01 introduction vi

Chương 1. Giới thiệu về Mạng
Không Dây
(Introduction to Wireless Networks)
GV: TS. Trần Thị Minh Khoa
Email:


• Điều kiện
– Điểm danh : 20%
– Bài tập + Tiểu luận(hoặc thuyết trình nhóm): 30%

– Kiểm tra giữa kỳ: 20%
– Kiểm tra cuối kỳ: 30%

• Tài liệu tham khảo
– [1]. Dharma Prakash Agrawal, Qing-An Zeng, Introduction to Wireless and
Mobile Systems, 3rd ed. , Cengage Learning, 2011
– [2]. Andreas F. Molisch, Wireless Communications, 2nd ed., Wiley, 2011

– [3]. William Stallings, Wireless Communications And Networks, 2e, Pearson
Prentice Hall, 2005
12/27/2022

– Department of Computer Science

2


Agenda
• Ơn tập
• Các thuật ngữ liên quan

• Phân loại mạng truyền thơng (Communication Networks)
• CƠ BẢN VỀ MẠNG KHƠNG DÂY
– Định nghĩa

– Các thành phần
– Mơ hình truyền thơng không dây
– Phân loại mạng không dây

– Ưu/Nhược điểm của mạng không dây
– Ứng dụng và Xu hướng của mạng không dây
12/27/2022

– Department of Computer Science

3


Ơn tập
• Mơ hình OSI (Mơ hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở)

12/27/2022

– Department of Computer Science

4


Ơn tập
• Mơ hình OSI (Mơ hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở)
– Application: Tầng giao diện, tương tác trực tiếp với người dùng (vd:

web browser, mail user agent, web server, mail server,…)
– Presentation: Dịch dữ liệu từ tầng App thành dạng format chung
– Session: Kiểm soát các phiên hội thoại giữa các máy tính. Cung cấp cơ
chế nhận biết tên và chức năng về bảo mật thông tin khi truyền qua

mạng
– Transport: Vận chuyển và kiểm soát các gói tin (TCP/UDP) tới thiết bị
cuối, đảm bảo độ tin cậy

12/27/2022

– Department of Computer Science

5


Ơn tập
• Mơ hình OSI (Mơ hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở)
– Network: Định tuyến các gói tin thông qua các thiết bị định tuyến

(router) hoặc chuyển mạch (router) trong khi vẫn duy trì được chất
lượng dịch vụ
• Giao thức IP

– Data Link: Đảm bảo việc truyền các frame giữa 2 máy tính có đường

truyền vật lý nối trực tiếp với nhau. Hỗ trợ cơ chế phát hiện và xử lý lỗi
dữ liệu. Được chia thành 2 tầng con:
• MAC – Media Access Control: Điều khiển truy cập đường truyền

• LLC – Logical Link Control: Điều khiển liên kết logic

12/27/2022

– Department of Computer Science

6


Ơn tập
• Mơ hình OSI (Mơ hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở)
– Physical: Điều khiển việc truyền tải các bit trên đường truyền vật lý.

Định nghĩa các tín hiệu điện , trạng thái đường truyền, phương pháp
mã hóa dữ liệu, các loại đầu nối sử dụng,…
• Điều chế (modulation), hoặc biến đổi giữa biểu diễn dữ liệu số (digital data) của các

thiết bị người dùng và các tín hiệu tương ứng được truyền qua kênh truyền thơng
(communication channel).

12/27/2022

– Department of Computer Science

7


Ôn tập

12/27/2022

– Department of Computer Science

8


Các thuật ngữ liên quan
• Communication – Truyền thơng
– Việc truyền tín hiệu
– Những vấn đề cần quan tâm: mã hóa (encode), giao tiếp

(communnicate), tín hiệu (signal), ghép kênh (multiplexing),…

• Network – Mạng
– Mơ hình/kiến trúc (topology), hạ tầng (infrastructure)

• Objects – Thực thể, đối tượng:
– Sender/Transmitter/Source
– Receiver/Destination
– Transceiver
12/27/2022

– Department of Computer Science

9


Các thuật ngữ liên quan
• Information/Data/Signal

– Information: thơng tin
– Data: dữ liệu ta có thể sử dụng
• (messages/segments/packets/frames/bits)

– Signal: tín hiệu là 1 hàm theo thời gian. Đại diện cho dữ liệu
hoặc dữ liệu được mã hóa bằng tín hiệu. Là thứ thực sự đi trên

đường truyền
Information

12/27/2022

Data

Signal

– Department of Computer Science

10


Phân loại mạng truyền thơng
• Signals

• Services

– Analog, Digital

– Single service
– Integrated service

• Scale
– LAN, MAN, WAN, Internet

• Transmission medium
– Wired
– Wireless

• Transmission technology
– Broadcast
– Poin-to-point

Communication Networks

Information
signals

Scale

Services

Transmission
Technology

Transmission
Medium

Digital,
Analog

LAN, MAN,
WAN, Internet

Single,
Integrated

Broadcast,
P2P

Wired,
Wireless

12/27/2022

– Department of Computer Science

…

11


CƠ BẢN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY
(BASIC OF WIRELESS NETWORKS)
12/27/2022

– Department of Computer Science

12

Định nghĩa
• Giới thiệu về Mạng khơng dây (Wireless Network)
– Wireless: vơ tuyến, khơng dây dẫn

– Mạng sử dụng sóng điện từ (Electromagnectic Waves:
radio wave và/hoặc microwave) để duy trì kênh truyền
giữa các thiết bị
– Truyền thông vô tuyến (Wireless communication): việc
truyền tải thông tin không cần dây dẫn làm môi trường
truyền
12/27/2022

– Department of Computer Science

13


Các thành phần trong Mạng khơng dây
• Wireless hosts:
– Là những thiết bị cuối trong hệ thống chạy các ứng dụng: laptop, PDA,
phone, desktop computer.

– Có hoặc khơng thể di chuyển.

• Wireless links:
– Hosts kết nối với trạm gốc (base station/BS) hoặc các host khác thông qua

liên kết truyền thông không dây (wireless communiction links)
– Các kỹ thuật liên kết không dây khác nhau sẽ khác nhau về tốc độ truyền

(transmission rate) và khoảng cách (distance) các gói tin có thể truyền đi
– (Figure 6.2)

12/27/2022

– Department of Computer Science

14


Các thành phần trong Mạng không dây

12/27/2022

– Department of Computer Science

15


Các thành phần trong Mạng khơng dây
• Base station (BS):
– Là thành phần quan trọng trong cơ sở hạ tầng (infrastructure)
của mạng không dây
– Chịu trách nhiệm gởi và nhận dữ liệu (packets) từ các host trong
mạng
– Chịu trách nhiệm truyền tải giữa các host “liên quan/associated”

trong mạng
– Vd: Cell towers trong mạng di dộng, access point trong wireless
LAN 802.11

12/27/2022

– Department of Computer Science

16


Các thành phần trong Mạng không dây

12/27/2022

– Department of Computer Science

17


Mơ hình truyền thơng khơng dây

12/27/2022

– Department of Computer Science

18


Phân loại mạng khơng dây
• Ở cấp cao nhất, ta có thể phân loại mạng khơng dây
dựa vào 2 điều kiện sau:
– Các gói tin trong mạng đi qua 1 hoặc nhiều bước nhảy
(single-hop/multi-hop) để tới đích

– Có hoặc khơng có cơ sở hạ tầng (infrastructurebased/infrastructure-less) (vd: base station) trong mạng

12/27/2022

– Department of Computer Science

19


Phân loại mạng khơng dây
– Single-hop, infrastructure-based
• Có BS kết nối với mạng có dây lớn hơn (vd:Internet)
• Tất cả các giao tiếp giữa BS và wireless host đều thông qua 1 bước
• Chuẩn mạng 802.11 sử dụng trong lớp học, quán café, hoặc thư

viện; mạng di động; chuẩn mạng 802.16 WiMAX

– Single-hop, infrastructure-less
• Khơng có BS trong mạng
• Một trong những node trong mạng có thể kết hợp truyền tin với

các node khác
• Bluetooth, 802.11 ad-hoc
12/27/2022

– Department of Computer Science

20

Phân loại mạng khơng dây
– Multi-hop, infrastructure-based
• Có BS kết nối với mạng có dây lớn hơn (vd:Internet)
• Để giao tiếp với BS, một số các wireless host có thể phải nhờ sự tiếp

sức từ các node khác
• Wireless sensor networks, wireless mesh networks

– Multi-hop, infrastructure-less
• Khơng có BS trong mạng
• Các nodes có thể phải nhờ sự tiếp sức từ một vài node khác trong

mạng để chuyển thông tin tới đích
• Các nodes có thể di chuyển và thay đổi kết nối giữa các nodes
• Mobile ad-hoc networks (MANETs), Vehicular ad-hoc network (VANET)
12/27/2022

– Department of Computer Science

21


Phân loại mạng khơng dây
• HOẶC, ta có thể dựa vào 2 chỉ tiêu cơ bản để phân
loại mạng không dây:
– Phạm vi phủ sóng (Coverage)
– Giao thức báo hiệu (Signaling Protocol)

12/27/2022

– Department of Computer Science

22


Phân loại mạng khơng dây
– Phạm vi phủ sóng (Coverage)
• WPAN (Wireless Personal Area Network): Bluetooth (IEEE802.15.1),

Zigbee, RFID
• WLAN (Wireless Local Area Network): WiFi
• WMAN (Wireless Metropolitan Area Network): WiMAX

• WWAN (Wireless Wide Area Network): FSO – free space optics

12/27/2022

– Department of Computer Science

23


Phân loại mạng khơng dây
• WPAN
– Mạng khơng dây cá nhân, được sử dụng để kết nối các

thiết bị trong phạm vi hẹp, băng thơng nhỏ
– ví dụ: kết nối giữa máy tính cá nhân với tai nghe
(headphone), máy in, bàn phím, chuột; kết nối giữa tai
nghe với điện thoại di động…v.v.

– Các công nghệ thường được sử dụng là: Bluetooth, Zigbee,
UWB, RFID
12/27/2022

– Department of Computer Science

24


Phân loại mạng khơng dây
• WLAN
– Là hệ thống mạng LAN không dây,
– Triển khai dựa trên các chuẩn đã được cải tiến từ IEEE 802.11, cụ thể

là IEEE 802.11g và IEEE 802.11n.
– Cung cấp khả năng kết nối lưu động, không cần cáp nối giữa các thiết
bị. Khả năng kết nối lưu động cho phép người sử dụng có thể kết nối

mạng khi di chuyển trong vùng phủ sóng của các điểm truy cập (access
point).
– Access point được kết nối cố định vào mạng Ethernet, trong đó có các

tài nguyên cần thiết cho người sử dụng như: máy chứa dữ liệu (file
server), máy in, kết nối internet…v.v

12/27/2022

– Department of Computer Science

25