Báo cáo thực tập tốt nghiệp - Mạng cục bộ vô tuyến WLAN

Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

0

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Điện tử Viễn thông

TÊN ĐỀ TÀI
MẠNG CỤC BỘ VÔ TUYẾN WLAN

Giảng viên hướng dẫn

: TS. LÊ ANH NGỌC

Sinh viên thực hiện : NGUYỄN VIỆT LONG
Lớp

: Đ7LT- ĐTVT6

Khoá

: 2012 - 2014

HÀ NỘI – Năm 2014
SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC

Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

1

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập- Tự Do- Hạnh Phúc

Hà Nội, ngày 21 tháng 11 năm 2014

GIẤY XÁC NHẬN THỰC TẬP
Kính gửi: Trường Đại học Điện lực
Khoa Điện tử- Viễn thông
Công ty Cổ phần truyền thông và thương mại An Phát
Xác nhận sinh viên: Nguyễn Việt Long

Lớp: Đ7LT- ĐTVT6

Hệ: Liên thông chính quy

Khóa học: 2012- 2014

Trong thời gian thực tập tại công ty Cổ phần truyền thông và thương
mại An Phát Từ ngày 13/10 đến ngày 20/11/2014 Sinh viên Nguyễn Việt
Long đã hoàn thành tốt công việc được giao, cố gắng học hỏi, hăng hái nghiên
cứu tìm hiểu hoạt động, tổ chức của đơn vị và có ý thức chấp hành nội quy của
công ty.

Xác nhận của cơ sở thực tập
(Ký, ghi rõ họ tên, đóng dấu)

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

2

NHẬN XÉT
(Của giảng viên hướng dẫn)

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………

Giảng viên hướng dẫn
(Ký, ghi rõ họ tên)

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

3

MỤC LỤC

MỤC LỤC.............................................................................................................. 0
MỞ ĐẦU................................................................................................................3
Phần 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN TRUYỀN
THÔNG VÀ THƯƠNG MẠI AN PHÁT.............................................................4
1.

Giới thiệu chung.......................................................................................4

2.

Ngành nghề kinh doanh...........................................................................4

3.

Năng lực công ty.......................................................................................4

Phần 2: MẠNG CỤC BỘ VÔ TUYẾN WLAN...................................................5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG CỤC BỘ VÔ TUYẾN WLAN.................5
1.1 Khái niệm về mạng vô tuyến....................................................................5
1.2

Mạng cục bộ vô tuyến WLAN.................................................................6

1.3 Truy cập môi trường trong WLAN.........................................................8
1.3.1 Kỹ thuật đa truy nhập cảm nhận sóng mang tránh xung đột.................8
1.3.2 Phương pháp CSMA/CA với cơ chế cảm nhận sóng mạng ảo.............10
1.4 Kĩ thuật trải phổ trong WLAN...............................................................11
1.4.1 Kỹ thuật trải phổ trực tiếp DSSS..........................................................11
1.4.2 Trải phổ nhảy tần FHSS......................................................................12
1.5. Kĩ thuật điều chế số trong WLAN.........................................................13
1.6. Giải tần hoạt động...................................................................................13
1.7 Vai trò của mạng cục bộ vô tuyến WLAN..............................................14
1.7.1 Vai trò truy cập.....................................................................................14
1.7.2 Kết nối tòa nhà đến tòa nhà..................................................................15
1.7.3 Kết nối di động.....................................................................................16
SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

4

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ HẠ TẦNG MẠNG................................17
2.1 Giới thiệu...................................................................................................17
2.2 Thiết bị.......................................................................................................17
2.2.1 Access point.........................................................................................17
2.2.2 Các client trong WLAN.........................................................................17
2.2.3 Controller............................................................................................18
2.2.4 Anten....................................................................................................19
2.3 Kiến trúc mạng..........................................................................................19
2.3.1 Cấu trúc cơ bản....................................................................................19
2.3.2 Kiến trúc mở rộng.................................................................................20
2.3.3 Cấu trúc độc lập..................................................................................21
2.4 Sự chuyển vùng.........................................................................................22
2.5 Vấn đề của mạng WLAN.........................................................................22
2.5.1 Đầu cuối ẩn, đầu cuối hiện.....................................................................22
2.5.2 Suy giảm đường truyền không gian tự do.............................................24
2.5.3 Suy giảm do vật chắn............................................................................25
2.5.4 Nhiễu băng tần hẹp...............................................................................25
2.5.5 Nhiễu toàn bộ băng tần.........................................................................26
2.5.6 Thời tiết................................................................................................27
2.6 Xác thực....................................................................................................27
2.6.1 Khái niệm..............................................................................................27
2.6.2 Các phương pháp xác thực..................................................................28
2.7 Bảo mật.....................................................................................................30
2.7.2 Các giải pháp bảo mật.........................................................................31
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG CỤC BỘ VÔ TUYẾN................................34

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

5

3.1. Giới thiệu................................................................................................34
3.2

Thiết kế, triển khai lắp đặt mạng WLAN.............................................34

3.2.1

Phân tích:..........................................................................................35

3.2.2

Đánh giá lưu lượng truyền thông:.....................................................36

3.2.3

Dự thảo mô hình mạng:.....................................................................37

3.2.4

Tính toán giá:....................................................................................37

3.2.5

Sơ đồ hệ thống mạng:........................................................................40

KẾT LUẬN..........................................................................................................42
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................43

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

6

MỞ ĐẦU
Việc sử dụng mạng cục bộ vô tuyến xuất phát từ nhu cầu của quân đội mong

muốn có được phương thức truyền thông tin đơn giản, dễ lắp đặt và bảo mật để sử
dụng trong chiến tranh. Ngày nay việc ứng dụng mạng cục bộ vô tuyến vào đời
sống xã hội trở nên phổ biến do chi phí ngày càng giảm, tính tiện lợi, khả năng di
động, tốc độ ngày càng cao và ổn định không kém so với mạng có dây. Hầu hết các
doanh nghiệp, bệnh viện, trường học… đều có thể triển khai các phân đoạn mạng
vô tuyến giúp tiết kiệm thời gian triển khai cài đặt, chi phí và cho phép linh hoạt
trong kết nối. Công nghệ truyền thông vô tuyến phát triển không ngừng, trong đó
việc tạo ra những bộ Wireless Controller cho phép chúng ta có thể mở rộng và
chuyển vùng trong mạng dễ dàng hơn.
Mục đích của đồ án là nghiên cứu và phát triển cơ sở hạ tầng mạng cục bộ vô
tuyến trên nền chuẩn IEEE 802.11a/b/g. Đồ án trình bày về công nghệ, thiết bị sử

dụng, kiến trúc mạng, sự chuyển vùng, các kênh và việc sử dụng các kênh, các vấn
đề về nhiễu, sự suy giảm tín hiệu, vấn đề bảo mật, phương pháp thiết kế một mạng
cục bộ vô tuyến. Tiêu chí thiết kế mạng là tối ưu vùng phủ sóng, giảm nhiễu, bảo
mật cao, nâng cấp dễ dàng và giảm chi phí.
Công ty cổ phần truyền thông và thương mại An Phát là một doanh nghiệp
hoạt động trong lĩnh vực tổ chức các sự kiện. Công ty đã và đang từng bước vươn
lên khẳng định vị trí của mình trên thị trường.
Sau một thời gian thực tập tại công ty, em đã học hỏi được nhiều kiến thức
thực tiễn, đã áp dụng kiến thức được học ở trường vào môi thường thực tế. Mặc dù
còn nhiều hạn chế do khả năng có hạn và bước đầu đi vào thực tế, song dưới sự chỉ
dẫn của TS. Lê Anh Ngọc cùng các cô chú, anh chị đang làm việc tại công ty, em
đã hoàn thành báo cáo này. Bài báo cáo này còn nhiều thiếu sót, em rất mong được
sự góp ý của thầy cô.

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

7

Xin chân thành cảm ơn.

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC

Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

1

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

4

Phần 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN TRUYỀN
THÔNG VÀ THƯƠNG MẠI AN PHÁT
1. Giới thiệu chung
- Tên doanh nghiệp: CÔNG TY CỔ PHẦN TRUYỀN THÔNG VÀ
THƯƠNG MẠI AN PHÁT
- Địa chỉ:Số 17, Ngõ 119/1/3 Hồ Đắc Di - Đống Đa - Hà Nội
- Số điện thoại:04.6295.6281
- Website: anphatviet.com
- Phạm vi hoạt động: Trong cả nước.
2. Ngành nghề kinh doanh
- Là Công ty chuyên hoạt động trên lĩnh vực tổ chức các sự kiện: Sự kiện
nhà nước như các chương trình giao lưu nghệ thuật từ thiện, lễ hội, live
-

show ca nhạc.
Sự kiện doanh nghiệp như hội chợ, hội nghị, hội thảo, Khai trương, động

-

thổ, event giới thiệu sản phẩm, tiệc buffet...vv.
Ngoài ra công ty cũng phát triển mạnh mảng thiết kế sân khấu, phóng sự,
TVC quảng cáo truyền hình, cho thuê thiết bị âm thanh ánh sáng, nhân

-

lực biểu diễn, PG, MC, Ca si.
Công ty cũng phát triển mạnh về mảng thương mại như cung cấp đồ uống
Bia Rượu Nước Giải Khát, Thực phẩm, cung ứng nhân lực cho các nhà

hàng...vv.
3. Năng lực công ty
Đội ngũ nhân sự của công ty phần lớn trước đây đều công tác lâu năm ở cùng
một công ty – đó là Công ty cổ phần và thương mại An phát nên họ rất hiểu
nhau,có trình độ chuyên môn cao,giàu kinh nghiệm.

Phần 2: MẠNG CỤC BỘ VÔ TUYẾN WLAN
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG CỤC BỘ VÔ TUYẾN WLAN

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến

WLAN

5

1.1 Khái niệm về mạng vô tuyến

Hình 1.1: Phân chia mạng vô tuyến
Mạng vô tuyến cũng là mạng thông tin thông thường nhưng thay vì sử dụng
dây cáp là sử dụng sóng vô tuyến hoặc tia hồng ngoại để truyền và trao đổi dữ liệu
qua không gian. Mạng vô tuyến có ưu điểm là sự linh hoạt cao, khả năng kết nối di
động, cài đặt và triển khai đơn giản, tính tương thích thiết bị ngày càng mạnh và
khả năng nâng cấp thay đổi dễ dàng nhưng có nhược điểm là độ ổn định không cao,
tốc độ truyền dữ liệu thấp, tín hiệu bị suy giảm do nhiễu, tính bảo mật kém, giá
thành thiết bị cao… Mạng vô tuyến được chia làm 4 nhóm chính là WPAN,
WLAN, WMAN và WWAN. Sự phân chia này dựa vào vùng ứng dụng và khoảng
cách phủ sóng tín hiệu:
 WPAN: Kết nối các thiết bị riêng rẽ với nhau trong khoảng cách dưới
10 m. Được biết đến là công nghệ bluetooth.
 WLAN: Phủ sóng trong môi trường một phòng hoặc một tòa nhà.
Khoảng cách tín hiệu trong môi trường indoor là 30m và outdoor là
100m. Được biết đến là các chuẩn 802.11 ví dụ a,b,g,n…công nghệ
WLAN thường được gọi là WIFI.

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

6

 WMAN: Mạng làm việc trong khoảng cách trên 5km dùng để kết nối
người sử dụng với internet và được biết đến với chuẩn 802.16, còn được
gọi là chuẩn Wimax .
 WWAN: Mạng diện rộng vô tuyến dùng trong cơ sở hạ tầng mạng di
động cung cấp mạng kết nối vô tuyến trên một diện rộng như các mạng
điện thoại…
1.2 Mạng cục bộ vô tuyến WLAN

Hình 1.2: Vị trí của WLAN trong mô hình OSI
WLAN bản chất là mạng LAN nhưng thay vì kết nối có dây là kết nối bằng
sóng vô tuyến hoặc tia hồng ngoại. WLAN dựa trên giao thức Ethernet với cơ chế
đa truy nhập cảm nhận sóng mang tránh xung đột CSMA/CA để chia sẻ đường
truyền. Đặc trưng của WLAN là ở lớp liên kết dữ liệu và lớp vật lí trong mô hình
OSI và trong lớp truy cập môi trường trong mô hình TCP/IP. Đặc tả của WLAN dựa
trên các chuẩn 802.11(a, b,g,..) do tổ chức IEEE đưa ra.

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

7

Ưu điểm: Dễ cấu hình và cài đặt mạng, tính linh động cao, nâng cấp dễ dàng, tiết

kiệm chi phí, khả năng tương thích giữa các thiết bị ngày càng mạnh, công nghệ
được nhiều tổ chức quan tâm và phát triển .
Nhược điểm: Tốc độ và sự ổn định kém mạng có dây do chịu nhiều ảnh hưởng bởi
đặc thù của môi trường như nhiễu, giao thoa…Vấn đề nữa của mạng không dây là
khả năng bảo mật kém.
Yêu cầu về chất lượng dịch vụ: Băng thông mạng, tỷ lệ mất gói, độ trễ các gói tin
và độ ổn định của mạng.
Các chuẩn IEEE 802.11 thông dụng
Kể từ thời kì đầu của mạng vô tuyến, đã có rất nhiều chuẩn và công nghệ được
phát triển cho WLAN. Một trong những tổ chức chuyên về chuẩn hóa những công
nghệ này là IEEE. Và các chuẩn vô tuyến WLAN được chuẩn hóa thành họ các
chuẩn được đặt tên là 802.11. Tổ chức này đưa ra chuẩn 802.11 vào năm 1997, năm
1999 bổ xung thêm chuẩn a,b và năm 2003 đưa ra chuẩn g tương thích với chuẩn b.
Hiện nay còn đang chuẩn hóa 802.11 n với kĩ thuật MIMO có tốc độ và khoảng
cách phủ sóng rất lớn. Tính năng kĩ thuật của một số chuẩn thông dụng được mô tả
dưới đây:
 802.11 năm 1997 IEEE đã phê chuẩn sự ra đời của chuẩn 802.11, và cũng
được biết với tên gọi WIFI (Wireless Fidelity) cho các mạng WLAN. Chuẩn
802.11 hỗ trợ ba phương pháp truyền tín hiệu, trong đó có bao gồm phương
pháp truyền tín hiệu vô tuyến ở tần số 2.4Ghz, tốc độ truyền dữ liệu 2Mbps.
Đây là chuẩn gốc cho các chuẩn sau này, sử dụng phương pháp trải phổ
FHSS và DSSS.
 802.11 b: IEEE đưa ra 7/1999 sử dụng dải tần số 2,4Ghz như chuẩn gốc
802.11 là giải tần ISM. Thiết bị hoạt động ở dải tần này không phải đăng ký,
tốc độ bít là 11Mbps, sử dụng phương pháp trải phổ trực tiếp DSSS.
 802.11 a : IEEE đưa ra năm 1999 sử dụng phương pháp điều chế OFDM hoạt
động ở dải tần 5 ÷ 6 Ghz, tốc độ truyền dữ liệu lên đến 54 Mbps. Vì tần số
cao hơn 802.11 b nên bán kính phủ sóng của chuẩn này kém hơn bán kính
phủ sóng của 802.11 b.

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

8

 802.11 g: IEEE đưa ra năm 2003 nó kết hợp ưu điểm của 2 chuẩn a và b
tăng cường sử dụng dải tần 2.4GHz, tốc độ truyền dữ liệu có thể đạt tới 54
Mbps nhưng chỉ truyền được giữa những đối tượng nằm trong khoảng cách
ngắn. Sử dụng phương pháp điều chế OFDM, DSSS, HR/DSSS. Tương thích
với chuẩn b với tốc độ là 11Mbps và trải phổ DSSS.
 Chuẩn 802.11 n: Đưa ra năm 2008 người ta gọi đây là chuẩn WIFi của
tương lai, sử dụng dải tần 5Ghz, tốc độ bít theo lí thuyết lên tới 150Mbps,
bán kính phủ sóng lớn, sử dụng điều chế OFDM, kĩ thuật MIMO.

1.3

Truy cập môi trường trong WLAN

1.3.1 Kỹ thuật đa truy nhập cảm nhận sóng mang tránh xung đột
Sử dụng phương pháp truy cập ngẫu nhiên, phương pháp này thuận lợi khi tải
thấp vì tận dụng được toàn bộ kênh truyền, bất lợi khi tải cao vì dễ xảy ra xung đột.
Trong WLAN sử dụng phương thức đa truy nhập cảm nhận sóng mang tránh xung
đột CSMA/CA, còn CSMA/CD thì chỉ phát hiện được xung đột. Giao thức CSMA
làm việc như sau: Một trạm muốn truyền nó cảm nhận môi trường, nếu môi trường
đó bận tức là có một trạm nào đó đang truyền, nó sẽ đợi một thời gian, nếu môi

trường được cảm nhận là rỗi thì trạm đó được phép truyền. Phương thức này hiệu
quả khi đường truyền là không nhiều tải, điều này cho phép truyền với thời gian trễ
nhỏ nhất, trong phương pháp này sẽ xảy ra xung đột nếu có từ 2 trạm trở lên truyền
cùng một thời điểm, do chúng cảm nhận thấy đường truyền rỗi và quyết định
truyền. Khi xảy ra xung đột lớp MAC sẽ quyết định truyền lại, đây là nguyên nhân
gây trễ của tín hiệu. Trong Ethernet xung đột sẽ được chấp nhận bởi trạm truyền sẽ
truyền lại theo thuật toán Exponential random backoff. Trong wire LAN sử dụng
cơ chế phát hiện xung đột CSMA/CD, nhưng không được sử dụng trong WLAN vì:
 Để thực hiện cơ chế phát hiện xung đột thì sẽ cần sử dụng phương pháp
song công vô tuyến tức là có khả năng truyền và nhận tại cùng một thời
điểm.

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

9

 Trong một môi trường vô tuyến không thể thực hiện lắng nghe tất cả các
trạm khác vì điều này không có nghĩa khi nghe môi trường rỗi thì vùng
xung quanh trạm thu sẽ rỗi.
 Trong môi trường vô tuyến rất dễ xảy ra xung đột do công suất của tín
hiệu phát lớn hơn nhiều tín hiệu thu. Nên tín hiệu phát sẽ lấn áp tín hiệu
thu làm cho trạm thu không nghe được.
 Sự suy giảm tín hiệu trên đường truyền có thể lên tới 100dB sẽ làm mất dữ
liệu truyền.

Bằng sự cố gắng giải quyết vấn đề xung đột với mạng vô tuyến, 802.11 đã
đưa ra cơ chế đa truy nhập tránh xung đột CSMA/CA cùng với cơ chế sắp xếp xác
thực như sau:

Hình 1.3: Phương thức hoạt động của CSMA/CA khi môi trường bận
Một trạm muốn truyền sẽ cảm nhận môi trường, nếu môi trường bận nó sẽ đợi
đến khi môi trường rỗi, sau đó nó chờ một khoảng thời gian DIFS và thêm vào một
số ngẫu nhiên khe thời gian trong khoảng thời gian tranh chấp CW trước khi truyền
khung. Trong thời gian này nếu có sự truyền của một trạm khác thì bộ đếm của nó
sẽ dừng cho đến khi trạm kia truyền xong cộng thêm DIFS.Trạm sẽ truyền gói khi
bộ đếm trở về không.
SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

10

Hình 1.4: Phương thức hoạt động của CSMA/CA khi môi trường rỗi
Nếu môi trường rỗi sau một thời gian danh nghĩa gọi là DIFS sau đó trạm sẽ
được phép truyền, trạm thu sẽ kiểm tra CRC của gói thu được xem đúng không, nếu
đúng gửi một gói báo cho biết đã nhận được ACK sau khoảng thời gian SIFS <
DIFS. Sự nhận được gói chứng tỏ không xảy ra xung đột, nếu không nhận được
ACK thì việc truyền sẽ được thực hiện lại hoặc bỏ qua.
1.3.2 Phương pháp CSMA/CA với cơ chế cảm nhận sóng mạng ảo

Hình 1.5: Sự giao dịch giữa 2 trạm và việc thiết lập NAV của các trạm khác

Theo yêu cầu giảm xác suất 2 trạm va chạm bởi vì chúng không thể nghe thấy
nhau nên chuẩn 802.11 đã đưa ra cơ chế cảm nhận sóng mang ảo như sau:
SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

11

 Một trạm muốn truyền một gói trước tiên nó sẽ truyền một gói điều khiển
ngắn gọi là RTS ( Request to send), nó chứa địa chỉ nguồn và đích và
khoảng thời gian thực hiện sau đó. Trạm đích sẽ đáp lại một gói CTS
(clear to send) nếu môi trường rỗi.
 Tất cả các trạm nhận được RTS và/hoặc CTS đưa ra chỉ thị cảm ứng kênh
ảo gọi là vector phân phối mạng NAV đối với khoảng thời gian cho trước,
và sử dụng thông tin này cùng với cảm ứng kênh vật lý cho biết trạng thái
bận của đường truyền. Như vậy kỹ thuật này giảm khả năng xung đột ở
khu vực máy nhận do một trạm ẩn từ máy phát khác trong khoảng thời
gian ngắn của cuộc truyền dẫn RTS do trạm nghe CTS và giữ đường
truyền bận cho đến khi kết thúc giao tác.

1.4 Kĩ thuật trải phổ trong WLAN
Trải phổ là kỹ thuật truyền thông đặc biệt với băng thông rộng và năng lượng
thấp. Truyền thông trải phổ sử dụng rất nhiều kỹ thuật điều tần khác nhau trong
WLANs và có rất nhiều thuận lợi hơn truyền thông băng tần hẹp.Tín hiệu trải phổ
chống được nhiễu, tính bảo mật cao. Truyền thông trải phổ ít bị nghẽn hoặc nhiễu
hơn so với truyền thông băng tần hẹp. Vì lý do này, kĩ thuật trải phổ được quân đội

sử dụng trong một thời gian dài.
1.4.1 Kỹ thuật trải phổ trực tiếp DSSS
Nguyên lí hoạt động

Hình 1.7: Nguyên lí trải phổ trực tiếp
SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

12

Tb: Thời gian một bít của luồng số cần phát
Tn: Chu kì mã giả ngẫu nhiên dùng cho trải phổ
Tc: Thời gian một chip của mã trải phổ
Hệ thống DSSS đạt được trải phổ bằng cách nhân tín hiệu nguồn với một tín
hiệu giả ngẫu nhiên có tốc độ chip (Rc=1/Tc) cao hơn nhiều tốc độ bit (Rb=1/Tb)
của luồng số cần phát.
1.4.2 Trải phổ nhảy tần FHSS
Trải phổ nhảy tần là kỹ thuật sử dụng sự thay đổi của tần số để trải rộng dữ
liệu ra hơn 83 MHz. Nhảy tần sóng vô tuyến là thay đổi tần số truyền trong dãy
băng tần RF sử dụng được. Trong trải phổ nhảy tần số WLANs, theo quy định của
FCC và tiêu chuẩn IEEE 802.11 sử dụng băng tần 2.4 GHz ISM là 83.5 MHz.
Nguyên lí hoạt động

Hình 1.8 : Trải phổ nhảy tần
Trong hệ thống nhảy tần, tần số sóng mang thay đổi, hoặc bước truyền thay

đổi, tuỳ thuộc vào tần số giả định ngẫu nhiên. Tần số giả định ngẫu nhiên là danh
sách các tần số mà dữ liệu truyền phải trải qua trong khoảng thời gian nhất định
trước khi lập lại nguyên mẫu. Máy phát sẽ chọn các bước tần số này để làm tần số
truyền. Máy nhận sẽ duy trì tần số này trong khoảng thời gian nhất định, sử dụng
trong khoản ngắn rồi chuyển sang tần số kế tiếp. Khi danh sách các tần số này được

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

13

sử dụng hết, máy phát sẽ lập lại chu kỳ. Máy nhận được đồng bộ với máy phát về
chu kỳ bước để nhận được tần số chính xác tại thời điểm xác định.

1.5. Kĩ thuật điều chế số trong WLAN
Muốn bức xạ được thông tin ra không gian thì phải có quá trình điều chế số,
nó biến các bít “0”, “1” thành các sóng tương tự tương ứng. Có rất nhiều phương
thức thực hiện điều chế số như ASK, FSK, PSK... quá trình điều chế thực hiện bởi
khoá chuyển giữa 2 trạng thái, một cách lý thuyết thì một trạng thái sẽ là 0 và trạng
thái còn lại là 1. Một số kĩ thuật điều chế số thông dụng là QPSK, BPSK ,OFDM,
CCK…

1.6. Giải tần hoạt động
FCC qui định hai loại tần số không cần đăng kí cho truyền thông vô tuyến là:
the Industrial Scientific Medical (ISM) band và Unlicensed National Information

Infrastructure (U-NII) band. Hiện tại có 11 dải ISM khác nhau được trải phổ. Nhưng
chỉ một bắt đầu tại 2.4Ghz sử dụng bởi IEEE 802.11 đây là tần số thông dụng nhất
WLAN sử dụng. Bốn dải U-NII tồn tại trong khoảng tần số 5Ghz và nó được sử
dụng bởi IEEE 802.11. Những dải tần số không cần đang kí sẽ có cả ưu điểm và
nhược điểm riêng. Lợi ích của nó là không cần đang kí với các tổ chức nào. Nhược
điểm vì chúng là dải không cần đang kí nên được sử dụng rất nhiều, điều này sẽ
sinh ra nhiễu lẫn nhau và gây nên giảm băng thông cho mục đích triển khai WLAN
yêu cầu.
Bảng 1.1: Dải tần số không cần đăng kí sử dụng bởi IEEE 802.11
Dải tần số

Tổng băng thông Dải không đăng kí

2400-2500 MHz

100MHz

ISM

5.15-5.25 GHz

100MHz

U-NII

5.25-5.35 GHz

100MHz

U-NII

5.470-5.725GHz

255MHz

U-NII

5.725-5.825GHz

100MHz

U-NII

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

14

Bảng 1.2: Giới hạn công suất đầu ra với một số dải tần
Dải tần số

Giới hạn công suất ra

Vùng sử dụng

U-NII 5.15-5.25GHz

40mW

Indoor

U-NII 5.25-5.35GHz

200mW

Indoor/outdoor

U-NII 5.470-5.725GHz

200mW

Indoor/outdoor

U-NII 5.725-5.825GHz

800mW

Outdoor

ISM 2.4GHz

30-300mW

Indoor/outdoor

1.7 Vai trò của mạng cục bộ vô tuyến WLAN
1.7.1 Vai trò truy cập

Hình 1.7.1: Vai trò truy cập của mạng vô tuyến
WLANs được triển khai đảm nhiệm vai trò của lớp truy cập, có nghĩa là
chúng được sử dụng như một điểm để kết nối vào mạng hữu tuyến. Có nhiều cách
SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

15

truy cập như hình thức dial-up, ADSL, cab, cellular, Ethernet, Token Ring, Frame
Relay, ATM… Vô tuyến chỉ đơn giản là một cách thức khác giúp người dùng truy
cập vào mạng. Vì có tốc độ chậm và không ổn định, nên mạng vô tuyến thường
không được triển khai với vai trò Phân phối (Distribution) hoặc Trung tâm (Core)
của mạng. Tuy nhiên trong những mạng nhỏ, không có sự khác biệt lớn trong mạng
giữa các lớp Trung tâm (Core), Phân phối (Distribution) và Truy cập (Access). Lớp
Trung tâm (Core) của một mạng cần tốc độ thật nhanh và ổn định cao nhằm đảm
bảo lưu lượng truy cập rất lớn mà không gặp một trở ngại nhỏ và bị đứt kết nối nào
xảy ra. Lớp Phân phối (Distribution) của một mạngcần tốc độ nhanh, linh hoạt và
tin cậy.
1.7.2 Kết nối tòa nhà đến tòa nhà

Hình 1.7.2: Vai trò kết nối tòa nhà đến tòa nhà
Trong môi trường một khu đại học hoặc môi trường có hai hay nhiều toà nhà

liền kề nhau, người dùng mạng tại mỗi toà nhà riêng biệt này có nhu cầu kết nối
trực tiếp đến cùng một mạng máy tính. Trước đây, việc kết nối và truy cập này phải
thực hiện bằng cách chạy cáp ngầm dưới đất từ toà nhà này đến toà nhà kia hoặc
thuê của công ty điện thoại địa phương một đường thuê bao riêng. Sử dụng công
nghệ WLAN, thiết bị được lắp đặt dễ dàng và nhanh chóng cho phép các toà nhà trở
thành những phần của cùng một mạng mà không cần phải tốn kém cho đường thuê
bao riêng hoặc đào bới nền của các toà nhà. Sử dụng an-ten vô tuyến thích hợp, bất

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

16

kỳ toà nhà nào cũng có thể kết nối với nhau thành một mạng thống nhất. Giống như
mọi giải pháp kết nối dữ liệu khác, dĩ nhiên cũng có các hạn chế trong công nghệ
WLAN, nhưng tính linh hoạt, tốc độ và tiết kiệm chi phí. Có hai cách thức trong kết
nối toà nhà-đến-toà nhà. Cách thứ nhất được gọi là điểm-đến-điểm, và cách thứ hai
gọi là điểm-đến-đa điểm. Các kết nối điểm-đến-điểm là kết nối vô tuyến giữa hai
toà nhà. Các kết nối point-to-point hầu hết thường là sử dụng an-ten bán định hướng
hoặc định hướng cao tại mỗi cuối đường kết nối. Kết nối Điểm-đến-Đa điểm là các
kết nối vô tuyến giữa ba toà nhà trở lên, với một toà nhà là tâm điểm truy cập trong
mạng. Toà nhà trung tâm này cần xây dựng thành mạng trung tâm, kết nối với
Internet và các máy chủ. Kết nối point-to-multipoint giữa các toà nhà thường sử
dụng an-ten không định hướng tại toà nhà trung tâm và các an-ten bán định hướng
tại mỗi toà nhà ở xa muốn kết nối .

1.7.3 Kết nối di động

Hình 1.7.3: Vai trò trong những ứng dụng di động
Là giải pháp ở lớp truy cập, WLANs không thể thay thế cho các LANs hữu
tuyến về tốc độ dữ liệu. Điều chính yếu mà WLANs cung cấp là gia tăng tính di
động.

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

17

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ HẠ TẦNG MẠNG
CỤC BỘ VÔ TUYẾN
2.1 Giới thiệu
Là nghiên cứu các phần cứng, phần mềm phục vụ cho WLAN bao gồm: thiết
bị, kiến trúc mạng, sự phủ sóng và chuyển vùng, các vấn đề khi triển khai mạng như
nhiễu, ảnh hưởng giữa các mạng WLAN lân cận, vấn đề thiết lập kênh, vấn đề bảo
mật…

2.2 Thiết bị
2.2.1 Access point
Access point là thiết bị WLAN phổ biến nhất, access point cung cấp cho
người dùng (clients) điểm truy cập vào mạng. Access point là thiết bị bán song công
chức năng tương tự với bộ chuyển mạch Ethernet.

Hình 2.2.1: Một access point trong mạng
2.2.2 Các client trong WLAN
Bao gồm các thiết bị WLAN mà một access point có thể nhận dạng như là
client trong mạng. Những thiết bị này bao gồm:
 PCMCIA và Compact Flash Cards
 Ethernet và Serial Converters
SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

18

 USB Adapters
 PCI và ISA Adapters
WLAN clients là các nút người dùng đầu cuối như máy tính để bàn có thêm
card vô tuyến cắm vào cổng PCI hoặc cổng USB, máy tính xách tay hoặc các thiết
bị cầm tay như PDA cần kết nối vô tuyến đến cơ sở hạ tầng mạng vô tuyến. Điều
quan trọng là nhà sản xuất chỉ làm các radio card dưới hai dạng vật lý, đó là
PCMCIA và Compact Flash . Tất cả các radio card được kết nối với các đầu nối như
PCI, ISA, USB.

Hình 2.2.2: Một số card vô tuyến
2.2.3 Controller
Sử dụng để quản lí dữ liệu tất cả các client, truyền thông, chức năng quản lí
hệ thống, cho phép quản lí tài nguyên vô tuyến, thực hiện chức năng chuyển vùng,

phân phối chức năng bảo mật, quản lí chất lượng QoS.

Hình 2.2.3: Hình ảnh một wireless controller

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC


Mạng cục bộ vô tuyến
WLAN

19

2.2.4 Anten
An-ten chuyển đổi năng lượng điện thành sóng RF hoặc ngược lại, sóng RF
chuyển thành năng lượng điện tại an-ten thu. Các trường điện từ phát ra từ an-ten
được gọi là các tia. Có ba dạng cơ bản của an-ten RF: An ten toàn hướng, Anten bán
định hướng, An ten định hướng cao. Mỗi loại có các đặc điểm và cách sử dụng phù
hợp khác nhau. Khi độ tăng ích của một an-ten giảm đi, khu vực phủ sóng hẹp lại,
vì thế an-ten có độ tăng ích cao cung cấp khu vực phủ sóng dài hơn an-ten có độ
tăng ích thấp ở cùng một mức công suất phát. Các thông số quan trọng của anten là
độ tăng ích, độ rộng tia và sự phân cực.

2.3 Kiến trúc mạng
2.3.1 Cấu trúc cơ bản
Khi mô hình mạng có cấu trúc cơ bản, access point sẽ được cài đặt dịch vụ
cơ bản BSS. Cấu trúc này sẽ bao gồm một access point và một hoặc nhiều các
clients. Thiết lập dịch vụ cơ bản sử dụng chế độ cơ sở hạ tầng (infrastructure mode)
chế độ này đòi hỏi sử dụng một access point và tất cả các truyền thông vô tuyến đều

qua access point và không cho phép truyền phát trực tiếp giữa các client. Mỗi client
vô tuyến phải sử dụng access point để liên lạc với client vô tuyến khác hoặc bất kỳ
máy hữu tuyến nào trên mạng. BSS bao phủ một Cell đơn hoặc vùng RF xung
quanh access point với nhiều vùng mức độ dữ liệu là các hình tròn đồng tâmcó tốc
độ dữ liệu khác nhau. Tốc độ dữ liệu tại các hình tròn đồng tâm này sẽ tuỳ thuộc
vào kỹ thuật đang sử dụng. Nếu BSS được làm từ thiết bị 802.11b, thì các hình tròn
đồng tâm sẽ có tốc độ dữ liệu là 11,5.5, 2 và 1 Mbps. Mức độ dữ liệu trở nên nhỏ
hơn khi vòng tròn càng ở xa access point, BSS có duy nhất một SSID. Bán kính của
Cell phụ thuộc vào loại AP được sử dụng , công suất phát, độ tăng ích anten, các vật
cản, các nguồn nhiễu.

SV: Nguyến Việt Long Đ7LT – ĐTVT6

GVHD: TS.LÊ ANH NGỌC