Chuẩn IEEE 802.16 : Tổng quan giao diện không gian Wireless

MAN™ cho truy nhập không dây băng rộng Công nghệ truy nhập không dây băng rộng cung cấp các kết nối mạng tốc độ cao đến những vị trí tĩnh đã hoàn thiện đến mức có một chuẩn cho các mạng vùng đô thị (metropolitan area network, MAN) không dây thế hệ hai. Chuẩn IEEE 802.16 với giao diện không gian WirlessMAN™ đặt phạm vi hoạt động cho những triển khai rộng khắp và hiệu quả trên toàn cầu. Bài này được lược dịch từ bài viết của các tác giả Carl Eklund, Roger B. Marks, Kenneth L. Stanwood và...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chuẩn IEEE 802.16 : Tổng quan giao diện không gian Wireless Chuẩn IEEE 802.16 : Tổng quan giao diện không gian WirelessMAN™ cho truy nhập không dây băng rộngCông nghệ truy nhập không dây băng rộng cung cấp các kết nối mạng tốc độcao đến những vị trí tĩnh đã hoàn thiện đến mức có một chuẩn cho các mạngvùng đô thị (metropolitan area network, MAN) không dây thế hệ hai. ChuẩnIEEE 802.16 với giao diện không gian WirlessMAN™ đặt phạm vi hoạt độngcho những triển khai rộng khắp và hiệu quả trên toàn cầu. Bài này được lượcdịch từ bài viết của các tác giả Carl Eklund, Roger B. Marks, Kenneth L.Stanwood và Stanley Wang được công bố trong tạp chí IEEECommunications. Bài báo khái quát nh ững đặc tính kỹ thuật của MAC(medium access control) và l ớp vật lý (physical layer) của chuẩn mới này. Giớithiệu và những cơ hội thị trường Chuẩn IEEE 802.16-2001 được hoàn thànhvào tháng 10/2001 và được công bố vào ngày 08/04/2002, định nghĩa đặc tả kỹthuật giao diện không gian WirelessMAN™ cho các mạng v ùng đô thị. Việchoàn thành chuẩn báo trước sự chấp nhận truy nhập không dây băng rộng nhưmột công cụ chủ yếu mới trong sự cố gắng li ên kết các tòa nhà và cơ quandoanh nghiệp với các mạng viễn thông n òng cốt trên thế giới. Như trong địnhnghĩa chuẩn IEEE 802.16, một mạng v ùng đô thị không dây cung cấp sự truynhập mạng cho các tòa nhà thông qua ăngten ngoài trời có thể truyền thông vớicác trạm cơ sở rađiô trung tâm (BS). Do hệ thống không dây có khả nănghướng vào những vùng địa lý rộng, hoang vắng mà không cần phát triển cơ sởhạ tầng tốn kém như trong việc triển khai các kết nối cáp nên công nghệ tỏ ra íttốn kém hơn trong việc triển khai và như vậy dẫn đến sự truy cập băng rộngtăng lên ở khắp mọi nơi. Bản thiết kế MAC WirelessMAN có thể làm thíchnghi mọi kết nối với chất l ượng dịch vụ (QoS) hoàn hảo. Với công nghệ đượcmở rộng theo hướng này, nó là chuẩn được phát triển để hỗ trợ những ng ườidùng luôn cần sự di chuyển (ví dụ nh ư trong xe c ộ chẳng hạn). Chuẩn IEEE802.16 đã được thiết kế để mở ra một tập các giao diện không gian (airinterfaces) dựa trên một giao thức MAC thông th ường nhưng với các đặc tả lớpvật lý phụ thuộc vào việc sử dụng và những điều chỉnh phổ có liên quan.Chuẩn hướng vào các tần số từ 10 - 66 GHz, nơi phổ rộng hiện có sẵn để sửdụng trên toàn cầu, nhưng tại đó những bước sóng ngắn được xem như nhữngthách thức trong việc triển khai. Vì lý do đó một dự án sửa đổi có tên IEEE802.16a đã được hoàn thành vào tháng 11/2002 và được công bố vào tháng4/2003. Chuẩn này được mở rộng hỗ trợ giao diện không gian cho những tầnsố trong băng tần 2–11 GHz, bao gồm cả những phổ cấp phép và không cấpphép. So sánh với những tần số cao hơn, những phổ như vậy tạo cơ hội để thuđược nhiều khách hàng hơn với chi phí chấp nhận đ ược, mặc dù các tốc độ dữliệu là không cao. Tuy vậy, các dịch vụ sẽ hướng tới những tòa nhà riêng lẻhay những xí nghiệp vừa và nhỏ. Những vấn đề thiết kế công nghệ MAC(Medium Access Control) Giao th ức MAC IEEE 802.16 được thiết kế chonhững ứng dụng truy nhập không dây băng rộng “điểm -nhiều điểm”. Nóhướng vào nhu cầu những tốc độ truyền theo bit rất cao , cả đường lên (tới BS)và đường xuống (từ BS). Những giải thuật truy cập và định vị dải thông phảithích ứng hàng trăm thiết bị đầu cuối cho mỗi kênh, với những thiết bị đầu cuốidùng chung cho nhiều người dùng cuối. Những dịch vụ được yêu cầu bởinhững người dùng cuối này vẫn thay đổi như vốn có và bao gồm tiếng và dữliệu TDM (time-division multiplex) kế thừa, kết nối IP (Internet Protocol) vàVoIP (voice over IP) gói hóa. Để hỗ trợ sự đa dạng các dịch vụ, MAC 802.16phải điều tiết cả hai l ưu lượng liên tục (continuous) và không liên t ục (bursty).Đồng thời, những dịch vụ này đang chờ để được gán chất l ượng dịch vụ (QoS)thích hợp với những kiểu l ưu lượng như vậy. MAC 802.16 cung cấp một phạmvi rộng các kiểu dịch vụ t ương tự như những dịch vụ ATM truyền thống cũngnhư những dịch vụ mới hơn như GFR (guaranteed frame rate). Giao th ức MAC802.16 cũng phải hỗ trợ một sự đa dạng các nhu cầu gửi trả về, bao gồm giaothức ATM và giao thức dựa theo gói (packet-based). Thông qua những đặc tínhnhư chặn đầu mục tải tối đa (payload header), đóng gói và phân mảnh, nhữnglớp con quy tụ và MAC làm việc cùng nhau để mang lại một l ưu lượng nhiềuhiệu quả hơn cơ chế vận chuyển vốn có. Cơ chế request-grant (cấp phát theoyêu cầu) được thiết kế để có thể biến đổi, có hiệu suất cao và tự sửa chữa lỗi.Cùng với những nhiệm vụ cơ bản như cấp phát dải thông và vận chuyển dữliệu, MAC bao gồm một lớp con riêng biệt cung cấp sự chứng thực truy cậpmạng và thiết lập kết nối để ngăn ngừa h ành vi trộm dịch vụ và cung cấp sựtrao đổi và mã hóa khóa cho dữ liệu riêng biệt. Lớp vật lý (PHY, physicallayer) 10 – 66 GHz: Trong thiết kế của đặc tả PHY cho 10 –66 GHz, sự truyềnlan “line-of-sight” (tầm nhìn không bị vật cản) là cần thiết. Do kiến trúc “điểm-nhiều điểm”, về cơ bản, BS truyề ...