Nghiên Cứu Cơ Chế Đảm Bảo Chất Lượng Dịch Vụ Trong Mạng Wimax

Header Page 1 of 126.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
---------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ ĐẢM BẢO CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ
TRONG MẠNG wimax

Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
Học viên: PHẠM NGỌC LINH
Ngƣời HD khoa học: PGS.TS NGUYỄN HỮU THANH

THÁI NGUYÊN - 2013
Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 1 of 126.

/>

Header Page 2 of 126.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

THUYẾT MINH
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
Học viên: Phạm Ngọc Linh
Lớp: Cao học - K13
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Hữu Thanh
Ngày giao đề tài: …..tháng ….. năm 20….
Ngày hoàn thành: ….tháng ……năm 20....
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

HỌC VIÊN

PGS.TS Nguyễn Hữu Thanh

Phạm Ngọc Linh

BAN GIÁM HIỆU

KHOA SAU ĐẠI HỌC

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 2 of 126.

/>

Header Page 3 of 126.

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, luận văn này
không giống hoàn toàn bất cứ luận văn hoặc các công trình đã có trƣớc đó.
Thái Nguyên, ngày 08 tháng 05 năm 2013
Tác giả luận văn

Phạm Ngọc Linh

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 3 of 126.

/>

Header Page 4 of 126.

ii

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và tốt nghiệp, tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ tận tình
của các thầy cô giáo trong bộ môn Điện tử viễn thông - khoa Điện tử - trƣờng Đại học
Kỹ thuật công nghiệp - Đại học Thái Nguyên và tôi đặc biệt muốn cảm ơn PGS.TS
Nguyễn Hữu Thanh đã tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn tôi trong thời gian thực hiện đề
tài, cảm ơn sự giúp đỡ của gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp trong thời gian qua.
Mặc dù đã cố gắng, xong do điều kiện về thời gian và kinh nghiệm thực tế còn
nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy, tôi rất mong nhận đƣợc sự

đóng góp ý kiến của các thầy cô cũng nhƣ của các bạn bè, đồng nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Tác giả luận văn

Phạm Ngọc Linh

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 4 of 126.

/>

Header Page 5 of 126.

iii

LỜI NÓI ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nhờ sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ, truyền thông băng
thông rộng đang ngày càng trở thành nhu cầu thiết yếu mang lại nhiều lợi ích cho
ngƣời sử dụng. Bên cạnh việc cung cấp các dịch vụ nhƣ truy cập Internet, các trò
chơi tƣơng tác, hội nghị truyền hình,… thì truyền thông băng thông rộng di động
cũng đang đƣợc ứng dụng rộng rãi, cung cấp các kết nối tin cậy cho ngƣời sử dụng
ngay cả khi di chuyển qua một phạm vi rộng lớn. Trong đó, truy cập băng rộng
không dây là một lĩnh vực mang lại sự quan tâm đáng kể của các tổ chức nghiên
cứu cũng nhƣ các nhà cung cấp thiết bị, các nhà khai thác mạng. Ngày nay thế giới
đang hƣớng tới tƣơng tác toàn cầu trong truyền thông băng rộng không dây, điều
này không chỉ mang lại sự hội tụ về truyền thông toàn cầu mà còn mang lại nhiều
lợi nhuận về mặt kinh tế, giúp cho việc phát triển khoa học, công nghệ, chính trị,
văn hoá,… giữa các nƣớc trên toàn thế giới.

Trong bối cảnh đó, WiMAX ra đời nhằm cung cấp một phƣơng tiện truy cập
Internet không dây tổng hợp có thể thay thế ADSL và Wi-Fi. Hệ thống WiMAX có
khả năng cung cấp đƣờng truyền vô tuyến với tốc độ lên đến 70Mbps và với bán kính
phủ sóng lên đến 50km.
Tuy diễn đàn WiMAX đã đƣa ra các thông số kỹ thuật của lớp PHY và lớp
MAC cho phần lớn các chuẩn nhƣng trong một số chuẩn các thông số chung vẫn
chƣa đƣợc đề cập. Điều này dẫn đến sự khác biệt trong việc sử dụng các kỹ thuật
trong WiMAX giữa các nhà cung cấp thiết bị, chẳng hạn nhƣ kỹ thuật lập lịch cho
WiMAX. Để bảo đảm chất lƣợng truyền dẫn thông tin cho các lƣu lƣợng khác nhau,
các nhà cung cấp thiết bị cần điều chỉnh các thông số theo tiêu chuẩn IEEE 802.16
cho các ứng dụng đa phƣơng tiện có băng thông rộng, chẳng hạn tốc độ dữ liệu rất
cao nhƣ là VoIP, Video, luồng âm thanh và cũng nhƣ các ứng dụng tốc độ dữ liệu
thấp nhƣ là lƣớt Web. Trong một số ứng dụng truyền thông thời gian thực, độ trễ tín
hiệu là một trong các thông số quan trọng. Ví dụ nhƣ theo nhóm tiêu chuẩn IEEE
802.16, độ trễ cho phép của VoIP là 120 ms, khi độ trễ vƣợt quá 150 ms thì chất
lƣợng thoại sẽ bị giảm sút nghiêm trọng và khi giá trị này vƣợt quá 200 ms thì
không thể chấp nhận đƣợc. Để giải quyết vấn đề này, ngƣời ta nghiên cứu các thuật
toán lập lịch trong WiMAX nhằm cải thiện chất lƣợng dịch vụ cho các ứng dụng
khác nhau trong hệ thống WiMAX. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu các cơ chế đảm bảo

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 5 of 126.

/>

Header Page 6 of 126.

iv

chất lƣợng dịch vụ trong mạng Wimax” là một đề tài có tính cấp bách và thực tiễn cao.

2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu tổng quan về WiMAX.
- Nghiên cứu về lớp MAC và lớp vật lý trong WiMAX.
- Phân tích một số kỹ thuật lập lịch trong WiMAX.
- Mô phỏng một số kỹ thuật lập lịch bằng phần mềm NS2.

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tƣợng nghiên cứu
- Có rất nhiều thông số đƣợc quan tâm khi phân tích chất lƣợng dịch vụ trong hệ
thống mạng WiMAX.

3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Đề tài này không đi sâu vào kiến trúc mạng WiMAX mà tập trung nghiên cứu
cách thức xây dựng các khối cơ sở, các tham số thiết kế và các thành phần trong
WiMAX để làm căn cứ cho việc phân tích sau này.
- Đề tài nghiên cứu, phân tích các kỹ thuật và thuật toán lập lịch, thực hiện mô
phỏng các kỹ thuật lập lịch nhằm thể hiện ảnh hƣởng đến việc cải thiện QoS trong hệ
thống mạng WiMAX.

4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phƣơng pháp nghiên cứu xuyên suốt của luận văn là kết hợp lý thuyết và mô
phỏng, cụ thể tiến hành các bƣớc nhƣ sau:
- Nghiên cứu lý thuyết, tìm hiểu và phân tích kỹ thuật lập lịch liên quan.
- Xây dựng mô hình mạng WiMAX để thực hiện mô phỏng.
- Đánh giá kết quả mô phỏng.

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
WiMAX là một trong những kỹ thuật mạng băng rộng không dây nổi trội nhất

và có thể là lựa chọn phát triển tiếp theo đối với kỹ thuật mạng băng rộng cố định
truyền thống do hiệu quả chi phí của nó. WiMAX hỗ trợ các ứng dụng đa phƣơng
tiện khác nhau nhƣ là thoại qua giao thức internet (VoIP), truyền hình hội nghị, chơi
game online. Những ứng dụng này là gồm nhiều loại khác nhau theo nhu cầu tự nhiên
và chúng có nhiều yêu cầu khác nhau phải đƣợc thỏa mãn. Để thỏa mãn những
loại yêu cầu khác nhau nó cần thiết phải xem xét đến các yêu cầu dịch vụ (QoS). QoS,
một tiêu chí quan trọng đƣợc chấp nhận để đo lƣờng hiệu năng của một mạng, đƣợc
Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 6 of 126.

/>

Header Page 7 of 126.

v

cung cấp thông qua bằng sự phân lớp và việc lập lịch của 5 loại khác nhau của các lớp
lƣu lƣợng đƣợc định nghĩa bởi các tiêu chuẩn. Mỗi lớp có các yêu cầu về băng thông
riêng của nó cung nhƣ mức độ QoS riêng, mà nó cần phải duy trì. Nhiều loại thuật
toán lập lịch lƣu lƣợng cho các mạng không dây nhƣ Round Robin, Proportional
Fairness và thuật toán WFQ kết hợp Leaky Bucket….Trong số những cơ chế thuận
tiện, một số không có sự khác biệt trong dịch vụ, một số tạo ra sự khác biệt hoàn toàn
về dịch vụ với sự thực thi có độ phức tạp cao vì vậy việc lập lịch hiệu quả là quan
trọng trong mạng WiMAX.
Vì vậy, vấn đề nghiên cứu, phân tích sâu hơn về các kỹ thuật lập lịch cải thiện
QoS trong WiMAX là cần thiết trong tình hình hiện nay. Các kết quả của đề tài này sát
với thực tế và có tính thực tiễn cao.

6. Cấu trúc luận văn

WiMAX là một công nghệ hoàn toàn mới mẻ và chƣa đƣợc triển khai rộng rãi.
Các chuẩn vẫn đang đƣợc xây dựng, hoàn thiện và vẫn còn nhiều vấn đề đƣợc các
nhà nghiên cứu, triển khai quan tâm, trong đó vấn đề chất lƣợng dịch vụ trong mạng
rất đƣợc chú trọng. Đƣợc sự hƣớng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS Nguyễn Hữu
Thanh cùng các thầy cô giáo trong Khoa điện tử - trƣờng Đại học Kỹ thuật Công
nghiệp – Đại học Thái Nguyên, tôi xin hoàn thành luận văn tốt nghiệp cao học với nội
dung: “Nghiên cứu các cơ chế đảm bảo chất lƣợng dịch vụ trong mạng Wimax”.
Đề tài gồm các nội dung chính nhƣ sau:
Chƣơng 1: Tổng Quan Về Mạng Truy Nhập Băng Rộng-WiMAX. Toàn
chƣơng một đã đƣa ra cái nhìn tổng quan nhất về một số công nghệ mạng truy nhập
băng rộng, những đặc thù của các loại công nghệ truy nhập này nhằm tạo cơ sở khách
quan để đánh giá và lựa chọn công nghệ phù hợp. Chƣơng này cũng trình bày rõ sự
khác biệt gữa hai mô hình ứng dụng WiMAX cố định và WiMAX di động. Dựa vào
những đặc điểm khác nhau của các định dạng này giúp các nhà cung cấp dịch vụ trong
từng hoàn cảnh cụ thể sẽ lựa chọn mô hình phù hợp trong triển khai thực tế.
Chƣơng 2: Mạng WiMAX. Nghiên cứu về cấu trúc của hệ thống, cấu hình
mạng, kiến trúc mạng và các ƣu nhƣợc điểm của mạng Wimax.
Chƣơng 3: CƠ CHẾ ĐẢM BẢO CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ TRONG
MẠNG WIMAX.
Học viên tìm hiểu cơ chế đảm bảo chất lƣợng dịch vụ wimax, khảo sát một số
Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 7 of 126.

/>

Header Page 8 of 126.

vi

thuật toán lập lịch gói đã đƣợc đƣa ra trong các bài báo khoa học của một số nhà
nghiên cứu trên thế giới, từ đó đánh giá những ƣu điểm và nhƣợc điểm của các thuật
toán đó.
Chƣơng 4: ĐÁNH GIÁ MÔ PHỎNG MỘT SỐ KỸ THUẬT LẬP LỊCH
TRONG WIMAX.
Học viên sẽ tập trung phân tích đánh giá hiệu năng của hai thuật toán đƣợc đƣa
ra khảo sát đó là thuật toán PF và thuật toán WFQ kết hợp với điều khiển tốc độ luồng
bằng Leaky Bucket. Các phân tích đánh giá trong chƣơng này, đều dựa trên kết quả
mô phỏng thu đƣợc từ module WiMAX.
Do đây là một đề tài còn mới, đƣợc hoàn thành trong một thời gian ngắn và
điều kiện tiếp cận để nghiên cứu, cùng với năng lực bản thân còn hạn chế nên có thể
chƣa đề cập đƣợc hết các vấn đề liên quan đến đề tài một cách đầy đủ, sâu sắc và cũng
không thể tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình nghiên cứu, trình bày. Kính mong
các thầy, cô giáo và các bạn quan tâm đến nội dung của đề tài, góp ý kiến để tôi có
điều kiện tiếp thu và phát triển đề tài cũng nhƣ bổ xung thêm kiến thức cho bản thân
đƣợc đầy đủ, đúng đắn và để luận văn của tôi đƣợc hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 08 tháng 05 năm 2013
Người thực hiện

Phạm Ngọc Linh

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 8 of 126.

/>

Header Page 9 of 126.

vii

MỤC LỤC
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Lời nói đầu
Mục lục
Danh mục bảng
Danh mục hình vẽ
Bảng đối chiếu các thuật ngữ Việt - Anh
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG-WiMAX........................1
1.1 Mạng Truy Nhập băng rộng ..............................................................................................................1
1.1.1 Mạng xDSL [9] ..........................................................................................................................2
1.1.2 Modem cáp [5] ............................................................................................................................3
1.1.3 Truy nhập dịch vụ băng rộng qua vệ tinh (iPSTAR) [12].....................................................4
1.2 Tổng quan về WiMAX ......................................................................................................................9
1.2.1 Diễn đàn WiMAX .....................................................................................................................9
1.2.2 Các đặc điểm của WiMAX .......................................................................................................10
1.2.3 Chuẩn IEEE 802.16 ...................................................................................................................10
1.2.4 Các định dạng của diễn dàn WiMAX......................................................................................16
1.3 Các mô hình ứng dụng [2] .................................................................................................................18
1.3.1 Mô hình ứng dụng cố định (Fixed WiMAX) .........................................................................18
1.3.2 Mô hình ứng dụng WiMAX di động .......................................................................................19
CHƢƠNG 2: MẠNG WiMAX ..................................................................................................................21
2.1 Mô hình cấu trúc hệ thống WiMAX [12]........................................................................................21
2.2 Mặt phẳng truyền tin:..........................................................................................................................21
2.2.1 Lớp con tiếp ứng (hay lớp con hội tụ dịch vụ đặc biệt MAC_CS) [2] ................................22
2.2.2 Lớp con phần chung (MAC CPS- common part sublayer) ..................................................22
2.2.3 Lớp MAC_PS [2] .......................................................................................................................32
2.2.4 Đặc điểm lớp MAC của WiMAX............................................................................................33

2.2.5 Lớp vật lý (PHY, physical layer) ..............................................................................................36
2.2.6 Các kỹ thuật truyền thông số trên lớp PHY.............................................................................40
Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 9 of 126.

/>

Header Page 10 of 126.

viii

2.3 Cấu hình mạng.....................................................................................................................................43
2.3.1 Cấu hình điểm-đa điểm PMP ....................................................................................................43
2.3.2 Cấu hình mắt lƣới MESH ..........................................................................................................43
2.4 Kiến trúc mạng WIMAX...................................................................................................................45
2.4.1 Quá trình vào mạng.....................................................................................................................48
2.4.2 Một số nguyên lí cơ bản trong triển khai mạng WiMAX ....................................................50
2.4.3 Các dịch vụ và các ứng dụng đƣợc hỗ trợ trong WiMAX....................................................51
2.5. Những ƣu điểm và môi trƣờng ứng dụng của WiMAX ..............................................................51
2.5.1. Ƣu điểm .......................................................................................................................................51
2.5.2 Môi trƣờng ứng dụng của WiMAX .........................................................................................52
CHƢƠNG 3: CƠ CHẾ ĐẢM BẢO CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG WIMAX.......56
3.1 Các vấn đề về bảo mật ............................................................................................. 56
3.2 Quản lý tài nguyên vô tuyến .................................................................................... 60
3.2.1 Tổng quan quản lý tài nguyên vô tuyến mạng không dây ............................... 60
3.2.2 Mục đích của quản lý tài nguyên vô tuyến trong các mạng không dây.................................... 62
3.2.3 Một số giải pháp cho quản lý tài nguyên vô tuyến ............................................. 63
3.2.4 Quản lí tài nguyên vô tuyến trong mạng IEEE 802.16 .................................... 65
3.3 Kiến trúc chất lƣợng dịch vụ ................................................................................... 66

3.3.1 Yêu cầu về QoS ................................................................................................ 67
3.3.2 Các lớp dịch vụ hỗ trợ QoS lập lịch ................................................................ 68
3.3.3 Các mô hình ứng dụng lƣu lƣợng ..................................................................... 70
3.3.4 Cơ chế yêu cầu - đáp ứng ................................................................................. 70
3.3.5 Bộ lập lịch WiMAX ......................................................................................... 73
3.3.6 Các yêu cầu của bộ lập lịch hỗ trợ QoS ........................................................... 75
3.3.7 Phân loại các thuật toán lập lịch ....................................................................... 76
3.4 Một số kỹ thuật lập lịch cơ bản ............................................................................... 78
3.4.1 Các thuật toán lập lịch đơn nhất ....................................................................... 78
3.4.2 Các thuật toán lai (HYBRID) ........................................................................... 82
CHƢƠNG 4: ĐÁNH GIÁ MÔ PHỎNG MỘT SỐ KỸ THUẬT LẬP LỊCH TRONG
WIMAX ............................................................................................................................. 87
4.1 Môi trƣờng mô phỏng.............................................................................................. 87
Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 10 of 126.

/>

Header Page 11 of 126.

ix

4.1.1 Các thành phần chính của trạm gốc Base Station triển khai bởi công cụ mô
phỏng ......................................................................................................................... 89
4.1.2 Các thành phần chính của trạm MS (Mobile Station) triển khai bởi công cụ
mô phỏng ............................................................................................................... 91
4.1.3 Bộ lập lịch UL/DL ........................................................................................... 91
4.2 Các thuật toán lập lịch gói sử dụng trong kịch bản mô phỏng ................................ 93
4.2.1 Thuật toán PF [18] ............................................................................................ 93

4.2.2 Thuật toán WFQ kết hợp ràng buộc Leaky Bucket .......................................... 94
4.3 Xây dựng kịch bản mô phỏng [19] .......................................................................... 97
4.3.1 Mô hình mạng................................................................................................... 97
4.3.2. Lựa chọn nguồn traffic .................................................................................... 97
4.3.3 Các tham số sử dụng trong kịch bản mô phỏng ............................................... 98
4.4 Kết quả mô phỏng ................................................................................................... 99
4.4.1 Kịch bản di động .............................................................................................. 99
4.4.2 Kịch bản cố định ............................................................................................... 102
KẾT LUẬN ....................................................................................................................... 105
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 107

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 11 of 126.

/>

Header Page 12 of 126.

x

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Các tiêu chuẩn của ETSI HYPERLAN ...........................................................4
Bảng 1.2 Thông tin của chuẩn 802.11 .............................................................................5
Bảng 1.3. So sánh các chuẩn 802.16 [4]........................................................................15
Bảng 1.4 Các định dạng đã chứng nhận của điễn đàn WiMAX ...................................18
Bảng 2.1 Dịch vụ QoS ...................................................................................................34
Bảng 3.1 Cơ chế bảo mật tại các lớp khác nhau của ngăn xếp IP .................................56
Hình 3.3 Cơ chế yêu cầu và cấp phát băng thông .........................................................67
Bảng 3.2 : Các lớp dịch vụ đƣợc hỗ trợ bởi WiMAX ...................................................69

Bảng 3.3 : Ƣu nhƣợc điểm các lớp dịch vụ QoS WiMAX............................................69
Bảng 3.4 Các mô hình ứng dụng lƣu lƣợng ..................................................................70
Bảng 3.5 Tổng kết các thuật toán lập lịch gói khảo sát ..................................................85
Bảng 4. 1 Các tham số luồng dịch vụ sử dụng trong kịch bản mô phỏng .....................97
Bảng 4.2 Các tham số điều chế lớp PHY ......................................................................98
Bảng 4.3 Các tham số sử dụng trong kịch bản mô phỏng .............................................99

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 12 of 126.

/>

Header Page 13 of 126.

xi

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Kết nối mạng truy nhập với các thực thể mạng................................................1
Hình 1.2 Các chuẩn của IEEE 802.16 ...........................................................................11
Hình 1.3 Mô hình mạng Mesh trong WiMAX ..............................................................14
Hình 1.4 Mô hình ứng dụng WiMAX cố định ..............................................................18
Hình 1.5 Mô hình ứng dụng WiMAX di động ..............................................................19
Hình 2.1 Mô hình cấu trúc của WiMAX .......................................................................21
Hình 2.2 Định dạng MAC PDU ...................................................................................23
Hình 2.3 Định dạng tiêu đề MAC chung.......................................................................23
Hình 2.4 Định dạng tiêu đề yêu cầu băng thông ...........................................................24
Hình 2.5 Định dạng bản tin quản lí MAC .....................................................................25
Hình 2.6 Ghép nối MAC_PDU .....................................................................................27
Hình 2.7 Phân đoạn MAC_PDU ...................................................................................28

Hình 2.8: Khuôn dạng thông điệp DL_MAP ................................................................37
Hình 2.9: Khuôn dạng thông điệp DCD ........................................................................38
Hình 2.10: Khuôn dạng thông điệp DL_MAP ..............................................................38
Hình 2.11: Khuôn dạng thông điệp UCD ......................................................................38
Hình 2.12 Khuôn dạng PDU_TC .................................................................................40
Hình 2.13 Minh họa các loại điều chế dùng trong WiMAX .........................................42
Hình 2.14 Cấu hình PMP...............................................................................................43
Hình 2.15 Cấu hình mesh ..............................................................................................44
Hình 2.16 Mô hình truyền thông của WiMAX .............................................................45
Hình 2.17 Các điểm tham chiếu trong mạng WiMAX..................................................46
Hình 2.18 Các thực thể và nhóm chức năng trong mạng ..............................................46
Hình 2.19 Quá trình vào mạng ......................................................................................50
Hình 2.20 Các Môi trƣờng ứng dụng của WiMAX ......................................................54
Hình 3.1 Cấu trúc điều khiển truy cập ...........................................................................60
Hình 3.2 Thuật toán waterfilling cổ điển cho điều khiển cấp phát công suất ...............64
Hình 3.3 Cơ chế yêu cầu và cấp phát băng thông .........................................................67
Hình 3.4 Các bộ lập lịch tại BS và các MS ...................................................................73
Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 13 of 126.

/>

Header Page 14 of 126.

xii

Hình 3.5 Phân loại các bộ lập lịch WiMAX..................................................................77
Hình 3.6 Bộ lập lịch Round Robin. ...............................................................................78
Hình 3.7 Weighted Round Robin scheduler .................................................................79

Hình 3.8 Deficit Round Robin (1) .................................................................................80
Hình 3.9 Deficit Round Robin (2) .................................................................................81
Hình 3.10 Weighted Fair Queuing (WFQ) ....................................................................82
Hình 3.11 Cấu trúc cấp phát băng thông của thuật toán lai EDF+WFQ+FIFO .............83
Hình 4.1 Quá trình thực hiện mô phỏng với phần mềm NS-2 ......................................88
Hình 4.2 Sự kết hợp giữa C++ và OTcl trong NS-2.....................................................88
Hình 4.3 Sơ đồ khối hoạt động của trạm BS triển khai trong công cụ mô phỏng ........89
Hình 4.4 Các thành phần của bộ lập lịch tại BS và SS ..................................................92
Hình 4.5 Cấp phát khe dữ liệu theo chiều dọc ..............................................................92
Hình 4.6 Cấp phát khe dữ liệu theo chiều ngang ...........................................................93
Hình 4.7 Quá trình truyền DL-MAP, UL-MAP và các cụm dữ liệu trong từng khung 93
Hình 4.8 Gới hạn tốc độ luồng với Token Bucket ........................................................95
Hình 4.9 Bộ lập lịch gói WFQ kết hợp với ràng buộc Leaky Bucket ...........................96
Hình 4.10 Mô hình mạng sử dụng trong các kịch bản mô phỏng .................................97
Hình 4.11 Thông lƣợng của các luồng dịch vụ với bộ lập lịch WFQ trong kịch bản di
động.............................................................................................................100
Hình 4.12 Thông lƣợng của các luồng dịch vụ với bộ lập lịch PF trong kịch bản di
động.............................................................................................................101
Hình 4.13 Đồ thị xác suất trễ với bộ lập lịch WFQ và PF trong kịch bản di động .....102
Hình 4.14 Thông lƣợng của các luồng dịch vụ với bộ lập lịch WFQ trong kịch bản cố
định .............................................................................................................103
Hình 4.15 Thông lƣợng của các luồng dịch vụ với bộ lập lịch PF trong kịch bản cố
định .............................................................................................................103
Hình 4.16 Đồ thị xác suất trễ với bộ lập lịchWFQ và PF trong kịch bản cố định ......104

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 14 of 126.

/>

Header Page 15 of 126.

xiii

BẢNG ĐỐI CHIẾU CÁC THUẬT NGỮ VIỆT - ANH
Adaptive Modulation and Coding

Điều chễ và mã hóa thích ứng

Admission control

Cơ chế điều khiển truy cập

Auto Repeat Request

Tự động yêu cầu truyền lại

Background Traffic

Luồng lƣu lƣợng nền

Backlogged packets

Gói bị tắc nghẽn

Base Station

Trạm gốc

Best Effort

Dịch vụ cố gắng nhất

Binary Phase Shift Keying

Điều chế pha khóa nhị phân

Bottle-necked

Hiện tƣợng thắt cổ chai

Broadband Wireless Access

Truy cập vô tuyến băng thông rộng

Burst profiles

Thông tin cụm

Channel-induced delays

Trễ cảm ứng kênh

Co-channel Interference

Nhiễu đồng kênh

Code Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo mã

Common Part Sublayer

Lớp con phần chung

Connection

Kết nối

Connection Identifier

Số định vị kết nối

Coverage

Vùng phủ

Cyclic Redundancy Check

Kiểm tra mã vòng dƣ

Downlink

Đƣờng xuống

Delay bound

Giới hạn trễ xử lý

Delay spread

Trễ trải

Digital Subscriber Line

Đƣờng thuê bao số

Direct Sequence – Spread Spectrum

Trải phổ chuỗi trực tiếp

Distributed dynamic RRM algorithms

Các thuật toán RRM phân tán động

Extended realt time Polling Service

Dịch vụ thời gian thực mở rộng

Fast Fourier Transform

Biến đổi Fourier nhanh

Fluid models

Mô hình chất lỏng

Fragmentation subheaders

Các tiêu đề con phân mảnh

Frame

Khung

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 15 of 126.

/>

Header Page 16 of 126.

xiv

Frame Control Header

Mào đầu điều khiển khung

Frequency diversity

Phân tập tần số

Frequency Division Duplex

Truyền song công phân chia theo tần số

Frequency Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo tần số

Frequency-hopping spread spectrum

Trải phổ nhảy tần

Full Usage of Subcarriers

Sử dụng toàn bộ sóng mang con

Generic MAC Header

Mào đầu MAC chung

Grant Per Connection

Cấp theo kết nối

Grant Per Subscriber Station

Cấp theo trạm khách hàng

Homogeneous scheduling algorithms

Các thuật toán lập lịch đơn nhất

Horizontal Stripping

Cấp phát khe dữ liệu theo chiều ngang

Hybrid Auto Repeat Request

Yêu cầu truyền lại kiểu lai

Hybrid scheduling algorithms

Các thuật toán lai

Institute of Electrical and Electronics

Học viện các kỹ sƣ điện và điện

Engineers
Interference management

Quản lý nhiễu

Intersymbol Interference

Nhiễu xuyên ký tự

Inverse Discrete Fourier Transform

Biến đổi ngƣợc Fourier rời rạc

Inverse Fast Fourier Transform

Biến đổi ngƣợc Fourier nhanh

Light Of Sight

Tầm nhìn thẳng

Macromobility

Sự di động của MSs giữa các subnet trong hai
mạng khác nhau

Management Information Base

Cơ sở thông tin quản lý

Maximum Fairness

Công bằng tối đa

Maximum latency

Độ trễ lớn nhất

Maximum Sum Rate

Tổng tốc độ tối đa

Maximum sustained traffic rate

Tốc độ tối đa đƣợc duy trì

Medium Access Control (MAC)

Lớp điều khiển truy nhập

Mesh

Kết nối theo chế độ lƣới

Micromobility

Sự di động của MSs giữa các subnet trong cùng
một mạng

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 16 of 126.

/>
tử


Header Page 17 of 126.

xv

MIMO Antenna

Anten nhiều đầu vào, nhiều đầu ra

Minimum Reserved Traffic Rate

Tốc độ luồng dành riêng nhỏ nhất

Mobile Station

Trạm di động

Multicarrier Modulation

Điều chế đa sóng mang

Multiuser diversity

Phân tập đa ngƣời dùng

Non Light Of Sight

Không tầm nhìn thẳng

non real time Polling Service

Dịch vụ không thời gian thực

Orthogonal Frequency Division

Kỹ thuật đa truy nhập phân chia

Orthogonal Frequency Division

Kỹ thuật ghép kênh phân chia

Packetized model

Mô hình gói

Packing subheaders

Các tiêu đề con đóng gói

Partial Usage of Subcarriers

Sử dụng sóng mang con cục bộ
(từng phần)

Peak to Average Power Ratio

Tỉ số công suất đỉnh trên trung bình

Physical (PHY)

Lớp vật lý

Piggybacking

Đính kèm bản tin yêu cầu băng thông trong gói tin
dữ liệu

Poin To Multipoint

Kết nối điểm – đa điểm

Proportional Fair

Thuật toán công bằng tỉ lệ

Proportional Rate Constraints

Thuật toán ràng buộc tốc độ tỉ lệ

Protocol Data Unit

Đơn vị giao thức dữ liệu

Quadature Phase Shift Keying

Điều chế pha trực giao

Quadrature Amplitude Modulation

Điều chế biên độ trực giao

Quality of Service

Quản lý chất lƣợng dịch vụ

Radio Resource Management

Quản lý tài nguyên vô tuyến

Ranging channel

Quá trình mà trong đó MS và BS trao đổi thông tin

với nhau để điều chỉnh profile thích hợp tùy theo
giá trị CINR

real time Polling Service

Các dịch vụ thời gian thực

Request/transmission policy

Chính sách yêu cầu/truyền

Round Robin

Thuật toán tuần tự

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 17 of 126.

/>

Header Page 18 of 126.

xvi

Scheduling algorithms

Các thuật toán lập lịch

Service Data Unit

Đơn vị dịch vụ dữ liệu

Service Flow Identifier

Số định vị luồng dịch vụ

Service-specific Convergence Sublayer

Lớp con hội tụ

Signal to Interference-plus-Noise Ratio

Tỉ số tín hiệu trên nhiễu cộng tạp âm

Subcarrier

Sóng mang con

Subchannelization

Kênh con hóa

Subscriber Station

Trạm khách hàng

Symbol duration

Độ dài symbol

System capacity

Dung lƣợng hệ thống

Time Division Duplex

Truyền song công phân chia theo thời gian

Time Division Multiple Access

Đa truy nhập phân kênh theo thời gian

Tolerated jitter

Độ jitter (rung pha) cho phép

Transport payload

Tải trọng truyền

Unlicensed frequency band

Dải tần không đăng ký

Unsolicited Grant Services

Dịch vụ cấp phát tự nguyện

Uplink

Đƣờng lên

Vertical Stripping

Cấp phát khe dữ liệu theo chiều dọc

Voice over Internet Protocol

Dịch vụ thoại qua giao thức IP

Worldwide Interoperability for

Mạng vi ba băng rộng toàn cầu

Microwave Access

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 18 of 126.

/>

Header Page 19 of 126.

1

CHƢƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG-WiMAX
1.1 Mạng Truy Nhập băng rộng

Định nghĩa mạng truy nhập: Theo các khuyến nghị của ITU-T(Liên minh viễn
thông quốc tế phát triển các tiêu chuẩn quốc tế),mạng truy nhập là một chuỗi các
thực thể truyền dẫn giữa SNI (Service Node Interface– Giao diện nút dịch vụ) và
UNI (User Network Interface – Giao diện ngƣời sử dụng - mạng). Mạng truy nhập
chịu trách nhiệm truyền tải các dịch vụ viễn thông. Giao diện điều khiển và quản lý
mạng là Q.
Q
Mạng
truy
nhập

Thuê
bao

UNI- Giao
diện ngƣời
sử dụng
mạng

Các
thƣc thể
mạng
(PSTN
,ISDN..)
SNI- Giao
diện nút
dịch vụ

Hình 1.1 Kết nối mạng truy nhập với các thực thể mạng

Thiết bị đầu cuối của khách hàng đƣợc kết nối với mạng truy nhập qua UNI,
còn mạng truy nhập kết nối với nút dịch vụ (SN – Service Node) thông qua SNI. Về
nguyên tắc không có giới hạn nào về loại và dung lƣợng của UNI hay SNI. Mạng
truy nhập và nút dịch vụ đều đƣợc kết nối với hệ thống quản lý mạng TMN
(telecom management network) qua giao diện Q.
Sự thay đổi của cơ cấu dịch vụ là yếu tố then chốt ảnh hƣởng đến sự phát
triển của mạng truy nhập. Khách hàng yêu cầu không chỉ là các dịch vụ thoại/ fax
truyền thống, mà cả các dịch vụ số tích hợp, truyền hình kỹ thuật số độ phân giải
cao,..vv…. Mạng truy nhập truyền thống rõ ràng chƣa sẵn sàng để đáp ứng các nhu
cầu dịch vụ này.
Trong những năm gần đây mạng truy nhập vô tuyến băng rộng tốc độ cao
không ngừng đƣợc nghiên cứu và phát triển, cung cấp các dịch vụ Multimedia nhƣ:
truy cập Internet, VoIP, điện thoại truyền hình (Video Telephony), hội nghị truyền

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 19 of 126.

/>

Header Page 20 of 126.

2

hình (Video conferencing), truyền hình quảng bá (Broadcast TV), xem phim
theo yêu cầu (Video on Demand), trò chơi trên mạng (Game online) vv….
Có thể nói mạng băng rộng là xu hƣớng phát triển tất yếu.Sau đây chúng ta
sẽ đề cập tới một số công nghệ truy cập băng rộng điển hình là: xDSL, Modem cáp,
iPSTAR và một số kỹ thuật truy nhập vô tuyến nhƣ WiFi và WiMAX.

1.1.1 Mạng xDSL [9]
Truy nhập xDSL ( x Digital Subscriber Line ):đƣờng dây thuê bao số
(xDSL ) là phƣơng thức truyền thông tin số tốc độ cao qua đƣờng điện thoại truyền
thống và sẽ là nền tảng cho việc phân bố dịch vụ băng rộng này đến các thuê bao.
Sở dĩ điều này thực hiện đƣợc là nhờ ứng dụng các kỹ thuật truyền số phức tạp, đó
là sự bù trừ các suy giảm truyền dẫn trên đƣờng dây điện thoại và các bộ xử lý số có
năng lực rất lớn.Công nghệ này đã tận dụng cơ sở hạ tầng đƣờng dây thuê bao cáp
đồng có sẵn
Khi năng lực xử lý của bộ xử lý tín hiệu số tăng lên, thì tốc độ của xDSL
cũng tăng lên. Công nghệ DSL bắt đầu từ 144 kbit/s, phát triển tới 1,5 đến 2 Mbit/s
HDSL, 7 Mbit/s với ADSL, và bây giờ với VDSL là 52 Mbit/s
Đƣờng dây thuê bao số bất đối xứng ADSL (Asymmetric DSL)
-

Sử dụng một đôi dây cáp xoắn

-

Tốc độ luồng xuống lớn (1,5Mbps ở khoảng cách 6 km đến 8Mbps với
khoảng cách 3 km).Tốc độ hƣớng lên từ 16kbps đến 640kbps.

Đƣờng dây thuê bao số tốc độ thích nghi RADSL (Rate Adaptive DSL)
-

Sử dụng một đôi dây cáp xoắn

-

Tốc độ luồng xuống lớn (1 Mbps đến 12 Mbps với). Tốc độ hƣớng lên từ
128 kbps đến 1Mbps tốc độ truyền đối xứng trong khoảng từ 1 đến 2 Mbps.

Các modem RADSL có khả năng đánh giá chất lƣợng đƣờng đây và tự động

-

điều chỉnh mức điều chế hoặc sử dụng các bƣớc sóng (tùy thuộc vào phƣơng
pháp mã hóa đƣờng đây).
Đƣờng dây thuê bao số tốc độ rất cao VDSL(very high bit rate DSL)
Tốc độ luồng xuống lớn (30Mbps đến 50 Mbps với cự ly ngắn thƣờng nhỏ
hơn 300m . Tốc độ truyền đối xứng trong khoảng từ 2 đến 4 Mbps và khoảng cách
xa hơn.

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 20 of 126.

/>

Header Page 21 of 126.

3

Các công nghệ xDSL đối xứng nhƣ HDSL, SDSL, HDSL2
-

High bit rate DSL (HDSL)là một trong những công nghệ đầu tiên đƣợc
khai thác. Tốc độ truyền đối xứng 1.54 Mbps trên 2 đôi dây cáp xoắn hoặc
2Mbps trên 3 đôi cáp xoắn. HDSLversion 2 giống HDSL nhƣng chỉ sử dụng
1 đôi cáp xoắn. Khoảng cách truyền dẫn là 4 Km.

-

SDSL (Symmetric DSL) sử dụng 1 đôi cáp xoắn, với tốc độ hỗ trợ lên tới 2Mbps
cho frame-relay hay truyền hình hội nghị, khoảng cách truyền khoảng 3 Km.

Những ƣu điểm và hạn chế của công nghệ xDSL:
-

Giảm giá thành và tốc độ trển khai nhanh ở những khu vực mà mạng cáp
đồng có sẵn.

-

Có thể triển khai trên diện rộng với nhiều loại mô hình khác nhau.

-

Độ sẵn sàng của mạng cáp đồng ở một số nơi nhƣ vùng nông thôn,vùng sâu
vùng xa, hoặc hải đảo hầu nhƣ không có,và nếu có thì chất lƣợng của mạng
cáp đồng chƣa đạt yêu cầu nên đảm bảo tốc độ truy nhập cao DSL là rất khó.

-

Vùng phủ nhỏ, bán kính phục vụ tỷ lệ nghịch với tốc độ truy nhập nên mức
đầu tƣ sẽ cao ở vùng phân tán rộng.

-

Không có tính di động.

1.1.2 Modem cáp [5]

Modem cáp là thiết bị đƣợc dùng để chuyển dữ liệu trên các đƣờng truyền
cho truyền hình cáp. Loại đƣờng truyền này, là cáp đồng trục, mang lại băng thông
lớn hơn nhiều so với đƣờng điện thoại thông thƣờng. Nối modem này với cáp
truyền và với PC sẽ mang lại khả năng truy cập Internet tốc độ cao. Trên lý thuyết,
tốc độ tải xuống của các thiết bị này có thể đạt 35M bit/s, nhƣng thực tế thƣờng chỉ
đạt 1,5M bit/s, tùy thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ cáp. Tốc độ gửi thông điệp đi từ
PC, còn đƣợc gọi là tốc độ tải lên vào khoảng 128K bit/s.
Ƣu nhƣợc điểm của Modem cáp là:
-

Việc dùng chung làm ảnh hƣởng đến tốc độ truy cập mạng sẽ tỉ lệ nghịch
với số ngƣời truy cập trên cùng một nút mạng

-

Một vấn đề khác cũng đƣợc quan tâm là tính bảo mật,

-

Khó triển khai trên những vùng đân cƣ phân tán .

-

Không có tính di động

-

Chi phí cao,và do phải lắp đặt đƣờng cáp truyền hình

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 21 of 126.

/>

Header Page 22 of 126.

4

Đó là những nguyên nhân mà dịch vụ này không đƣợc phát triển phổ biến.

1.1.3 Truy nhập dịch vụ băng rộng qua vệ tinh (iPSTAR) [12]
a/ HIPERLAN
HIPERLAN - Là hệ thống các chuẩn cho WLAN của viện tiêu chuẩn viễn
thông châu Âu ETSI- European Telecommunications Standards Institute. Năm
1991, ETSI thành lập nhóm RES10. Nhóm RES10 đã xây dựng tiêu chuẩn
HIPERLAN là chuẩn thông tin liên lạc số không dây tốc độ cao ở băng tần 5,15,3GHz và băng tần 17,2-17,3 GHz. Có 4 loại HIPERLAN đã đƣợc đƣa ra:
HIPERLAN/1, HIPERLAN/2, HIPERCESS và HIPERLINK vào năm 1996.
Bảng 1.1 Các tiêu chuẩn của ETSI HYPERLAN

HYPERLAN HYPERLAN HYPERLAN HYPERLAN
Ứng dụng

1

2

3

4

Wireless

Truy nhập

Truy nhập

Kết nối PTP

LAN

WATM

WATM cố

WATM

định từ xa
Băng tần

2.4 GHz

5 GHz

5 GHz

17 GHz

Tốc độ đạt

23.5 Mbps

54 Mbps

54 Mbps

155Mbps

đƣợc
Các chuẩn mà ETSI đã thiết lập nhƣ HiPerLAN/2 là một chuẩn cạnh tranh
trực tiếp với chuẩn 802.11 của IEEE. Sau đó IEEE đã đƣa ra chuẩn 802.11h để có
thể tƣơng tác đƣợc với chuẩn HiPerLAN/2 của ETSI.
Trƣớc đó, chuẩn HiPerLAN/1 đã hỗ trợ tốc độ lên đến 24 Mbps sử dụng
công nghệ DSSS trong phạm vi 50m. HiPerLAN/1 sử dụng băng tần UNII thấp và
trung bình giống nhƣ HiPerLAN/2, 802.11a và 802.11h.
HiperLAN2.
Trong các chuẩn của HiperLAN, HiperLAN2 là chuẩn đƣợc sử dụng rộng rãi
nhất bởi những đặc tính kỹ thuật của nó. Tốc độ truyền dữ liệu của HiperLAN2 có
thể đạt tới 54 Mbps. Có thể đạt đƣợc tốc độ đó vì HiperLAN2 sử dụng phƣơng pháp
gọi là OFDM (Orthogonal Frequence Digital Multiplexing – dồn kênh phân chia tần
số). OFDM có hiệu quả trong cả các môi trƣờng mà sóng radio bị phản xạ từ nhiều
điểm.

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 22 of 126.

/>

Header Page 23 of 126.

5

HiperLAN Access Point có khả năng hỗ trợ việc cấp phát tần số tự động
trong vùng phủ sóng của nó. Điều này đƣợc thực hiện dựa vào chức năng
DFS(Dynamic Frequence Selection) Kiến trúc HiperLAN2 thích hợp với nhiều loại
mạng khác nhau. Tất cả các ứng dụng chạy đƣợc trên một mạng thông thƣờng thì có
thể chạy đƣợc trên hệ thống mạng HiperLAN2.
Ƣu nhƣợc điểm của HIPERLAN
-

HIPERLAN bảo mật tốt hơn IEEE802.11.

-

HIPERLAN2 có hỗ trợ QoS ,và các HIPERLAN còn hỗ trợ các loại mạng lõi
khác nhƣ ATM, kết nối Ethernet trong khi 802.11 chỉ hỗ trợ kết nối Ethernet.

-

HIPERLAN 2 còn có đặc tính ƣu việt nhƣ có khả năng chọn tần động, điều
khiển công suất.

-

Hạn chế của HIPERLAN là pham vi phủ sóng giới hạn ở 50m.

-

Giá thành thiết bị cao.

b/ WiFi
WiFi là một nhãn hiệu cho dòng sản phẩm tuân thủ theo các chuẩn cho
WLAN của Viện kỹ thuật điện tử IEEE(Institute of Electrical and Electronics
Engineers) với các chuẩn sau:
Bảng 1.2 Thông tin của chuẩn 802.11

802.11

Tốc độ
max:
Mbit/s
2

802.11b

11

<1000

2,4

25m

75m

FHSS
DSSS
DSSS

802.11a

54

30

5

35m

100m

OFDM

802.11g

54

<1000

2,4

25m

75m

OFDM

802.11n

320

»30

2,4 và 5

50m

126m

MIMO

Chuẩn
IEEE

Phạm vi
(m)

Dải tần
(GHz)

Phạm
vi(Trong
nhà)

Phạm
vi(ngoài
trời)

2,4

802.11e

Mở rộng chuẩn 802.11n

802.11f

Dùng cho máy di động

802.11i

Quan tâm về bảo mật

Kỹ thuật
vô tuyến

802.11 : Đây là chuẩn đầu tiên của hệ thống mạng không dây. Chuẩn này
chứa tất cả công nghệ truyền hiện hành bao gồm Direct Sequence Spectrum
(DSSS), Frequence Hopping Spread Spectrum (FHSS) và tia hồng ngoại. 802.11 là
Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 23 of 126.

/>

Header Page 24 of 126.

6

một trong hai chuẩn miêu tả những thao tác của sóng truyền (FHSS) trong hệ thống

mạng không dây. Nếu ngƣời quản trị mạng không dây sử dụng hệ thống sóng
truyền này, phải chọn đúng phần cứng thích hợp cho các chuẩn 802.11.
802.11b Hầu hết mạng WLAN ngày nay tƣơng thích với chuẩn 802.11b của
IEEE, các sản phẩm bắt đầu đƣợc xuất xƣởng vào cuối năm 1999 và khoảng 40
triệu thiết bị 802.11b đang đƣợc sử dụng trên toàn cầu
802.11b có tốc độ tín hiệu tối đa 11Mbps, với thông lƣợng trung bình khoảng
từ 4 đến 6 Mbps. Tốc độ này vẫn nhanh hơn một kết nối băng rộng DSL hoặc cáp
và đủ cho âm thanh liên tục (streaming audio), 802.11b lại không đủ nhanh để
truyền những hình ảnh có độ nét cao. Lợi thế chính của 802.11b là chí phí phần
cứng thấp. Do hoạt động ở tần số 2.4GHz Phổ này bị chia sẻ bởi các thiết bị không
đƣợc cấp phép, chẳng hạn nhƣ các thiết bị Bluetooth, điện thoại không dây và sóng
viba là nguồn gốc gây nhiễu (và làm giảm hiểu suất hoạt động) ở mạng dùng chuẩn
802.11b. Các mạng dùng chuẩn 802.11b cũng có thể gây nhiễu cho nhau, 14 kênh
của chuẩn 802.11b đƣợc chia thành từng phần và chỉ có thể dùng 3 kênh cùng một
phạm vi để tránh chồng chéo. Các kênh thƣờng đƣợc sử dụng để tránh chồng chéo
là 1, 6 và 11.
802.11b+ PBCC (Packet Binary Convolutional Code) do Texas Instruments
(TI) phát triển có thể cung cấp tốc độ 22 và 33 Mbps. TI sản xuất chipset dựa trên
chuẩn 802.11b và hỗ trợ PBCC 22 Mbps. Những thiết bị tích hợp chipset này đƣợc
gọi là thiết bị 802.11b+. Những thiết bị này hoàn toàn tƣơng thích với 802.11b, khi
hai thiết bị 802.11b+ giao tiếp với nhau có thể tự động dùng tốc độ 22 Mbps. Điểm
nổi bật khác của TI khi giao tiếp giữa các thiết bị 802.11b+ là hoạt động ở chế độ
4x, có nghĩa là dùng các gói tin có kích thƣớc lớn hơn - 4000 byte - để giảm tải và
tăng thông lƣợng lên đến ba lần.
802.11a : Vào cuối năm 2001, các sản phẩm dựa trên một chuẩn thứ hai,
802.11a, bắt đầu đƣợc xuất xƣởng ,hoạt động ở tần số 5GHz Thông lƣợng lý thuyết
tối đa của nó là 54 Mbit/s, với tốc độ tối đa thực tế từ 21 đến 22 Mbit/s. Mặc dù tốc
độ tối đa này vẫn cao hơn đáng kể so với thông lƣợng của chuẩn 802.11b, phạm vi
phát huy hiệu lực trong nhà từ 25 đến 75 feet của nó lại ngắn hơn phạm vi của các
sản phẩm theo chuẩn 802.11b. Nhƣng chuẩn 802.11a hoạt động tốt trong những khu

vực đông đúc:

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 24 of 126.

/>

Header Page 25 of 126.

7

Với một số lƣợng các kênh không gối lên nhau tăng lên trong dải 5
GHz,Trong môi trƣờng văn phòng thông thƣờng, tầm hoạt động của 802.11a có thể
lên đến tối đa 46m ở tốc độ thấp nhất, và khoảng 23m ở tốc độ cao nhất.
Không giống dãy tần số 2.4GHz, dãy tần số 5GHz gần nhƣ không bị nhiễu.
Với ƣu thế về kích thƣớc của dãy tần số, các kênh của 802.11a không bị chồng
chéo. Một số nƣớc định nghĩa 4 kênh, 8 kênh hoặc nhiều hơn. Một lợi ích khác mà
chuẩn 802.11a mang lại là băng thông cao hơn của nó giúp cho việc truyền nhiều
luồng hình ảnh và truyền những tập tin lớn trở nên lý tƣởng.
802.11g : là chuẩn nối mạng không dây đƣợc IEEE phê duyệt tháng 6 năm
2003. có tốc độ của 802.11a và tầm hoạt động của 802.11b và tƣơng thích ngƣợc
với 802.11b.
Tốc độ tối đa lý thuyết của các sản phẩm theo chuẩn 802.11a, 54 Mbit/s, với
một thông lƣợng thực tế từ 15 đến 20 Mbit/s. Giống 802.11b, 802.11g có 14 kênh
và chỉ có thể dùng 3 kênh cùng một phạm vi để tránh chồng chéo. Tốc độ cao hơn
của chuẩn 802.11g cũng giúp cho việc truyền hình ảnh và âm thanh, lƣới Web trở
nên lý tƣởng. 802.11g thiết kế để tƣơng thích ngƣợc với 802.11b và chúng chia sẻ
cùng phổ 2,4GHz. Việc này làm cho các sản phẩm của 2 chuẩn 802.11b và 802.11g
có thể hoạt động tƣơng thích với nhau. 802.11g đạt tốc độ này bằng cách dùng

OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing), cùng cơ chế với 802.11a,
và phải sử dụng thiết bị cùng chẩn 802.11g. Để có thể kết nối với các thiết bị
802.11b phải dùng cơ chế điều biến CCK (Complimentary Code Keying). 802.11g
cũng tƣơng thích với các thiết bị 802.11b+ hoạt động ở tốc độ 22 và 33Mbps sử
dụng PBCC (Packet Binary Convolutional Code) của Texas Instrumnets.
802.11g+ :Giống 802.11b+, 802.11g+ do Texas Instruments (TI) phát triển
dựa trên 802.11g của IEEE với các tính năng khác đƣợc thêm vào. Các thiết bị
802.11g+ tƣơng thích với các thiết bị 802.11b và 802.11g. Khi kết nối với thiết bị
802.11b+, các ƣu điểm của TI sẽ đƣợc phát huy. Khi kết nối các thiết bị 802.11g+
với nhau, có thể đạt tốc độ tín hiệu lên đến 100Mbps.
802.11n :Task Group N của IEEE 802.11 đƣợc thành lập vào tháng 7 năm
2003 để chuẩn hóa cho Physical Layers (PHY) và Medium Access Control Layer
(MAC) của 802.11, cho phép các chế độ hoạt động có thể đạt đƣợc thông lƣợng ít
nhất là 100Mbps.

Số hóa bởi Trung tâm học liệu

Footer Page 25 of 126.

/>