Hỏi/đáp về WiMAX

WiMAX là viết tắt của gì? “WiMAX” là từ viết tắt của Worldwide Interoperability for Microwave Access – Khả năng tương tác toàn cầu với truy nhập vi ba. Công nghệ WiMAX là gì? WiMAX là một công nghệ dựa trên các chuẩn, cho phép truy cập băng rộng vô tuyến đến đầu cuối (last mile) như một phương thức thay thế cho cáp và DSL. WiMAX cho phép kết nối băng rộng vô tuyến cố định, nomadic (người sử dụng có thể di chuyển nhưng cố định trong lúc kết nối), mang xách được (người sử dụng có thể di chuyển với tốc độ đi bộ) và cuối cùng là di động mà không cần thiết ở trong Tầm nhìn thẳng (Line-of-Sight) trực tiếp tới một trạm gốc. Trong một bán kính của một cell điển hình là từ 3 đến 10km, các hệ thống đã được Diễn đàn WiMAX (WiMAX Forum) chứng nhận sẽ có công suất lên tới 40Mbit/s mỗi kênh cho các ứng dụng truy cập cố định và mang xách được. Điều này có nghĩa là đủ băng thông để đồng thời hỗ trợ hàng trăm doanh nghiệp với kết nối tốc độ T-1 và hàng ngàn hộ dân với kết nối tốc độ DSL. Công suất cho mạng di động khi triển khai sẽ là 15Mbit/s trong phạm vi bán kính của một cell điển hình lên tới 3km. Hy vọng vào năm 2007 công nghệ WiMAX sẽ được kết hợp vào trong các máy tính xách tay và các PDA, cho phép các khu vực nông thôn và thành phổ trở thành “các khu vực đô thị" để truy cập vô tuyến băng rộng ngoài trời cho các thiết bị di động. Diễn đàn WiMAX là gì? Diễn đàn WiMAX là một tổ chức của các nhà khai thác và các công ty thiết bị và cấu kiện truyền thông hàng đầu. Mục tiêu của Diễn đàn WiMAX là thúc đẩy và chứng nhận khả năng tương thích của các thiết bị truy cập vô tuyến băng rộng tuân thủ chuẩn 802.16 của IEEE và các chuẩn HiperMAN của ETSI. Diễn đàn WiMAX được thành lập để dỡ bỏ các rào cản tiến tới việc chấp nhận rộng rãi công nghệ truy cập vô tuyến băng rộng BWA (Broadband Wireless Access), vì riêng một chuẩn thì không đủ để khuyến khích việc chấp nhận rộng rãi một công nghệ. Theo mục tiêu này, Diễn đàn đã hợp tác chặt chẽ với các nhà cung cấp và các cơ quan quản lý để đảm bảo các hệ thống đượcDiễn đàn phê chuẩn đáp ứng các yêu cầu của khách hàng và của các chính phủ. Thiết bị tại nhà của khách hàng (CPE) sẽ như thế nào và giá sẽ bao nhiêu? Thế hệ CPE do Diễn đàn WiMAX chứng nhận đầu tiên sẽ là các trạm thuê bao được lắp đặt ngoài trời giống với các chảo vệ tinh nhỏ đã có cuối năm ngoái và đầu năm nay và giá khoảng 350USD mỗi bộ. Thế hệ CPE thứ 2 có thể là những modem có thể tự lắp trong nhà tương tự như modem cáp và DSL và có giá khoảng 250USD mỗi bộ và sẽ có mặt trên thị trường trong năm nay. Thế hệ CPE thứ 3 sẽ được tích hợp vào các laptop và các thiết bị xách tay khác, ước tính có giá 100USD và sẽ xuất hiện trong năm 2006 – 2007. IEEE 802.16 khác công nghệ WiMAX ở điểm nào? Một trong những mục tiêu chính của Diễn đàn WiMAX là tạo ra một chuẩn tương thích từ chuẩn 802.16 của IEEE và các chuẩn HiperMAN của ETSI. Điều này sẽ thực hiện được nhờ việc hình thành các mô tả hệ thống. Dựa trên những gì mà Diễn đàn WiMAX xem xét về các điều khoản của nhà cung cấp dịch vụ và các kế hoạch thiết bị của các nhà cung cấp, Diễn đàn WiMAX đã quyết định tập trung trước tiên vào các mô tả cho phương thức PHY OFDM 256 của chuẩn 802.16 năm 2004, được IEEE thông qua vào tháng 6/2004. Lớp vật lý (PHY) sẽ được kết hợp với một bộ điều khiển truy nhập phương tiện (MAC) độc lập đảm bảo một nền tảng thống nhất cho tất cả những triển khai WiMAX. Tuân thủ theo chuẩn 802.16 không có nghĩa là thiết bị được Diễn đàn WiMAX chứng nhận hoặc có thể tương thích với các thiết bị của các nhà cung cấp khác. Tuy nhiên nếu một thiết bị tuân thủ thiết kế được Diễn đàn WiMAX chứng nhận thì vừa tuân thủ chuẩn 802.16 và tương thích với cả thiết bị của các nhà khai cấp khác. Các phiên bản 802.16 như 802.16a, 802.16-2004 và 802.16e khác nhau như thế nào? Chuẩn 802.16a của IEEE tập trung vào truy cập băng rộng cố định. Chuẩn mở rộng 802.16-2004 của IEEE cải tiến hơn nhờ hỗ trợ cho CPE trong nhà. Chuẩn 802.16e là một mở rộng của chuẩn 802.16-2004. Mục đích của chuẩn 802.16e là để bổ sung khả năng di động dữ liệu cho chuẩn hiện thời, mà ban đầu thiết kế chủ yếu dành cho cố định. Chuẩn 802.16 của IEEE được thông qua khi nào? IEEE thông qua chuẩn 802.16 ban đầu cho mạng MAN vô tuyến trong dải tần từ 10 – 66GHz vào tháng 12/2001. 802.16a mở rộng cho dải tần số 11 GHz được thông qua tháng 1/2003. Chuẩn 802.16-2004 được IEEE thông qua tháng 6/2004. Chuẩn 802.16e được thông qua tháng 12/2005. Diễn đàn WiMAX sẽ bắt đầu quá trình chứng nhận thiết bị ban đầu trong các băng tần 3.3 đến 3.8 GHz và 5.7 đến 5.8 GHz. Những mô tả này bao gồm cả các hệ thống song công phân chia theo thời gian (TDD) và song công phân chia theo tần số (FDD). Diễn đàn WiMAX đã xây dựng các mô tả hệ thống tập trung vào băng tần được miễn cấp phép 5.8GHz, và các băng tần được cấp phép là 2.5 và 3.5 GHz để khởi động thị trường. Diễn đàn WiMAX đã kết hợp với các nhà cung cấp dịch vụ và các nhà sản xuất thiết bị để mở rộng sự phân bổ tần số để bao phủ tất cả các dải phổ chủ chốt mà tất cả các công ty thành viên xác định là hấp dẫn đối với các nhà cung cấp dịch vụ WiMAX tiềm năng. Các thiết bị ban đầu được Diễn đàn WiMAX phê chuẩn sẽ ở trong băng tần 3.5GHz, sau đó là 5.8GHz. WiMAX có cạnh tranh với Wi-Fi? WiMAX và Wi-Fi sẽ cùng tồn tại và trở thành những công nghệ bổ sung ngày càng lớn cho cácứng dụng riêng. Đặc trưng của WiMAX là không thay thế Wi-Fi. Hơn thế WiMAX bổ sung cho Wi-Fi bằng cách mở rộng phạm vi của Wi-Fi và mang lại những thực tế của người sử dụng "kiểu Wi-Fi" trên một quy mô địa lý rộng hơn. Công nghệ Wi-Fi được thiết kế và tối ưu cho các mạng nội bộ (LAN), trong khi WiMAX được thiết kế và tối ưu cho các mạng thành phố (MAN). Trong khoảng thời gian từ 2006 - 2008, hy vọng cả 802.16 và 802.11 sẽ xuất hiện trong các thiết bị người sử dụng từ laptop tới các PDA, cả 2 chuẩn này cho phép kết nối vô tuyến trực tiếp tới người sử dụng - tại gia đình, trong văn phòng và khi đang di chuyển. WiMAX có cạnh tranh với HiperMAN của ETSI? Các chuẩn 802.16-2004 (256 OFDM PHY) của IEEE và HiperMAN của ETSI sẽ chia sẻ chung các đặc tính kỹ thuật PHY và MAC. Diễn đàn WiMAX hoạt động ở cả hai tổ chức tiêu chuẩn này để đảm bảo một chuẩn toàn cầu chung cho MAN vô tuyến, sẽ được chấp nhận. 802.16 khác với 802.20 ở điểm nào? 802.16 và 802.20 của IEEE là hai mục tiêu công nghệ khác nhau tập trung vào các thị trường riêng biệt. Tuy nhiên, 802.20 vẫn đang ở trong những giai đoạn đầu tiên của việc xây dựng chuẩn và chưa thể hoàn tất trong hai năm tới. Và bởi vì 802.20 hiện nay chưa được sự hỗ trợ rộng rãi của ngành Viễn thông như là Diễn đàn WiMAX với hơn 350 thành viên, tương thích cũng còn là vấn đề và như vậy nó vẫn còn khá xa vời. Những ứng dụng nào dành cho công nghệ WiMAX? Công nghệ WiMAX là giải pháp cho nhiều loại ứng dụng băng rộng tốc độ cao cùng thời điểm với khoảng cách xa và cho phép các nhà khai thác dịch vụ hội tụ tất cả trên mạng IP để cung cấp các dịch vụ "3 cung": dữ liệu, thoại và video. WiMAX với sự hỗ trợ QoS, khả năng vươn dài và công suất dữ liệu cao được dành cho các ứng dụng truy cập băng rộng cố định ở những vùng xa xôi, hẻo lánh, nhất là khikhoảng cách là quá lớn đối với DS: và cáp cũng như cho các khu vực thành thị ở các nước đang phát triển. Những ứng dụng cho hộ dân gồm có Internet tốc độ cao, thoại qua IP, video luồng/chơi game trực tuyến cùng với các ứng dụng cộng thêm cho doanh nghiệp như hội nghị video và giám sát video, mạng riêng ảo bảo mật (yêu cầu an ninh cao). Công nghệ WiMAX cho phép bao trùm các ứng dụng với yêu cầu băng thông rộng hơn. WiMAX cũng cho phép các ứng dụng truy cập xách tay, với sự hợp nhất trong các máy tínhxách tay và PDA, cho phép các khu vực nội thị và thành phổ trở thành những "khu vực diện rộng" nghĩa là có thể truy cập vô tuyến băng rộng ngoài trời. Do vậy, WiMAX là một công nghệ bổ sung bình thường cho các mạng di động vì cung cấp băng thông lớn hơn và cho các mạng Wi-Fi nhờ cung cấp kết nối băng rộng ở các khu vực lớn hơn. Tại sao WiMAX lại cần thiết? Tại sao WiMAX lại quan trọng cho vô tuyến băng rộng cố định và vô tuyến băng rộng di động? WiMAX cần thiết vì là một công nghệ độc lập cho phép truy cập băng rộng cố định và di động. Chuẩn WiMAX là cần thiết để đạt mục tiêu chi phí thấp hơn. Đây là điều mà các giải pháp vô tuyến độc quyền không thể đạt được do những hạn chế về số lượng. Các giải pháp WiMAX có khả năng tương thích cho phép giảm bớt chi phí sản xuất nhờ việc tích hợp các chip chuẩn, làm cho các sản phẩm được Diễn đàn WiMAX chứng nhận có chi phí hợp lý để cung cấp các dịch vụ băng rộng công suất cao ở những khoảng cách bao phủ lớn trong các môi trường Tầm nhìn thẳng (LOS) và không theo tầm nhìn thẳng (NLOS). Đây là điều khả thi đối với WiMAX nhờ có sự hỗ trợ mạnh mẽ của ngành công nghiệp thông qua Diễn đàn WiMAX với hơn 350 thành viên bao gồm các nhà cung cấp thiết bị, các nhà sản xuất chip và các nhà cung cấp dịch vụ hàng đầu. WiMAX quan trọng vô tuyến băng rộng cố định để cung cấp truy cập băng rộng cần thiết tới các doanh nghiệp và người sử dụng là hộ gia đình như là một sự thay thế cho các dịch vụ cáp và DSL đặc biệt là khi truy cập tới cáp đồng là rất khó khăn. WiMAX quan trọng trong vô tuyến băng rộng di động, vì nó bổ sung trọn vẹn cho 3G vì hiệu suất truyền dữ liệu luồng xuống cao hơn 1Mbit/s, cho phép kết nối các máy laptop và PDA và bổ sung cho Wi-Fi nhờ độ bao phủ rộng hơn. Những cơ sở quan trọng của công nghệ WiMAX? Cơ sở quan trọng của công nghệ WiMAX là sự tương thích của thiết bị WiMAX, được Diễn đàn WiMAX chứng nhận, tạo sự tin cậy và làm tăng số lượng lớn cho nhà cung cấp dịch vụ khi mua thiết bị không chỉ từ 1 công ty và tất cả đều tương thích với nhau. Diễn đàn WiMAX lần đầu tiên tụ họp những công ty hàng đầu trong ngành truyền thông và máy tính để tạo nên một nền tảng chung cho việc triển khai các dịch vụ vô tuyến băng rộng IP trên toàn cầu. Các cơ sở quan trọng khác là chi phí, độ bao phủ, công suất và chuẩn cho cả truy cập vô tuyến cố định và di động. Chi phí thấp hơn CPE vô tuyến cố định có thể sử dụng cùng loại chipset modem được sử dụng trong máy tính cá nhân (PC) và PDA, vì ở khoảng cách gần các modem có thể tự lắp đặt trong nhà CPE sẽ tương tự như cáp, DSL và các trạm gốc có thể sử dụng cùng loại chipset chung được thiết kế cho các điểm truy cập WiMAX chi phí thấp và cuối cùng là số lượng tăng cũng thỏa mãn cho việc đầu tư vào việc tích hợp mức độ cao hơn các chipset tần số vô tuyến (RF), làm chi phí giảm hơn nữa. Độ bao phủ rộng hơn Công nghệ sau WiMAX đã được tối ưu để mang đến độ bao phủ NLOS tốt nhất. Các ưu điểm của NLOS là độ bao phủ trên diện rộng, khả năng dự báo độ bao phủ tốt hơn và chi phí thấp hơn có nghĩa là số trạm gốc và backhaul ít hơn, định cỡ RF đơn giản, các thời điểm lắp đặt tháp ngắn hơn và lắp đặt CPE nhanh hơn. Nhờ có các kỹ thuật cải tiến độ bao phủ NLOS như phân tập, mã hóa thời gian không gian và yêu cầu truyền lại tự động (Automatic Retransmission Request - ARQ), các khoảng cách bao phủ sẽ được tăng lên. Công suất cao hơn Ưu điểm quan trọng của WiMAX là sử dụng kỹ thuật OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) qua các cơ chế điều chế đơn sóng mang với khả năng cung cấp hiệu suất băng thông cao hơn và do đó thông lượng dữ liệu cao hơn với luồng xuống hơn 1Mbit/s và thậm chí các tốc độ dữ liệu cao hơn nhiều dù trong NLOS với các điều kiện đa đường. Điều chế thích ứng (Adaptive Modulation) cũng làm tăng độ tin cậy đường kết nối đối với hoạt động phân loại sóng mang và khả năng giữ điều chế 64QAM ở khoảng cách rộng hơn, tăng công suất qua các khoảng cách dài hơn. Chuẩn cho truy cập vô tuyến cố định và di động WiMAX sẽ trở thành một giải pháp chi phí hợp lý nhất cho các nhà khai thác triển khai các ứng dụng vô tuyến cố định và di động cho các máy xách tay và PDA. Diễn đàn WiMAX sẽ chứng nhận các sản phẩm tuân thủ và tương thích dựa trên các chuẩn 802.16 của IEEE và HiperMAN của ETSI. Cuối cùng một hệ thống quản lý mạng đủ khả năng quản lý các mô tả QoS để cấu trúc các gọi dịch vụ bổ sung các thành phần quan trọng này. OFDM là gì? 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 của 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. Lớp vật lý WiMAX (802.16/HiperMAN OFDM PHY) là gì? Lớp vật lý (PHY) được 802.16 định nghĩa có ba biến thể: Sóng mang đơn, OFDM 256 và OFDMA 2048. Lớp vật lý OFDM 256 được Diễn đàn WiMAX lựa chọn cho các mô tả đầu tiên dựa trên 802.16-2004 (trước đây là 802.16REVd). Lớp kiểm soát truy cập (MAC) WiMAX là gì? 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 kết hợp với truy cập TDMA ở đường lên. Chuẩn này định nghĩa là hỗ trợ cho cả TDD và FDD và cho phép phương thức bán song công FDD (HD-FDD). TDD là một kỹ thuật mà ở đó hệ thống phát và nhận ở cùng kênh gán các khe thời gian cho phương thức phát và nhận. FDD yêu cầu hai phổ tần riêng rẽ. Các sản phẩm được Diễn đàn WiMAX có lợi như thế nào đối với doanh nghiệp? và người sử dụng hộ gia đình? Đối với các doanh nghiệp, WiMAX cho phép truy cập băng rộng với chi phí hợp lý. Vì phần lớn các doanh nghiệp sẽ không được chia thành khu vực để có đường cáp, lựa chọn duy nhất của họ đối với dịch vụ băng rộng là từ các nhà cung cấp viễn thông địa phương. Điều này dẫn tới sự độc quyền. Các doanh nghiệp sẽ được hưởng lợi từ việc triển khai các hệ thống WiMAX chứng nhận nhờ tạo ra sự cạnh tranh mới trên thị trường, giảm giá và cho phép các doanh nghiệp thiết lập mạng riêng của mình. Điều này đặc biệt phù hợp đối với các ngành như khí đốt, mỏ, nông nghiệp, vận tải, xây dựng và các ngành khác nằm ở những vị trí xa xôi, hẻo lánh. Đối với người sử dụng là hộ gia đình ở những vùng nông thôn (nơi dịch vụ DSL và cáp chưa thể vươn tới), WiMAX mang lại khả năng truy cập băng rộng. Điều này đặc biệt phù hợp ở các nước đang phát triển nơi mà hạ tầng viễn thông truyền thống vẫn chưa thể tiếp cận. LP - Tạp chí BCVT&CNTT kỳ 1 - số 5/2006