CÔNG NGHỆ WIMAX

1. CÔNG NGHỆ WIMAX

2. Company Name Nội dung Công nghệ Wimax Giới thiệu chung Đặc điểm Cấu trúc mạng Wimax Thiết lập và nguyên tắc hoạt động Wimax trong môi trường LOS và NLOS So sánh Wimax với 1 số công nghê không dây khác Chuẩn 802.16 OFDM

3. Company Name Công nghệ Wimax 1/ Giới thiệu chung: - Wimax là một mạng không dây băng thông rộng (Worldwide Interoperability for Microwave Access). - Ứng dụng trong các thiết bị mạng Internet sử dụng lớn. - Sử dụng kỹ thuật sóng vô tuyến để kết nối các máy tính thay vì dùng dây như DSL hay cáp modem. - Wimax dựa vào chuẩn IEEE 802.16 cung cấp giải pháp kết nối băng rộng tới những người dùng cố định hay di động.

4. Company Name 2/ Phương thức truyền dẫn: + Backhaul: Sử dụng anten điểm – điểm để kết nối nhiều hotspot với nhau. Công nghệ Wimax

5. Company Name + Last mile: Sử dụng anten điểm – đa điểm để kết nối các thuê bao thuộc nhà riêng hoặc doanh nghiệp tới trạm gốc . Công nghệ Wimax

6. Company Name Wimax được phát triển với mục tiêu : - Cấu trúc mềm dẻo: hỗ trợ hầu hết các kiến trúc điểm – điểm, điểm – đa điểm, công nghệ lưới, phủ sóng khắp mọi nơi . - Chất lượng dịch vụ QoS: Wimax cung cấp QoS trên từng kết nối, đáp ứng tất cả dịch vụ như: thoại, truyền hình,… và các dịch vụ đa phương tiện. - An ninh mạnh: Wimax hỗ trợ chuẩn mã hóa AES, 3DES, cung cấp sự riêng tư và an toàn giao tiếp không dây. Công nghệ Wimax

7. Company Name - Triển khai nhanh chóng: Chỉ với 1 anten và thiết bị cài đặt được cung cấp nguồn là Wimax sẵn sàng phục vụ các dịch vụ. - Khả năng hoạt động cùng thiết bị khác: Wimax được phát triển sau này nên cần phải đảm bảo khả năng tương thích với các thiết bị trước đó để thị trường có thể chấp nhận. - Khả năng di động : Khi Wimax được khởi động nó sẽ tự xác định mình và đặc tính đường truyền. Công nghệ Wimax

8. Company Name Đa mức dịch vụ: Cung cấp truy nhập băng rộng cố định trong những khu vực đô thị và ngoại ô, nơi chất lượng cáp đồng kém hoặc đưa vào khó khăn . Phạm vi phủ sóng rộng khắp :Ở điều kiện tốt thì Wimax có thể đạt được phạm vi phủ sóng 50km Công nghệ Wimax

9. Company Name Wimax sử dụng 2 băng tần 2- 11Ghz và 10 – 66Ghz Tầm phủ sóng khoảng 50km Tốc độ truyền dẫn: 70Mbps Hướng truyền tin được chia thành 2 hướng lên và xuống, đường lên có tần số thấp hơn đường xuống và đều sử dụng công nghệ OFDM để truyền tin Công nghệ Wimax

10. Company Name Công nghệ Wimax

11. Company Name IEEE 802.16 là gì? IEEE 802.16 là hệ thống tiêu chuẩn truy cập không dây băng rộng (Broadband Wireless Access Standards) cung cấp đặc tả chính thức cho các mạng MAN không dây băng rộng triển khai trên toàn cầu. Hệ thống này do nhóm làm việc IEEE 802.16, do IEEE thành lập năm 1999, nghiên cứu và đề xuất. Nhóm làm việc này là một đơn vị của hội đồng tiêu chuẩn LAN/MAN IEEE 802. Họ tiêu chuẩn 802.16 chính thức được gọi là WirelessMAN(viết tắt là WMAN).

12. Company Name Các chuẩn IEEE 802.16 802.16, 802.16a, 802.16b, 802.16c, 802.16e, 802.16e-2005. Ngoài ra còn có nhiều chuẩn bổ sung khác đang được triển khai hoặc đang trong giai đoạn chuẩn hóa như 802.16g, 802.16f, 802.16h...

13. Company Name Chuẩn 802.16 • 802.16a : Chuẩn này sử dụng băng tần từ 2 - 11 GHz. Đây là băng tần thu hút được nhiều quan tâm nhất vì tín hiệu truyền có thể vượt được các chướng ngại trên đường truyền • 802.16b: Chuẩn này hoạt động trên băng tần từ 5 – 6 Ghz với mục đích cung ứng dịnh vụ với chất lượng cao (QoS). Cụ thể chuẩn ưu tiên truyền thông tin của những ứng dụng video, thoại, real-time thông qua những lớp dịch vụ khác nhau .

14. Company Name Chuẩn 802.16 • 802.16c : Chuẩn này định nghĩa thêm các profile mới cho dãi băng tần từ 10-66GHz • 802.16d : Có một số cải tiển nhỏ so với chuẩn 802.16a. Chuẩn này được chuẩn hóa 2004. Các thiết bị pre-WiMAX có trên thị trường là dựa trên chuẩn này • 802.16e : Đang trong giai đoạn hoàn thiện và chuẩn hóa. Đặc điểm nổi bật của chuẩn này là khả năng cung cấp các dịch vụ di động

15. Company Name Kiến trúc mạng Wimax : Công nghệ Wimax ASN BS CSN

16. Company Name Để thiết lập mạng Wimax ta cần : + Một trạm phát sóng BS (Base Station): có chức năng thu, phát tín hiệu, xử lý tín hiệu. + Các BS được quản lý bởi ASN (Access Service Network) hay WAC (Wireless Access Controller): dùng để quản lý, triển khai các nốt thay đổi. + Các ASN sẽ cùng kết nối đến 1 hoặc nhiều CSN (Core Service Network) + CSN được định nghĩa là 1 tập các chức năng mạng cung cấp các dịch vụ kết nối ip cho thuê bao Wimax, 1 CSN có thể gồm :Router,máy chủ proxy. Công nghệ Wimax

17. Company Name Wimax cung cấp 2 dạng dịch vụ không dây: - LOS : Dịch vụ theo đường thẳng, 2 thiết bị có thể trực tiếp thấy nhau không bị một vật chắn trên đường truyềnkhả năng gửi nhiều dữ liệu ít bị lỗi,và sử dụng băng tần 66GHz. Công nghệ Wimax

18. Company Name NLOS(Non Line of Sight) : Dịch vụ không theo đường thẳng, sử dụng dải tần 2-11GHz, những sóng tín hiệu này ít bị ảnh hưởng bởi vật chắn, có khả năng uốn cong quanh vật thể chắn. Công nghệ Wimax

19. Company Name Nguyên tắc hoạt động: Công nghệ Wimax

20. Company Name Hệ thống Wimax gồm 2 phần : - Tháp Wimax : tương tự như tháp của điện thoại di động. Một tháp Wimax có thể phủ sóng lên đến 8000km vuông. Công nghệ Wimax

21. Company Name Bộ phận thu Wimax : bộ phận thu và anten có thể dùng bằng cái hộp nhỏ hoặc card PCMCIA hoặc được tích hợp trong máy tính xách tay. Một trạm tháp Wimax được kết nối trực tiếp tới internet bằng dây dẫn hoặc có thể nối tới trạm wimax khác bằng con đường LOS (Line of Sight), liên kết bằng sóng cực ngắn. Sử dụng sóng Radio để trao đổi dữ liệu giữa 2 thiết bị. Công nghệ Wimax

22. Company Name Công nghệ OFDM - Khả năng hoạt động trong điều kiện bị che chắn là yếu tố quan trọng của công nghệ truy cập vô tuyến băng thông rộng. • Công nghệ OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing – kỹ thuật điều chế đa sóng mang) ra đời nhằm khắc phục nhược điểm trên với việc triển khai trên diện rộng, giảm thiểu chi phí lắp đặt và vận hành cho các nhà cung cấp

23. Company Name Công nghệ OFDM • Nguyên tắc hoạt động: + Chia dữ liệu ở đầu phát thành nhiều luồng song song, có tốc độ thấp hơn và mỗi luồng được truyền trên một sóng mang con khác nhau.

24. Company Name Công nghệ OFDM • Nguyên tắc hoạt động: + Chia dữ liệu ở đầu phát thành nhiều luồng song song ,có tốc độ thấp hơn và mỗi luồng được truyền trên một sóng mang con khác nhau.

25. Company Name Công nghệ OFDM • OFDM tạo ra lưới theo thời gian và tần số, mỗi hình chữ nhật là 1 kênh độc lập và có thể được cấp cho mỗi người sử dụng khác nhau.

26. Company Name Công nghệ OFDM - Trong môi trường không có tầm nhìn thẳng thì các tín hiệu đến trạm thu không cùng 1 lúc và phụ thuộc vào khoảng cách,đường đi gây ra hiện tượng nhiễu. Tín hiệu bị phản xạ Đầu nhận

27. Company Name Công nghệ OFDM • Công nghệ OFDM hỗ trợ truyền dữ liệu tốc độ cao, điều này đạt được là do sự truyền dẫn song song của nhiều sóng mang phụ qua không trung, mỗi sóng mang phụ này có khả năng mang số liệu. • Các sóng mang phụ này được đặt vào tần số trực giao.

28. Company Name Công nghệ OFDM - Tần số trực giao: là tần số trung tâm của một sóng mang sẽ rơi đúng vào điểm bằng 0 của một sóng mang khácbằng cách này các tần số sẽ tránh được sử ảnh hưởng lẫn nhauđạt hiệu quả cao. Các sóng mang phụ Điểm 0

29. Company Name Công nghệ OFDM • Chuỗi bảo vệ (Guard Interval- GI ): Một mẫu tín hiệu có độ dài là Ts, chuỗi bảo vệ tương ứng là một chuỗi tín hiệu có độ dài TG ở phía sau được sao chép lên phần phía trước của mẫu tín hiệu như hình vẽ sau: • Do đó, GI còn được gọi là Cyclic Prefix (CP). Sự sao chép này có tác dụng chống lại nhiễu xuyên kí hiệu ISI (Inter Symbol Interference) do hiệu ứng phân tập đa đường.

30. Company Name Công nghệ OFDM

31. Company Name Công nghệ OFDM

32. Company Name Công nghệ OFDM • Ưu điểm của kỹ thuật OFDM: + Thích hợp cho hệ thống tốc độ cao. + Thích hợp cho các ứng dụng không dây . + Hiệu quả trong môi trường đa đường dẫn. + Khắc phục hiện tượng không có đường dẫn thẳng bằng tín hiệu đa đường dẫn. + Được thiết kế cho các ứng dụng: điểm – điểm, điểm – đa điểm.

33. Company Name Công nghệ OFDM • Ứng dụng công nghệ OFDM: + Nơi có địa hình phức tạp như : nông thôn, ngoại ô, thành phố đông dân cư. + Ứng dụng trong hệ thống camera giám sát không dây.

34. Company Name Công nghệ OFDM - Ứng dụng kết nối mạng Lan theo cấu trúc điểm – điểm, điểm –đa điểm.

35. Company Name 1.Giới thiệu về OFDMA. OFDMA( Orthogonal Frequency Division Multiple Access – Đa truy nhập phân tần trực giao ) là một công nghệ đa sóng mang phát triển dựa trên nền kĩ thuật OFDM. Trong OFDMA một số các sóng mang con, không nhất thiết phải nằm kề nhau, được gộp lại thành một kênh con (sub-channel) và các user khi truy cập vào tài nguyên sẽ được cấp cho một hay nhiều kênh con để truyền nhận tuỳ theo nhu cầu lưu lượng cụ thể. OFDMA OFDM 35

36. Company Name OFDMA có một số ưu điểm như là tăng khả năng linh hoạt, thông lượng và tính ổn định được cải thiện. Việc ấn định các kênh con cho các thuê bao cụ thể, việc truyền nhận từ một số thuê bao có thể xảy ra đồng thời mà không cần sự can thiệp nào, do đó sẽ giảm thiểu những tác động như nhiễu đa truy xuất (Multi access Interfearence – MAI ). 2.Đặc điểm về OFDMA. 36

37. Company Name 2.Đặc điểm về OFDMA. Biểu đồ tần số, thời gian với OFDMA Thí dụ trên thực tế là sự hỡn hợp của OFDMA và TDMA bởi vì mỗi người sử dụng chỉ phát một trong 4 khe thời gian, chứa 1 hoặc vài symbol OFDM. 7 người sử dụng từ a đến g đều được đặt cố định ( fix set ) cho các sóng mang theo bốn khe thời gian. 37

38. Company Name Trong thí dụ trên của OFDMA, mỗi người sử dụng đều có một sự sắp đặt cố định (fix set) cho sóng mang. Có thể dễ dàng cho phép nhảy các sóng mang phụ theo khe thời gian như được mô tả trong hình. Việc cho phép nhảy với các mẫu nhảy khác nhau cho mỗi user làm biến đổi thực sự hệ thống OFDM trong hệ thống CDMA nhảy tần. Điều này có lợi là tính phân tập theo tần số tăng lên bởi vì mỗi user dùng toàn bộ băng thông có sẵn cũng như là có lợi về xuyên nhiễu trung bình, điều rất phổ biến đối với các biến thể của CDMA. Bằng cách sử dụng mã sữa lỗi hướng đi ( Forward Error Correcting – FEC) trên các bước nhảy, hệ thống có thể sửa cho các sóng mang phụ khi bị fading sâu hay các sóng mang bị xuyên nhiễu bởi các user khác. 3. OFDMA nhảy tần 38

39. Company Name - Do đặc tính xuyên nhiễu và fading thay đổi với mỗi bước nhảy, hệ thống phụ thuộc vào năng lượng tín hiệu nhận được trung bình hơn là phụ thuộc vào user và năng lượng nhiễu trong trường hợp xấu nhất. 3. OFDMA nhảy tần f t Biểu đồ tần số thời gian với 3 người dùng nhảy tần a,b,c đều có 1 bước nhảy với 4 khe thời gian 39

40. Company Name Ưu điểm cơ bản của hệ thống OFDMA nhảy tần hơn hẳn các hệ thống DS – CDMA và MC-CDMA là tương đối dễ dàng loại bỏ được xuyên nhiễu trong một tế bào bằng cách sử dụng các mẫu nhảy trực giao trong một tế bào. 3. OFDMA nhảy tần 40

41. Company Name Nguồn tín hiệu được điều chế ở băng tần cơ sở thông qua các phương pháp điều chế như QPSK, MQAM… Tín hiệu dẫn đường (ban tin dẫn đường, kênh hao tiêu – pilot symbol) được chèn vào nguồn tín hiệu, sau đó được điều chế thành tín hiệu OFDM thông qua biến đổi IFFT và chèn chuỗi bảo vệ GI. Luồng tín hiệu số được chuyển thành tín hiệu tương tự trước khi truyền trên kênh vô tuyến qua anten phát. Tín hiệu này sẽ ảnh hưởng bởi fading và nhiễu trắng AWGN (Addictive White Gaussian Noise). Tín hiệu dẫn đường là mẫu tín hiệu được biết trước ở phía phát và phía thu, được phát kèm với tính hiệu có ích nhằm khôi phục kênh truyền và đồng bộ hệ thống. 4. Hệ thống OFDMA 41

42. Company Name 4. Hệ thống OFDMA Mẫu tín hiệu dẫn đường trong OFDMA - Phía máy thu sẽ thực hiện ngược lại so với máy phát. Để khôi phục tín hiệu phát thì hàm truyền phải được khôi phục nhờ vào mẫu tin dẫn đường đi kèm. Tín hiệu nhận được sau khi giải điều chế OFDM được chia làm hai luồng tín hiệu. Luồng thứ nhất là tín hiệu có ích được đưa đến bộ cân bằng kênh. Luồng thứ hai là mẫu tin dẫn đường được đưa vào bộ khôi phục kênh truyền, sau đó lại được đưa đến bộ cân bằng kênh để khôi phục lại tín hiệu ban đầu. 42

43. Company Name HẾT 43