Mạng truy nhập vô tuyến băng rộng cố định

lập để làm truyền dẫn cung cấp dịch vụ truy nhập Internet băng rộng từ mạng lưới thiết bị Internet của doanh nghiệp trực tiếp đến người sử dụng; hoặc kết nối điểm nóng với mạng lưới của

- i -

-o0o -

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

MẠNG TRUY NHẬP VÔ TUYẾN

Trước hết, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy NGUYỄN VŨ SƠN, Khoa Điện tử - Viễn thông, trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tận tình hướng dẫn và cung cấp tài liệu tham khảo cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Trung tâm Đào tạo Sau đại học

và các Thầy Cô trong Bộ môn Khoa Điện tử - Viễn thông của Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giảng dạy những kiến thức chuyên môn làm cơ sở để tôi hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp và cũng chính những kiến thức rất quý giá của Thầy Cô truyền đạt rất bổ ích sẽ là hành trang giúp cho công việc chuyên môn của tôi sau này

Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Chi Cục Quản lý chất lượng khu vực

2 đã rất quan tâm và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn tất khóa học này, đồng thời gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả các đồng nghiệp hiện đang công tác tại Chi Cục đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian qua

Cuối cùng xin cảm ơn tất cả bạn bè và các anh chị đã giúp đỡ, động viên và hướng dẫn tôi giải quyết những vấn đề nảy sinh khi thực hiện luận văn

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

NGUYỄN HỮU KHÁNH

Mục lục ………ii

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ……… iv

Danh mục các bảng ……….xviii

Danh mục các hình vẽ, đồ thị ………xix

MỞ ĐẦU ……… xxi

CH ƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG TRUY NHẬP KHÔNG DÂY BĂNG RỘNG CỐ ĐỊNH 1.1 Gi ới thiệu hệ thống truy nhập không dây băng rộng cố định ……… 2

1.2 Các băng tần số cho mạng truy nhập không dây băng rộng cố định ……… 4

1.3 Các ứng dụng chính ……… 9

CH ƯƠNG 2: CẤU TRÚC TỔ CHỨC CỦA MẠNG TRUY NHẬP KHÔNG DÂY BĂNG R ỘNG CỐ ĐỊNH THEO CHUẨN IEEE 802.16-2004 2.1 Giới thiệu các phiên bản của chuẩn IEEE 802.16……… 13

2.2 Lớp con hội tụ ……… 15

2.2.1- Lớp con hội tụ ATM 16

2.2.2- Lớp con hội tụ gói 20

2.3 Lớp con MAC - Phần chung ……… 27

2.3.1- Giới thiệu kiến trúc điểm - đa điểm (PMP) ….……….27

2.3.2- Định nghĩa dịch vụ MAC đối với PMP………30

2.3.3- Mức dữ liệu / điều khiển ……… 35

2.3.3.1 Đánh địa chỉ và các kết nối điểm – đa điểm ……… 35

2.3.3.2 Định dạng MAC PDU ……….36

2.3.3.3 Dịch vụ hoạch định hướng lên ……… 46

2.3.3.4 Các cơ chế yêu cầu và ấn định băng thông ……… 47

2.3.3.5 MA C hỗ trợ lớp PHY ……… 51

2.3.3.6 Chất lượng dịch vụ ……… 55

2.4 Lớp Bảo mật ……… 63

2.4.1- Cấu trúc ………63

2.4.2- Thủ tục PKM ……… 65

2.4.2.4 Cơ chế trạng thái cấp phép ……… 70

2.4.2.5 Cơ chế trạng thái TEK ……… 72

2.5 Lớp Vật lý ……… 74

2.5.1- Đặc tả lớp vật lý WMAN – SC ………74

2.5.1.1 Tổng quan ………74

2.5.1.2 Định dạng khung ……….75

2.5.1.3 Các kỹ thuật song công và mã hóa tham số dạng PHY ……… 76

2.5.1.4 Khung con hướng xuống ……….78

2.5.1.5 Khung con h ướng lên ……… 80

2.5.2- Nội dung cơ bản của Lớp PHY WMAN – SCa ……… 82

2.5.3- Nội dung cơ bản của Lớp PHY WMAN – OFDM ……… 84

2.5.4- Nội dung cơ bản của Lớp PHY WMAN – OFDMA ……… 88

CH ƯƠNG 3: HIỆN TRẠNG VÀ TƯƠNG LAI SỰ PHÁT TRIỂN MẠNG TRUY NHẬP KHÔNG DÂY BĂNG RỘNG CỐ ĐỊNH (BFWA) 3.1 Khái quát quá trình phát tri ển mạng BFWA ……… 91

3.2 Tình hình tri ển khai mạng BFWA tại Việt Nam ……… 93

3.3 Tình hình tri ển khai mạng BFWA ở các nước trên thế giới ……… 99

3.4 Các hệ thống BFWA của các nhà cung cấp thiết bị trên thế giới ……… … 103

3.5 H ướng phát triển của thị trường BFWA ……… 109

3.5.1- Nhận định về thị trường trên thế giới ……….109

3.5.2- Sự hình thành và quá trình phát triển của IEEE Std 802.16 ……… 111

3.5.3- Hướng phát triển của các nhà cung cấp thiết bị ……….112

3.5.4- WiMAX - Sự đổi mới mạnh mẽ về công nghệ ……… 116

KẾT LUẬN ……… 120

TÀI LIỆU THAM KHẢO ……….122

AAS Adaptive antenna system Hệ thống anten thích ứng

bộ

rộng

Telephone Consultative Committee

Uỷ ban tư vấn quốc tế về điện thoại và điện báo

and Telecommunications Administrations

Hội nghị các tổ chức bưu chính viễn thông Châu Âu

DCE Data communication equipment Thiết bị truyền thông dữ liệu

spectrum

Trải phổ trực tiếp

Ủy ban thông tin vô tuyến Châu Âu

access

Đa truy nhập chia tần số

spectrum

Trải phổ nhảy tần

HEC Header error check Kiểm tra lỗi mào đầu

trục

Electronics Engineers

Viện kỹ thuật điện và điện tử

Force

Lực lượng đặc trách kỹ thuật Internet

transform

Biến đổi Fourier ngược nhanh

Liên minh viễn thông quốc tế

service

Dịch vụ phân phối đa điểm theo vùng

trường

distribution service kênh

MAC

(or Network node interface)

Giao diện giữa mạng với mạng

gian thực

multiplexing

Ghép kênh chia tần số trực giao

index

Chỉ số nén mào đầu khung tải

point

Điểm truy cập dịch vụ lớp vật

lý

protocol

Giao thức hội tụ lớp vật lý

PS Physical slot Khe vật lý

Điều chế biên độ 1 phần tư

Protocol

Giao thức quản lý mạng đơn giản

TDMA Time division multiple access Đa truy nhập chia thời gian

hướng lên

Association

Hiệp hội truyền thông không dây

network

Mạng đô thị không dây

a radio frequency or radio frequency channel: là việc cơ quan quản lý cho phép một đài vô tuyến điện được quyền sử dụng một tần số hay một kênh tần

số vô tuyến điện theo những điều kiện cụ thể

2) Ánh xạ hướng lên – Uplink Map (UL-MAP): một tập các thông tin xác

định toàn bộ truy nhập cho một khoảng thời gian hoạch định

3) Ánh xạ hướng xuống – Downlink Map (DL-MAP): bản tin lớp MAC

truy nhập chia thời gian của một trạm thuê bao trên hướng xuống

4) Băng rộng – Broadband: là băng thông tức thời lớn hơn 1 MHz và hỗ trợ

tốc độ số liệu lớn hơn 1.5 Mbps

5) Bộ mô tả kênh hướng lên – Uplink Channel Descriptor (UCD): bản tin

lớp điều khiển truy nhập môi trường mô tả các đặc tính lớp vật lý của một kênh hướng lên

6) Bộ mô tả kênh hướng xuống – Downlink Channel Descriptor (DCD):

bản tin lớp điều khiển truy nhập môi trường mô tả các đặc tính lớp vật lý của

một kênh hướng xuống

7) Bộ nhận dạng kết nối - Connection Identifier (CID): Giá trị 16 bit nhận

trạm thuê bao Nó ánh xạ vào bộ nhận dạng luồng dịch vụ, bộ nhận dạng này định nghĩa các tham số chất lượng dịch vụ của luồng dịch vụ gắn với kết nối này

8) Bộ nhận dạng luồng dịch vụ - Service Flow Identifier (SFID): có 32 bit,

nó xác định duy nhất một luồng dịch vụ cho trạm gốc và trạm thuê bao

9) Bộ nhận dạng tập hợp bảo vệ - Security Association Identifier (SAID):

một bộ nhận dạng được dùng chung giữa trạm gốc và trạm thuê bao, nó xác định duy nhất một tập bảo vệ

lập để làm truyền dẫn cung cấp dịch vụ truy nhập Internet băng rộng từ mạng

lưới thiết bị Internet của doanh nghiệp trực tiếp đến người sử dụng; hoặc kết nối điểm nóng với mạng lưới của doanh nghiệp; hoặc các mục đích làm truyền dẫn khác trong hoạt động sản xuất, kinh doanh của doanh nghiệp

11) Chuỗi – Concatenation: là thao tác tổ hợp nhiều đơn vị dữ liệu thủ tục

MAC chỉ vào trong một đơn vị dữ liệu dịch vụ MAC

12) D ạng/độ dài/giá trị - Type/Length/Value (TLV): là một biểu đồ định

dạng để ghép thêm phần đuôi cho mỗi tham số được phát đi, bao gồm dạng tham số (các luật mã của nó) và độ dài tham số được mã hóa

13) Doanh nghiệp ISP: là các Doanh nghiệp đã được Tổng cục Bưu điện

trước đây hoặc Bộ Bưu chính, Viễn thông hiện nay cấp Giấy phép cung cấp

dịch vụ truy nhập Internet

14) Dịch vụ WiFi: là dịch vụ truy nhập Internet băng rộng không dây sử

dụng công nghệ WLAN và đã được thương mại hóa ở nhiều nước trên thế giới, được biết đến nhiều với tên gọi WiFi (là tên của một tổ chức phi chính phủ để xác nhận các sản phẩm WLAN phù hợp với tiêu chuẩn IEEE 802.11a/b/g)

15) Diễn đàn ATM – ATM Forum:

Một tổ chức quốc tế được thành lập chung năm 1991 bởi Northern Telecom, Cisco Systems, Net/Adaptive và Sprint Tổ chức phát triển và sáng lập các giao kèo thực thi dựa trên các tiêu chuẩn cho công nghệ ATM Diễn đàn ATM mở rộng các tiêu chuẩn chính thức được ANSI và ITU-T phát triển Tổ

chức cũng phát triển các hợp đồng thực thi đi trước các tiêu chuẩn chính thức

16) Diễn đàn WiMAX: là một tổ chức phi lợi nhuận, có nhiệm vụ phát triển

và chứng nhận khả năng tương thích và hoạt động tương tác của các thiết bị

17) Điểm nóng (hotspot): được hiểu là vùng phủ sóng của một điểm truy

nhập AP do Doanh nghiệp viễn thông, Internet thiết lập để cung cấp dịch vụ truy nhập Internet băng rộng không dây cho người sử dụng

18) Điểm truy nhập - Access Point: là thiết bị thu phát tín hiệu vô tuyến điện

như nhận tín hiệu vô tuyến điện từ người sử dụng

19 ) Điểm truy nhập dịch vụ - Service Access Point (SAP)

Điểm truy nhập dịch vụ là điểm mà tại đó các dịch vụ của lớp thấp hơn có sẵn

để sử dụng cho lớp cao hơn kế tiếp của nó

20 ) Điều chế thích ứng – Adaptive modulation: là khả năng của một hệ

thống trao đổi thông tin với hệ thống khác bằng đa lý lịch cụm và khả năng

của một hệ thống trao đổi thông tin với nhiều hệ thống bằng các lý lịch cụm khác nhau

21 ) Đơn vị dữ liệu dịch vụ - Service Data Unit (SDU)

Đơn vị dữ liệu dịch vụ là một đơn vị dữ liệu được trao đổi giữa hai lớp thủ tục liền kề Ở hướng xuống, nó là đơn vị dữ liệu nhận được từ lớp cao hơn trước

đó Ở hướng lên, nó là đơn vị dữ liệu được gửi đi cho lớp cao hơn tiếp theo

22) Đơn vị dữ liệu thủ tục – Protocol data unit (PDU): là một đơn vị dữ

liệu được trao đổi giữa các thực thể đồng đẳng cùng lớp thủ tục Trong hướng xuống, nó là đơn vị dữ liệu được tạo ra cho lớp dưới kế tiếp Trong hướng lên,

nó là đơn vị dữ liệu thu được từ lớp dưới trước đó

Hình 1.0: PDU và SDU trong một chuỗi các lớp thủ tục

23) Ghép kênh chia t ần số trực giao - Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM)

Là một công nghệ điều chế và mã hóa số, đã được sử dụng thành công trong các ứng dụng hữu tuyến như modem DSL và modem cáp Các sản phẩm của các công ty thành viên Diễn đàn WiMAX đang sử dụng các hệ thống 802.16

dựa trên OFDM để vượt qua những thách thức của việc truyền sóng NLOS

OFDM đạt đến tốc độ và hiệu quả dữ liệu cao nhờ sử dụng nhân chồng các tín hiệu sóng mang thay cho chỉ một tín hiệu Ưu điểm quan trọng OFDM của các cơ chế điều chế đơn sóng mang đơn là khả năng mang lại hiệu suất băng thông cao hơn và do đó thông lượng dữ liệu sẽ cao hơn thậm chí phải đối mặt thách thức với kịch bản triển khai chẳng hạn như các đường kết nối NLOS phải chịu suy hao đáng kể do các điều kiện đa đường

24 ) Hệ thống anten thích nghi – Adaptive Antenna System (AAS)

Là một hệ thống khai thác một cách thích ứng, từ hai anten trở lên để cải thiện vùng phủ sóng và dung lượng hệ thống

cấp dịch vụ vào khoảng năm 2000 tùy thuộc vào việc nghiên cứu thị trường

28) Kênh tần số vô tuyến - Radio frequency channel:

Một phần băng tần vô tuyến, trong băng tần đó thiết lập được phân kênh tần

số, dành cho một đường truyền vô tuyến cố định

29) Kết nối – Connection: là một ánh xạ đơn hướng giữa các đồng đẳng

MAC trạm thuê bao và trạm gốc để chuyển tải lưu lượng Các kết nối được xác định bằng một bộ nhận dạng kết nối Tất cả lưu lượng được tải đi trên một kết nối, thậm chí đối với cả các luồng dịch vụ sử dụng các thủ tục phi kết nối như Internet Protocol

30) Kết nối cơ bản – Basic connection: kết nối được thiết lập trong khi đăng

ký trạm thuê bao lúc đầu để chuyển tải các bản tin quản lý MAC không trễ

31) Khe con – Minislot

Khe con là một đơn vị của cấp phát băng thông hướng lên, nó tương ứng với

n khe vật lý, trong đó n=2m và m là một số nguyên từ 0 đến 7

32 ) Khe vật lý – Physical slot (PS)

Khe vật lý là một đơn vị thời gian, phụ thuộc vào đặc tính lớp vật lý để ấn định băng thông

33) Khung – Frame: là một chuỗi số liệu có cấu trúc trong một khoảng thời gian cố định Một khung có thể chứa một khung con hướng lên và một khung con hướng xuống

34) Lớp điều khiển truy nhập môi trường WiMAX :

Chuẩn 802.16 của IEEE đưa ra cùng một lớp MAC cho tất cả lớp PHY (đơn sóng mang, 256 OFDM, 2048 OFDMA) Lớp MAC này là kết nối được định hướng và chuẩn bị cho kết nối TDM đường xuống kết hợp với truy cập TDMA ở đường lên Chuẩn này hỗ trợ cho cả TDD và FDD và cho phép phương thức bán song công FDD (HD-FDD)

OFDM 256 và OFDMA 2048 Lớp vật lý OFDM 256 được Diễn đàn WiMAX lựa chọn cho các mô tả đầu tiên dựa trên IEEE 802.16-2004

36) Luồng dịch vụ - Service Flow (SF): luồng một hướng của các đơn vị dữ

liệu dịch vụ điều khiển truy nhập môi trường của một kết nối, nó được qui định chất lượng dịch vụ cụ thể

37) Lý lịch cụm – Burst Profile: là một tập các tham số mô tả các thuộc tính

của truyền dẫn hướng lên hoặc hướng xuống kết hợp với một mã sử dụng thời gian Lý lịch cụm chứa các tham số như dạng điều chế, dạng sửa lỗi hướng đi (FEC), độ dài của mở đầu, thời gian bảo vệ,…

38) Mã sử dụng khoảng thời gian hướng lên – Uplink Interval Usage Code (UIUC): là mã sử dụng thời gian xác định cho hướng lên

39) Mã sử dụng khoảng thời gian hướng xuống – Downlink Interval Usage Code (DIUC): là mã sử dụng thời gian xác định cho hướng xuống

40) Mã sử dụng thời gian – Interval Usage Code: là mã xác định một lý

lịch cụm cụ thể, nó được sử dụng trong khoảng thời gian truyền dẫn hướng lên hoặc hướng xuống

41) Mạng backhaul: một đường kết nối giữa nhà cung cấp dịch vụ với các

trạm phân phối tới người dùng cuối, và giữa các trạm phân phối đó với nhau Nếu so sánh như trong các mạng khác, backhaul là phần kết nối từ nhà cung cấp đến BTS và giữa các BTS với nhau (như trong mạng di động)

42 ) Nén mào đầu khung tải – Payload header suppression (PHS)

Nén mào đầu khung tải là quá trình nén các phần lặp lại của các mào đầu khung tải tại phía phát và chúng được khôi phục lại tại phía thu

43) Phân bổ một tần số hay kênh tần số vô tuyến điện – Allotment of a radio frequency or radio frequency channel:

cụ thể

44) Phân đoạn T1: là một cách để cấu hình một dịch vụ T1 (DS1) để cho hai

hoặc nhiều mạch DS0 được kết nối với nhau để tạo ra một kênh truyền thông

dữ liệu lớn hơn Nếu một kênh là T1 quá lớn và đắt, nhưng một đường 56k là quá nhỏ, thì phân đoạn T1 có thể cung cấp một giải pháp trung gian tốt đẹp

45) Phần tử thông tin – Information element (IE): là một phần của ánh xạ

hướng lên hoặc hướng xuống, nó xác định địa chỉ bắt đầu liên quan tới mã sử dụng thời gian

46) Song công chia tần số - Frequency division duplex (FDD): là một

phương pháp song công, trong đó, truyền dẫn hướng lên và hướng xuống sử dụng các tần số khác nhau

47 ) Song công chia thời gian – Time Division Duplex (TDD)

Là một cơ chế song công, trong đó, truyền dẫn hướng lên và hướng xuống tại các thời điểm khác nhau nhưng sử dụng chung một tần số

48 ) Sóng mang phụ DC – DC subcarrier

phụ mà tần số của nó bằng với tần số RF trung tâm của trạm

49) Tập hợp bảo vệ - Security Association (SA)

bao (của trạm gốc này) sử dụng chung để hỗ trợ thông tin bảo mật Thông tin

sử dụng chung này bao gồm các khóa mật mã lưu lượng và các véctơ xác định điểm đầu chuỗi các khối mật mã

50 ) Thiết bị phía khách hàng – Customer premises equipment (CPE):

Gồm 3 thành phần: modem, bộ biến đổi vô tuyến và Anten Modem cung cấp giao diện giữa mạng khách hàng và mạng nhà khai thác, bộ biến đổi vô tuyến đảm nhiệm chức năng biến giao tiếp giữa Modem và Anten

trạm thuê bao, nó được sử dụng để phân phối công cụ khóa

52 ) Tốc độ bit không đổi – Constant bit rate (CBR):

Một tham số QoS (chất lượng dịch vụ) được định nghĩa bởi diễn đàn ATM cho các mạng ATM nó cung cấp đồng hồ chính xác để đảm bảo phân phối không bị méo mó Một kết nối sẽ được ủy quyền chính xác như một kết nối

hoặc thông tin tính toán thời gian thực Chất lượng dịch vụ của CBR đảm bảo

sự thoải mái về tổn thất tế bào và trễ

53) Trạm gốc – Base station (BS): là một tập hợp các thiết bị cung cấp các

chức năng kết nối, quản lý và điều khiển trạm thuê bao

54 ) Trạm thuê bao – Subscriber Station (SS)

Trạm thuê bao là một tập hợp các thiết bị có chức năng tạo kết nối giữa thiết

bị thuê bao đầu cuối và một trạm gốc

55 ) Truy nhập băng rộng: là truy nhập hai chiều tới các loại hình dịch vụ đa

phương tiện khác nhau thông qua một kết nối tốc độ cao tới mạng dữ liệu công cộng và/hoặc mạng Internet

56) Truy nhập không dây băng rộng – Broadband Wireless Access (BWA): là truy nhập không dây, trong đó các kết nối là băng rộng

57 ) Vô tuyến - Radio: đề cập tới việc sử dụng sóng vô tuyến để mang tín

hiệu qua đường truyền thông tin

58) WiMAX (World interoperability Microwave Access) là hệ thống truy nhập vi ba có tính tương tác toàn cầu dựa trên cơ sở kỹ thuật IEEE 802.16-

2004 Tiêu chuẩn này do hai tổ chức quốc tế đưa ra: Tổ công tác 802.16 trong ban tiêu chuẩn IEEE 802, và Diễn đàn WiMAX Tổ công tác IEEE 802.16 là người chế định ra tiêu chuẩn; còn Diễn đàn WiMAX là người triển khai ứng dụng tiêu chuẩn IEEE 802.16

Bảng 1.2: Cấp phép tần số BFWA tại các nước thành viên của EU ……… 8

Bảng 2.1: Mào đầu ATM CS PDU ……….17

Bảng 2.2: Định dạng mào đầu MAC ……… 36

Bảng 2.3: Các trường mào đầu MAC chung ……… 38

Bảng 2.4: Các dạng mã hóa ……… 38

Bảng 2.5: Các trường mào đầu yêu cầu băng thông ……… 40

Bảng 2.6: Định dạng mào đầu con mảnh ……… 41

Bảng 2.7: Định dạng mào đầu con quản lý cấp phát ……… 42

Bảng 2.8: Các trường mào đầu con quản lý cấp phát ……….42

Bảng 2.9: Định dạng mào đầu con gói ……… 43

Bảng 2.10: Định dạng mào đầu con lưới ………43

Bảng 2.11: Các bản tin quản lý MAC ………44

Bảng 2.12: Các dịch vụ hoạch định và luật sử dụng ……… 46

Bảng 2.13: Ma trận chuyển trạng thái cấp phép hữu hạn (FSM) ………… 71

Bảng 2.14: Ma trận chuyển trạng thái TEK FSM ……… 73

Bảng 2.15: Chu kỳ khung và mã chu kỳ khung ……….75

Bảng 2.16: Mã hóa tham số dạng PHY ……… 76

Bảng 3.1: Băng tần và công suất phát của dịch vụ WiFi tại điểm nóng …….93

Bảng 3.2: Băng tần và kênh tần số của dịch vụ WiFi cho cầu không dây ….94 Bảng 3.3: Dự báo truy nhập BFWA ở Việt Nam ……… 98

Bảng 3.4: Các tiêu chuẩn kỹ thuật chính của họ IEEE 802.11 ……….111

Hình 1.1: Cấu trúc mạng truy nhập không dây băng rộng cố định ………… 3

Hình 2.2: Định dạng ATM CS PDU ……… 16 Hình 2.3: Định dạng của CS PDU cho các kết nối ATM chuyển mạch VP 18

Hình 2.5: Định dạng MAC SDU ………21 Hình 2.6: Phân loại và ánh xạ CID (BS tới SS) ……….23

Hình 2.9: Định dạng CS PDU của Ethernet có nén mào đầu ……….26 Hình 2.10: Định dạng CS PDU của 802.1Q-1998 khi không nén mào đầu 26

Hình 2.12: Định dạng CS PDU của IP khi không nén mào đầu ……….27 Hình 2.13: Định dạng CS PDU của IP có nén mào đầu ……….27

Hình 2.16: Chuỗi sự kiện MAC và MAC SAP để tạo kết nối được kích hoạt

Hình 2.17: Chuỗi sự kiện MAC và MAC SAP để thay đổi kết nối được kích

Hình 2.18: Chuỗi sự kiện MAC và MAC SAP để hủy bỏ kết nối được kích hoạt bởi lớp con hội tụ ………34 Hình 2.19: Định dạng MAC PDU ……… 36

Hình 2.22: Định dạng bản tin quản lý ………44

Hình 2.23: Lưu đồ cấp phát/yêu cầu của SS ……… 49

Hình 2.24: Mô hình cấp phép dự phòng kiểu “phong bì” ……… 59

Hình 2.25: Mô hình cấp phép động kiểu “phong bì” ……….60

Hình 2.26: Mật mã MAC PDU ……… 64

Hình 2.27: Biểu đồ cơ chế trạng thái cấp phép ……… 71

Hình 2.28: Biểu đồ cơ chế trạng thái TEK ……….73

Hình 2.29: Ấn định băng thông FDD ……… 77

Hình 2.30: Cấu trúc khung TDD ………77

Hình 2.31: Cấu trúc khung con hướng xuống TDD ……… 79

Hình 2.32: Cấu trúc khung con hướng xuống FDD ……… 80

Hình 2.33: Cấu trúc khung con hướng lên ……… 82

Hình 2.34: Các bước xử lý phát ……… 84

Hình 2.35: Đa đường dẫn trong các điều kiện kết nối NLOS ………85

Hình 2.36: Cấu trúc symbol OFDM, ISI và khoảng bảo vệ ……… 85

Hình 2.37: Cấu trúc thời gian symbol OFDM ………86

Hình 2.38: Trực giao sóng mang phụ OFDM trong miền tần số ………… 87

Hình 2.39: Mô tả tần số OFDM ……… 87

Hình 2.40: Cấu trúc thời gian symbol OFDMA ……….88

Hình 2.41: Mô tả tần số OFDMA (dạng biểu đồ 3 kênh) ……… 89

Hình 3.1: Dự báo số lượng thuê bao của mạng truy nhập không dây băng rộng theo chuẩn 802.16a ……… 110

Hình 3.2: Vai trò của WiMAX trong mạng truy nhập ……….118

hóa trong môi trường các đô thị và thành phố lớn nên nhu cầu trao đổi thông tin là rất lớn, đa dạng cả về loại hình dịch vụ tốc độ Với sự hình thành và phát triển bùng nổ các tổ hợp văn phòng, khu công nghiệp, công nghệ cao, các khu chung cư…thêm vào đó các dự án phát triển thông tin của chính phủ,

của các cơ quan, các công ty làm cho nhu cầu trao đổi thông tin như trao đổi

tiếng nói, dữ liệu, hình ảnh, truy nhập từ xa, truy nhập băng rộng…tăng dần đến những vấn đề cần phải giải quyết

Các mạng nội bộ không dây WLAN sử dụng sóng vô tuyến hay hồng ngoại để truyền và nhận dữ liệu thông qua không gian, thông qua tường, trần

và các cấu trúc khác mà không cần cáp, chỉ có thể áp dụng cho các máy tính

mạng bên ngoài (truy nhập Internet, truy nhập cơ sở dữ liệu, kết nối chi nhánh văn phòng…) là rất lớn cả về loại hình dịch vụ, phạm vi phủ sóng, tốc độ truyền tin và hỗ trợ đồng thời nhiều thuê bao Do vậy việc tìm kiếm công

tuyến làm sóng truyền dẫn, đáp ứng được yêu cầu trao đổi thông tin nói trên

là công việc cấp thiết đối với những nhà cung cấp dịch vụ viễn thông trên thế

giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng

Trong vài năm trở lại đây, các nhà khai thác mạng viễn thông có khuynh

các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến để đáp ứng yêu cầu băng thông truyền tải cho lưu lượng bùng nổ của Internet Hiện nay khuynh hướng phát triển mạng

đã có sự thay đổi, người ta tập trung sự chú ý đến việc xây dựng mạng

hơn, đảm bảo việc kết nối với khách hàng “mọi nơi, mọi lúc, mọi giao diện”

Do vậy, công nghệ áp dụng mạng truy nhập vô tuyến băng rộng cố định ứng dụng WMAN cũng không nằm ngoài xu hướng nói trên, nó đem lại nhiều lợi ích, nhất là ở khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa và những nơi dân cư đông đúc khó triển khai hạ tầng cơ sở mạng dây dẫn băng rộng; đặc biệt giúp các nước đang phát triển có bước đi đón đầu vào tương lai với những bước tiến dài về công nghệ và hạ tầng viễn thông tạo ra cho mọi người khả năng sử dụng các dịch vụ viễn thông một cách thuận lợi và ít tốn kém nhất

Mục tiêu của luận văn là nghiên cứu tổng quát mạng truy nhập vô tuyến băng rộng cố định trên cơ sở áp dụng tiêu chuẩn kỹ thuật IEEE 802.16-2004, bao gồm ba phần chính:

Tổng quan mạng truy nhập không dây băng rộng cố định;

Cấu trúc tổ chức của mạng truy nhập không dây băng rộng cố định theo

phương thức điểm – đa điểm làm việc ở dải tần 2 – 66 GHz;

Hiện trạng và tương lai sự phát triển mạng truy nhập không dây băng rộng cố định của Việt Nam và các nước trên thế giới

Tuy bản thân có nhiều cố gắng nhưng vì sự phức tạp của đề tài, có nhiều yếu tố vượt quá khả năng của bản thân nên không thể tránh khỏi những sai sót Em rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo để luận văn được hoàn thiện hơn

Xin trân trọng biết ơn!

Nguyễn Hữu Khánh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG TRUY NHẬP KHÔNG DÂY BĂNG RỘNG CỐ ĐỊNH

Tốc độ phát triển bùng nổ của Internet đã đặt ra một yêu cầu cấp thiết là độ

Internet thông qua mạng chuyển mạch điện thoại công cộng (PSTN) Phương thức truy nhập này được thực hiện nhờ modem tốc độ 28,8 kbps hoặc thấp

hơn với đôi cáp đồng xoắn Nhưng cho đến hiện nay, bất kỳ thuê bao nào truy

nhập vào mạng Internet qua kết nối modem tốc độ thấp sẽ không sử dụng được hoặc không thưởng thức được đầy đủ những gì mà Internet có thể hỗ trợ Đặc biệt là các ứng dụng mới như hội nghị video, luồng ảnh hay các trang web động sẽ đòi hỏi truy nhập băng rộng tốc độ cao Ngoài ra, truy nhập

được thiết kế cho các kết nối thoại có thời gian ngắn

Sự phát triển phá vỡ quy luật, năm 1996, của ngành công nghiệp viễn thông

Mỹ cũng như của nhiều Quốc gia khác trên thế giới là kết quả tất yếu dẫn đến việc phát triển các giải pháp “chặng cuối” (giải quyết vấn đề thắt cổ chai) để

Các giải pháp này bao gồm công nghệ đường dây thuê bao số xDSL, mạng lai ghép quang đồng trục HFC, mạng lai ghép quang vô tuyến HRF, sợi quang tới thuê bao FTTH và mạng truy nhập không dây băng rộng cố định Các giải pháp này có một điểm chung là khả năng cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu tốc

độ ít nhất là 1Mbps tới thuê bao Vì vậy đây là các giải pháp đáp ứng được yêu cầu cho các ứng dụng thoại, hình ảnh, dữ liệu và truyền thông quảng bá

đa phương tiện

Mạng truy nhập không dây băng rộng cố định còn được gọi là mạng DSL không dây, sử dụng các kết nối vô tuyến tần số cao giữa hai hay nhiều vị trí

cố định để gửi và nhận số liệu, thoại và lưu lượng ảnh theo cách tương tự như

mạng có dây Hệ thống được thiết lập với mục đích là để kết nối các cá nhân,

Internet, phối hợp hoạt động với các mạng cá nhân khác và thông tin với nhau

1.1 Giới thiệu hệ thống truy nhập không dây băng rộng cố định:

chia thành các sector, nó bao gồm hai thành phần cơ bản:

- Thiết bị phía khách hàng (CPE): cho phép các thuê bao thuộc mạng phía khách hàng truy nhập vào các dịch vụ của mạng lõi, ví dụ như Internet, ATM

nhiều điểm truy cập (hay còn gọi là các hub vô tuyến), mỗi điểm quản

lý các CPE trong một sector

Các điểm truy nhập được kết nối tới một bộ ghép kênh, nó tổng hợp lưu lượng

từ các sector sau đó chuyển tới một router được nối với mạng IP của Nhà cung cấp dịch vụ

Khoảng cách giữa CPE và trạm gốc phụ thuộc vào thiết kế của hệ thống và băng tần mà nó làm việc Nếu hệ thống được thiết kế để làm việc với điều

thống làm việc tại băng tần lớn hơn 20 GHz là các hệ thống LOS Tuy nhiên, hầu hết các mạng truy nhập không dây băng rộng cố định được triển khai trong thời kỳ đầu (thậm chí cho đến hiện nay) đều dựa trên công nghệ LOS

bởi vì các hệ thống làm việc trong điều kiện không có tầm nhìn thẳng (NLOS)

nâng cao để khắc phục suy giảm đường truyền

Dung lượng đường truyền vô tuyến của mỗi sector phụ thuộc vào biểu đồ điều

bốn mức QPSK và các biến thể của điều chế biên độ bốn mức như 16 QAM

và 64 QAM Điều chế QPSK được sử dụng chủ yếu tại hướng lên, là hướng

từ CPE đến trạm gốc Điều chế 64 QAM được sử dụng tại hướng xuống,

trong bất kỳ hướng nào Trong cách đặt tên này, chỉ số là bậc điều chế; vì vậy

nếu sử dụng bậc điều chế càng cao thì hệ thống hỗ trợ tốc độ số liệu càng lớn

QPSK, về chức năng, tương đương 4 QAM và vì thế thấp hơn bậc điều chế 16

QAM

Hình 1.1 Cấu trúc mạng truy nhập không dây băng rộng cố định

các thành phần của một sector của mạng

HUB vô tuyến tạo giao diện không gian thu/phát dữ liệu từ/đến các CPE

HUB vô tuyến được kết nối tới router qua một chuyển mạch Chuyển mạch

Mạng IP của Nhà cung cấp dịch vụ

Hub

modem

cao tần

anten CPE

Hub

modem

cao tần

anten CPE

cao tần modem chuyển mạch router

anten

Hub vô tuyến

Tr ạm gốc

này có thể là chuyển mạch Ethernet hoặc ATM Router chính là gateway của

mạng trục IP của Nhà cung cấp dịch vụ

CPE bao gồm ba thành phần chính: modem, phần cao tần và anten Modem là giao diện giữa thuê bao và mạng truy nhập không dây băng rộng cố định,

phần cao tần là giao diện giữa modem và anten Đa số các Nhà cung cấp thiết

tuyến cũng bao gồm một modem, phần cao tần và anten, tất cả các thành phần này có thể được tích hợp lại hoặc tách riêng như các thiết bị độc lập

1.2 Các băng tần số cho mạng truy nhập không dây băng rộng cố định:

Một trong các quy luật chung về sử dụng phổ tần số vô tuyến là khi có các ứng dụng mới, nhất là các ứng dụng băng rộng được phát triển thì các tần số được ấn định cho ứng dụng đó có xu hướng tăng lên Điều này được cơ quan quản lý nhà nước quy định và chịu trách nhiệm cấp phép sử dụng các băng tần

số Do các quốc gia khác nhau ấn định các băng tần khác nhau nên ở đây xin

đề cập đến cách ấn định tần số của Mỹ và các nước EU

1.2.1 Băng tần số cho mạng truy nhập không dây băng rộng cố định tại Mỹ

Các tần số dành cho các mạng loại này nằm trong băng tần UHF và EHF Các băng tần chính dành cho mạng truy nhập không dây băng rộng cố định như sau:

- Công nghiệp, khoa học và y tế ISM

- Cơ sở hạ tầng thông tin Quốc gia không phép U-NII

- Dịch vụ phân phối đa điểm đa kênh MMDS

Để đáp ứng yêu cầu ngày càng tăng của khách hàng đối với dịch vụ băng rộng, Nhà cung cấp triển khai dịch vụ này theo dạng tế bào, điều này cho phép họ sử dụng lại tần số một cách có hiệu quả

1.2.1.1 Băng tần ISM

Các ứng dụng (năng lượng tần số vô tuyến điện) trong công nghiệp, khoa học

và y tế quy định nhiều kênh hoặc nhiều tần số Nếu nhiễu bị bắt gặp trên một tần số, thông tin quảng bá có thể chuyển tần số đến một kênh không bị nhiễu

tần số trung tâm cách nhau 5 MHz (tần số bắt đầu là 2.412 GHz và tần số kết thúc là 2.462 GHz) Điều này nghĩa là chỉ 3 kênh (kênh 1, kênh 6, kênh 11) là không chồng lắp

Bảng 1.1: Phân bổ 11 kênh của băng tần ISM không phép

Khác với băng tần 2.4 GHz, băng tần U-NII không có kênh chồng lắp; độ

rộng băng tần này là 300 MHz, cụ thể như sau:

indoor với EIRP được giới hạn dưới 200 mW (23 dBm)

- Băng tần giữa từ 5.25 GHz đến 5.35 GHz dành cho các ứng dụng outdoor với EIRP được giới hạn dưới 1 W (30 dBm)

outdoor với EIRP được giới hạn dưới 4 W (36 dBm)

Băng tần U-NII là các băng tần không giấy phép và không có quy định về

giấy phép nên có rất nhiều các Nhà khai thác dịch vụ sử dụng nó để cung cấp các dạng dịch vụ khác nhau đặc biệt là truy nhập Internet Băng tần U-NII

thường ít bị ảnh hưởng bởi mưa, sương mù hay tuyết

1.2.1.3 Băng tần MMDS

MMDS còn được gọi là “cáp không dây” vì nguyên bản nó được sử dụng để cung cấp dịch vụ quảng bá truyền hình tương tự một chiều trong băng tần khoảng 200 MHz từ 2.150 GHz đến 2.162 GHz và từ 2.50 GHz đến 2.69

do phải mất một phần tiền để mua bản quyền sử dụng tần số Năm 1998, FCC

đã thay đổi lại và cho phép khoảng tần số này có thể được sử dụng cho truyền dẫn hai chiều, do vậy MMDS có khả năng phân phối các dịch vụ truyền số liệu, truy nhập Internet, chương trình truyền hình đa kênh cũng như nhiều dịch vụ khác

có thể cung cấp dịch vụ trong bán kính khoảng 56 km NLOS, một kênh 6 MHz với điều chế có thể truyền với tốc độ khoảng 30 Mbit/s và do đó hỗ trợ

từ 500 đến 1500 thuê bao Vì đây là băng tần có giấy phép nên nó không phải thiên về chống nhiễu như băng tần U-NII

1.2.1.4 Băng tần WLL

Băng tần WLL là băng tần 3.5 GHz Trong nhiều Quốc gia đây là băng tần không giấy phép, nhưng đây cũng là băng tần có giấy phép đối với nhiều Quốc gia khác Cũng giống như MMDS và U-NII, băng tần này thường ít bị ảnh hưởng do mưa, sương mù hay tuyết

1.2.1.5 Băng tần LMDS

LMDS có hai băng: LMDS băng A từ 27.50 GHz đến 28.35 GHz; từ 29.10

rộng của băng tần này là 1300 MHz, và đây là băng tần rộng nhất đủ để truyền trực tiếp tất cả các kênh đến truyền hình vệ tinh, Internet và số liệu tốc

độ cao, nghe nhạc và loại hình đa dịch vụ Multimedia

LMDS có thể cung cấp dịch vụ với khoảng cách từ 4-8 km LOS, phụ thuộc vào độ cao Anten, địa hình, thời tiết, và độ tin cậy chấp nhận

1.2.2 Băng tần số cho mạng truy nhập không dây băng rộng cố định tại các nước EU

Một trong những bước đi quan trọng đầu tiên trong việc hướng tới các ứng dụng thương mại của dịch vụ truy nhập không dây băng rộng cố định (BFWA) là việc ấn định phổ tần Nhiều quốc gia trên thế giới đã ấn định phổ tần cho các hệ thống không dây băng rộng, tuy nhiên hiện một số nước vẫn còn đang cân nhắc về chính sách cấp phép tần số cho các hệ thống này

Có nhiều băng tần khác nhau được sử dụng cho các dịch vụ không dây băng rộng cố định Lý do để ấn định một số các băng tần không phép là để thúc đẩy các Nhà cung cấp dịch vụ triển khai dịch vụ nhanh với giá thành thấp do không phải trả phí cấp phép

phân phối video đa điểm, bao gồm cả ấn định của CEPT cho các hệ thống không dây đa phương tiện

phép đấu giá hay không cấp phép, có bao nhiêu nhà khai thác dùng chung phổ

tần Một điểm nữa chưa quyết định được là Châu Âu có hay không sẽ thay đổi khuynh hướng hiện tại của mình để chuyển sang xu hướng của FCC tại Mỹ là việc ấn định phổ tần không cần yêu cầu về điều chế và hoạch định kênh trước

Bảng 1.2 Cấp phép tần số BFWA tại các nước thành viên của EU như trong

bảng dưới đây

Tần số, GHz 3.4 - 3.6 10.15

-10.65

24.5 - 26.5 27.5 - 29.5 40.5 - 43.5 Khác Nước

Úc

( Đấu giá)

Dành riêng

1/2001 Đã được

l ập kế hoạch

Đã được

l ập kế hoạch

Đã được

l ập kế hoạch

Đã được lập kế hoạch

t ần số 2,4 GHz

Đã được

l ập kế hoạch

Luxembuor 8/2000 Đã được

(Ai đến trước

được cấp)

l ập kế hoạch

Đã được

l ập kế hoạch

Các h ệ thống đang hoạt động tại

t ần số 3,6 GHz

Đang khai thác

Dành riêng

10/2000 Đã được

l ập kế hoạch

Các h ệ

th ống đang hoạt động tại

t ần số 2,4 GHz

(Nguồn: Thống kê của PennWell Corporation)

1.3 Các ứng dụng chính:

Cũng tương tự như các dịch vụ xDSL và cáp tốc độ cao nhưng không giống như dịch vụ modem quay số, mạng truy nhập không dây băng rộng cố định cung cấp dịch vụ truy nhập Internet tức thời “always-on”

1.3.1 Các dịch vụ MTU/MDU (Multi-Tenant Unit/Multi-Dwelling Unit)

Với một thiết bị CPE trong một tòa nhà đã có cáp đồng trục và các đường dây điện thoại, Nhà cung cấp có thể triển khai dịch vụ truy nhập Internet băng rộng tới các thuê bao của toà nhà Đồng thời bằng các đôi dây điện thoại, Nhà

triển khai dịch vụ xDSL mà không bị trở ngại do các giới hạn về khoảng cách

1.3.2 Mạng phủ sóng cung cấp dịch vụ tổng hợp

dịch vụ triển khai các mạng phủ sóng tích hợp các dịch vụ thoại, ảnh, số liệu

và các ứng dụng nâng cao như hội nghị web, các hệ thống trung tâm điều hành tích hợp như mạng backhaul

1.3.3 Mạch vòng nội hạt không dây (WLL)

dịch vụ local-loop (kết nối đối tượng sử dụng với mạng PSTN) WLL đặc biệt

có ưu điểm trong các điều kiện sau:

- Tại các khu vực đòi hỏi triển khai nhanh các dịch vụ thoại nhưng chưa

có cơ sở hạ tầng viễn thông tới phía thuê bao

- Tại các vị trí địa lý phức tạp (đồi, núi nhiều) khó triển khai mạng cáp

- Tại khu vực mà các nhà khai thác mới bắt buộc phải triển khai mạng local-loop thì WLL sẽ tránh được sự chồng chéo với các nhà khai thác

cũ

cho phép Nhà cung cấp khai thác dịch vụ thoại qua Internet (VoIP), đây là dịch vụ hiện đang có giá thành thấp hơn nhiều so với dịch vụ thoại truyền

thống

1.3.4 Dịch vụ truyền hình

dịch vụ truyền hình cáp không dây Một trong số đó là dịch vụ phân phối đa điểm đa kênh MMDS, nó cung cấp dịch vụ truyền hình trong vòng bán kính

đặc biệt có ưu điểm tại các vùng nông thôn nơi mà cơ sở hạ tầng viễn thông

chưa phát triển

1.3.5 Hệ thống WiMAX cố định (Fixed WiMAX)

IEEE.802.16-2004 Tiêu chuẩn này gọi là “không dây cố định” vì thiết bị thông tin làm việc với các anten đặt cố định tại nhà các thuê bao Anten đặt trên nóc nhà hoặc trên cột tháp tương tự như chảo thông tin vệ tinh

Hình 1.2 là sơ đồ kết cấu mạng WiMAX Trong mô hình này bộ phận vô tuyến gồm các trạm gốc WiMAX BS (làm việc với anten đặt trên tháp cao) và các trạm phụ SS (SubStation) Các trạm WiMAX BS nối với mạng đô thị MAN hoặc mạng PSTN

Tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 cũng cho phép đặt anten trong nhà nhưng tất nhiên tín hiệu thu không khỏe bằng anten ngoài trời Băng tần công tác (theo quy định và phân bổ của quốc gia) trong băng 2,5GHz hoặc 3,5GHz Độ rộng băng tầng là 3,5MHz Trong mạng cố định, WiMAX thực hiện cách tiếp nói không dây đến các modem cáp, đến các đôi dây thuê bao của mạch xDSL hoặc mạch Tx/Ex (truyền phát/chuyển mạch) và mạch OC-x (truyền tải qua sóng quang) WiMAX cố định có thể phục vụ cho các loại người dùng (user) như: các xí nghiệp, các khu dân cư nhỏ lẻ, mạng cáp truy nhập WLAN công

cộng nối tới mạng đô thị, các trạm gốc BS của mạng thông tin di động và các mạch điều khiển trạm gốc BS Về cách phân bố theo địa lý, các user thì có thể phân tán tại các địa phương như nông thôn và các vùng sâu vùng xa khó đưa mạng cáp hữu tuyến đến đó.

CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC TỔ CHỨC MẠNG TRUY NHẬP KHÔNG DÂY BĂNG RỘNG CỐ ĐỊNH THEO CHUẨN IEEE 802.16 – 2004

2.1 GIỚI THIỆU CÁC PHIÊN BẢN CỦA CHUẨN IEEE 802.16

Tổ công tác 802.16 trong ban tiêu chuẩn IEEE 802 đã thông qua nhiều dự án

quát về tiêu chuẩn IEEE 802.16 và những bổ sung của nó kể từ tháng 1/2006

IEEE Std 802.16-2001

Tiêu chuẩn IEEE 802.16-2001 là phiên bản đầu tiên của IEEE Std 802.16 Nó được phê chuẩn ngày 23/12/2001 và được công bố vào tháng 04/2002 Tiêu

đặc tả nhiều lớp PHY Một hệ thống có thể phục vụ đa dịch vụ cho các thuê bao qua các kết nối điểm - đa điểm Tiêu chuẩn IEEE 802.16-2001 làm việc ở

băng tần 10 – 66 GHz Vì là các tần số cao, tiêu chuẩn chỉ có thể làm việc trong điều kiện LOS để giảm sự biến dạng đa đường

IEEE Std 802.16a-2003

Tiêu chuẩn IEEE 802.16a-2003 là sự sửa đổi thứ hai cho tiêu chuẩn IEEE 802.16-2001 Nó hỗ trợ các tần số làm việc tại 2 – 11 GHz, cho cả băng tần có phép và không phép Tiêu chuẩn cải tiến lớp MAC điểm - đa điểm và định nghĩa các đặc tả cho lớp PHY

Bằng chức năng lớp MAC, tiêu chuẩn giới thiệu nhiều tính năng như là: chất

lượng dịch vụ riêng để tối ưu hóa dữ liệu, hình ảnh và các dịch vụ thoại, yêu cầu tự động lập lại (ARQ) để cải tiến chế độ làm việc ở hai đầu mút Lớp MAC cũng định nghĩa phương thức lưới tùy chọn cho phép mỗi nút lưới kết

nối trực tiếp với các nút lưới khác qua giao diện không gian điểm - đa điểm,

và vì thế mở rộng độ phủ sóng

Vì các tần số thấp có khả năng xuyên qua các chướng ngại vật, nên tiêu chuẩn IEEE 802.16a có thể làm việc trong điều kiện gần như LOS và NLOS được phép bởi chức năng lớp PHY

IEEE Std 802.16-2004

Tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 là sự sửa đổi và hợp nhất các tiêu chuẩn IEEE

giao diện không gian của hệ thống truy cập không dây băng rộng cố định hỗ trợ các dịch vụ đa truyền thông Lớp điều khiển truy cập môi trường (MAC)

hỗ trợ cấu trúc điểm – đa điểm, với cấu trúc lưới tùy chọn Lớp MAC được cấu trúc để hỗ trợ đặc tả nhiều lớp vật lý, mỗi lớp vật lý phù hợp với một môi trường làm việc riêng

Tiêu chuẩn được thiết kế cho cả tần số có phép và không phép Ở các tần số làm việc từ 10 – 66 GHz, trong điều kiện LOS, lớp PHY WirelessMAN-SC dựa trên điều chế đơn sóng mang Ở các tần số < 11 GHz, trong điều kiện NLOS, ba lựa chọn được quy định: WirelessMAN-OFDM (dùng ghép kênh chia tần số trực giao), WirelessMAN-OFDMA (dùng đa truy nhập chia tần số trực giao) và WirelessMAN-SCa (dùng điều chế đơn sóng mang)

IEEE Std 802.16f-2005

Tiêu chuẩn IEEE 802.16f-2005 là sự bổ sung của tiêu chuẩn IEEE

802.16-2004 Nó định nghĩa một cơ sở thông tin quản lý (MIB) cho lớp MAC, lớp

PHY và các thủ tục quản lý tạo nên chuẩn cho sự quản lý mạng của các mạng IEEE 802.16

IEEE Std 802.16e-2005

Tiêu chuẩn IEEE 802.16e-2005 là sự bổ sung của tiêu chuẩn IEEE

802.16-2004, làm việc trong băng tần có phép thấp hơn 6GHz Sự mở rộng định nghĩa của tiêu chuẩn đối với các thuê bao di động đang di chuyển với tốc độ

xe cộ Nó quy định chức năng chuyển giao giữa các BS Mặc dù chức năng di động được thêm vào trong sự bổ sung, tuy nhiên các SS cố định có thể làm việc với các BS theo tiêu chuẩn IEEE 802.16e-2005

CS SAP

MAC SAP Lớp con Phần chung MAC

(MAC CPS) Lớp con Bảo mật

Lớp con Hội tụ CS MAC

THỰC THỂ QUẢN LÝ

Các Lớp con Hội tụ

THỰC THỂ QUẢN LÝ

Lớp con Phần chung Lớp con Bảo mật

THỰC THỂ QUẢN LÝ

Lớp Vật lý

Dữ Liệu/Điều Khiển Quản Lý

PHẠM VI CỦA TIÊU CHUẨN

PHY

HỆ THỐNG QUẢN LÝ MẠNG

- Nhận các PDU từ lớp trên;

- Phân loại các PDU của lớp trên;

- Xử lý (nếu cần thiết) PDU lớp trên này dựa trên phân loại;

- Gửi các CS PDU tới MAC SAP;

2.2.1 Lớp con hội tụ ATM (ATM CS):

MAC CPS SAP ATM CS nhận các tế bào ATM từ lớp ATM và thực hiện:

- Phân loại;

- Nén mào đầu khung tải PHS (nếu có chức năng này);

2.2.1.1 Định nghĩa dịch vụ lớp con hội tụ:

ATM CS được định nghĩa để hỗ trợ sự hội tụ của các PDU được tạo ra từ giao thức lớp ATM của một mạng ATM Do luồng tế bào ATM được tạo ra tuân

Mào đầu ATM CS PDU được định nghĩa trong bảng 2.1

Bảng 2.1: Mào đầu ATM CS PDU

else if(VP switched){

}

else(VC switched){

}

}

b) Phân loại

Một kết nối ATM được định nghĩa bằng một cặp giá trị VPI và VCI, là

Trong chế độ chuyển mạch VP, các giá trị VCI trong một VPI đầu vào được

tự động ánh xạ vào các VCI của một VPI đầu ra

Trong chế độ chuyển mạch VC, các giá trị VPI/VCI đầu vào được ánh xạ riêng rẽ vào các VPI/VCI đầu ra

Vì vậy khi thực hiện PHS thì ATM CS phải phân biệt được hai dạng kết nối

để thực hiện theo loại cho phù hợp

c) Nén mào đầu khung tải:

và thực thể thu khôi phục lại