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

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. 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. 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… 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. 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.

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

HÀ NỘI – Năm 2014

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 củacông ty

Xác nhận của cơ sở thực tập

(Ký, ghi rõ họ tên, đóng dấu)

NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn)

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Giảng viên hướng dẫn

(Ký, ghi rõ họ tên)

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

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

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

MỞ ĐẦU

Việc sử dụng mạng cục bộ vô tuyến xuất phát từ nhu cầu của quân đội mongmuốn có được phương thức truyền thông tin đơn giản, dễ lắp đặt và bảo mật để sửdụng trong chiến tranh Ngày nay việc ứng dụng mạng cục bộ vô tuyến vào đờisống xã hội trở nên phổ biến do chi phí ngày càng giảm, tính tiện lợi, khả năng diđộng, tốc độ ngày càng cao và ổn định không kém so với mạng có dây Hầu hết cácdoanh 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 hoạttrong kết nối Công nghệ truyền thông vô tuyến phát triển không ngừng, trong đóviệc tạo ra những bộ Wireless Controller cho phép chúng ta có thể mở rộng vàchuyển vùng trong mạng dễ dàng hơn

Mục đích của đồ án là nghiên cứu và phát triển cơ sở hạ tầng mạng cục bộ vôtuyến trên nền chuẩn IEEE 802.11a/b/g Đồ án trình bày về công nghệ, thiết bị sửdụng, 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 mạngcục bộ vô tuyến Tiêu chí thiết kế mạng là tối ưu vùng phủ sóng, giảm nhiễu, bảomật cao, nâng cấp dễ dàng và giảm chi phí

Công ty cổ phần truyền thông và thương mại An Phát là một doanh nghiệphoạt động trong lĩnh vực tổ chức các sự kiện Công ty đã và đang từng bước vươnlên 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 thứcthực tiễn, đã áp dụng kiến thức được học ở trường vào môi thường thực tế Mặc dùcòn 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

Xin chân thành cảm ơn.

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

- Sự kiện doanh nghiệp như hội chợ, hội nghị, hội thảo, Khai trương, độngthổ, 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, nhânlực biểu diễn, PG, MC, Ca si

- Công ty cũng phát triển mạnh về mảng thương mại như cung cấp đồ uốngBia Rượu Nước Giải Khát, Thực phẩm, cung ứng nhân lực cho các nhàhàng vv

3 Năng lực công ty

Đội ngũ nhân sự của công ty phần lớn trước đây đều công tác lâu năm ở cùngmột công ty – đó là Công ty cổ phần và thương mại An phát nên họ rất hiểunhau,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

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 dụngdây cáp là sử dụng sóng vô tuyến hoặc tia hồng ngoại để truyền và trao đổi dữ liệuqua không gian Mạng vô tuyến có ưu điểm là sự linh hoạt cao, khả năng kết nối diđộng, cài đặt và triển khai đơn giản, tính tương thích thiết bị ngày càng mạnh vàkhả 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, giáthành 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 khoảngcách 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 là100m Được biết đến là các chuẩn 802.11 ví dụ a,b,g,n…công nghệWLAN thường được gọi là WIFI

 WMAN: Mạng làm việc trong khoảng cách trên 5km dùng để kết nốingười sử dụng với internet và được biết đến với chuẩn 802.16, còn đượcgọi là chuẩn Wimax

 WWAN: Mạng diện rộng vô tuyến dùng trong cơ sở hạ tầng mạng diđộng cung cấp mạng kết nối vô tuyến trên một diện rộng như các mạngđiện 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 bằngsóng 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 đườngtruyền Đặc trưng của WLAN là ở lớp liên kết dữ liệu và lớp vật lí trong mô hìnhOSI và trong lớp truy cập môi trường trong mô hình TCP/IP Đặc tả của WLAN dựatrên các chuẩn 802.11(a, b,g, ) do tổ chức IEEE đưa ra

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 nghệđược 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 làkhả 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 đượcphát triển cho WLAN Một trong những tổ chức chuyên về chuẩn hóa những côngnghệ này là IEEE Và các chuẩn vô tuyến WLAN được chuẩn hóa thành họ cácchuẩn 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 khoảngcách phủ sóng rất lớn Tính năng kĩ thuật của một số chuẩn thông dụng được mô tảdưới đây:

 802.11 năm 1997 IEEE đã phê chuẩn sự ra đời của chuẩn 802.11, và cũngđược biết với tên gọi WIFI (Wireless Fidelity) cho các mạng WLAN Chuẩn802.11 hỗ trợ ba phương pháp truyền tín hiệu, trong đó có bao gồm phươngpháp 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 phổFHSS và DSSS

 802.11 b: IEEE đưa ra 7/1999 sử dụng dải tần số 2,4Ghz như chuẩn gốc802.11 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 hoạtđộng ở dải tần 5 ÷ 6 Ghz, tốc độ truyền dữ liệu lên đến 54 Mbps Vì tần sốcao hơn 802.11 b nên bán kính phủ sóng của chuẩn này kém hơn bán kínhphủ sóng của 802.11 b

 802.11 g: IEEE đưa ra năm 2003 nó kết hợp ưu điểm của 2 chuẩn a và btăng cường sử dụng dải tần 2.4GHz, tốc độ truyền dữ liệu có thể đạt tới 54Mbps nhưng chỉ truyền được giữa những đối tượng nằm trong khoảng cáchngắn Sử dụng phương pháp điều chế OFDM, DSSS, HR/DSSS Tương thíchvới 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 củatương 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 tảithấp 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 xungđột CSMA/CA, còn CSMA/CD thì chỉ phát hiện được xung đột Giao thức CSMAlàm 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 môitrường được cảm nhận là rỗi thì trạm đó được phép truyền Phương thức này hiệuquả khi đường truyền là không nhiều tải, điều này cho phép truyền với thời gian trễnhỏ nhất, trong phương pháp này sẽ xảy ra xung đột nếu có từ 2 trạm trở lên truyềncùng một thời điểm, do chúng cảm nhận thấy đường truyền rỗi và quyết địnhtruyền Khi xảy ra xung đột lớp MAC sẽ quyết định truyền lại, đây là nguyên nhângây trễ của tín hiệu Trong Ethernet xung đột sẽ được chấp nhận bởi trạm truyền sẽtruyền 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 phápsong công vô tuyến tức là có khả năng truyền và nhận tại cùng một thờiđiểm

 Trong một môi trường vô tuyến không thể thực hiện lắng nghe tất cả cáctrạm khác vì điều này không có nghĩa khi nghe môi trường rỗi thì vùngxung quanh trạm thu sẽ rỗi.

 Trong môi trường vô tuyến rất dễ xảy ra xung đột do công suất của tínhiệu phát lớn hơn nhiều tín hiệu thu Nên tín hiệu phát sẽ lấn áp tín hiệuthu làm cho trạm thu không nghe được

 Sự suy giảm tín hiệu trên đường truyền có thể lên tới 100dB sẽ làm mất dữliệu truyền

Bằng sự cố gắng giải quyết vấn đề xung đột với mạng vô tuyến, 802.11 đãđưa ra cơ chế đa truy nhập tránh xung đột CSMA/CA cùng với cơ chế sắp xếp xácthực 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 đợiđến 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 truyềnkhung 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

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 sẽđược phép truyền, trạm thu sẽ kiểm tra CRC của gói thu được xem đúng không, nếuđúng 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 đượcACK 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 thấynhau nên chuẩn 802.11 đã đưa ra cơ chế cảm nhận sóng mang ảo như sau:

 Một trạm muốn truyền một gói trước tiên nó sẽ truyền một gói điều khiểnngắn gọi là RTS ( Request to send), nó chứa địa chỉ nguồn và đích vàkhoảng 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 tháibận của đường truyền Như vậy kỹ thuật này giảm khả năng xung đột ởkhu vực máy nhận do một trạm ẩn từ máy phát khác trong khoảng thờigian ngắn của cuộc truyền dẫn RTS do trạm nghe CTS và giữ đườngtruyền 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 lượngthấp Truyền thông trải phổ sử dụng rất nhiều kỹ thuật điều tần khác nhau trongWLANs và có rất nhiều thuận lợi hơn truyền thông băng tần hẹp.Tín hiệu trải phổchống được nhiễu, tính bảo mật cao Truyền thông trải phổ ít bị nghẽn hoặc nhiễuhơn 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

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 tínhiệu 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 dữliệu ra hơn 83 MHz Nhảy tần sóng vô tuyến là thay đổi tần số truyền trong dãybăng tần RF sử dụng được Trong trải phổ nhảy tần số WLANs, theo quy định củaFCC 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 thayđổi, tuỳ thuộc vào tần số giả định ngẫu nhiên Tần số giả định ngẫu nhiên là danhsách các tần số mà dữ liệu truyền phải trải qua trong khoảng thời gian nhất địnhtrước khi lập lại nguyên mẫu Máy phát sẽ chọn các bước tần số này để làm tần sốtruyền Máy nhận sẽ duy trì tần số này trong khoảng thời gian nhất định, sử dụngtrong khoản ngắn rồi chuyển sang tần số kế tiếp Khi danh sách các tần số này được

sử dụng hết, máy phát sẽ lập lại chu kỳ Máy nhận được đồng bộ với máy phát vềchu 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 phươngthức thực hiện điều chế số như ASK, FSK, PSK quá trình điều chế thực hiện bởikhoá chuyển giữa 2 trạng thái, một cách lý thuyết thì một trạng thái sẽ là 0 và trạngthái 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 InformationInfrastructure (U-NII) band Hiện tại có 11 dải ISM khác nhau được trải phổ Nhưngchỉ một bắt đầu tại 2.4Ghz sử dụng bởi IEEE 802.11 đây là tần số thông dụng nhấtWLAN sử dụng Bốn dải U-NII tồn tại trong khoảng tần số 5Ghz và nó được sửdụng bởi IEEE 802.11 Những dải tần số không cần đang kí sẽ có cả ưu điểm vànhược điểm riêng Lợi ích của nó là không cần đang kí với các tổ chức nào Nhượcđiểm vì chúng là dải không cần đang kí nên được sử dụng rất nhiều, điều này sẽsinh ra nhiễu lẫn nhau và gây nên giảm băng thông cho mục đích triển khai WLANyêu cầu

Bảng 1.1: Dải tần số không cần đăng kí sử dụng bởi IEEE 802.11

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

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 làchúng được sử dụng như một điểm để kết nối vào mạng hữu tuyến Có nhiều cách

truy cập như hình thức dial-up, ADSL, cab, cellular, Ethernet, Token Ring, FrameRelay, ATM… Vô tuyến chỉ đơn giản là một cách thức khác giúp người dùng truycập vào mạng Vì có tốc độ chậm và không ổn định, nên mạng vô tuyến thườngkhông 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 mạnggiữa các lớp Trung tâm (Core), Phân phối (Distribution) và Truy cập (Access) LớpTrung tâm (Core) của một mạng cần tốc độ thật nhanh và ổn định cao nhằm đảmbảo lưu lượng truy cập rất lớn mà không gặp một trở ngại nhỏ và bị đứt kết nối nàoxảy ra Lớp Phân phối (Distribution) của một mạngcần tốc độ nhanh, linh hoạt vàtin 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 nhàliền kề nhau, người dùng mạng tại mỗi toà nhà riêng biệt này có nhu cầu kết nốitrực tiếp đến cùng một mạng máy tính Trước đây, việc kết nối và truy cập này phảithực hiện bằng cách chạy cáp ngầm dưới đất từ toà nhà này đến toà nhà kia hoặcthuê của công ty điện thoại địa phương một đường thuê bao riêng Sử dụng côngnghệ WLAN, thiết bị được lắp đặt dễ dàng và nhanh chóng cho phép các toà nhà trởthành những phần của cùng một mạng mà không cần phải tốn kém cho đường thuêbao riêng hoặc đào bới nền của các toà nhà Sử dụng an-ten vô tuyến thích hợp, bất

kỳ toà nhà nào cũng có thể kết nối với nhau thành một mạng thống nhất Giống nhưmọi giải pháp kết nối dữ liệu khác, dĩ nhiên cũng có các hạn chế trong công nghệWLAN, nhưng tính linh hoạt, tốc độ và tiết kiệm chi phí Có hai cách thức trong kếtnối toà nhà-đến-toà nhà Cách thứ nhất được gọi là điểm-đến-điểm, và cách thứ haigọi là điểm-đến-đa điểm Các kết nối điểm-đến-điểm là kết nối vô tuyến giữa haitoà nhà Các kết nối point-to-point hầu hết thường là sử dụng an-ten bán định hướnghoặc định hướng cao tại mỗi cuối đường kết nối Kết nối Điểm-đến-Đa điểm là cáckết nối vô tuyến giữa ba toà nhà trở lên, với một toà nhà là tâm điểm truy cập trongmạng Toà nhà trung tâm này cần xây dựng thành mạng trung tâm, kết nối vớiInternet và các máy chủ Kết nối point-to-multipoint giữa các toà nhà thường sửdụng an-ten không định hướng tại toà nhà trung tâm và các an-ten bán định hướngtại 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 hữutuyến về tốc độ dữ liệu Điều chính yếu mà WLANs cung cấp là gia tăng tính diđộng

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 nhưnhiễu, ảnh hưởng giữa các mạng WLAN lân cận, vấn đề thiết lập kênh, vấn đề bảomật…

2.2 Thiết bị

2.2.1 Access point

Access point là thiết bị WLAN phổ biến nhất, access point cung cấp chongười dùng (clients) điểm truy cập vào mạng Access point là thiết bị bán song côngchức 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 làclient trong mạng Những thiết bị này bao gồm:

 PCMCIA và Compact Flash Cards

 Ethernet và Serial Converters

 USB Adapters

 PCI và ISA Adapters

WLAN clients là các nút người dùng đầu cuối như máy tính để bàn có thêmcard 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 Điềuquan trọng là nhà sản xuất chỉ làm các radio card dưới hai dạng vật lý, đó làPCMCIA và Compact Flash Tất cả các radio card được kết nối với các đầu nối nhưPCI, 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