Mạng không dây, mở rộng LAN không dây sử dụng kỹ thuật hình lưới và tối ưu hoá cấu hình

I
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ



CAO THỊ LY







MẠNG KHÔNG DÂY, MỞ RỘNG LAN KHÔNG
DÂY SỬ DỤNG KỸ THUẬT HÌNH LƯỚI VÀ TỐI
ƯU HÓA CẤU HÌNH






LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

HÀ NỘI - 2009


I
MỤC LỤC
MỤC LỤC …………………………………………………… ……… …… I
DANH MỤC BẢNG ……………………………………….……………… III
DANH MỤC HÌNH …………………………………………….…….………IV
DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ANH -VIỆT………… … … …V
DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT VIỆT ANH…………… ……. X
MỞ ĐẦU……… I
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY XVII
1.1 Hệ thống thông tin vệ tinh XVII
1.1.1 Giới thiệu XVII
1.1.2 Các đặc tính của thông tin vệ tinh XVIII
1.1.3 Các ứng dụng của thông tin vệ tinh XIX
1.1.4 Các hệ thống VSAT XIX
1.2 Hệ thống vi ba mặt đất XX
1.2.1 Giới thiệu XX
1.2.2 Phân loại XXII
1.2.3 Các mạng Viba mặt đất XXIII
1.3 Hệ quảng bá XXV
1.3.1 Hệ phát thanh số liệu XXV
1.3.1.1 Phát thanh AM XXV
1.3.1.2 FM XXVI
1.3.1.3 Phát thanh số. XXVI
1.3.2 Hệ thống truyền hình và truyền số liệu XXVII

1.3.2.1 Truyền hình đen trắng XXVIII
1.3.2.2 Truyền hình màu. XXVIII
1.3.2.3 Truyền hình số XXX
1.4 Các hệ thống thông tin cá nhân (Personal Communication Networks) XXX
1.4.1 Hệ thống thông tin di động XXX
1.4.1.1 Điện thoại di động đầu tiên XXX
1.4.1.2 Điện thoại tế bào tƣơng tự XXX
1.4.1.3 Điện thoại tế bào số. XXXI
1.4.1.4 Điện thoại không dây XXXII
1.4.1.5 Hệ thống điện thoại thế hệ thứ 3 và thế hệ tƣơng lai. XXXII
1.4.2 Hệ thông tin cá nhân thoại và số liệu XXXIII
1.4.2.1 Hệ thống số liệu diện rộng XXXIII
1.4.2.2 Hệ thống mạng LAN không dây XXXIII
1.4.2.3 ATM không dây XXXIV
1.4.2.4 Mạng PAN XXXIV
1.4.2.5 Các kết nối không dây cố định XXXV
1.5 Giới thiệu tổng quan về mạng LAN không dây XXXV


II
1.5.1 Giới thiệu chung về mạng LAN không dây XXXV
1.5.2 Các kỹ thuật của mạng LAN không dây XLIII
1.5.3 Các chuẩn trong mạng LAN không dây LI
CHƢƠNG II: MỞ RỘNG MẠNG LAN KHÔNG DÂY BẰNG KỸ THUẬT
KHÔNG DÂY HÌNH LƢỚI LV
2.1 Đặt vấn đề LV
2.1.2 Khả năng tự cấu hình LV
2.1.3 Khả năng tự hàn gắn LVI
2.1.4 Khả năng mở rộng mạng LVI
2.1.5 Tính kinh tế LVI

2.2 Cấu trúc mạng không dây hình lƣới LVI
2.2.1 Điểm – Điểm (Point-to-Point) LVII
2.2.2 Điểm – Đa điểm (Point-to-Multipoints) LVII
2.2.3 Đa điểm – Đa điểm LVIII
2.3 Các thiết bị sử dụng trong mạng không dây hình lƣới LIX
2.3.1 Card mạng LAN không dây LIX
2.3.2 Card moderm không dây mạng hình lƣới 6300 LIX
2.3.3 Phần mềm máy trạm LXI
2.3.4 Bộ định tuyến không dây hình lƣới LXII
2.3.5 Điểm truy cập LXIII
2.3.6 Điều khiển chuyển mạch LXV
2.3.7 Tích hợp các thành phần LXV
2.4 Các giao thức truyền thông sử dụng trong mạng không dây hình lƣới LXVI
2.4.1 Giao thức định tuyến động DSR (Dynamic Source Routing Protocol) LXVI
2.4.1.1 Cơ chế phát hiện đƣờng LXVII
2.4.1.2 Cơ chế duy trì đƣờng LXVIII
2.5 Chuẩn 802.11s LXIX
CHƢƠNG III:TỐI ƢU CẤU HÌNH MẠNG KHÔNG DÂY HÌNH LƢỚI
LXXI
3.1. Mô hình lập trình toán học của hệ thống mạng không dây hình lƣới LXXI
3.2 Thiết lập bài toán để giảm thiểu chi phí và đảm bảo yêu cầu lƣu lƣợng
mạng…. LXXII
3.2.1 Mô hình tốc độ cố định LXXIV
3.2.2 Mô hình tốc độ thích nghi LXXVI
3.2.3 Mô hình có quan tâm đến nhiễu LXXVII
3.3 Phân tích ảnh hƣởng của lƣu lƣợng và giá cả đến thiết kế mạng cụ thể đƣợc
xây dựng dựa vào mô hình toán học trên. LXXVIII
3.4 Kết luận LXXXVIII
KẾT LUẬN…… XC
TÀI LIỆU THAM KHẢO XCI

III

DANH MỤC BẢNG
CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY XVII

Bảng 1: Thông tin liên quan đến các chuẩn LIII

CHƢƠNG II: MỞ RỘNG MẠNG LAN KHÔNG DÂY BẰNG KỸ THUẬT
KHÔNG DÂY HÌNH LƢỚI 41

CHƢƠNG III : TỐI ƢU MÔ HÌNH MẠNG KHÔNG DÂY HÌNH LƢỚI 57

Bảng 2: Kết quả cho giải pháp tối ưu của mô hình tốc độ cố định với M = 128 Mb/s, d
= 600 Kb/s LXXX
Bảng 3: Kết quả cho giải pháp tối ưu của mô hình tốc độ cố định với M = 128 Mb/s, d
= 3 Mb/s LXXXI
Bảng 4: Kết quả cho giải pháp tối ưu của mô hình tốc độ cố định với M bất kỳ . LXXXII
Bảng 5: Kết quả cho giải pháp tối ưu của mô hình tốc độ cố định với M bất kỳ,
d=3Mb/s LXXXIII
Bảng 6: Giải pháp cho mô hình tốc độ cố định khi β thay đổi, m= 50, d= 3Mb/s, M =
128Mb/s LXXXIV
Bảng 7: Giải pháp cho mô hình tốc độ cố định khi β thay đổi, m= 50, d= 3Mb/s, M bất
kỳ LXXXV
Bảng 8: Chất lượng của giải pháp trong mô hình tốc độ thích nghi với d = 200Kb/s
LXXXVII
Bảng 9: Chất lượng của giải pháp trong mô hình tốc độ thích nghi với d = 600Kb/s
LXXXVII
Bảng 10: Giải pháp tối ưu của mô hình tính toán đến nhiễu và không tính đến tốc độ

thích nghi với d= 600 Kb/s LXXXVIII
Bảng 11: Giải pháp tối ưu của mô hình tính toán đến nhiễu và không tính đến tốc độ
thích nghi với d= 3Mb/s LXXXVIII



IV

DANH MC HèNH V
CHNG I : TNG QUAN V MNG KHễNG DY XVII

Hình 1.1: H thng v tinh VSAT XX

Hình 1.2: Mô hình của hệ thống viba số tiêu biểu XXI
Hình 1.3 : Sơ đồ khối thiết bị thu phát viba số XXII
Hình 1.4: Mô hình của hệ thống vi ba điểm nối điểm tiêu biểu. XXIII
Hình 1.5: Mô hình của hệ thống vi ba điểm nối đa điểm tiêu biểu XXV
Hỡnh 1.6: Liờn kt im im dựng b thu phỏt hng ngoi XXXVII
Hỡnh 1.7: Kt ni cu khụng dõy XXXVIII
Hỡnh 1.8: Mụ hỡnh WLAN t im ti a im XXXVIII
Hỡnh 1.9: Giao din ca WLAN vi LAN cú dõy XXXIX
Hỡnh 1.10: Cu trỳc Bus ca mng LAN khụng dõy XXXIX
Hỡnh 1.11: Cu trỳc Ring ca mng LAN khụng dõy XL
Hỡnh 1.12: Cu trỳc Star ca mng LAN khụng dõy XL
Hỡnh 1.13: Tri ph nhy tn XLVII
Hỡnh 1.14: K thut LAN hng ngoi khuych tỏn XLIX

CHNG II: M RNG MNG LAN KHễNG DY BNG K THUT
KHễNG DY HèNH LI 41

Hỡnh 2.1: Cu hỡnh mng im im LVII
Hỡnh 2.2: Cu hỡnh mng im a im LVIII
Hỡnh 2.3: Cu hỡnh mng a im a im LVIII
Hỡnh 2.4: Modem khụng dõy 6300 ca mng khụng dõy hỡnh li LX
Hỡnh 2.5: Liờn h cỏc kờnh trong QDMA MeshNetworks v IEEE 802.11b/g trong
mng LAN khụng dõy LXI
Hỡnh 2.6: B nh tuyn khụng dõy hỡnh li t ct ốn cụng cng LXII
Hỡnh 2.7: im truy cp IAP t ngoi tri LXIV
Hỡnh 2.8: Kt hp ca cỏc thnh phn trong mng khụng dõy hỡnh li LXV
Hỡnh 2.9: C ch phỏt hin ng, nỳt A l ngun, nỳt E l ớch LXVII
Hỡnh 2.10: C ch duy trỡ ng, nỳt C khụng th truyn gúi tin t A n E
thụng qua bc nhy D LXVIII
CHNG III : TI U Mễ HèNH MNG KHễNG DY HèNH LI 57

Hỡnh 3.1: Mụ hỡnh toỏn hc ca mng khụng dõy hỡnh li LXXI
Hỡnh 3.2: Cỏc vựng ng tõm quanh v trớ j LXXVI
Hỡnh 3.3: Tp hp nhiu liờn quan n 2 nỳt j v l LXXVIII
Hỡnh 3.5 :Mụ hỡnh tc c nh vi M = 128Mb/s, d = 600 Kb/s LXXX
Hỡnh 3.6 :Mụ hỡnh tc c nh vi M = 128 Mb/s, d = 3 Mb/s LXXXI
Hỡnh 3.7: Thit k cho mụ hỡnh tc c nh vi M bt k, d = 600Kb/s LXXXII
Hỡnh 3.8: Thit k cho mụ hỡnh tc c nh vi M bt k, d = 3 Mb/s LXXXIII
Hỡnh 3.9 : Mụ hỡnh tc c nh vi M =128 Mb/s LXXXIV
Hỡnh 3.10 : Mụ hỡnh tc c nh vi M bt k LXXXV



V
DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ANH -VIỆT
1G/2G/3G
First/Second/Third/ Generation
Thế hệ 1/2/3
3GPP
Third Generation Partnership Project
Dự án hợp tác thế hệ 3
AAA
Authentication, Authorization, and
Accounting
Xác thực, cấp quyền, thanh toán
ACF
Associate Control Function
Chức năng điều khiển liên kết
ACH
Access Channel

Kênh truy nhập
ACK
Acknowledge
Báo nhận
ACM
Adaptive Coding and Modulation
Điều chế và mã tƣơng thích
AM
Amplitude Modulation
Điều chế biên độ
AMPS
Advanced Mobile Phone System
Hệ thống điện thoại di động tiên tiến
AN
Access Network
Mạng truy cập
AP
Access Point
Điểm truy cập
AR
Access Router
Bộ định tuyến truy cập
ARPA
Advanced Research Projects Agency
Văn phòng dự án nghiên cứu cải
tiến
ARQ
Automatic Repeat Request
Yêu cầu lặp tự động
ATM

Asynchronous Transfer Mode
Phƣơng thức truyền không đồng bộ
ATSC
Advanced Television System
Committee
Hội đồng về hệ thống truyền hình
cải biên
BCH
Broadcast Channel
Kênh quảng bá
BMC
Broadcast/Multicast Control
Điều khiển Multicast
BPSK
Binary Phase Shift Keying
Khóa dịch pha nhị phân
BRAN
Broadband Remote Access Network
Mạng truy cập từ xa không dây
BS
Base Station
Trạm cơ sở
BSS
Broadcast Satellite Service
Dịch vụ vệ tinh quảng bá
BSS
Basic Service Set
Điểm dịch vụ cơ sở
CATV
Community Antennae Television

Truyền hình cáp
CCIR
Consultative Committee on
International Radio
Hội đồng tƣ vấn vô tuyến quốc tế
CDMA
Code Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo mã
CL
Converge Layer
Lớp hội tụ
COFMA
Coded Orthogonal frequency-division
multiplexing
Ghép kênh phân chia tần số trực
giao mã
CP
Common Part
Phần chung
CPE
Customer Premises Equipment
Thiết bị của khách hàng
CPS
Common part sublayer
Lớp con CP
CRC
Cycle Redundent Check
Kiểm tra mã dƣ vòng
CRT
Cathode Ray Tube

Đèn hình chân không
CTS
Clear to Send
Xóa để gửi
CW
Continuous Window
Cửa sổ liên tục
DAB
Digital Audio Broadcasting
Quảng bá phát thanh số
DBPSK
Differentially encoded BPSK
Điều chế BPSK mã vi sai
DCC
DLC Connection Control
Điều khiển kết nối DLC
DLC
Data-link Control
Điều khiển liên kết dữ liệu
DM
Direct Mode
Phƣơng thức trực tiếp
DRM
Digital Radio Mondiale
Đài phát thanh số
DS
Direct Sequence
Trải trực tiếp
DSL
Digital Subcriber Line

Đƣờng dây thuê bao số


VI
DSS
Distribution system service
Dịch vụ hệ thống phân phổi
DTH
Direct to Home
Dịch vụ trực tiếp tới thuê bao
DVB-C
Digital Video broadcasting- cable
Quảng bá truyền hình số qua cable
DVB-H
Digital Video Broadcasting -
Handheld
Quảng bá truyền hình số mặt đất
dùng cho thiết bị di động
DVB-S
Digital Video broadcasting- Satellite
Quảng bá truyền hình số vệ tinh
DVB-T
Digital Video broadcasting- terrestrial
Quảng bá truyền hình số mặt đất
EAP
Extended Authentication Protocol
Giao thức xác thực mở rộng
EC
Error Control
Điều khiển lỗi

EDGE
Enhanced data rate for global
evolution
Tốc độ số liệu gói tăng cƣờng để
phát triển GSM
EIFS
Extended IFS
IFS mở rộng
ES
Earth Station
Trạm mặt đất
ESS
Extended Service Set
Điểm dịch vụ mở rộng
ETSI
European Telecommunications
Standards Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu
FCC
Federal Communications Commission
Hội đồng thông tin liên bang Mỹ
FCH
Forward Channel
Kênh đƣờng lên
FDD
Frequency Division Duplex
Song công phân chia tần số
FDMA
Frequency Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo tần số

FEC
Forward Error correction
Sửa lỗi trƣớc
FH
Frequency Hopping
Nhảy tần
FM
Frequency Modulation
Điều chế tần số
FPLMTS
Future Public Mobile Telecom System
Hệ thống viễn thông di động công
công tƣơng lai
FSK
Frequency Shift Keying
Khóa dịch tần
FSS
Fixed Satellite Services
Dịch vụ vệ tinh cố định
GFSK
Gaussian Frequency Shift Keying
Khóa dịch tần Gaussia
GPRS
General Packet Radio Service
Dịch vụ vô tuyến gói chung
GPS
Globle Positioning Systems
Hệ thống định vị toàn cầu
GSM
Global System for Mobile

Communication
Hệ thống thông tin di động toàn cầu
HDTV
High definition Television
Truyền hình phân giải cao
HIPERLAN
HIgh PErformance Radio LAN
Mạng vùng cục bộ không dây hiệu
năng cao
HIPERMAN
HIgh PErformance Radio MAN
Mạng vùng đô thị không dây hiệu
năng cao
HSCSD
High-Speed Circuit-Switched Data
Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ
cao
IBOC
In-band/On-channel
Cùng kênh/cùng tần số
IEEE
Institute of Electrical and Electronics
Engineers
Học Viện của các Kỹ Sƣ Điện và
Điện Tử
IETF
Internet Engineering Task Force
Nhóm đặc trách kỹ thuật Internet
IMTS
Improved Mobile Telephone Service

Dịch vụ điện thoại di động cải tiến
IR
Infared
Hồng ngoại
ISDB
Integrated Services Digital
Broadcasting
Quảng bá số tích hợp dịch vụ
ISDB-C
Integrated Services Digital
Broadcasting-Cable
Quảng bá số tích hợp dịch vụ -qua
cáp
ISDB-S
Integrated Services Digital
Broadcasting-Satellite
Quảng bá số tích hợp dịch vụ vệ tinh


VII
ISDB-T
Integrated Services Digital
Broadcasting-terrestrial
Quảng bá số tích hợp dịch vụ mặt
đất
ISDN
Integrated Services Digital Network
Mạng số liên kết đa dịch vụ
ISM
Industry/Sicienfic/Medical

Y tế/ Khoa học/ Công nghiệp
ITU
International Telecommunication
Union
Hội liên hiệp viễn thông quốc tế
JPEG
Joint Photographic Experts Group
Nhóm chuyên gia nghiên cứu ảnh
tĩnh
L2CAP
Logical Link Control and Adaptation
Protocol
Giao thức tƣơng thích và điều khiển
liên kết logic
LAN
Local Area Network
Mạng vùng cục bộ
LANDSAT
Land Remote-Sensing Satellite
Vệ tinh quan sát trái đất
LDPC
Low Density Parity Check
Kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp
LLC
Logical Link Control
Điều khiển liên kết logical
LMC
Link Management Control
Điều khiển quản lý liên kết
LMP

Link Management Protocol
Giao thức quản lý liên kết
LOS
Line of Sight
Tầm nhìn thăngr
LSI
Large Scale Integration
Tích hợp mức cao
MAC
Medium Access Control
Điều khiển truy cập đƣờng truyền
MAN
Metropolitan Area Network
Mạng vùng đô thị
MBS
Mobile broadband system
Hệ thống băng rộng di động
MEO
Medium Earth Orbit
Quĩ đạo trung bình
MLME
MAC Sublayer Management Entity
Thực thế quản lý lớp con MAC
MMAC-PC
Multimedia Mobile Access
Communications Systems Promotion
Council
Hội đồng cải tiến các hệ thống thông
tin truy cập di động đa phƣơng tiện
MMDS

Multichannel multipoint distribution
System
Hệ thống phân phối da điểm đa kênh
MPEG
Moving Picture Experts Group
Nhóm chuyên gia hình ảnh động
MS
Mobile Station
Trạm di động
MSC
Mobile Switching Center
Trung tâm chuyển mạch di động
MSDU
MAC Service Data Unit
Đơn vị dữ liệu dịch vụ MAC
MSS
Mobile Subcriber Station
Trạm thuê bao di động
NAI
Network Access Identifier
Nhận diện truy cập Mạng
NASA
National Aeronautics and Space
Administration
Quản trị không gian và vũ trụ quốc
gia Mỹ
NLOS
Non Line of Sight
Không tầm nhìn thẳng
NTSC

National Television System
Committee
Hội đồng hệ thống truyền hình quốc
gia Mỹ
OFDM
Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao
OIRT
International Radio and Television
Organisation
Tổ chức phát thanh và truyền hình
quốc tế
PAL
Phase Alternating line
Pha luân phiên theo dòng
PAN
Personal Area Network
Mạng vùng cá nhân
PCF
Point coordination function
Chức năng phối hợp điểm
PCS
Personal Communication System
Hệ thống truyền thông cá nhân
PDA
Personal Digital Assistant
Thiết bị số cá nhân
PDC

Personal Digital Cellular
Tổ ong số cá nhân
PDCP
Packet Data Convergence Protocol
Giao thức hội tụ dữ liệu gói
PKM
Private Key Management
Quản lý khóa riêng


VIII
PLCP
Physical Layer Convergence Protocol
Giao thức hội tụ lớp vật lý
PLMF
PHY layer management entity
Thực thể quản lý lớp vật lý
PMD
Physical medium dependent sublayer
Lớp con độc lập môi trƣờng vật lý
PO
Portal
Điểm truy cập
PPM
Pulse possition modulation
Điều chế vị trí xung
PS
Power Saving
Tiết kiệm công suất
PSTN

Public Switched Telephone Network
Mạng điện thoại chuyển mạch công
cộng
QoS
Quality of Service
Chất lƣợng dịch vụ
RCH
Receive Channel
Kênh thu
RG
Resource Grant
Cấp phát tài nguyên
RGs
Resource Grant messages
Bản tin cấp phát tài nguyên
RLC
Radio Link Control
Điều khiển liên kết vô tuyến
RR
Radio Resource
Tài nguyên vô tuyến
RRC
Radio Resource control
Điều khiển tài nguyên vô tuyến
RTS
Request To Send
Yêu cầu gửi
SAP
Service Access Points
Các điểm truy cập dịch vụ

SAR
Segmentation and Reassembly
Phân đoạn và lắp ghép
SDP
Service Discovery Protocol
Giao thức tìm kiếm dịch vụ
SDTV
Standard Definition Television
Truyền hình phân giải tiêu chuẩn
SDU
Service Data Unit
Diễu dữ liệu dịch vụ
SECAM
Séquentiel couleur à mémoire
Màu thứ tự có nhớ
SIM
Subcriber identifier Module
Mođun nhận diện thuê bao
SIP
Session Initiation Protocol
Giao thức khởi tạo phiên
SPI
Syschronization parallel interface
Giao diện song song đồng bộ
SS
Station service
Dịch vụ trạm
SSCS
Service specific convergence sublayer
Lớp con hội tụ đặc thù dịch vụ

SSI
Syschronization Serial interface
Giao diện nối tiếp đồng bộ
STA
Station
Trạm
TDMA
Time Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo thời gian
TIA
Telecommunications Industry
Association
Hiệp hội công nghiệp Viễn thông
TTA
Telecommunications Technology
Association
Hiệp hội công nghệ Viễn thông
TV
Television
Truyền hình
UGS
Unsolicited Grant Service
Dịch vụ không yêu cầu cấp phát
UMTS
Universal Mobile Telecommunication
System
Hệ thống Viễn thông di động toàn
cầu
USAP
User Service Access Point

Điểm truy cập dịch vụ ngƣời dùng
USDC
United States Digital Cellular
Mạng tổ ong số quốc gia Mỹ
UWB
Ultra wideband
Băng cực rộng
VCM
Variable Coding and Modulation
Điều chế và mã hóa thay đổi
VIR
Vertical Interval Reference
Chuẩn khoảng đứng
VoD
Video on Demand
Video theo yêu cầu
VSAT
Very Small Aperture Terminal
Thiết bị vệ tinh kích thƣớc nhỏ
VSB
Vestigial Sideband
Biên tần cụt
WATM
Wireless Asynchronous Transfer
Mode
Phƣơng thức truyền không đồng bộ
không dây
WCDMA
Wideband Code Division Multiple
Access

Đa truy cập phân chia theo mã băng
rộng
WEP
Wired equivalent privacy
Tính riêng tƣ tƣơng đƣơng có dây


IX
Wi-Fi
Wireless Fidelity
Không dây tin cậy
WiMAX
World interoperability Microwave
Access
Truy cập vi ba khả năng tƣơng tác
toàn cầu
WLAN
Wireless Local Area Network
Mạng vùng cục bộ không dây
WLL
Wireless local loop
Mạng vòng lặp cục bộ
WMAN
Wireless MAN
Mạng vùng đô thị không dây
WPAN
Wireless Personal Area Network
Mạng vùng cá nhân không dây
WWW
World Wide Web

Mạng internet toàn cầu



X
DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT VIỆT ANH

Bản tin cấp phát tài nguyên
RGs
Resource Grant messages
Băng cực rộng
UWB
Ultra wideband
Báo nhận
ACK
Acknowledge
Biên tần cụt
VSB
Vestigial Sideband
Bộ định tuyến truy cập
AR
Access Router
Các điểm truy cập dịch vụ
SAP
Service Access Points
Cấp phát tài nguyên
RG
Resource Grant
Chất lƣợng dịch vụ
QoS

Quality of Service
Chuẩn khoảng đứng
VIR
Vertical Interval Reference
Chức năng điều khiển liên kết
ACF
Associate Control Function
Chức năng phối hợp điểm
PCF
Point coordination function
Cửa sổ liên tục
CW
Continuous Window
Cùng kênh/cùng tần số
IBOC
In-band/On-channel
Đa truy cập phân chia theo mã
CDMA
Code Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo mã
băng rộng
WCDMA
Wideband Code Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo tần số
FDMA
Frequency Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia theo thời
gian
TDMA
Time Division Multiple Access

Đèn hình chân không
CRT
Cathode Ray Tube
Dịch vụ điện thoại di động cải tiến
IMTS
Improved Mobile Telephone Service
Dịch vụ hệ thống phân phổi
DSS
Distribution system service
Dịch vụ không yêu cầu cấp phát
UGS
Unsolicited Grant Service
Dịch vụ trạm
SS
Station service
Dịch vụ trực tiếp tới thuê bao
DTH
Direct to Home
Dịch vụ vệ tinh cố định
FSS
Fixed Satellite Services
Dịch vụ vệ tinh quảng bá
BSS
Broadcast Satellite Service
Dịch vụ vô tuyến gói chung
GPRS
General Packet Radio Service
Điểm dịch vụ cơ sở
BSS
Basic Service Set

Điểm dịch vụ mở rộng
ESS
Extended Service Set
Điểm truy cập
AP
Access Point
Điểm truy cập
PO
Portal
Điểm truy cập dịch vụ ngƣời dùng
USAP
User Service Access Point
Diễu dữ liệu dịch vụ
SDU
Service Data Unit
Điều chế biên độ
AM
Amplitude Modulation
Điều chế BPSK mã vi sai
DBPSK
Differentially encoded BPSK
Điều chế tần số
FM
Frequency Modulation
Điều chế và mã hóa thay đổi
VCM
Variable Coding and Modulation
Điều chế và mã tƣơng thích
ACM
Adaptive Coding and Modulation

Điều chế vị trí xung
PPM
Pulse possition modulation
Điều khiển kết nối DLC
DCC
DLC Connection Control
Điều khiển liên kết dữ liệu
DLC
Data-link Control
Điều khiển liên kết logical
LLC
Logical Link Control
Điều khiển liên kết vô tuyến
RLC
Radio Link Control
Điều khiển lỗi
EC
Error Control
Điều khiển Multicast
BMC
Broadcast/Multicast Control
Điều khiển quản lý liên kết
LMC
Link Management Control
Điều khiển tài nguyên vô tuyến
RRC
Radio Resource control
Điều khiển truy cập đƣờng truyền
MAC
Medium Access Control

XI
Đơn vị dữ liệu dịch vụ MAC
MSDU
MAC Service Data Unit
Dự án hợp tác thế hệ 3
3GPP
Third Generation Partnership Project
Đƣờng dây thuê bao số
DSL
Digital Subcriber Line
Ghép kênh phân chia tần số trực
giao mã
COFMA
Coded Orthogonal frequency-division
multiplexing
Ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao
OFDM
Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
Giao diện nối tiếp đồng bộ
SSI
Syschronization Serial interface
Giao diện song song đồng bộ
SPI
Syschronization parallel interface
Giao thức hội tụ dữ liệu gói
PDCP

Packet Data Convergence Protocol
Giao thức hội tụ lớp vật lý
PLCP
Physical Layer Convergence Protocol
Giao thức khởi tạo phiên
SIP
Session Initiation Protocol
Giao thức quản lý liên kết
LMP
Link Management Protocol
Giao thức tìm kiếm dịch vụ
SDP
Service Discovery Protocol
Giao thức tƣơng thích và điều
khiển liên kết logic
L2CAP
Logical Link Control and Adaptation
Protocol
Giao thức xác thực mở rộng
EAP
Extended Authentication Protocol
Hệ thống băng rộng di động
MBS
Mobile broadband system
Hệ thống điện thoại di động tiên
tiến
AMPS
Advanced Mobile Phone System
Hệ thống định vị toàn cầu
GPS

Globle Positioning Systems
Hệ thống phân phối da điểm đa
kênh
MMDS
Multichannel multipoint distribution
System
Hệ thống thông tin di động toàn
cầu
GSM
Global System for Mobile Communication
Hệ thống truyền thông cá nhân
PCS
Personal Communication System
Hệ thống viễn thông di động công
công tƣơng lai
FPLMTS
Future Public Mobile Telecom System
Hệ thống Viễn thông di động toàn
cầu
UMTS
Universal Mobile Telecommunication
System
Hiệp hội công nghệ Viễn thông
TTA
Telecommunications Technology
Association
Hiệp hội công nghiệp Viễn thông
TIA
Telecommunications Industry Association
Học Viện của các Kỹ Sƣ Điện và

Điện Tử
IEEE
Institute of Electrical and Electronics
Engineers
Hội đồng cải tiến các hệ thống
thông tin truy cập di động đa
phƣơng tiện
MMAC-
PC
Multimedia Mobile Access
Communications Systems Promotion
Council
Hội đồng hệ thống truyền hình
quốc gia Mỹ
NTSC
National Television System Committee
Hội đồng thông tin liên bang Mỹ
FCC
Federal Communications Commission
Hội đồng tƣ vấn vô tuyến quốc tế
CCIR
Consultative Committee on International
Radio
Hội đồng về hệ thống truyền hình
cải biên
ATSC
Advanced Television System Committee
Hội liên hiệp viễn thông quốc tế
ITU
International Telecommunication Union

Hồng ngoại
IR
Infared
IFS mở rộng
EIFS
Extended IFS
Kênh đƣờng lên
FCH
Forward Channel
Kênh quảng bá
BCH
Broadcast Channel
Kênh thu
RCH
Receive Channel


XII
Kênh truy nhập
ACH
Access Channel
Khóa dịch pha nhị phân
BPSK
Binary Phase Shift Keying
Khóa dịch tần
FSK
Frequency Shift Keying
Khóa dịch tần Gaussia
GFSK
Gaussian Frequency Shift Keying

Không dây tin cậy
Wi-Fi
Wireless Fidelity
Không tầm nhìn thẳng
NLOS
Non Line of Sight
Kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp
LDPC
Low Density Parity Check
Kiểm tra mã dƣ vòng
CRC
Cycle Redundent Check
Lớp con CP
CPS
Common part sublayer
Lớp con độc lập môi trƣờng vật lý
PMD
Physical medium dependent sublayer
Lớp con hội tụ đặc thù dịch vụ
SSCS
Service specific convergence sublayer
Lớp hội tụ
CL
Converge Layer
Mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng
PSTN
Public Switched Telephone Network
Mạng internet toàn cầu
WWW

World Wide Web
Mạng số liên kết đa dịch vụ
ISDN
Integrated Services Digital Network
Mạng tổ ong số quốc gia Mỹ
USDC
United States Digital Cellular
Mạng truy cập
AN
Access Network
Mạng truy cập từ xa không dây
BRAN
Broadband Remote Access Network
Mạng vòng lặp cục bộ
WLL
Wireless local loop
Mạng vùng cá nhân
PAN
Personal Area Network
Mạng vùng cá nhân không dây
WPAN
Wireless Personal Area Network
Mạng vùng cục bộ
LAN
Local Area Network
Mạng vùng cục bộ không dây
WLAN
Wireless Local Area Network
Mạng vùng cục bộ không dây hiệu
năng cao

HIPERLA
N
HIgh PErformance Radio LAN
Mạng vùng đô thị
MAN
Metropolitan Area Network
Mạng vùng đô thị không dây
WMAN
Wireless MAN
Mạng vùng đô thị không dây hiệu
năng cao
HIPERM
AN
HIgh PErformance Radio MAN
Màu thứ tự có nhớ
SECAM
Séquentiel couleur à mémoire
Mođun nhận diện thuê bao
SIM
Subcriber identifier Module
Nhận diện truy cập Mạng
NAI
Network Access Identifier
Nhảy tần
FH
Frequency Hopping
Nhóm đặc trách kỹ thuật Internet
IETF
Internet Engineering Task Force
Nhóm chuyên gia hình ảnh động

MPEG
Moving Picture Experts Group
Nhóm chuyên gia nghiên cứu ảnh
tĩnh
JPEG
Joint Photographic Experts Group
Pha luân phiên theo dòng
PAL
Phase Alternating line
Phần chung
CP
Common Part
Phân đoạn và lắp ghép
SAR
Segmentation and Reassembly
Phƣơng thức trực tiếp
DM
Direct Mode
Phƣơng thức truyền không đồng
bộ
ATM
Asynchronous Transfer Mode
Phƣơng thức truyền không đồng
bộ không dây
WATM
Wireless Asynchronous Transfer Mode
Quản lý khóa riêng
PKM
Private Key Management
Quản trị không gian và vũ trụ quốc

gia Mỹ
NASA
National Aeronautics and Space
Administration
Quảng bá phát thanh số
DAB
Digital Audio Broadcasting
Quảng bá số tích hợp dịch vụ
ISDB
Integrated Services Digital Broadcasting


XIII
Quảng bá số tích hợp dịch vụ mặt
đất
ISDB-T
Integrated Services Digital Broadcasting-
terrestrial
Quảng bá số tích hợp dịch vụ -qua
cáp
ISDB-C
Integrated Services Digital Broadcasting-
Cable
Quảng bá số tích hợp dịch vụ vệ
tinh
ISDB-S
Integrated Services Digital Broadcasting-
Satellite
Quảng bá truyền hình số mặt đất
DVB-T

Digital Video broadcasting- terrestrial
Quảng bá truyền hình số mặt đất
dùng cho thiết bị di động
DVB-H
Digital Video Broadcasting - Handheld
Quảng bá truyền hình số qua cable
DVB-C
Digital Video broadcasting- cable
Quảng bá truyền hình số vệ tinh
DVB-S
Digital Video broadcasting- Satellite
Quĩ đạo trung bình
MEO
Medium Earth Orbit
Số liệu chuyển mạch kênh tốc độ
cao
HSCSD
High-Speed Circuit-Switched Data
Song công phân chia tần số
FDD
Frequency Division Duplex
Sửa lỗi trƣớc
FEC
Forward Error correction
Tài nguyên vô tuyến
RR
Radio Resource
Tầm nhìn thăngr
LOS
Line of Sight

Thế hệ 1/2/3
1G/2G/3G
First/Second/Third/ Generation
Thiết bị của khách hàng
CPE
Customer Premises Equipment
Thiết bị số cá nhân
PDA
Personal Digital Assistant
Thiết bị vệ tinh kích thƣớc nhỏ
VSAT
Very Small Aperture Terminal
Thực thế quản lý lớp con MAC
MLME
MAC Sublayer Management Entity
Thực thể quản lý lớp vật lý
PLMF
PHY layer management entity
Tích hợp mức cao
LSI
Large Scale Integration
Tiết kiệm công suất
PS
Power Saving
Tính riêng tƣ tƣơng đƣơng có dây
WEP
Wired equivalent privacy
Tổ chức phát thanh và truyền hình
quốc tế
OIRT

International Radio and Television
Organisation
Tổ ong số cá nhân
PDC
Personal Digital Cellular
Tốc độ số liệu gói tăng cƣờng để
phát triển GSM
EDGE
Enhanced data rate for global evolution
Trải trực tiếp
DS
Direct Sequence
Trạm
STA
Station
Trạm cơ sở
BS
Base Station
Trạm di động
MS
Mobile Station
Trạm mặt đất
ES
Earth Station
Trạm thuê bao di động
MSS
Mobile Subcriber Station
Trung tâm chuyển mạch di động
MSC
Mobile Switching Center

Truy cập vi ba khả năng tƣơng tác
toàn cầu
WiMAX
World interoperability Microwave Access
Truyền hình
TV
Television
Truyền hình cáp
CATV
Community Antennae Television
Truyền hình phân giải cao
HDTV
High definition Television
Truyền hình phân giải tiêu chuẩn
SDTV
Standard Definition Television
Văn phòng dự án nghiên cứu cải
tiến
ARPA
Advanced Research Projects Agency
Vệ tinh quan sát trái đất
LANDSA
T
Land Remote-Sensing Satellite
Video theo yêu cầu
VoD
Video on Demand
Viện tiêu chuẩn viễn thông châu
ETSI
European Telecommunications Standards

XIV
Âu
Institute
Xác thực, cấp quyền, thanh toán
AAA
Authentication, Authorization, and
Accounting
Xóa để gửi
CTS
Clear to Send
Y tế/ Khoa học/ Công nghiệp
ISM
Industry/Sicienfic/Medical
Yêu cầu gửi
RTS
Request To Send
Yêu cầu lặp tự động
ARQ
Automatic Repeat Request



XV
MỞ ĐẦU
Nhƣ ta đã biết WiMAX có ƣu điểm về tốc độ truyền cao và phạm vi phủ sóng
rộng, do đó nó là lựa chọn số một cho các ứng dụng mạng không dây có số lƣợng
ngƣời sử dụng lớn, cung cấp đồng thời nhiều dịch vụ khác nhau (thoại, video, Internet)
trên cùng một đƣờng truyền không dây. Tuy nhiên, với các ứng dụng mạng có phạm vi

vừa và nhỏ, công nghệ WiMAX không phải là một giải pháp phù hợp do giá thành
thiết bị đầu cuối cao, chi phí thiết lập mạng lớn. Trong các ứng dụng mạng không dây
phạm vi vừa và nhỏ, công nghệ WLAN (IEEE 802.11) vẫn là một giải pháp hoàn toàn
phù hợp về đặc điểm kỹ thuật cũng nhƣ chi phí sử dụng. Tuy nhiên, do hạn chế về tầm
phủ sóng, công nghệ WLAN truyền thống không thể đáp ứng đƣợc các ứng dụng cần
mở rộng mạng. Vì vậy, trên cơ sở các yếu tố công nghệ có sẵn của công nghệ không
dây chuẩn, yêu cầu đặt ra là phải xây dựng đƣợc giải pháp kết nối để tạo ra mạng có
phạm vi phủ sóng cao hơn nhƣng vẫn đảm bảo đƣợc tính chất của mạng. Kỹ thuật
mạng hình lƣới không dây WMN (Wireless Mesh Network) có thể đƣợc coi là một
giải pháp tốt cho vấn đề đặt ra, nhằm mở rộng phạm vi phủ sóng cho các mạng WLAN
chuẩn. Dựa trên các thiết bị có sẵn của WLAN cùng với một số cải tiến về cả phần
cứng, phần mềm; xây dựng giao thức truyền thông mới, kỹ thuật mạng hình lƣới
không dây có thể cải thiện đáng kể tầm phủ sóng của mạng ban đầu.
Khi mạng không dây hình lƣới ra đời, các nghiên cứu tập trung chủ yếu vào giao
thức điều khiển MAC, giao thức định tuyến, khả năng quản lý di động và các vấn đề
bảo mật nhằm tối ƣu mạng. Nhƣng có một vấn đề thời sự mà nhà thiết kế nào cũng
quan tâm, đó là thiết kế nhƣ thế nào để chi phí cài đặt mạng là ít nhất mà vẫn đảm bảo
đƣợc hiệu suất của mạng.
Luận văn “Mạng không dây, mở rộng LAN không dây sử dụng kỹ thuật hình lƣới
và tối ƣu hóa cấu hình.” nghiên cứu về hệ thống mạng không dây nói chung và tìm
hiểu sâu hơn về mạng LAN không dây, áp dụng kỹ thuật hình lƣới để mở rộng mạng
LAN, đồng thời nghiên cứu, chắt lọc ra một số biểu thức toán học nhằm tối ƣu việc
thiết kế cấu hình mạng. Để khẳng định sự đúng đắn của các biểu thức đã nêu, tác giả
sử dụng một số kết quả nghiên cứu về tối ƣu cấu trúc mạng WLAN dạng lƣới của một
số tác giả khác [5] làm minh chứng.
Luận văn gồm 3 chƣơng nội dung, phần mở đầu, phần kết luận, mục lục, và tài
liệu tham khảo.
Chương 1: Tổng quan về mạng không dây sẽ giới thiệu qua về mạng hệ thống
thông tin vệ tinh, hệ thống vi ba mặt đất, hệ quảng bá, các hệ thống thông tin cá nhân
và nghiên cứu chi tiết hơn về mạng LAN không dây.

XVI
Chương 2: Mở rộng mạng LAN không dây bằng kỹ thuật không dây hình lưới sẽ
nghiên cứu ƣu điểm mà mạng không dây hình lƣới đem lại, cấu trúc mạng, các thiết bị
và giao thức đƣợc sử dụng.
Chương 3 : Tối ưu cấu hình mạng không dây hình lưới: Bằng cách mô hình hóa
mạng không dây hình lƣới và áp dụng kiến thức về toán học, đúc rút ra một số công
thức, giúp các nhà thiết kế mạng WLAN dạng lƣới tiết kiệm chi phí trong khi vẫn thỏa
mãn các ràng buộc về dung lƣợng không đổi hoặc thay đổi hoặc có tính toán đến
nhiễu, đồng thời sử dụng kết quả của một nhóm nhà khoa học để chứng minh tính
đúng đắn của lý thuyết đƣa ra.
Tác giả luận văn này xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến PGS TS. Vƣơng Đạo
Vy, Khoa Điện tử viễn thông - Trƣờng Đại học công nghệ - Đại học quốc gia Hà nội,
ngƣời đã hƣớng dẫn tận tình và giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn
này.

Tác giả

Cao Thị Ly


XVII
CHNG 1
TNG QUAN V MNG KHễNG DY
Mặc dù có lịch sử hơn 1 thế kỷ nh-ng thông tin không dây thực sự bùng nổ trong
các hệ thống thông tin chỉ trong vòng 15-20 năm lại đây. Hiện tại lĩnh vực thông tin
không dây l lĩnh vực phát triển nhanh nhất trong công nghệ viễn thông. Các hệ thống
thông tin không dây nh- là mạng điện thoại tế bào, điện thoại không dây, thông tin vệ
tinh, thông tin viba, cũng nh- mạng LAN không dây đang đ-ợc sử dụng rộng rãi và trở

thành một ph-ơng tiện không thể thiếu trong đời sống hằng ngày. Thị tr-ờng viễn
thông đang có sự chuyển hóa rõ rệt, số l-ợng ng-ời dùng không dây đang tăng tr-ởng
nhanh và v-ợt số l-ợng ng-ời dùng mạng có dây trong một vài năm tới.
Các mạng không dây thực sự mang lại lợi ích trong việc giảm các chi phí triển
khai và bảo d-ỡng mạng trong một số tr-ờng hợp. Khái niệm này liên quan đến việc
triển khai, mạng không dây yêu cầu số l-ợng cáp ít hơn mạng có dây hoặc không cần
phải đi dây. Lợi ích của mạng không dây có thể mô tả nh- sau:
Triển khai mạng trong tr-ờng hợp khó đi dây. Trong tr-ờng hợp này vị trí đi cáp
có thể phải chạy qua sông hoặc đại d-ơng. Một ví dụ khác đó là phải thực hiện đi dây
trong các tòa nhà đang đ-ợc sử dụng điều đó gây sự xáo trộn, ảnh h-ởng tới hoạt động
của công ty.
Trong tr-ờng hợp cấm đi dây. Ví dụ nh- trong tr-ờng hợp các tòa nhà lịch sử
đ-ợc bảo tồn.
Trong tr-ờng hợp triển khai tạm thời. Mạng đ-ợc sử dụng trong thời gian ngắn
không thuận tiện cho việc đi dây.
1.1 H thng thụng tin v tinh
1.1.1 Gii thiu
Hệ thống thông tin vệ tinh đ-ợc đề cập đến vào những năm 1940 bởi Arther
Clarke. Trong đó Clarke mô tả một số vấn đề cơ bản liên quan đến việc xây dựng mạng
vệ tinh bao phủ xung quanh trái đất bao gồm các vấn đề về sử dụng tần số, công suất
mạng và cách đ-a vệ tinh lên quĩ đạo.
Cách mạng của công nghệ vệ tinh không xảy ra trong một thời gian ngắn nh-ng
đã đi theo một lộ trình phát triển nhất định. Trong chiến tranh thế giới thứ II và chiến
tranh lạnh đã phát triển từ công nghệ vô tuyến đo đạc từ xa, công nghệ tên lửa. Nh-ng
kỷ nguyên của vệ tinh thực sự chỉ bắt đầu từ năm 1957 với việc phóng vệ tinh Sputnik
bởi Liên Xô. Tuy nhiên khả năng thông tin của Sputnik rất hạn chế. Thế hệ vệ tinh
thông tin thực sự đầu tiên đó là AT&T Telstar 1 đ-ợc phóng bởi NASA năm 1962. Vệ


XVIII

tinh này có khả năng cung cấp thông tin 2 chiều và có khả năng chuyển tiếp 600 kênh
thoại hoặc một kênh truyền hình. Telstar 1 đ-ợc cải tiến năm 1963 thành Telstar 2.
Từ kỷ nguyên Telstar tới nay, công nghiệp vệ tinh đã phát triển nhanh chóng
cung cấp các dịch vụ nh- dữ liệu, tìm kiếm, thoại, truyền hình và một số ứng dụng di
động. Tuy nhiên, vị trí của các vệ tinh trong hoàn cảnh thông tin đã có những thay đổi
trong một vài thập kỹ qua. Hiện tại, băng thông cao và độ phủ sóng rộng rãi của các hệ
thống vệ tinh dẫn tới t-ơng lai của thông tin gắn liền với các vệ tinh. Một số -u điểm
của hệ thống thông tin vệ tinh đó là:
- Tính linh động: Cung cấp các ứng dụng yêu cầu tính linh động, nơi mà hệ thống
cáp quang không thể triển khai
- Quảng bá: Các vệ tinh đ-a ra khả năng dễ dàng quảng bá các bản tin tới một
l-ợng lớn các trạm mặt đất. Dễ dàng hơn triển khai quảng bá trên mạng có dây
- Các môi tr-ờng khắc nghiệt: Vệ tinh có thể cung cấp vùng phủ sóng cho các
vùng khó khăn trong việc triển khai và chi phí cao. Ví dụ nh- cung cấp các dịch vụ
điện thoại ở Indonesia.
- Triển khai nhanh: Bằng cách sử dụng các vệ tinh, một mạng có thể đ-ợc triển
khai nhanh chóng hơn so với mạng đi dây, điều này rất quan trọng trong điều kiện
thảm họa và các ứng dụng quân sự.
1.1.2 Cỏc c tớnh ca thụng tin v tinh
Hệ thống thông tin vệ tinh có một số đặc tính nh- sau:
- Vùng phủ sóng rộng: Do độ cao của vệ tinh nên khả năng phủ sóng của vệ tinh
rất lớn trên bề mặt trái đất.
- Nhiễu: C-ờng độ của tín hiệu vô tuyến càng giảm khi khoảng cách từ trạm phát
tới trạm thu tăng lên. Do đó, khoảng cách giữa trạm mặt đất ES và vệ tinh càng lớn thì
tín hiệu thu đ-ợc càng yếu.
- Khả năng quảng bá: Nh- đã nói ở trên các vệ tinh vốn là các thiết bị quảng bá.
Điều này có nghĩa là mỗi khi phát tín hiệu thì một l-ợng lớn trạm ES có thể thu đ-ợc.
- Trễ truyền dẫn lớn: Do có quĩ đạo của vệ tinh rất cao nên thời gian yêu cầu cho
việc truyền dẫn từ bên phát tới bên thu lớn hơn so với các ph-ơng tiện truyền dẫn khác.
Trễ truyền sóng có thể từ 250ms đến 300ms.

- Bảo mật: Tất cả các hệ thống thông tin không dây thì vấn đề bảo mật cũng là
một vấn đề đối với thông tin vệ tinh.
- Chi phí truyền dẫn không phụ thuộc vào khoảng cách: Trong các hệ thống vệ
tinh, chi phí của dịch vụ là cố định và không phụ thuộc vào khoảng cách.


XIX
1.1.3 Cỏc ng dng ca thụng tin v tinh
Một số ứng dụng của thông tin vệ tinh bao gồm:
Thoại: Các vệ tinh là một hệ thống đáp ứng cho việc liên kết các mạng điện
thoại của các n-ớc khác nhau và Châu lục. Mặc dù các hệ thống đ-ờng truyền cáp
cũng đang tồn tại nh-ng vệ tinh vẫn đ-ợc sử dụng phổ biến hơn.
Dịch vụ di động: Do vùng phủ sóng rộng có thể bao phủ một vùng rộng lớn các
mạng tế bào để cung cấp một sự hỗ trợ trong tr-ờng hợp quá tải mạng. Khi các tế bào
trong mạng quá tải thì vệ tinh có thể sử dụng một số kênh của nó để dự phòng tăng
dung l-ợng cho cell.
Hệ thống bao phủ trái đất. Các hệ thống vệ tinh có thể cung cấp kết nối tới
những nơi không có cả cơ sở hạ tầng viễn thông nh- là samạc, trên đại d-ơng hay
những vùng không dân c
Hệ thống định vị toàn cầu (GPS): Đây là hệ thống có khả năng xác định chính
xác vị trí của thiết bị thu GPS. Để cung cấp đ-ợc dịch vụ này hệ thống phải có sự trợ
giúp của nhiều vệ tinh.
Hệ thống thông tin khí t-ợng: Sử dụng vệ tinh chuyên dùng cho việc quan sát
khí t-ợng trên Trái đất, cũng th-ờng hoạt động ở trên quỹ đạo địa tĩnh (quỹ đạo tròn
cách Trái đất 36.000km).
Hệ thống theo dõi và chụp ảnh bề mặt Trái đất, Vệ tinh viễn thám phục vụ cho
việc giám sát tài nguyên thiên nhiên, môi tr-ờng và thiên tai, Vệ tinh biển theo dõi các
diễn biến trên mặt biển và đại d-ơng, trên vệ tinh có đặt nhiều máy đo (sensor) theo
các dải sóng điện từ khác nhau, trên cơ sở đó các nhà khoa học sẽ phân tích và thu thập
các tham số về nhiệt độ mặt n-ớc biển, l-ợng thực vật phù du là nguồn thức ăn cho các

sinh vật biển, đặc biệt là các đàn cá Ngày nay, nhiều vệ tinh viễn thám có thể th-ờng
xuyên chụp ảnh mặt đất với độ phân giải cao d-ới 1m, ng-ời ta cũng đã xây dựng đ-ơc
nhiều giải pháp toán học và các phần mềm máy tính để thiết lập đ-ợc các bản đồ địa
hình chi tiết cho toàn thế giới ở các tỷ lệ khác nhau 1/50.000, 1/25.000 và cao hơn
nữa. Các hệ thống vệ tinh viễn thám đ-ợc sử dụng phổ biến trên thế giới hiện nay là:
Mỹ có các vệ tinh: LANDSAT-độ phân giải 15m, QUICK BIRD - độ phân giải 1m,
IKONOS - độ phân giải d-ới 1m.
1.1.4 Cỏc h thng VSAT
Việc thiết kế các trạm mặt đất ES trong các hệ thống vệ tinh khá phức tạp cả về
chi phí xây dựng và bảo trì hệ thống. Một sự cải tiến trong thông tin vệ tinh đó là phát
triển anten có tính định h-ớng cao, chúng có thể tập trung truyền dẫn tại một số vùng


XX
nhất định của trái đất. Nếu nh- tính định h-ớng của anten đ-ợc tích hợp vào vệ tinh thì
các trạm mặt đất có thể thay thế bằng các anten có kích th-ớc nhỏ hơn nhằm giảm chi
phí và kích th-ớc của chúng. Cách tiếp cận này đ-ợc nói đến đó là hệ thống VSAT
(Very Small Aperture Terminal).

Hình 1.1: H thng v tinh VSAT
Một hệ thống VSAT điển hình đ-ợc tổ chức thành kiến trúc hình sao gồm có
các thành phần sau:
- Một l-ợng lớn các đầu cuối có kích th-ớc nhỏ: Các đầu cuối VSAT kích th-ớc
nhỏ cho phép dễ dàng cài đặt tại khuôn viên ng-ời dùng thậm chí di động. Tuy nhiên
đối với hệ thống sử dụng một vệ tinh địa tĩnh thì kích th-ớc anten VSAT phụ thuộc vào
phạm vi của đầu cuối. Hơn nữa nó phụ thuộc vào tần số sử dụng, tần số càng cao thì
th-ờng sử dụng anten nhỏ hơn.
- Một trạm mặt đất ES đóng vai trò Hub. Trạm ES có công suất anten rất mạnh,
đ-ợc dùng để định tuyến và có các kết nối với mạng trục tốc độ cao nhằm đáp ứng nh-
một gateway của mạng VSAT

- Một vệ tinh địa tĩnh trang bị anten định h-ớng. Vệ tinh này đ-ợc sử dụng để kết
nối các thiết bị đầu cuối VSAT tới Hub
1.2 H thng vi ba mt t
1.2.1 Gii thiu
Vi ba, cũng gi l tín hiu tn s siêu cao (SHF), có bc sóng khong t 30
cm (tn s 1 GHz) n 1 cm (tn s 30 GHz). Tuy vy, ranh gii gia tia hng ngoi,


XXI
vi ba v sóng radio tn s cc cao (UHF) rt l tu ý v thay i trong các lnh vc
nghiên cu khác nhau. S tn ti ca sóng in t, trong ó vi ba l mt phn ca ph
tn s cao, c James Clerk Maxwell d oán nm 1864 t các phng trình
Maxwell ni ting. Nm 1888, Heinrich Hertz ó ch to c thit b phát sóng radio,
nh vy ln u tiên chng minh s tn ti ca sóng in t. Trong vin thông khái
nim vi ba gn lin vi h thng vô tuyn chuyn tip v n ni t vi ba thc t ng
ngha vi vô tuyn chuyn tip (thng gi "liên lc vi ba", "tuyn vi ba", "trm vi
ba" ) Do ó trong phn n y ch cp n khỏi nim vi ba ó l vô tuyn chuyn
tip.
Thông tin vi ba là một trong 3 ph-ơng tiện thông tin phổ biến hiện nay bên cạnh
thông tin vệ tinh và thông tin quang. Hệ thống thông tin vi ba và thông tin vệ tinh,
thông tin quang đ-ợc sử dụng cho các kết nối trục thông tin quốc gia. Hệ thống viba có
hai loại đó là hệ thống t-ơng tự và hệ thống số.
Hiện nay hệ thống vi ba số đ-ợc dùng rộng rãi thay thế các hệ thống t-ơng tự.
Do đó những khái niệm đề cập đến hệ thống vi ba sau này chủ yếu là hệ thống vi ba tín
hiệu số. Hệ thống vi ba số có thể đ-ợc sử dụng trong các kết nối sau:
- Các đ-ờng trung kế số nối giữa các tổng đài số.
- Các đ-ờng truyền dẫn nối tổng đài chính đến các tổng đài vệ tinh.
- Các đ-ờng truyền dẫn nối các thuê bao với các tổng đài chính hoặc các tổng đài
vệ tinh.
- Các bộ tập trung thuê bao vô tuyến.

- Các đ-ờng truyền dẫn trong các hệ thống thông tin di động để kết nối các máy
di động với mạng viễn thông.

Hình 1.2: Mô hình của hệ thống viba số tiêu biểu


XXII

Hình 1.3 : Sơ đồ khối thiết bị thu phát viba số
Một hệ thống vi ba số bao gồm một loạt các khối xử lý tín hiệu. Các khối này có
thể đ-ợc phân loại theo các mục sau đây:
Biến đổi tín hiệu t-ơng tự thành tín hiệu số
Tập hợp các tín hiệu số từ các nguồn khác nhau thành tín hiệu băng tần gốc
Xử lý tín hiệu băng gốc để truyền trên kênh thông tin.
Truyền tín hiệu băng gốc trên kênh thông tin.
Thu tín hiệu băng gốc từ kênh thông tin.
Xử lý tín hiệu băng gốc thu đ-ợc để phân thành các nguồn khác nhau t-ơng
ứng.
Biến đổi tín hiệu số thành các tín hiệu t-ơng tự t-ơng ứng
1.2.2 Phõn loi
Phụ thuộc vào tốc độ bít của tín hiệu PCM cần truyền, các thiết bị vô tuyến phải
đ-ợc thiết kế, cấu tạo phù hợp để có khả năng truyền dẫn các tín hiệu đó. Có thể phân
loại nh- sau:
Vi ba băng hẹp (tốc độ thấp): đ-ợc dùng để truyền các tín hiệu có tốc độ
2Mbit/s, 4 Mbit/s và 8 Mbit/s, t-ơng ứng với dung l-ợng kênh thoại là 30 kênh, 60
kênh và 120 kênh. Tần số sóng vô tuyến (0,4 - 1,5)GHz.
Vi ba băng trung bình (tốc độ trung bình): đ-ợc dùng để truyền các tín hiệu có
tốc độ từ (8-34) Mbit/s, t-ơng ứng với dung l-ợng kênh thoại là 120 đến 480 kênh. Tần
số sóng vô tuyến (2 - 6)GHz.
Vi ba băng rộng (tốc độ cao): đ-ợc dùng để truyền các tín hiệu có tốc độ từ (34-

140) Mbit/s, t-ơng ứng với dung l-ợng kênh thoại là 480 đến 1920 kênh. Tần số sóng
vô tuyến 4, 6, 8, 12GHz.


XXIII
1.2.3 Cỏc mng Viba mt t
Th-ờng các mạng vi ba đ-ợc nối cùng với các trạm chuyển mạch nh- là một bộ
phận của mạng trung kế quốc gia hoặc trung kế riêng, hoặc là nối các tuyến nhánh xuất
phát từ trung tâm thu thập thông tin khác nhau đến trạm chính. (ứng dụng trong các
trung tâm chuyển mạch hoặc tổ chức các mạng Internet). Có hai mô hình kết nối chính
đó là vi ba điểm nối điểm và vi ba điểm nối đa điểm.
1.2.3.1 Viba im ni im
Mạng vi ba điểm nối điểm hiện nay đ-ợc sử dụng phổ biến. Trong các mạng
đ-ờng dài th-ờng dùng cáp sợi quang cùng các mạng quy mô nhỏ hơn nh- từ tỉnh đến
các huyện hoặc các ngành kinh tế khác ng-ời ta th-ờng sử dụng cấu hình vi ba điểm-
điểm dung l-ợng trung bình hoặc cao nhằm thoả mãn nhu cầu của các thông tin và đặc
biệt là dịch vụ truyền số liệu. Ngoài ra, trong một số tr-ờng hợp vi ba dung l-ợng thấp
là giải pháp hấp dẫn để cung cấp trung kế cho các mạng nội hạt, mạng thông tin di
động.

Hình 1.4: Mô hình của hệ thống vi ba điểm nối điểm tiêu biểu.
Các dải tần trên 17Ghz đang đ-ợc sử dụng cho các đ-ờng kết nối trong khoảng
cách ngắn điểm nối điểm. Các thiết bị vô tuyến tin cậy cao và nhỏ gọn có khả năng hỗ
trợ truyền dẫn dữ liệu băng rộng , video, dữ liệu thoại.
Các ứng dụng chính đó là:
Liên kết giữa các mạng LAN
Liên kết giữa các mạng LAN (IEEE 802.3/Ethernet và IEEE
802.5/TokenRing) với khản năng kết nối với tốc độ 10Mbps
Liên kết giữa các mạng LAN (Ethernet bào gồm RLAN IEEE
802.11a/b/g/HiperLAN với tốc độ lên tới 100Mbps

Truyền video


XXIV
Các kết nối thuê bao
Các kết nối dữ liệu tốc độ cao hoặc các nhóm sơ cấp số từ văn phòng
đến tòa nhà ng-ời dùng
Các ứng dụng điện thoại tế bào
Các liên kết giữa tổng đài điện thoại tế bào và trạm BS.
Sử dụng để dự phòng khi đ-ờng quang bị đứt hoặc các mạng mặt đất bị
lỗi.
Khép vòng hoặc kết nối điểm tới điểm trong các mạng truy cập SDH
Các mạng truy cập mật độ cao, ví dụ các ứng dụng dựa trên thuê bao
1.2.3.2 Viba im ni nhiu im
Mạng vi ba này trở thành phổ biến trong một số vùng ngoại ô và nông thôn.
Mạng bao gồm một trạm trung tâm phát thông tin trên một an ten đẳng h-ớng phục vụ
cho một số trạm ngoại vi bao quanh. Nếu các trạm ngoại vi này nằm trong phạm vi
(bán kính) truyền dẫn cho phép thì không cần dùng các trạm lặp, nếu khoảng cách xa
hơn thì sẽ sử dụng các trạm lặp để đ-a tín hiệu đến các trạm ngoại vi. Từ đây, thông tin
sẽ đ-ợc truyễn đến các thuê bao. Thiết bị vi ba trạm ngoại vi có thể đặt ngoài trời, trên
cột .v.v mỗi trạm ngoại vi có thể đ-ợc lắp đặt thiết bị cho nhiều trung kế. Khi mật độ
cao có thể bổ sung thêm thiết bị; đ-ợc thiết kế để hoạt động trong các băng tần 1,5GHz
-1,8GHz và 2,4GHz sử dụng một sóng mang cho hệ thống hoàn chỉnh.
Hiện nay các hệ thống điểm nối đến đa điểm 19GHz đã đ-ợc chế tạo và lắp đặt
ở Châu Âu để cung cấp các dịch vụ số liệu (Kbit/s) Internet trong mạng nội hạt
khoảng cách 10Km. Trạm trung tâm phát tốc độ bit khoảng 8,2Mb/s và các trạm đ-ợc
xác định nhờ kỹ thuật TDMA.