Nghiên cứu về mạng WLAN và WiMAX
1
MỤC LỤC
I. LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................ 2
II. TỔNG QUAN VỀ WLAN ......................................................................................... 3
III. CHUẨN 802.11 CỦA MẠNG WLAN....................................................................... 5
III.1 CÁC KỸ THUẬT SỦ DỤNG TRONG WLAN................................................. 6
III.1.1 Kỹ thuật điều chế số Shift Keying: ............................................................. 6
III.1.2 Kỹ thuật song công (Duplex Scheme): ....................................................... 7
III.1.3 Kỹ thuật trải phổ : ....................................................................................... 8
III.1.4 Kỹ thuật truy nhập: ..................................................................................... 9
III.2 VẤN ĐỀ TẦN SỐ ............................................................................................ 10
III.3 MÔ HÌNH KẾT NỐI ........................................................................................ 10
III.3.1 Điểm - Điểm (Peer to Peer Mode) ............................................................ 10
III.3.2 Điểm - Đa điểm (Infrastructure Mode) ..................................................... 11
III.3.3 Mesh .......................................................................................................... 12
III.4 VẤN ĐỀ BẢO MẬT ........................................................................................ 12
III.4.1 Chứng thực qua hệ thống mở (Open Authentication) ............................... 12
III.4.2 Chứng thực qua khoá chia sẻ (Shared-key Authentication) ..................... 13
III.4.3 Bảo mật dữ liệu thông qua WEP (Wired Equivalent Privacy) ................. 13
III.4.4 Bảo mật dữ liệu thông qua EAP (Extensible Authentication Protocol) .... 13
III.5 ĐÁNH GIÁ ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA WLAN ............................................... 14
III.5.1 Một số ưu điểm của mạng không dây WLAN .......................................... 14
III.5.2 Nhược điểm của mạng không dây ............................................................ 14
IV. TÌM HIỂU VỀ WIMAX ........................................................................................... 15
IV.1 MỤC ĐÍCH CỦA WiMAX .............................................................................. 16
IV.2 LỢI ÍCH CỦA WiMAX ................................................................................... 16
IV.3 KHÁI NIỆM VỀ 802.16A ................................................................................ 17
IV.4 LỢI ÍCH CỦA 802.16A .................................................................................... 17
IV.5 MỐI LIÊN HỆ GIỮA 802.16A VÀ WiMAX .................................................. 18
V. TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 19
Nghiên cứu về mạng WLAN và WiMAX
2
I. LỜI NÓI ĐẦU
Với sự tiến bộ không ngừng về mặt khoa học công nghệ, đặc biệt là ngành viễn thông thế
giới, Công nghệ truy nhập băng rộng không dây (WBA) là công nghệ mới, ra đời nhằm đa
dạng hóa các hình thức truy nhập và truyền dẫn. Cùng với sự tồn tại của các giải pháp truy
nhập mạng truyền thống như: modem thoại (dial-up), ISDN, thuờ kờnh kết nối trực tiếp
(lease-line), xDSL…WBA ra đời áp dụng cho các hệ thống đòi hỏi băng thông rộng với
các dịch vụ yêu cầu tốc độ cao như truyền dữ liệu, truy cập Internet….. Với các tính năng
dùng kỹ thuật không dây nên công nghệ này đặc biệt phù hợp với mô hình kết nối các văn
phòng, nhà cao tầng… mà việc dựng cỏp gặp khó khăn. Một trong những công nghệ truy
nhõp băng rộng không dây phổ biến và có nhiều ưu điểm là WLAN.
Bản chất công nghệ của WLAN là mạng LAN. Ban đầu, WLAN được phát triển cho
những ứng dụng LAN từ có dõy sang không dõy vì vậy WLAN có phạm vi phục vụ là
trong nhà (Indoor). Tuy nhiên, công nghệ WLAN đáp ứng đầy đủ đòi hỏi của các đối
tượng mức doanh nghiệp về khả năng vận hành, tớnh ổn định, tốc độ cao, an ninh đảm bảo
vv…Ngày nay, WLAN được phát triển từ Indoor sang Outdoor là khả năng cung cấp truy
nhập băng rộng ở cách xa hàng km. Do đáp ứng đầy đủ các đòi hỏi của các khách hàng
mức doanh nghiệp cũng như các khách hàng cá nhõn, vừa có ứng dụng Indoor và Outdoor
nên WLAN trở thành một chuẩn được thừa nhận và hỗ trợ rộng rói của các nhà sản xuất
lớn trên thế giới.
Sự tiên tiến của mạng WLAN mở ra một định nghĩa hoàn toàn mới về cơ sở hạ tầng mạng.
Trong vài năm qua, các lợi ích của mạng không dây đã trở nên rõ ràng hơn, các thiết bị đã
có giá cả dễ chịu hơn, dễ mua hơn, triển khai mạng WLAN cũng trở nên thịnh hành hơn.
Mạng không dây gia tăng năng suất sử dụng và tiết kiệm tiền vỡ nú triệt tiêu chi phí đi dây
mạng. Ví dụ người sử dụng máy tính xách tay có thể kết nối liên tục khi họ di chuyển trong
khu làm việc cũng như dễ dàng kết nối vào tài nguyên của mạng cáp thường. Những nhân
viên bán hàng có thể truy cập mạng của công ty từ sân bay hay khách sạn nên năng suất lao
động của họ tăng rất nhiều. Nhiều nhà phân tích tin tưởng thị trường không dây đã bắt đầu
tới ngưỡng ''đại chúng'', đây là ngưỡng bắt đầu của tăng trưởng tốc độ cao.Tương lai của
mạng không dây phụ thuộc vào khả năng kết nối liên tục và an toàn của nhiều loại thiết bị
dân dụng như máy tính cá nhân, thiết bị trợ giúp cá nhân, điện thoại, máy in …, sự chuyển
đổi qua lại không gián đoạn giữa WLAN và LAN. Sự phát triển nhanh chóng của các ứng
dụng không dây di động cũng đang thúc đẩy quá trình này.
Nghiên cứu về mạng WLAN và WiMAX
3
II. TỔNG QUAN VỀ WLAN
Mạng truy nhập không dây hay còn gọi mạng nội hạt không dây (Wireless LAN) là hệ
thống mạng sử dụng kỹ thuật truyền đẫn vô tuyến để cung cấp khả năng kết nối tới mạng
của nhà cung cấp dịch vụ truyền thông cho các thuê bao thay cho những phương thức sử
dụng dây dẫn truyền thống (cáp đồng, cáp quang...).
Về mặt vật lý, WLAN có hai thành phần cơ bản là:
- Trạm gốc không dây (WBS - Wireless Base Station) hay còn gọi là AP (Access
Point)
- Khối giao tiếp người sử dụng đầu cuối hay còn gọi là CPE (Customer Premise
Equipment).
AP là thiết bị đặt ở phía nhà cung cấp dịch vụ, nó phải được đấu nối với mạng
của nhà cung cấp đó để truy cập vào mạng Internet. Thông thường AP được đấu
với Router, Hub hoặc Switch để được cấp một địa chỉ IP riêng. Sau đó kết nối
tới mạng của nhà cung cấp dịch vụ thông qua các hệ thống truyền dẫn thông
dụng như cáp quang, cáp đồng hoặc viba. AP có khả năng chuyển dổi tín hiệu
số đến từ mạng của nhà cung cấp dịch vụ thành dang tín hiệu số tương thích với
các chuẩn truyền dẫn vô tuyến. AP bao gồm một bộ thu phát (Transceiver) và
một bộ điều khiển (Controller) thực hiện các chức năng chủ yếu như:
Cung cấp giao diện cho kết nối với mạng của nhà khai thác, giao diện vô
tuyến hướng phía khách hàng.
Đảm bảo chức năng an toàn thông tin trên giao tiếp vô tuyến, chứng thực
giao diện kết nối với khách hàng.
Quản trị tài nguyên vô tuyến.
Đăng ký khối giao diện người sử dụng.
Định tuyến, tính cước.
Duy trì và chuyển đổi giao thức, mó hoỏ và giải mã, nén và giải nén.
CPE là thiết bị đặt ở phía khách hàng, nú cú một địa chỉ ngoài như là một node
trên mạng và nhiều địa chỉ trong để cung cấp cho mạng LAN của khách hàng.
CPE tiếp nhận luồng tín hiệu số từ các AP và chuyển đổi chúng thành dạng tín
hiệu tương thích với các thiết bị đầu cuối của khách hàng (tương tự hoặc số).
CPE cũng bao gồm một bộ thu phát và các thiết bị phụ trợ thực hiện một số
chức năng như:
Nghiên cứu về mạng WLAN và WiMAX
4
Cung cấp giao diện vô tuyến hướng tới trạm gốc của nhà cung cấp dịch
vụ.
Cung cấp giao diện cho các thiết bị đầu cuối của khách hàng.
Chuyển đổi giao thức, chuyển đổi mã, cấp nguồn
Nghiên cứu về mạng WLAN và WiMAX
5
III. CHUẨN 802.11 CỦA MẠNG WLAN
Viện Kỹ thuật điện và điện tử (IEEE) đã xây dựng và chuẩn hoá toàn cầu dành cho các thiết bị
mạng WLAN bằng chuẩn IEEE 802.11 . Trong họ IEEE 802.11, chuẩn IEEE- 802.11b: sử dụng
dải tần số 2,4GHz cho phép truyền dữ liệu 11Mbps (và 802.11a: 5-6MHz, 54Mbps) . Công
nghệ này đang được sử dụng phổ biến với cái tên Wi-Fi . Nó có ưu thế để trở thành chuẩn cho
mạng LAN không dây (WLAN) và được lựa chọn để kết nối chung cho nhiều loại khách hàng.
Các mạng Wi-Fi tạo ra một vùng không gian rộng 100m cho phép cỏc mỏy laptop có thể kết nối
không dây để truy cập Web hoặc vào các mạng máy tính dùng chung. Wi-Fi cho phép trao đổi
dữ liệu qua làn sóng radio với một tốc độ rất nhanh. Mạng Wi-Fi có thể sử dụng để kết nối với
nhau, với Internet, và với mạng cỏp. Nú là một công nghệ không dây giống như điện thoại di
động – Wi-Fi cho phép các máy tính gửi và nhận dữ liệu trong nhà cũng như ngoài trời, ở bất cứ
điểm nào trong vùng phủ sóng của trạm gốc. Nó cũng có tốc độ hoạt động thực tương đương
mạng cáp Ethernet 10BaseT hiện có trong rất nhiều văn phòng. Và điều hay hơn cả là nó rất
nhanh, nhanh hơn nhiều lần các kết nối modem cáp nhanh nhất.. Các mạng Wi-Fi sử dụng các
công nghệ vô tuyến gọi là IEEE 802.11a, 802.11b,802.11c, 802.11d, 802.11e, 802.11f, 802.11g,
802.11h, 802.11i, 802.11j để cung cấp khả năng kết nối không dây tốc độ cao ổn định và an toàn
802.11a (5ữ6 Ghz, 54 Mbps): Sử dụng phương pháp điều chế OFDM (Orthogonal
Frequency Division Multiplex) hoạt động ở dải tần 5 ữ 6 Ghz, tốc độ truyền dữ liệu
lên đến 54 Mbps. Chuẩn này sẽ dược đưa vào sử dụng rộng rãi trong một vài năm tới.
802.11b ( 2.4 Ghz, 11Mbps ): hoạt động ở dải tần 2.4 Ghz là giải tần ISM ( Industrial,
Scientific and Medical ). Ở Mỹ, thiết bị hoạt động ở dải tần này không phải đăng ký.
Tốc độ truyền dữ liệu có thể lên đến 11 Mbps. Wi - Fi là tên gọi của cỏc dũng sản
phẩm tương thích với chuẩn 802.11b và được đảm bảo bởi tổ chức WECA (Wireless
Ethernet Compatibility Alliance).
802.11c: hỗ trợ các khung (frame) thông tin của 802.11.
802.11d: cũng hỗ trợ các khung (frame) thông tin của 802.11 nhưng tuân theo những
tiêu chuẩn mới.