Bài giảng Mạng không dây và di động - Chương 1: Giới thiệu tổng quan

 Mở rộng của D-AMPS cho truyền dữ liệu 9.6 – 19.2 kbps D-AMPS Cellular Digital Packet Data (CDPD) Hỗ trợ truyền dữ liệu cho cả AMPS và D-AMPS Tốc độ truyền như D-AMPS+ Cách duy nhất hỗ trợ truyền dữ liệu trong mạng AMPS tương tự IS-95 IS-95 1993, IS-95 được chuẩn hoá 2G, cdmaOne 1995, triển khai thương mại tại Hàn quốc và Hồng kông Sử dụng Code Division Multiple Access (CDMA) Không tương thích với IS-136 IS-95, IS-136, AMPS: dải tần 800 MHz Máy di động chế độ kép: IS-95 và AMPS Tốc độ truyền dữ liệu: 4.8 – 14.4 kbps IS-95b cdmaTwo 115.2 kbps 8 mã số truyền song song Cordless phone Xuất hiện vào những năm 1970 Được thiết kế cho sự di động trong những vùng phủ nhỏ, như trong nhà và văn phòng Thiết bị cầm tay kết nối với BS, đến lượt kết nối với PSTN (Public Switched Telephone Network) Xuất hiện đầu tiên là tương tự, chất lượng cuộc gọi thấp Kỹ thuật số thế hệ một xuất hiện, chất lượng cuộc gọi tương tự như điện thoại nối dây Thế hệ hai cho phép dùng ngoài phạm vi trong nhà và văn phòng Cordless phone Thế hệ hai còn gọi là telepoint system Sử dụng telepoint BS Các BS có thể đặt ở nhà ga hoặc bến tàu Chỉ có thể gọi mà không nhận được cuộc gọi Không hỗ trợ đi lại giữa các BS Hệ thống telepoint được triển khai tại Anh và Nhật bản vào những năm 1990 nhưng hiện nay không phát triển được do cạnh tranh DECT Tiến hoá từ hệ thống số, sử dụng nhiều chỉ Ở châu Âu Nhiều BS kết nối với Private Branch Exchange (PBX) Có thể đi lại giữa các BS mà không bị gián đoạn cuộc gọi Hỗ trợ chuyển giao Cordless phone Personal Handyphone System (PHS) Tương tự DECT, tại Nhật Hỗ trợ chuyển giao Kết nối 32 kbps hai chiều TDMA, dải tần 1900 MHz Các hệ thống truyền dữ liệu không dây Các hệ thống truyền dữ liệu không dây được số hoá ngay từ ban đầu Dữ liệu truyền bùng nổ Hệ thống đầu tiên được phát triển năm 1971 tại trường tổng hợp Hawaii, dự án ALOHANET Tư tưởng là truyền dữ liệu hai chiều giữa các máy tính trên bốn đảo với máy tính trung tâm trên đảo Oahu mà không sử dụng đường điện thoại Sử dụng tôpô hình sao Hiệu quả thấp, ưu điểm là đơn giản, không hỗ trợ sự di động Là cơ sở của các hệ thống truyền dữ liệu không dây ngày nay Các hệ thống truyền dữ liệu không dây diện rộng Paging systems Hệ thống một chiều, dựa trên khái niệm ngăn Tốc độ truyền dữ liệu thấp hướng đến người dùng di động Có thể truyền các thông điệp ngắn cho người dùng Truyền quảng bá từ nhiều BS Không cần định vị người dùng di động và định tuyến Thiết bị nhận không cần có phần cứng phức tạp, giá thấp và kích thước nhỏ Phổ biến trong nhiều năm nhưng không phát triển nữa do sự cạnh tranh Các hệ thống truyền dữ liệu không dây diện rộng Mobitex Hệ thống chuyển gói phát triển bởi Ericsson cho các ứng dụng telemetry Vùng phủ rộng, tốc độ truyền 8 kbps Các BS gắn trên các tháp, mái nhà Truy nhập đường truyền được thực hiện nhờ một giao thức kiểu ALOHA Được triển khai ở thị trường Mỹ năm 1998 cung cấp truy nhập Internet tốc độ thấp Các hệ thống truyền dữ liệu không dây diện rộng Ardis Hệ thống chuyển mạch phát triển bởi Motorola và IBM Có hai phiên bản của Ardis còn gọi là DataTAC Mobile Data Communication 4800 (MDC4800), 4.8 kbps Radio Data Link Access Protocol (RD-LAP), 19.2 kbps, tương thích với MDC4800 Sử dụng các BS gắn trên các tháp, mái nhà Các BS nối với mạng xuơng sống Truy nhập đường truyền nhờ một giao thức kiểu ALOHA Mạng cục bộ không dây Wireless Local Area Network (WLAN) Truyền dữ liệu tốc độ cao trong một khu vực nhỏ WLAN bắt đầu phát triển vào những năm 1980 Sử dụng dải tần Industrial, Sciencific and Medical (ISM) Không bản quyền Giới hạn công suất trên một đơn vị băng thông để giảm nhiễu WLAN phát triển nhưng không có một chuẩn chung, nhiều sản phẩm nhưng không tương thích Nhóm làm việc IEEE 802.11 có trách nhiệm xác định tiểu chuẩn cho tầng vật lý và MAC của WLAN Tiêu chuân 802.11 đầu tiên có tốc độ 2 Mbps sử dụng truyền phổ trải rộng trong dải tần ISM hoặc truyền sóng hồng ngoại Mạng cục bộ không dây Năm 1999, có thêm chuẩn 802.11b 2.4 GHz 11 Mbps Năm 1999, chuẩn 802.11a 5 GHz 20 – 50 Mbps Hoạt động trong hai chế độ Infrastructure WLAN BS Ad hoc Peer-to-peer Nhóm RES10 của European Telecommunication Standard Instiute (ETSI) Mạng cục bộ không dây Phát triển High Performance European Radio LAN (HIPERLAN) 5.2 GHz 2 – 25 Mbps Không phổ biến như IEEE 802.11 Wireless ATM (WATM) Năm 1996 hình thành nhóm làm việc HIPERLAN 2 Hệ thống hướng kết nối Gói tin kích thước cố định Max 54 Mbps Hỗ trợ các ứng dụng yêu cầu QoS Personal Area Network (PAN) Truyền thông phạm vi hẹp (trong vòng vài mét) Bắt đầu được nghiên cứu năm 1996 Bắt nguồn từ dự án của Ericsson năm 1994, tên là Bluetooth, mục đích truyền thông không dây giữa điện thoại di động và các phụ kiện Hiện tại đây là một chuẩn công nghiệp và nhiều sản phẩm Bluetooth xuất hiện trên thị trường, từ năm 2001 Bluetooth sử dụng dải tần ISM 2.4 MHz, kênh tiếng nói 64 kbps, kênh dữ liệu max 721 kbps, phạm vi 10 và 100 m PAN HomeRF Phiên bản gần nhất năm 2001 Tiếng nói: 32 kbps, dữ liệu: max 10 Mbps 2.4 MHz, phạm vi 50 m Năm 1999, IEEE hình thành nhóm 802.15 Liên kết hoạt động của Bluetooth và HomeRF Các hệ thống điện thoại di động thế hệ ba và xa hơn Các hệ thống 2G có tốc độ truyền dữ liệu giới hạn Trong tương lai, các dịch vụ cho điện thoại di động sẽ đa dạng: duyệt web, email, ứng dụng thời gian thực hay video conference Năm 1992, International Telecommunication Union (ITU) bắt đầu làm việc cho các hệ thống di động thế hệ 3 (3G) International Mobile Telecommunication 2000 (IMT-2000) gồm có các tiêu chuẩn: EDGE TDMA Phát triển từ GSM và IS-136 Các hệ thống điện thoại di động thế hệ ba và xa hơn Max 473 kbps Cdma2000 Tương thích với IS-95 Max 2 Mbps WCDMA Dựa trên CDMA Kênh rộng 5 MHz Max 2 Mbps Mạng di động thế hệ bốn (4G) IP-based Tích hợp trong suốt với mạng có dây Truy nhập các nội dung đa phương tiện Chưa hoàn toàn xác định Các thách thức đối với mạng không dây Phương tiện truyền không dây không tin cậy Bị suy yếu và méo Che giấu sự suy yếu trước các tầng trên Mô hình phán đoán biểu hiện Sử dụng phổ Điều chỉnh hiệu quả Thu hồi được sự đầu tư cho bản quyền sử dụng phổ Công nghệ sử dụng phổ hiệu quả hơn Quản trị nguồn Phần cứng Phần mềm Các thách thức đối với mạng không dây Bảo mật Dễ bị chặn và nghe trộm Bảo mật cho các ứng dụng triển khai trên mạng không dây Định vị và định tuyến Cần thiết có các kỹ thuật hiệu quả để Xác định vị trí của máy di động Hỗ trợ cuộc gọi đang diễn ra trong quá trình chuyển giao Giao diện với mạng có dây Phát triển các giao thức và giao diện cho phép thiết bị di động kết nối với mạng có dây Vấn đề sức khoẻ Kiến trúc Internet không dây Kiến trúc chung của hệ thống không dây, bao gồm cả kết nối Internet Tôpô của Internet không dây thông dụng Hình sao Radio Network Controller (RNC) kết nốI điểm điểm vớI các BS RNC kết nối với nhau Single-point-of-failure Tôpô của Internet không dây thông dụng Tô pô bao gồm các mạng không dây như PAN, WLAN, WWAN và các thiết bị MAI MAI (Multiple Air Interfaces) Các thiết bị không dây Web phones HDML&WAP (Mỹ), WAP (châu Âu), i-Mode (Nhật) Trao đổi tin nhắn, truy nhập Website bằng minibrowser, chạy các ứng dụng cá nhân Wireless handheld devices Palm Two-way pagers Cho phép nhận gửi tin nhắn Minibrowser Dùng cho các ứng dụng nghiệp vụ Các thiết bị không dây Voice portals Nói chuyện với các trung tâm thông tin Communication appliances Camera, đồng hồ, radio Web PCs Các PC kết nối Internet và có thể truy nhập các dịch vụ di động Hệ điều hành cho thiết bị không dây PalmOS, Windows CE và Windows NT Embeded, Symbian OS Kiến trúc của Symbian OS Core (lõi) cho mọi thiết bị System layer: bao gồm các dịch vụ truyền thông và tính toán User Interface Software do nhà sản xuất cung cấp Application engines cho phép tạo giao diện người sử dụng WAP Wireless Application Protocol WAP là một tiêu chuẩn biểu diễn và phân phối các dịch vụ không dây trên thiết bị di động Ba lý do Internet không dây cần có giao thức riêng Tốc độ truyền Kích thước màn hình: 150 x 150 pixel Chuyển động trong màn hình Chồng giao thức WAP có 6 tầng Wireless Application Environment: công cụ Wireless Markup Language và eXtensible Markup Language (XML) WAP Wireless Session Protocol (WSP): Hướng kết nối hoặc không kết nối Phiên hướng kết nối dùng cho truyền thông hai chiều giữa thiết bị và mạng Phiên không kết nối dùng để truyền quảng bá hoặc streaming Wireless Transaction Protocol (WTP) Luồng dữ liệu qua mạng Tin cậy hai chiều, tin cậy một chiều, không tin cậy một chiều Wireless Transport Layer Security (WTLS) Kiểm tra tính toàn vẹn, mã hóa và xác thực máy khách/máy chủ Wireless Datagram Protocol (WDP): thích nghi WAP với các mạng không dây khác nhau Network Carrier Method: phụ thuộc nhà cung cấp dịch vụ không dây WAP Tôpô của WAP Các thiết bị không dây tích hợp JAVA Cho phép tải các chương trình JAVA thẳng vào thiết bị Chạy các ứng dụng từ nhiều nền Sử dụng J2ME (Java 2 Platform Mobile Edition), Java cho các thiết bị nhỏ Công nghệ Java có thể triển khai dùng phần mềm hoặc phần cứng Số lượng thiết bị có hỗ trợ Java tăng lên nhiều Các ứng dụng Internet không dây Messaging Applications e-mail, chat, instant messaging Thương mại di động Transaction management applications Shopping: online catalogs, shopping cart, back-office functions Purchase for subway or road tolls… Digital content delivery Duyệt thông tin về thời tiết, du lịch, thể thao, chứng khoán … Tải các sản phẩm học tập và giải trí Truyền file, hình ảnh, video Các ứng dụng Internet không dây Telemetry services Thông tin trạng thái, đo đạc, cảm ứng Kết nối với các thiết bị trong nhà, nơi làm việc … Kích hoạt các thiết bị từ xa Các ứng dụng cho doanh nghiệp Ngân hàng Vận tải Lực lượng bán hàng Quan hệ khách hàng Các ứng dụng không dây Nhà cung cấp dịch vụ không dây Giải trí Game Chứng khoán Tình hình giao thông Mobile Web Services Dậy và học không dây