Nghiên cứu công nghệ wireless lan và đi sâu tìm hiểu các ứng dụng trong đời sống hiện nay

  • 69 trang
  • file .doc
LỜI CẢM ƠN
Đồ án này được hoàn thành là cả một quá trình dài hơi đã qua.Trong quá
trình đó tôi đã nhận được sự giúp đỡ về cả mặt chuyên môn cũng như tinh thần
một cách tận tình của gia đình, bạn bè,cùng toàn thể các thầy cô trong nghành
ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI.--
Đặc biệt người quan trọng nhất tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy
giáo, TS : Phạm Văn Phước đã tận tình chỉ bảo tôi mọi thứ về chuyên môn, tài
liệu, kinh nghiệm và cả những sự định hướng quý báu để tôi có thể thực hiện
song đề tài này.
Tôi xin cảm ơn !
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu do tôi tự tìm hiểu và thực
hiện.
Các số liệu và kết luận nghiên cứư được trình bày trong đồ án chưa
từng được công bố ở các nghiên cứu khác.
Tôi xin chịu trách nhiệm về đồ án của mình.
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................i
LỜI CAM ĐOAN ..............................................................................................ii
MỤC LỤC ..........................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT.................................................................. vi
DANH MỤC HÌNH VẼ ..................................................................................viii
LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................1
CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC VỀ MẠNG KHÔNG DÂY.....................................11
1.1 MẠNG INTERNET KHÔNG DÂY LÀ GÌ ? ............................................2
1.2 MỘT SỐ LOẠI MẠNG KHÔNG DÂY TỪ TRƯỚC TỚI NAY. ............2
1.2.1 Wireless Personal Area Network (WPAN IEEE 802.15) ...................... 2
1.2.2 Wireless Locall Area Network (WLAN IEEE 802.11). ..........................3
1.2.3 Wireless Metropolican Area Network (WMAN IEEE 802.20). ............5
1.2.4 Wireless Wide Area Network (Mạng WWAN). ......................................7
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ MẠNG CỤC BỘ KHÔNG DÂY WLAN
(Wireless Locall Area Network)........................................................................ 8
2.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA WLAN..........................8
2.2 MỘT SỐ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT VÀ PHI KỸ THUẬT ĐỐI VỚI
WLAN.................................................................................................................10
2.2.1 Phạm vi hoạt động. ................................................................................10
2.2.2 Lưu lượng hệ thống. ...............................................................................10
2.2.3 Độ tin cậy của đường truyền,khả năng bảo đảm an toàn cho thông
tin. ......................................................................................................................11
2.2.4 Tính tương thích với hạ tầng sẵn có của mạng sử dụng cáp................11
2.2.5 Tính tương thích với hạ tầng sẵn có của mạng không dây . ................11
2.2.6 Ảnh hưởng của nhiễu. ............................................................................11
2.2.7 Sự đơn giản trong thao tác sử dụng,lắp đặt. ........................................12
2.2.8 Vấn đề bảo mật thông tin........................................................................12
2.2.10 Tuổi thọ nguồn pin cho các sản phẩm di động.................................. 13
iii
2.2.11 Chỉ tiêu an toàn đối với con người. ......................................................13
2.3 NHỮNG KỸ THUẬT SỬ DỤNG TRONG WLAN................................ 14
2.3.1 Trải phổ nhảy tần. ...................................................................................14
2.3.2 Trải phổ chuỗi trực tiếp. .........................................................................15
2.3.3. Ghép kênh theo tần số trực giao (OFDM) ............................................16
2.4 TỐC ĐỘ TRUYỀN DỮ LIỆU TRONG WLAN ......................................18
2.4.1 Trong tòa nhà. ..........................................................................................18
2.4.2 Giữa các tòa nhà.......................................................................................18
2.5. CÁC THÀNH PHẦN SỬ DỤNG TRONG MẠNG WLAN. .................19
2.5.1. Access Point. ............................................................................................19
2.5.2. Adapter. ...................................................................................................21
2.5.3. Bridge. ......................................................................................................22
2.5.4. Antenna. ..................................................................................................23
2.5.5. Thiết bị WLAN, client ............................................................................23
2.6 CÁC MÔ HÌNH MẠNG WiFi - Wireless LAN IEEE 802.11..................... 24
2.6.1 Mô hình mạng độc lập IBSS hay mạng Ad-hoc .......................................24
2.6.2 Mô hình mạng cơ sở hạ tầng (Infrastructure Basic Service Set) .......24
2.6.3 Mô hình mạng mở rộng............................................................................. 25
2.6.4 Một số hình của mạng WLAN khác. ..................................................26
2.7. CÁC CHUẨN THÔNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG MẠNG WLAN..... 27
2.7.1. Chuẩn IEEE 802.11b ..............................................................................27
2.7.2 Chuẩn IEEE 802.11a .............................................................................. 28
2.7.3 Chuẩn IEEE 802.11g.............................................................................. 29
2.7.4 Chuẩn IEEE 802.11i ...............................................................................30
2.7.5 Chuẩn IEEE 802.11n ...............................................................................31
CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG CỦA MẠNG WIFI TRONG ĐỜI SỐNG
HIỆN NAY ........................................................................................................34
3.1 TRIỂN KHAI MÔ HÌNH MẠNG WLAN CHO TRƯỜNG ĐẠI HỌC
HÀNG HẢI VIỆT NAM. ............................................................................34
3.1.1 Yêu cầu với mạng WLAN cho trường. .................................................34
iv
3.1.2 Các thông số cơ bản .................................................................................35
3.1.3: Mô hình phủ sóng tổng quan .................................................................38
3.1.4 Phủ sóng cho từng tòa nhà cụ thể. .........................................................41
3.2 Ứng dụng trong Wireles LAN Telemedicine. ..........................................45
3.3 Các ứng dụng điển hình khác.................................................................... 47
3.4 CÁC YẾU TỐ CẦN QUAN TÂM VÀ CÁC BƯỚC ĐỂ TÍNH TOÁN
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT MỘT MẠNG WLAN. ................................................48
3.4.1 Phading và Nhiễu. ....................................................................................48
3.4.2 Antenna. ...................................................................................................49
3.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ. ..........................................................................51
3.5.1 Các công thức tính liên quan tới quá trình thiết kế ...................................51
3.5.2 Tính toán suy hao đường truyền trong không gian tự do và trong mặt đất
phẳng ở tần số 2.482GHz và 5.72GHz trong các địa hình khác nhau ............53
3.5.3 Mô phỏng – tính toán cường độ điện trường và công suất thu trong không
gian tự do và trong mặt đất phẳng 2.4835GHz và 5.725GHz ...........................55
KẾT LUẬN ........................................................................................................59
v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AuC Authorization Center Trung tâm nhận thực
AP Access Point Điểm truy cập
AR Access Role Vai trò truy cập
Điều chế dịch pha nhị
BPSK Binary Phase Shift Keying
phân
BS Basion Station Trạm gốc
BSS Base Service Set Bộ dịch vụ cơ bản
Kênh điều khiển truy
CAC Channel Access Control
nhập
CCA Clear Channel Assessment Giám sát kênh lỗi
CCK Complementary Code Keying Khóa mã bổ sung
Ủy ban tư vấn quốc tế
International Telegraph and Telephone
CCITT về điện thoại và điện
Consultative Committee
báo
CRC Cyclic Redundancy Code Mã dư vòng
CS Carier Sense Nhận biết sóng mang
Đa truy suất cảm nhận
Carrier Sense Multiple Access with
CSMA/CA sóng mang có tránh
Collision Avoidancce
đụng độ
Đa truy suất cảm nhận
CSMA/CD CSMAC Detection sóng mang có tránh
đụng độ
CG Cost Gate Cổng tính cước
Điều chế dịch pha nhị
DBPSK Differential BPSK
phân tương đối
Điều chế cầu phương
DQPSK Differential QPSK
vi sai
DS Distribution System Hệ thống phân phối
vi
DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Trải phổ trực tiếp
DSSS - Sử dụng điều chế
Using DSSS – OFDM Modulation
OFDM DSSS- OFDM
Equivalent Isotropically Rediated Bức xạ đẳng hướng
EIRP
Power đồng đều
Frequency – Hopping Spread
FHSS Trải phổ nhảy tần
Spectrum
FSK Frequency Shift Keying Khóa dịch tần
FM Frequency Modulation Điều chế tần số
Điều chế dịch tần
GFSK Gaussian Frequency Shift Keying
Gaussian
HyperLAN High Performance LAN LAN hiệu suất cao
IR Infrared Hồng ngoại
Băng tần cho y học,
ISM Industrial, scientific, medical khoa học và công
nghiệp
IP Identify Possition Vị trí nhận dạng
LLC Logical Link Control Điều khiển tuyến logic
Điều khiển truy nhập
MAC Medium Access Control
môi trường
MAN Metro Area Network Mạng đô thị
MIMO Multiple Input Multiple Output Đa nhập – đa xuất
Hệ thống vận hành
NOS Network Operating System
mạng
Orthogonal Frequency Division
OFDM Trải phổ trực giao
Multiplexing
vii
DANH MỤC HÌNH VẼ
HÌNH NỘI DUNG TRANG
1.1 Hệ thống sử dụng công nghệ WIFI mô hình đấy đủ 3
1.2 Mô hình mạng 802.11b sử dụng Roaming 4
1.3 Mô hình sự kết hợp của GPRS và 802.11b 4
1.4 Mô hình đấu nối của 802.11b tại trung tâm quản lí mạng 6
1.5 Mạng WMAN trong ứng dụng với các thiết bị cố định 6
2.1 Access Point 19
2.2 Card mạng không dây 21
2.3 Thiết bị Wireless Brid 22
2.4 Thiết bị Antenna 22
2.5 Mô hình một mạng ngang hàng không dây (Ad hoc) 23
2.6 Mô hình mạng cơ sở 24
2.7 Mô hình mạng mở rộng (EES) 26
2.8 Mô hình điểm – điểm 26
2.9 Mô hình đa điểm 27
2.10 Dải tần 5Ghz 29
Hai anten ở mỗi đầu thiết bị giúp chuẩn 802.11n tăng tốc độ
2.11 33
không dây lên gấp bốn lần
3.1 Mô hình đấu nối cơ bản 39
3.2 Sơ đồ tổng thể trường ĐHHHVN 40
3.3 Kết nối giữa khu A và khu B 42
3.4 Đấu nối từ nhà cung cấp dịch vụ bên trong nhà A6 43
3.5 Mô hình truyền dẫn tròng A6 44
3.6 Mô hình kết nối giữa các tào nhà 44
3.7 Sơ đồ kết nối trong từng tòa nhà 45
viii
3.8 Kết nối giữa các phòng gần nhau 45
3.9 Mô hình phủ sóng trong phòng họp 46
3.10 Minh họa ứng dụng WLAN tại bệnh viện tại hải phòng 47
3.11 Truyền ảnh chụp XQuang giữa các phòng các khoa trong BV 48
3.12 Minh họa ứng dụng WLAN để truyền video 48
3.13 Minh họa một số ứng dụng khác 49
3.14 Mô tả hiện tưọng phadinh nhanh, chậm 48
3.15 Mô tả cấu trúc cực của anten λ/2 và λ/4 50
3.16 Minh họa ăng ten vô hướng có góc nghiêng bằng 0 độ 51
3.17 Minh họa ăng ten vô hướng có góc nghiêng bằng 0 độ 52
3.18 Mô phỏng cường độ trường không gian tự do tần số 2.483Ghz 54
Mô phỏng tính toán mật độ cường độ điện trường và công suất
3.19 54
thu ở tần số 2.4835GHz
ix
LỜI NÓI ĐẦU
Mạng không dây hiện nay đã được sử dụng,ứng dụng một cách rộng rãi
trong đời sống hàng ngày,công nghệ viễn thông,cũng như ứng dụng trong công
nghiệp.Lịch sử của mạng không dây khởi đầu từ liên kết hồng ngoại ,Bluetooth
và hiện tại là WIFI, Wimax.Chuẩn 802.11b hay còn được gọi là WIFI là hệ
thống mạng không dây sử dụng sóng vô tuyến điện liên kết với nhau bằng một
mạng nội bộ.Hệ thống này cho phép tại những khu vực có sóng mà không cần
nối cáp như mạng có dây thông thường mà vẫn có thể truy cập internet bình
thường.Với cơ câu dân số trẻ có tới gần một nửa dân số nước ta hiện nay biết và
hiểu được lợi ích của internet. “VIỆT NAM là một trong những nước có tốc độ
phát triển công nghệ thông tin truyền thông cao nhất thế giới (từ 35% tới 37% và
kéo dài liên tục trong nhiều năm).Một nửa dân số VIỆT NAM là những người
trẻ dưới 30 tuổi và họ rất am hiểu về internet,với tỉ lệ người dùng internet là
16,9% dân số.Tỉ lệ này vượt xa các nước trong trong khu vực ASEAN,Trung
Quốc …”
Ở VIỆT NAM hiện nay mạng không dây đã “phát triển rất mạnh ở hâu
khắp các địa phương trong cả nước” đặc biệt là khu vực thành thi đông dân cư.
Vậy mạng không dây là gì,ứng dụng của nó trong đời sống hiện nay ra sao dưới
đây tôi xin trình bày đồ án có tên “NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ WIRELESS
LAN và ĐI SÂU TÌM HIỂU CÁC ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG HIỆN
NAY” để giải đáp các câu hỏi đó đồ án xin trình bày những vấn đề dưới đây:
Chương I: Sơ Lược Về Mạng Không Dây.
Chương II: Tổng Quan Về Mạng Cục Bộ Không Dây WLAN.
Chương III: Ứng Dụng Trong Đời Sống Hiện Nay Của Công Nghệ
WLAN.
Với việc hoàn thành đồ án này tôi tự ý thức được sự nỗ lực của bản thân
song cũng không thể nào tránh khỏi những sai lầm,thiếu sót không đáng có.Do
đó với tư cách là một sinh viên sắp bước ra cuộc sống tôi rất mong nhận được sự
góp ý một cách chân thành của các bạn,đặc biệt từ các thầy cô giáo để có được
những kinh nghiệm quý giá cho con đường sắp tới.Tôi xin chân thành cảm ơn !
1
CHƯƠNG I
SƠ LƯỢC VỀ MẠNG KHÔNG DÂY
1.1 MẠNG INTERNET KHÔNG DÂY LÀ GÌ ?
Mạng internet kết nối truyền tải thông tin từ các thiết bị cung cấp mạng
tới người dùng đầu cuối mà không bị dàng buộc bởi dây cáp.Mạng này ứng
dụng sóng vô tuyến RF hoặc cả sóng hồng ngoại IR để truyền dữ liệu được gọi
là mạng không dây.
Chục năm gần đây tại VIỆT NAM do cơ sở hạ tầng viễn thông, kinh tế
phát triển, sự phát trển đột biến của máy tính cá nhân, laptop, điện thoại thông
minh hay các mạng xã hội kéo theo nhu cầu sử dụng internet một cách linh hoạt
và tiện dụng hơn ở mọi nơi. Điều đó giúp internet không dây đã phát triển vô
cùng mạnh trong những năm gần đây. Với các lợi ích khác biệt do sự tiện dụng
ở mọi nơi trong phạm vi phủ sóng của mạng mà không dàng buộc bởi cáp,
tương thích với các thiết bị số hiện thời mà lại rất ít chịu tác động hay ảnh
hưởng từ các điều kiện địa hình… nên việc công nghệ này được sử dụng ngày
càng phổ biến là điều hợp lí. Hiện tại các lỗ hổng về bảo mật, dễ bị nhiễu, mất
gói tin, tốc độ truyền… của mạng không dây đang dần được khắc phục. Bởi tất
cả những lí do trên việc mạng không dây phát triển một cách mạnh mẽ và đang
dần thay thế mạng dây truyền thống là điều hiển nhiên và hoàn toàn phù hợp
với đà tiến lên và nhu cầu của xã hội hiện nay và trong tương lai.
1.2 MỘT SỐ LOẠI MẠNG KHÔNG DÂY TỪ TRƯỚC TỚI NAY.
Tùy thuộc vào đặc tính từng loại, quy mô của từng mạng …. Tính tới
thời điểm hiên nay mạng không dây được có được phân chia thành những loại
dưới đây.
1.2.1 Wireless Personal Area Network (WPAN IEEE 802.15) .
Mạng WPAN là một mạng vùng cá nhân được sử dụng trong các
smartphones PDA ở trong những diện tích tương đối nhỏ để kết nối với các PC
điều đó được thực hiện dựa trên công nghệ Bluetooth nhằm mục đích để trao đổi
các âm thanh số. Với các thiết bị kỹ thuật số, điện thoại di động, tablet, bàn
phím, chuột không dây hay các thiết bị số thông minh khác...vv việc sử dụng
2
cáp hay dây nối để kết nối giữa các thiết bị với nhau, giữa các thiết bị này với
những thiết bị ngoại vi, truyền dữ liệu hay cả việc sạc cũng đang dần bị thay thế
bởi công nghệ Bluetooth và các công nghệ không dây khác.
Tuy nhiên, tốc độ của công nghệ Bluetooth là khá chậm nếu so với các
chuẩn hiện tại là 1Mb/s đến 2 Mb/s. Công nghệ mới nhất của PAN là các mạng
vùng cá nhân UWB cho phép có thể truyền được cả những đoạn dữ liệu có độ
dài vô cùng nhỏ và vùng hoạt động 10m mà chỉ tiêu thu công suất nguồn ban
đầu rất nhỏ so với những thiết bị khác khoảng 0.1W, “UWB có đặc điểm nổi
bật của WPAN là công nghệ không hề tạo ảnh hưởng gây nhiễu cho những thiết
bị khác song lại hầu như cũng không hề bị ảnh hưởng bởi sự suy hao do méo
đồng thời cũng ít gây nhiễu cho các thiết bị khác”. Công nghệ UWB thường
được sử dụng trong chuẩn này nhằm mục đích:
+ Tạo một liên kết không dây có tốc độ cao giữa phần cứng bên ngoài là
chuột hay keyboard bằng cách thiết lập một tuyến bus chung.
+ Với các loại camera,máy ảnh, máy nghe nhạc hay các thiết bị số hiện
thời công nghệ UWB sử dụng nhằm mục đích loại bỏ cáp IEEE.1394 trong các
kết nối.
+ UWB còn được áp dụng ở các sản phẩm công nghệ cao sử dụng sóng
3G hay ipad,ipet để thay thế cho công nghệ Bluetooth.
1.2.2 Wireless Locall Area Network (WLAN IEEE 802.11).
WirelesLAN hay WLAN la một chuẩn khác của mạng không dây song
khác với WPAN vùng phủ sóng chuẩn này có thể vươn xa trong phạm vi lớn
nhất có thể là 500m và nhỏ nhất là 100m. Trên lí thuyết chuẩn này cho phép trao
đổi dữ liệu với tốc độ lên tới 100Mbps và thực tế là từ 1Mbps đến 54Mbps.
WLAN kết nối giữa người dùng đầu cuối và mạng bằng sóng điện từ.
3
Hình 1.1: Hệ thống sử dụng công nghệ WIFI mô hình đầy đủ.
Hiện nay tại nước ta chuẩn được biết tới nhiều nhất và là xương sống của
công nghệ WLAN do những đăc điểm về giá thành cài đặt cũng như chi phí sử
dụng hay cơ chế ,cách cài đặt dễ dàng thì chuẩn 802.11b hay còn gọi là WIFI
được sử dụng rộng rãi ở khắp mọi nơi.Nó đã thay đổi đáng kể bộ mặt đời sống giải
quyết những nhu cầu giải trí,học tập,làm việc,trao đổi thông tin của người dân.
Hình 1.2: Mô hình mạng 802.11b sử dụng Roaming
4
Hình 1.3: Mô hình sự kết hợp của GPRS và 802.11b
Trong tương lai thì các mạng roaming hay các mạng là sự kết hợp giữa
GPRS và chuẩn 802.11b là các xu hướng đưa chuẩn này đi lên.
1.2.3 Wireless Metropolican Area Network (WMAN IEEE 802.20).
Mạng MAN(Wireless Metropolican Area Network) không dây là mạng đô
có phạm vi kết nối trong một thành phố với bán kình phủ sóng vài km .Mạng
không dây WMAN hay IEEE 802.16 cho phép khả năng truy cập băng rộng
không dây ở đầu cuối giua người sử dụng và điểm kết nối .
Công nghệ này có thể kết nối trong phạm vi rộng và có thể bị che chắn
trong môi trường đô thị mà công nghệ WIFI không đáp ứng được. Nó đã thúc
đẩy sự ra đời của công nghệ WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave
Access).
WiMAX bản chất của nó chỉ là một công nghệ ứng dụng cho mạng
WMAN.Công nghệ này sử dụng kỹ thuật giống như WIFI song bán kính rộng
hơn rất rất nhiều khoảng 40-50km và không cần tầm nhìn thẳng.Công nghệ này
ra đời là bước nhảy vọt của công nghệ không dây về mọi yêu cầu về tốc
độ ,băng thông, loại hình dịch vụ, khả năng linh hooạt… của một mạng không
dây.Bởi vậy ngay cả những khách hành khó tính nhất cũng không thể từ chối
WiMAX. Công nghệ này làm việc ở dài tần từ vài tới vài chục Ghz với tốc độ
lơn nhất có thể lên tới 75Mbps.Với những tính năng ưu việt như vậy trong tương
5
lai không xa WiMAX sẽ được phổ biến rộng rãi để làm bàn đạp phát triển những
dịch vụ băng rộng tốc độ cao.
WMAN có hai mô hình ứng dụng thực tế gồm : ứng dụng với các thiết bị cố
định và dùng với các thiết bị di động dưới đây là mô hình.
Hình 1.4 : Mô hình đầu nối của 802.1b tại một trung tâm quản lý mạng.
Hình 1.5: mạng WMAN trong ứng dụng với các thiết bị cố định.
6
“Bộ phận vô tuyến bao gồm các trạm gốc WiMax BS -Base Station (làm
việc với các angten được đặt trên các tháp cao),các trạm phụ SS-
Substation.WiMax BS nối với mạng đô thị MAN hoặc PSTN.Mặt khác với mô
hình WiMax di động chúng ta sử dụng các thiết bị di động theo chuẩn IEEE
802.16e. Với băng tần làm việc ở mức thấp hơn 6GHz nó sẽ phối hợp cùng
mạng WLAN và mạng di động 3G (4G trong tương lai) để tạo một vùng phủ
sóng rộng”
1.2.4 Wireless Wide Area Network (Mạng WWAN).
Mạng không dây sử dụng một số công nghệ như GPRS, HS.DPA,
CDMA2000, LTE hay công nghệ UMTS..vv cho phép kết nối không dây trong
diện tích rộng cả một châu lục,một quốc giang và việc kết nối với các mạng
LAN,các máy tính trong phạm vi quốc gia hay phạm vi châu lục đó.Mạng này
được gọi là mạng tế bào hay mạng internet không dây diện rộng WWAN.
7
CHƯƠNG II
TỔNG QUAN VỀ MẠNG CỤC BỘ KHÔNG DÂY WLAN
( Wireless Locall Area Network )
2.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA WLAN.
WLAN lần đầu được giới thiệu vào cuối năm 1990, những sản phẩm này
hoạt động ở băng tần 900Mhz. Các giải pháp này (không được đồng nhất giữa
các nhà sản xuất) cho phép cung cấp tốc độ truyền dữ liệu 1Mbps, thấp hơn rất
nhiều so với tốc độ 10Mbps hiện giờ của hầu như tất cả thiết bị mạng sử dụng
cáp
Các thiết bị được tung ra năm 1992 của WLAN làm việc ở băng tần
2,4Ghz với tốc độ lớn hơn trước song vẫn chưa được phổ biến rộng rãi và thống
nhất.Năm 1997 chuẩn Wireless Fidelty hay chuẩn WIFI chào đời, chuẩn này
tương thích khả năng trao đổi dữ liệu ở tần số 2,4Ghz với các tín hiệu là các
sóng vô tuyến. Năm 1999 Viện kỹ thuật điện– điện tử - Instutute of Electrical
and Electronics Engineers(IEEE) chính thức công bố các chuẩn 802.11a và
802.11b nhằm bổ sung cho chuẩn 802.11. Các đặc tính vật lí của các chuẩn
mới này cho thấy tính nổi trội so với các công nghệ hiện thời là làm việc ở tần
số 2,4Ghz l,khả năng trao đổi dữ liệu với tốc độ lên tới 11Mbps .Năm 2003
chuẩn 802.11g được bổ sung điểm khác biệt với các chuẩn a và b trước đó là
chuẩn mới có khả năng làm việc ở 2,4Ghz và 5Ghz so với các chuẩn trước chỉ là
một tần số 2,4Ghz duy nhất.Xét trên lí thuyết tốc độ trao đổi thông tin của chẩn
này là 54Mbps một tốc độ không hề nhỏ.
Chuẩn WIFI thế hệ mới 802.11n sau 6 năm thử nghiệm được thông qua
vào năm 2009. Chuẩn mới này có khả năng truyền dữ liệu với tôc độ lên tới
300Mbps thậm chí cao hơn, mặt khác băng tần ISM là băng tần tự do không
chịu quản lí của chính phủ các nước.Biến WLAN thành công nghệ phục vụ công
nghiệp khoa học,y tế ,giáo dục.Công cụ đắc lực vô cùng hiệu quả giúp các quốc
gia ở các châu lục Á,Phi,Mỹ la tinh nơi có cơ sở hạ tầng viễn thông và mặt bằng
công nghệ thồng tin kém phát triển rút ngắn thời gian xây dựng được hạ tầng
8
viễn thông đi tắt đón đầu bắt kịp được với các công nghệ tiên tiến của các nước
phát triển với chi phí tiết kiệm nhất.
WLAN với phạm vi hoạt động trung bình của mình cho phép ứng dụng tại
các không gian có diện tích trung bình như một đơn vị hành chính,bệnh viện
trường học,khu vực công cộng có diện tích hẹp,hay các công xưởng nhà..vv.
Chuẩn này cung cấp khả năng truy cập internet không dây ở mọi vị trí trong bán
kính phủ sóng của cac Access point cũng có thể nói Wireless LAN có tính cơ
động cao. Bức xạ sóng mà antenna tạo ra không bị cản trở bởi các vật liệu như xi
măng, gạch đá, gỗ và nhiều vật liệu khác để kết nối với người dùng đầu cuối. Nó
cung cấp mọi chức năng, ưu điểm của một mạng LAN truyền thống trước đây
nhưng bản thân WLAN lại không bị giới hạn bởi cáp. Ngoài khả năng phủ sóng
rộng hơn ra thì WireessLAN cũng cung cấp tất cả các dịch vụ mà mạng LAN có
thể cung cấp gồm Token Ringg hay Etherrnet. Mặt khác chuẩn này còn có thể
tương thích với các chuẩn có sẵn trước đó để cấu thành lên một mạng không dây
khác có phạm vụ phủ sóng rộng hơn song lại ổn định hơn so với hai mạng ban
đầu. Thời điểm hiện tại con người đã tìm ra được những ứng dụng to lớn vào các
công nghệ giám sát điều khiển từ xa Scada, truyền trao đổi dữ liệu, thiết lập
mạng không phụ thuộc vào địa hình ở các phạm vi trung bình tại các nhà máy,
công sở, bệnh viện…vv. Trong tương lai con người sẽ tiếp tục tìm ra khả năng
còn tiềm ẩn của chuẩn này và việc ứng dụng WirelessLAN sẽ nở rộ,đồng thời
góp phần thúc đẩy văn minh nhân loại.
Wireless LAN là chuẩn không dây phổ biến bậc nhất nên kéo theo
các thiết bị phục vụ cho nó cũng vô cùng phong phú và mỗi chuẩn lại có
những ưu nhược điểm riêng biệt ví dụ : Bluetooth chỉ có thể hoạt động
trong bán kính 10m, Opennair khu vực hoạt động chỉ là 1m, với các chuẩn
802.11a,b,g thì bán kính vùng phủ sóng có thể trong khoảng 100m. Mỗi
loại trên đều có những điểm mạnh và yêu riêng nhưng để phát triển mạng Wlan
trong thời gian tới người ta đã chọn hai chuẩn là 802.11b và HiperLAN Hai
chuẩn này hoàn toàn có thể thay thế và mở rộng mạng WLAN nếu cần đồng thời
có những chỉ tiêu kỹ thuật cũng như kinh tế có lợi nhất.
9
2.2 MỘT SỐ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT VÀ PHI KỸ THUẬT ĐỐI VỚI
WLAN.
Mạng Wireless LAN với tầm hoạt động trên dưới 100m tất nhiên sẽ đáp
ứng nhu cầu di chuyển linh hoạt hơn cho người sử dụng. Về mặt định cấu hình
và linh hoạt trong cài đặt tất nhiên một chuẩn sinh ra sau sẽ có những cải tiến
giải quyết các vấn đề tồn tại của các chuẩn trước đó. Với vài điều vừa nói thì đối
với một nhân viên trực tiếp cài đặt mạng hay khách hàng đầu cuối cần lưu ý
những điểm sau.
2.2.1 Phạm vi hoạt động.
Đa phần sóng sử dụng trong Wireless LAN là sóng RF. Phạm vi hoạt
động hay khoảng cách sóng không dây vươn tới cần được xác định tùy vào loại
thiết bị(chỉ số thiết kế ban đầu), môi trường truyền dẫn. Roaming là một phương
pháp tăng vùng hoạt đông của sóng nhờ có các microcell.Với các khách hàng là
hộ gia đình cần chú ý tới các tương tác của sóng với các đồ vật cấu tạo bằng kim
loại, lò vi sóng, máy photocopy,bức tường, công trình xây dựng…vv để đường
truyền được tốt nhất với phạm vi hoạt đọng là xa nhất.Đôi lúc ngay cả bản thân
cơ thể con người,chính khách hàng sử dụng mạng lại gây ảnh hưởng tới đường
truyền của chính mạng họ đang sử dụng. Nếu ta không quan tâm tới các vấn đề
này sẽ ảnh hưởng tới năng lượng và chất lượng sóng. Tóm lại cần phải tính dựa
trên các đặc tính nêu trên.Tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể thì vùng phủ
sóng của mạng có thể dao động từ 30,48m cho tới 152,4m.
2.2.2 Lưu lượng hệ thống.
Lưu lượng hay tốc độ trao dữ liệu tiêu biểu của một hệ thống WLAN là
từ 1Mbps cho tới 11 Mbps. Có nhiều nguyên nhân gây ảnh hưởng tới tốc độ
truyền dữ liệu như loại hệ thống đang sử dụng, hệ số truyền của hệ thống, tắc
nghẽn sóng hoặc là các gốc trễ tại các điểm đấu nối các đường dây.Lưu lượng
của hệ thống này có khả năng đáp ứng các ứng dụng văn phòng bình thường hay
truy cập tới cơ sở dữ liệu...vv. Song với lượng người truy cập lớn hoặc tốc độ
mạng kém do sử dụng gói cước có lưu lượng thấp hay gặp phải các trường hợp
gây nghẽn kể trên thì lưu lượng của hệ thống có thể bị ảnh hưởng.
10
2.2.3 Độ tin cậy của đường truyền,khả năng bảo đảm an toàn cho thông
tin.
Chuẩn 802.11b do quân đội nghiên cứu và sử dụng đầu tiên nhằm áp dụng
vào lĩnh vực quân sự, và đã được kiểm chứng trong thời gian dài khoảng 2 thập
kỷ ta có thể phần nào yên tâm về độ bảo mật thông tin của công nghệ này.Tuy
nhiên bởi vì công nghệ này sử dụng sóng vô tuyến nên chắc chắn sẽ bị ảnh
hưởng bởi nhiễu.Vậy điều quan trọng là sóng truyền trong môi trường có hay
không có nhiễu.Nhiễu là một trong những nguồn gây nên hiện tượng giảm sút
lưu lượng nhưng với môi trường làm việc hiện đại thì nhiễu đã được hạn chế.
2.2.4 Tính tương thích với hạ tầng sẵn có của mạng sử dụng cáp.
Hạ tầng có sẵn của mạng nối dây là IEEE 802.3 VÀ 802.5.Hầu như toàn
bộ các mạng Wỉreless LAN đều có khả năng kết nối với các hạ tầng chuẩn công
nghiệp.Sau khi kết nối thì mạng sẽ chia làm hai phần phần có dây và phần
không dây. Phần không dây sẽ trong suốt hoàn toàn với phần có dây do có khả
năng kết nối trên một nền chuẩn. Giống như mạng LAN thì các nút mạng trong
WLAN cũng được hỗ trợ bởi các hệ điều hành mạng thông qua trình điều khiển.
Khi việc kết nối cài đặt một mạng được hoàn thành, lúc này hệ điều hành của
mạng sẽ xem các nút mạng như mọi thành phần khác .
2.2.5 Tính tương thích với hạ tầng sẵn có của mạng không dây .
Có thể có vài kiểu kết nối giữa các mạng WLAN. Điều này phụ thuộc
cách lựa chọn công nghệ và cách thực hiện của nhà cung cấp thiết bị cụ thể. Các
sản phẩm từ các nhà cung cấp khác nhau sử dụng cùng công nghệ và cùng cách
thực hiện cho phép trao đổi giữa các card giao tiếp và các điểm truy cập. Mục
đích của các chuẩn công nghệ, như các đặc tả kỹ thuật IEEE 802.11, sẽ cho phép
các sản phẩm tương hợp vận hành với nhau mà không có sự hợp tác rõ ràng giữa
các nhà cung cấp.
2.2.6 Ảnh hưởng của nhiễu.
Nhiễu là một yếu tố quan trọng cần tính tới trong mạng không dây.Nhiễu
làm méo, suy hao tín hiệu. Đặc biệt với các thiết bị hoạt động ở cùng băng tần
vô tuyến hoạt động của mạng hoặc là nguồn phát ra các sóng có tần số trung với
11