các nút di động truy cập kênh không dây dưới sự phối hợp của một BS tới một mạng xương sống cố định. Ngoài chuẩn IEEE 802.11, một chuẩn WLAN khác, mạng cục bộ vô tuyến Châu Âu hiệu suất cao (HIPERLAN), đã được phát triển bởi nhóm RES10 của viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI) như là chuẩn Pan-European cho các mạng WLAN tốc độ cao. Chuẩn HIPERLAN 1 bao phủ cả tầng MAC và tầng vật lý, cung cấp tốc độ dữ liệu giữa khoảng 2 và 25 Mbps bằng việc sử dụng điều biến sóng vô tuyến dải hẹp trong dải tần 5.2 GHz. HIPERLAN 1 cũng sử dụng giao thức giống như CSMA. Mặc dù trên thực tế nó cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn so với đa số biến thể 802.11 nhưng nó ít phổ biến hơn so với 802.11 do gần đây nền tảng cần cài đặt lớn hơn nhiều. Cũng giống như IEEE 802.11, HIPERLAN 1 có thể hoạt động trong chế độ ad hoc hoặc với sự giám sát của BS cung cấp sự truy nhập tới mạng xương sống có dây. 1.1.1.6.2. Mạng ATM không dây (WATM) Vào năm 1996, diễn đàn ATM đã chấp thuận một nhóm nghiên cứu dành cho WATM. WATM nhắm tới kết hợp các lợi thế tự do di chuyển của mạng không dây với sự dồn kênh thống kê (sự phân phối băng thông linh hoạt) và đảm bảo chất lượng dịch vụ được hỗ trợ bởi mạng ATM truyền thống. Các đặc tính phân phối băng thông linh hoạt và đảm bảo chất lượng dịch vụ là cần thiết để hỗ trợ các ứng dụng đa phương tiện qua môi trường không dây. Các đặc tính này không được hỗ trợ trong các mạng LAN