ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN QUANG DƯƠNG

ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA GIAO THỨC
MẠNG KHÔNG DÂY CÁ NHÂN ZIGBEE
Ngành: Công nghệ thông tin
Chuyên ngành: Truyền dữ liệu và mạng máy tính
Mã số:

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. Nguyễn Đình Việt

Hà Nội – 2014


i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan,luận văn “Đánh giá hiệu năng của giao thức mạng cá nhân
không dây Zigbee” là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS TS Nguyễn
Đình Việt. Các số liệu được trình bày trong luận văn do tôi tự thực hiện mô phỏng,
đo đạc.

Tác giả luận văn

NGUYỄN QUANG DƯƠNG


ii

MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan
MỤC LỤC ii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iv
MỤC LỤC ii vii
MỤC LỤC ii ii vii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii ii vii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 ii vii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 ii vii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 ii
vii
KẾT LUẬN 80 ii vii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii vii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii vii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 vii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 vii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 vii
KẾT LUẬN 80 vii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 vii
MỤC LỤC ii viii
MỤC LỤC ii ii viii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii ii viii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 ii viii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 ii viii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 ii
viii
KẾT LUẬN 80 ii viii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii viii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii viii

MỤC LỤC ii vi viii
MỤC LỤC ii ii vi viii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii ii vi viii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 ii vi viii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 ii vi viii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 ii
vi viii
KẾT LUẬN 80 ii vi viii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii vi viii


iii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii vi viii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 vi viii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 vi viii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 vi
viii
KẾT LUẬN 80 vi viii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 vi viii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 viii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 viii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74
viii
KẾT LUẬN 80 viii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 viii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74
KẾT LUẬN 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81



iv
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Các từ viết tắt
ACK
AODV
AID
AP
ATP
ARPANET
BE
BER
BIFS
BLE
BO
BS
BSID
BSS
CAP
CBR
CCA
CF
CFP
CRC
CSMA/CA
CSMA/CD
CTA
CTAP
CTS

CW
DA
DCF
DEV
DEVID
DIFS
Dly-ACK
DME
DS
DSDV
DSSS
ESS
FCS
FCSL
FFD
FH

Nghĩa Tiếng Anh
ACKnowledgement
Ad-hoc On-demand Distance Vector
Association Identifier
Access Point
Association Timeout Period
Advanced Research Projects Agency Network
Backoff Exponent
Bit Error Rate
Backoff Interframe Space
Battery Life Extension
Beacon Order
Base Station

Beacon Source Identifier
Base Service Set
Contention Access Period
Constant Bit Rate
Clear Channel Assessment
Contention Free
CFP Contention-Free Period
Cyclic Redundancy Check
Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
Channel Time Allocation
Channel TimeAllocation Period
Clear To Send
Congestion Window
Destination Address
Distributed Coordination Function
Device
Device Identifier
DCF Inter khung Spacing
Delayed Acknowledgment
Device Management Entity
Distribution System
Destination-Sequenced Distance Vector
Direct Sequence Spread Spectrum
Extended Service Set
Frame Check Sequence
Frame Convergence Sublayer
Full-Function Device
Frequency Hopping



FHSS
FTP
GTS
HTTP
IBSS
ICV
IE
IEEE
IFS
Imm-ACK
INTELSAT
IP
IV
LAN
LIFS
LLC
LR-WPAN
MAC
MAN
McstID
MCTA
MF
MIFS
MLME
MLME-SAP
MMPDU
MPDU
MSDU
NAV

NB
NS
PAN
PC
PCF
PER
PHY
PLCP
PLME
PLME-SAP
PMD
PNC
PNCID
PNID
PS
RA

v
Frequency Hopping Spread Spectrum
File Transfer Protocol
Guaranteed Time Slot
HyperText Transfer Protocol
Independent BSS
Integrity Check Value
Information Element
The Institute of Electrical and Electronics Engineers
Interframe Space
Interframe Space
The International Telecommunications Satellite Consortium
Internet Protocol

Initialization Vector
Local Area Network
Long Interframe Spacing
Logical Link Control
Low-rate Wireless Personal Area Network
Medium Access Control
Metropolitan Area Network
Multicast Identifier
Management Channel Time Allocation
More Fragment
Minimum Interframe Space
MAC Layer Management Entity
MAC Layer Management Entity Service Access Point
MAC Management Protocol Data Unit
MAC Protocol Data Unit
MAC Service Data Unit
Network Allocation Vector
Number of Backoff
Network Simutator
Network Simutator
Point Coordinator
Point Coordination Function
Packet Error Rate
Physical layer
Physical Layer Convergence Protocol
Physical Layer Management Entity
Physical Layer Management Entity Service Access Point
Physical Medium Dependent
Piconet Coordinator
Piconet Coordinator Identifier

Piconet ID
Power Save
Receiver Address


RFD
RIFS
RTS
SA
SFC
SIFS
SO
SrcID
SSCS
TA
TCP/IP
TrgtID
UDP
WAN
WEP
WLAN
WPAN

vi
Reduced-Function Device
Retransmission Interframe Space
Request To Send
Source Address
Secure Frame Counter
Short Interframe Spacing

Superframe Order
Source Identifier
Service-Specific Convergence Sublayer
Transmitter Address
Transmission Control Protocol/Internet Protocol
Target Identifier
User Datagram Protocol
Wide Area Network
Wired Equivalent Privacy
Wireless LAN
Wireless Personal Area Network


vii
DANH MỤC BẢNG
MỤC LỤC............................................................................................................. ii
MỤC LỤC ii.......................................................................................................... ii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iv.........................................................................ii
MỤC LỤC ii vii..................................................................................................... ii
MỤC LỤC ii ii vii.................................................................................................. ii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii ii vii.................................................................ii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 ii vii....ii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 ii vii. . .ii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 ii
vii........................................................................................................................... ii
KẾT LUẬN 80 ii vii............................................................................................... ii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii vii.........................................................................ii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii vii....................................................................ii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 vii.......ii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 vii.......ii

Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 vii
............................................................................................................................... ii
KẾT LUẬN 80 vii.................................................................................................. ii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 vii............................................................................ii
MỤC LỤC ii viii.................................................................................................... ii
MỤC LỤC ii ii viii................................................................................................. ii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii ii viii................................................................ii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 ii viii...ii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 ii viii. .ii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 ii
viii.......................................................................................................................... ii
KẾT LUẬN 80 ii viii.............................................................................................. ii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii viii........................................................................ii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii viii...................................................................ii
MỤC LỤC ii vi viii................................................................................................ ii
MỤC LỤC ii ii vi viii............................................................................................. ii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii ii vi viii............................................................ii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 ii vi viii
............................................................................................................................... ii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 ii vi viii
............................................................................................................................... ii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 ii
vi viii...................................................................................................................... ii


viii
KẾT LUẬN 80 ii vi viii.......................................................................................... ii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii vi viii....................................................................ii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii vi viii..............................................................iii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 vi viii. iii

Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 vi viii iii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 vi
viii......................................................................................................................... iii
KẾT LUẬN 80 vi viii............................................................................................ iii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 vi viii......................................................................iii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 viii.....iii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 viii....iii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74
viii......................................................................................................................... iii
KẾT LUẬN 80 viii................................................................................................ iii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 viii..........................................................................iii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14...........iii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29...........iii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74. iii
KẾT LUẬN 80...................................................................................................... iii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81................................................................................iii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT............................................................................iv
MỤC LỤC ii........................................................................................................... x
MỤC LỤC ii ii....................................................................................................... x
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii ii......................................................................x
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 ii.........x
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 ii.........x
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 iix
KẾT LUẬN 80 ii.................................................................................................... x
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii............................................................................... x
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii.........................................................................x
MỤC LỤC ii vi....................................................................................................... x
MỤC LỤC ii ii vi.................................................................................................... x
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii ii vi..................................................................x
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 ii vi.....x

Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 ii vi.....x
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 ii
vi............................................................................................................................ x
KẾT LUẬN 80 ii vi................................................................................................ x
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii vi........................................................................... x


ix
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii vi.....................................................................x
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 vi........x
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 vi........x
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 vi
............................................................................................................................... x
KẾT LUẬN 80 vi................................................................................................... x
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 vi.............................................................................. x
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14............x
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29............x
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74...x
KẾT LUẬN 80....................................................................................................... x
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81.................................................................................. x
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3...............14
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4...............29
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE......74
KẾT LUẬN.......................................................................................................... 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................... 81


x
DANH MỤC HÌNH
MỤC LỤC............................................................................................................. ii

MỤC LỤC ii.......................................................................................................... ii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iv.........................................................................ii
MỤC LỤC ii vii..................................................................................................... ii
MỤC LỤC ii ii vii.................................................................................................. ii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii ii vii.................................................................ii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 ii vii....ii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 ii vii. . .ii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 ii
vii........................................................................................................................... ii
KẾT LUẬN 80 ii vii............................................................................................... ii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii vii.........................................................................ii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii vii....................................................................ii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 vii.......ii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 vii.......ii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 vii
............................................................................................................................... ii
KẾT LUẬN 80 vii.................................................................................................. ii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 vii............................................................................ii
MỤC LỤC ii viii.................................................................................................... ii
MỤC LỤC ii ii viii................................................................................................. ii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii ii viii................................................................ii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 ii viii...ii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 ii viii. .ii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 ii
viii.......................................................................................................................... ii
KẾT LUẬN 80 ii viii.............................................................................................. ii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii viii........................................................................ii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii viii...................................................................ii
MỤC LỤC ii vi viii................................................................................................ ii
MỤC LỤC ii ii vi viii............................................................................................. ii

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii ii vi viii............................................................ii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 ii vi viii
............................................................................................................................... ii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 ii vi viii
............................................................................................................................... ii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 ii
vi viii...................................................................................................................... ii


xi
KẾT LUẬN 80 ii vi viii.......................................................................................... ii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii vi viii....................................................................ii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii vi viii..............................................................iii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 vi viii. iii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 vi viii iii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 vi
viii......................................................................................................................... iii
KẾT LUẬN 80 vi viii............................................................................................ iii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 vi viii......................................................................iii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 viii.....iii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 viii....iii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74
viii......................................................................................................................... iii
KẾT LUẬN 80 viii................................................................................................ iii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 viii..........................................................................iii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14...........iii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29...........iii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74. iii
KẾT LUẬN 80...................................................................................................... iii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81................................................................................iii

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT............................................................................iv
MỤC LỤC ii........................................................................................................ vii
MỤC LỤC ii ii..................................................................................................... vii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iv ii....................................................................vii
MỤC LỤC ii vii ii................................................................................................ vii
MỤC LỤC ii ii vii ii............................................................................................. vii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii ii vii ii............................................................vii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 ii vii ii
............................................................................................................................. vii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 ii vii ii
............................................................................................................................. vii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 ii
vii ii...................................................................................................................... vii
KẾT LUẬN 80 ii vii ii.......................................................................................... vii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii vii ii....................................................................vii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii vii ii...............................................................vii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 vii ii. .vii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 vii ii..vii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 vii


xii
ii........................................................................................................................... vii
KẾT LUẬN 80 vii ii............................................................................................. vii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 vii ii.......................................................................vii
MỤC LỤC ii viii ii............................................................................................... vii
MỤC LỤC ii ii viii ii............................................................................................ vii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii ii viii ii...........................................................vii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 ii viii ii
............................................................................................................................. vii

Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 ii viii ii
............................................................................................................................. vii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 ii
viii ii..................................................................................................................... vii
KẾT LUẬN 80 ii viii ii......................................................................................... vii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii viii ii...................................................................vii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii viii ii..............................................................vii
MỤC LỤC ii vi viii ii........................................................................................... vii
MỤC LỤC ii ii vi viii ii........................................................................................ vii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii ii vi viii ii.......................................................vii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 ii vi viii
ii........................................................................................................................... vii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 ii vi viii
ii........................................................................................................................... vii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 ii
vi viii ii................................................................................................................. vii
KẾT LUẬN 80 ii vi viii ii.................................................................................... viii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii vi viii ii..............................................................viii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii vi viii iii........................................................viii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 vi viii iii
............................................................................................................................ viii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 vi viii
iii......................................................................................................................... viii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 vi
viii iii................................................................................................................... viii
KẾT LUẬN 80 vi viii iii...................................................................................... viii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 vi viii iii................................................................viii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 viii iii
............................................................................................................................ viii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 viii iii

............................................................................................................................ viii


xiii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74
viii iii................................................................................................................... viii
KẾT LUẬN 80 viii iii.......................................................................................... viii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 viii iii....................................................................viii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 iii.....viii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 iii....viii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 iii
............................................................................................................................ viii
KẾT LUẬN 80 iii................................................................................................ viii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 iii..........................................................................viii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iv......................................................................viii
MỤC LỤC ii x.................................................................................................... viii
MỤC LỤC ii ii x................................................................................................. viii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii ii x................................................................viii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 ii x...viii
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 ii x...viii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 ii
x.......................................................................................................................... viii
KẾT LUẬN 80 ii x.............................................................................................. viii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii x......................................................................... viii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii x...................................................................viii
MỤC LỤC ii vi x................................................................................................ viii
MỤC LỤC ii ii vi x............................................................................................. viii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii ii vi x............................................................viii
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 ii vi x
............................................................................................................................ viii

Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 ii vi x
............................................................................................................................ viii
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 ii
vi x...................................................................................................................... viii
KẾT LUẬN 80 ii vi x.......................................................................................... viii
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii vi x..................................................................... viii
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iii vi x.................................................................ix
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 vi x....ix
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 vi x....ix
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 vi
x............................................................................................................................ ix
KẾT LUẬN 80 vi x............................................................................................... ix
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 vi x..........................................................................ix


xiv
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14 x........ix
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29 x........ix
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74 x
.............................................................................................................................. ix
KẾT LUẬN 80 x................................................................................................... ix
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 x.............................................................................. ix
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3 14...........ix
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4 29...........ix
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE 74..ix
KẾT LUẬN 80...................................................................................................... ix
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81................................................................................. ix
Chương 2: CÁC MẠNG KHÔNG DÂY WPAN 802.15.1 VÀ 802.15.3...............14
Chương 3: ZIGBEE VÀ KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY 802.15.4...............29
Chương 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ YẾU TỐ X CỦA MẠNG ZIGBEE......74

KẾT LUẬN.......................................................................................................... 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................... 81


1
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, công nghệ mạng không dây đang trở nên phổ biến do tính linh
hoạt, thuận tiện cho sử dụng, đồng thời độ tin cậy và tốc độ không ngừng được cải
thiện , ngoài ra các chi phi thiết bị cũng đã giảm rất đáng kể so với thời kỳ đầu mới
xuất hiện trên thị trường. Công nghệ không dây đã ngày càng thể hiện sự ưu việt so
với mạng cáp hữu tuyến và một số chuẩn mạng không dây đã ngày càng trở nên
phổ biến hơn như :Wifi, Bluetooth, GSM … Công nghệ không dây cũng thể hiện
tốt vai trò của mình trong việc ứng dụng không chỉ cho người dùng cá nhân được
tích hợp rộng rãi trong các ngành công nghiệp, ngày càng phổ biến trong nhiều mặt
của xã hội
Trong các dạng mạng không dây, dựa vào khoảng cách phủ sóng người ta
chia mạng không dây thành các loại mạng khác nhau như mạng không dây diện
rộng, mạng không dây cục bộ hay mạng không dây cá nhân. Dựa vào nhu cầu của
người sử dụng về tốc độ của mạng cá nhân, người ta lại chia mạng không dây cá
nhân ra thành mạng tốc độ thấp và mạng tốc độ cao để phù hợp với các ứng dụng
cần băng thông lớn như nhu cầu giải trí, xem hình ảnh âm thanh độ nét cao, hay
đơn giản cần chia sẻ dữ liệu, hay với mạng có tốc độ thấp có thời gian tồn tại và
hoạt động của các nút mạng càng dài càng tốt để thực hiện các mục đích như truyền
các tín hiệu điều khiển, thu thập các thông tin trong một quá trình lâu dài
Zigbee là một chuẩn mạng không dây cá nhân WPAN (Wireless Personal
Area Network), được thiết kế dựa trên chuẩn IEEE802.15.4, hay còn gọi là mạng
không dây cá nhân tốc độ thấp LR-WPAN (Low Rate-WPAN). Mục đích của mạng
Zigbee là truyền tải các tín hiệu cần băng thông nhỏ, nhưng lại có thời gian sống
của các nút trong mạng rất lâu (có thể lên đến vài tháng), hỗ trợ các tô-pô mạng có
nhiều đến rất nhiều nút mạng (tối đa hơn 65000 nút). Zigbee được ứng dụng rất

nhiều trong các ngành công nghiệp, các công việc cần sự thu thập dữ liệu có dung
lượng nhỏ nhưng số lượng lớn (ví dụ: tín hiệu điều khiển trong các ngôi nhà thông
minh, các thông tin sức khỏe cần theo dõi, mạng cảm biến không dây …)
Đề tài này tập trung nghiên cứu về mạng Zigbee, cũng như kiến trúc của
chuẩn IEEE802.15.4 và so sánh hiệu năng của mạng Zigbee với một số giao thức
khác nhau ở tầng mạng. Luận văn được xây dựng theo mẫu quy định của trường
Đại Học Công Nghệ - ĐHQGHN gồm 4 chương chính, ngoài ra còn có các phần mở
đầu, kết luận và tài liệu tham khảo. Phần kết luận nêu tóm tắt các vấn đề đã trình bày
trong các chương, đánh giá các kết quả đã đạt được, đồng thời đưa ra các định hướng
nghiên cứu, phát triển tiếp theo. Nội dung các chương được tóm tắt như sau:
Chương I: Tổng quan về các mạng không dây
Chương II: Tập trung nghiên cứu về mạng IEEE802.15.4 và Zigbee
Chương III: Tìm hiểu các mạng không dây khác cần so sánh hiệu năng


2
Chương IV: Mô phỏng mạng IEEE802.15.4 – Zigbee và đánh giá kết quả
một số độ đo hiệu năng
Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tác giả đã cố gắng hết
sức để hoàn thiện các nội dung kiến thức và số liệu trong luận văn, song luận văn
chắc chắn vẫn còn những hạn chế nhất định, tác giả mong nhận được các ý kiến
đóng góp để vấn đề nghiên cứu này có thể phát triển hoàn thiện hơn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Đình Việt , thầy đã gợi ý đề
tài, tận tình hướng dẫn, chỉ bảo đồng thời cung cấp các tài liệu quý liên quan trong
quá trình tác giả thực hiện luận văn. Đồng thời, tác giả xin chân thành cảm ơn các
thầy, cô giáo đã chỉ dạy kiến thức, phương pháp và truyền cảm hứng nghiên cứu
khoa học cho tác giả trong quá trình học tập tại trường Đại học Công nghệ, Đại học
Quốc gia Hà Nội.
Xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả: NGUYỄN QUANG DƯƠNG



3
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY
1.1. Lịch sử hình thành mạng không dây
Mạng không dây là một dạng của mạng máy tính, mà việc kết nối được sử
dụng là các giao thức kết nối không dây cho các nút mạng
Mạng kết nối không dây là một phương thức kết nối được dùng ở các hộ gia
đình, các mạng viễn thông và các mạng doanh nghiệp triển khai để giảm bớt giá
thành của việc triển khai mạng lưới cáp trong các tòa nhà, hoặc kết nối giữa các
thiết bị trong cùng một khu vực. Các mạng không dây thường được triển khai và
quản lí bởi sóng vô tuyến thay vì thông qua hệ thống đường truyền bằng dây dẫn
(hữu tuyến). Hệ thống mạng không dây là một hệ thống mạng linh hoạt cho phép
các nút mạng trong cùng một mạng có thể vừa di chuyển (thay đổi vị trí) liên tục và
vừa kết nối và truyền dữ liệu cho nhau, các nút mạng cũng có thể ra vào hệ thống
mạng dễ dàng nếu như nằm trong vùng có khả năng kết nối.
Ngày nay các mạng kết nối không dây cũng đang dần trở nên quen thuộc, ở một
số nơi khi việc thực hiện mạng hữu tuyến là không khả thi, người ta thường nghĩ đến
triển khai các mạng không dây trên diện rộng để đáp ứng nhu cầu số lượng nút mạng
lớn.Các loại mạng không dây quen thuộc có thể kế đến là mạng Bluetooth (chuẩn kết
nối truyền dữ liệu dành cho các thiết bị di động), mạng Wifi (chuẩn kết nối phổ thông
dành cho các thiết bị văn phòng) hay mạng di động GSM (dành cho các thiết bị điện
thoại cầm tay) ... đang được sử dụng rộng rãi và phổ biến bởi sự tiện lợi to lớn của nó
mang lại so với việc triển khai hệ thống mạng dây hữu tuyến

Hình 1.1: Doanh nghiệp dùng mạng có kết nối có dây và không dây


4
Hệ thống mạng không dây đơn sơ đầu tiên phải kể đến là hệ thống mạng

truyền sóng vô tuyến của nhà phát minh người Ý Guglielmo Marconi (1874-1937).
Năm 1894, Marconi đã bắt đầu đưa ra các cuộc thử nghiệm về việc truyền tín hiệu
giữa hai địa điểm và đến năm 1897 ông đã thành công khi truyền tín hiệu điện báo
đi xa được 14km qua kênh đào của Anh mà không cần sử dụng đến bất kì loại dây
nào. Ông đã chứng minh sóng radio có thể truyền trong khí quyển, mở đầu cho việc
tìm ra một kết nối không dây thích hợp để tạo lập các mạng truyền tín hiệu.
Những năm sau đó, thiết bị điện báo của Marconi đã có thể gửi nhận tín hiệu
được qua Đại Tây Dương. Trong thế chiến thứ nhất, người ta đã bắt đầu thử
nghiệm các thiết bị liên lạc thông qua sóng vô tuyến. Trong thập niên 1920, điện
báo vô tuyến đã trở thành một phương thức truyền thông hữu hiệu bởi nó cho phép
gửi nhận các tin nhắn xuyên qua các lục địa, cùng với sự ra đời của đài phát thanh
(radio), công nghệ không dây bắt đầu được thương mại hóa. Năm 1927, lần đầu
tiên dịch vụ điện đàm được sử dụng giữa Mỹ và Anh, đến năm 1946, các dịch vụ
điện thoại thương mại được giới thiệu ở St.Louis. Khi bóng bán dẫn được tìm ra
vào năm 1947, mở đầu cho việc thiết kế tối giảm kích thước của các mạch điện tử,
các kĩ sư tại Bell Lab đã phát triển có các thử nghiệm đầu tiên về mạng không dây.
Đến năm 1948, kĩ sư Claude Shannon (1916-2001) đã đưa ra các khái niệm về nén
thông tin (mã nguồn), cơ chế phát hiện lỗi và sửa lỗi (mã hóa kênh) đã nâng việc
truyền thông qua các tín hiệu không dây lên một tầm cao mới
Năm 1962, vệ tinh truyền thông đầu tiên mang tên Telstar được đưa lên quỹ
đạo của Trái Đất. Hai năm sau, tổ chức Vệ Tinh Viễn Thông Quốc Tế INTELSAT
được thành lập, đưa ra hướng mới cho việc phát triển các kết nối không dây trên
diện rộng và siêu rộng. Năm 1968, mạng APARNET ra đời dựa trên yêu cầu về
một mạng nội bộ bảo mật của quân đội Mỹ, là tiền thân của mạng Internet sau này,
mạng là sự kết hợp của vô số các thiết bị, các máy chủ cung cấp dịch vụ, các máy
trạm khai thác thông tin và các hệ thống truyền thông, đánh dấu một bước phát
triển hạ tầng quan trọng cho phát triển hệ thống mạng lưới thông tin đa quốc gia nói
chung và mạng không dây nói riêng.
Năm 1983, TCP/IP được chính thức lựa chọn là giao thức cho mạng
APARNET, cùng thời gian này, mạng di động cũng đánh dấu bằng việc trình làng

một thiết bị điện thoại di động đầu tiên , mở đầu kỉ nguyên của mạng không dây
dạng tế bào (cellular network) . Bốn năm sau, vào năm 1989, cơ quan quản lí viễn
thông liên bang FCC (Federal Communication Commission)cũng quyết định đồng
ý mở cửa cho một số băng tần của dải sóng không dây được phép sử dụng mà
không cần giấy phép của chính phủ, gọi là các “băng tần rác” (900MHz, 2.4GHz và
5.8GHz) trước đây được sử dụng cho các vật dụng với mục đích ngoài liên lạc.
Vào những năm 1990, viện Kỹ thuật Điện và Điện Tử (IEEE) bắt đầu làm
việc để tạo ra các tiêu chuẩn mạng không dây dựa trên dải tần không cần giấy phép,
để phục vụ cho các mục đích công nghiệp, khoa học và y tế
Năm 1997, IEEE phê chuẩn chuẩn không dây 802.11 (hiện tại được biết đến


5
với tên gọi Wifi), được gọi là chuẩn “giao tiếp trong không khí” – “Over the air”
giữa các trạm thu phát không dây và các trạm cơ sở, nhưng chưa xác nhận các khả
năng tương tác . Sau đó 2 năm, các chuẩn 802.11a và 802.11b lần lượt được phê
chuẩn, và tổ chức WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) cũng xác
nhận khả năng tương thích của 802.11, mở ra khả năng phổ biến toàn cầu của mạng
không dây này. Đến năm 2003, IEEE tiếp tục ra thêm tiêu chuẩn 802.11g và 2009
là 802.11n
Hiện nay, hệ thống kết nối không dây Wifi đã thống lĩnh hầu hết trong các
mạng gia đình ở các nước phát triển và đang phát triển. Các thiết bị có khả năng kết
nối Wifi ngày một nhiều (số liệu thống kê năm 2005 là hơn nửa tỉ thiết bị).
Song song với việc phát hành mạng Wifi (802.11), tổ chức IEEE cũng phát
triển thêm các chuẩn không dây khác để đáp ứng nhu cầu trong nhiều lĩnh vực có
thông tin truyền nhận, gộp chung lại là họ các chuẩn IEEE802, các chuẩn IEEE 802
được giới hạn cho các mạng mang các gói tin có kích thước đa dạng. Các dịch vụ
và giao thức được đặc tả trong IEEE 802 ánh xạ tới hai tầng thấp nhất trong mô
hình ISO 7 tầng. Họ chuẩn IEEE 802 được bảo trì bởi Ban Tiêu chuẩn LAN/MAN
IEEE 802 (IEEE 802 LAN/MAN Standards Committee (LMSC)). Các chuẩn lần

lượt như dưới đây:
IEEE 802.1– Các giao thức LAN tầng cao
IEEE 802.1D – Spanning Tree Protocol
IEEE 802.1Q – Virtual Local Area Networks (Virtual LAN)
IEEE 802.1aq - Shortest Path Bridging (SPB)
IEEE 802.2 điều khiển liên kết lôgic
IEEE 802.3 Ethernet
IEEE 802.4 Token bus (đã được rút bỏ)
IEEE 802.5 Token Ring
IEEE 802.6 Metropolitan Area Network (đã được rút bỏ)
IEEE 802.7 Broadband LAN using Coaxial Cable (đã được rút bỏ)
IEEE 802.8 Fiber Optic TAG (đã được rút bỏ)
IEEE 802.9 Integrated Services LAN (đã được rút bỏ)
IEEE 802.10 Interoperable LAN Security (đã được rút bỏ)
IEEE 802.11 Wireless LAN (Wi-Fi certification)
IEEE 802.12 công nghệ 100 Mbit/s plus
IEEE 802.13 (không sử dụng)
IEEE 802.14 modem cáp (đã được rút bỏ)
IEEE 802.15 Wireless PAN
IEEE 802.15.1 (Bluetooth certification)
IEEE 802.15.4 (ZigBee certification)
IEEE 802.16 Broadband Wireless Access (WiMAX certification)


6
IEEE 802.16e (Mobile) Broadband Wireless Access
IEEE 802.17 Resilient packet ring
IEEE 802.18 Radio Regulatory TAG
IEEE 802.19 Coexistence TAG
IEEE 802.20 Mobile Broadband Wireless Access

IEEE 802.21 Media Independent Handoff
IEEE 802.22 Wireless Regional Area Network
Mạng máy tính không dây đã và đang nhanh chóng trở thành một hình thể
mạng phổ biến trong các mạng máy tính và đang phát triển với tốc độ nhanh chóng.
Ưu điểm của mạng không dây là người sử dụng có thể truy cập thông tin mọi lúc
mọi nơi, có thể mở rộng phạm vi mạng dễ dàng với thêm các trạm phát, việc lắp đặt
cũng đơn giản hơn mạng dây và tránh được chi phí kéo cáp giữa các địa điểm xa
cần kết nối, có thể triển khai ở những nơi có địa hình khó khăn mà mạng cáp hữu
tuyến không làm được. Việc cấu hình mạng không dây cũng khá linh hoạt cho
mạng từ vài người cho đến vài trăm hoặc vài nghìn người di chuyển linh hoạt trong
một vùng rộng lớn
Các mạng máy tính không dây sử dụng các sóng điện từ để truyền thông tin từ
một điểm tới điểm khác. Các sóng vô tuyến thường được xem như các sóng mang vô
tuyến do chúng chỉ thực hiện chức năng cung cấp năng lượng cho một máy thu ở xa.
Dữ liệu cần truyền được điều chế trên sóng mang vô tuyến sao cho có thể được khôi
phục chính xác tại máy thu.
Nhiễu sóng mang vô tuyến có thể tồn tại trong cùng không gian, tại cùng thời
điểm mà không can nhiễu lẫn nhau nếu các sóng vô tuyến được phát trên các tần số vô
tuyến khác nhau. Để nhận lại dữ liệu, máy thu vô tuyến sẽ thu trên tần số vô tuyến của
máy phát tương ứng.
Trong một cấu hình mạng máy tính không dây tiêu chuẩn, thường có một thiết
bị thu/phát được gọi là một điểm truy cập AP (Access Point), nối với mạng hữu tuyến
từ một vị trí cố định sử dụng cáp tiêu chuẩn. Chức năng tối thiểu của điểm truy cập là
thu, nhớ đệm, và phát dữ liệu giữa mạng máy tính không dây và cơ sở hạ tầng mạng
hữu tuyến. Một điểm truy cập đơn có thể hỗ trợ một nhóm nhỏ người sử dụng và có
thể thực hiện chức năng trong một phạm vi lên đến đến vài trăm mét. Điểm truy cập
(hoặc anten được gắn vào điểm truy cập) thường được đặt cao nhưng về cơ bản có thể
được đặt ở bất kỳ chỗ nào miễn là đạt được vùng phủ sóng mong muốn.
Những người sử dụng truy cập vào mạng máy tính không dây thông qua các bộ
thích ứng máy tính không dây như các Card mạng không dây trong các máy vi tính..

1.2. Phân loại các mạng không dây phổ biến
Để phân loại mạng không dây, người ta có thể dựa trên phạm vi phủ sóng.
Theo cách phân loại này có các loại mạng chính sau:
Mạng không dây cá nhân – WPAN (Wireless Personal Area Network)
Mạng không dây cục bộ – WLAN (Wireless Local Area Network)
Mạng không dây đô thị – WMAN (Wireless Metropolitan Area Network)


7
Mạng không dây diện rộng – WWAN (Wireless Wide Area Network)
Mạng không di động – WWAN (Wireless Wide Area Network)

Hình 1.2: Phân loại các mạng không dây phổ biến
Ngoài ra, cũng có thể phân loại dựa trên mạng có giao thức báo hiệu và
mạng không có giao thức báo hiệu. Với mạng có giao thức báo hiệu, các giao thức
này được cung cấp bởi người quản lí mạng , băng tần cho mỗi loại thiết bị cũng
được cố định và chất lượng gói dữ liệu truyền cũng được đảm bảo bằng cơ chế
chuyển mạch (kênh hoặc gói). Ví dụ điển hình của mạng này là mạng di động
(Cellular Network). Trong mạng không có giao thức báo hiệu, các gói trao đổi qua
băng thông dùng chung và có thể chia sẻ băng thông.
1.2.1. Mạng WPAN (Wireless Personal Area Network)
Mạng WPAN : Mạng cá nhân không dây, là mạng mà khu vực kết nối không
dây của các thiết bị tương đối nhỏ. Các mạng điển hình của mạng WPAN có thể kể
đến là mạng Bluetooth theo chuẩn IEEE802.15.1, mạng UWB (Ultra Wide Band)
theo chuẩn IEEE802.15.3 và mạng Zigbee theo chuẩn IEEE802.15.4
Mạng Bluetooth:
Được hãng Ericsson sáng lập và phát triển vào năm 1994 với nhu cầu cần
một chuẩn không dây kết nối giữa các thiết bị di động với các thiết bị điện tử khác
hoặc các thiết bị di động với nhau. Năm 1998, 6 công ty nổi tiếng thế giới là
Ericsson, IBM, Intel, Nokia, Sony và Toshiba cùng nhau thành lập 1 nhóm đặc biệt

quan tâm đến Bluetooth có tên là SIG (Special Interest Group)
và đến tháng 7
năm 1999 chuẩn Bluetooth 1.0 ra đời. Bluetooth sử dụng sóng ngắn với dải tần từ
2.4 đến 2.485GHz, tốc độ truyền dữ liệu trên lý thuyết là 1Mbps, phạm vi hoạt
động từ 10-100m
Đến nay, tổ chức SIG đã có hơn 20.000 công ty thành viên trong lĩnh vực
truyền thông, tính toán, mạng lưới và điện dân dụng. Chuẩn Bluetooh dựa trên
chuẩn 802.15.1của tổ chức IEEE nhưng chuẩn này cũng không còn được bảo trì


8
nâng cấp, mọi hoạt động nghiên cứu, phát triển cũng như cấp chứng chỉ của
Bluetooth hiện tại nằm dưới quyền của tổ chức SIG. Từ năm 1997 cho đến năm
2010, rất nhiều chuẩn Bluetooth mới ra đời :
Bảng 1.1: So sánh các chuẩn Bluetooth
Bluetooth Bluetooth
Bluetooth
Bluetooth 4.0
Tham số
1.x
2.x +EDR
3.0 HS
Low Energy
Tốc độ truyền dữ liệu
721Kbit/s
2.1Mbit/s
24 Mbit/s
24 Mbit/s
Năm
2002

2004
2009
2010
Tương thích ngược
Có
Có
Có
Bảo mật
Có
Có
Có
Khoảng cách
10-100m
10-100m
10-100m
Chuẩn Bluetooth hiện tại đang được ứng dụng vào rất nhiều thiết bị và các
môi trường làm việc, như điều khiển giao tiếp không dây giữa một điện thoại di
động và tai nghe, giữa các thiết bị điện thoại di động, giao tiếp giữa máy tính và các
thiết bị ngoại vi (như chuột, bàn phím…), thay thế các điều khiển dùng tia hồng
ngoại, ứng dụng vào các thiết bị trò chơi …
Mạng UWB: (Ultra Wide Band)
Mạng UWB, hay còn gọi là mạng không dây siêu băng rộng, có tên gọi khác
là High Rate-WPAN (HR-WPAN) là mạng WPAN sử dụng các tần số cao để
truyền dữ liệu không dây, với tốc độ truyền lên đến hàng trăm Mbit/s trong phạm vi
của mạng. Về cơ bản, mạng UWB được phát triển để phục vụ cho mục đích truyền
thông giữa các thiết bị trong gia đình của người sử dụng, với khả năng chia sẻ các
tập tin lớn đòi hỏi tốc độ cao như các tập tin nhạc, các tập tin video...
Mạng UWB dựa trên chuẩn 802.15.3 của IEEE, dùng dải tần rộng tới 7 GHz
từ 3.1GHz đến 10.6GHz để truyền dữ liệu với các tốc độ 53.3, 80, 106.7, 160, 200,
320, 400 và 480Mb/s. Dải phổ được chia thành 14 băng tần và mỗi băng tần là

528MHz. Khi cho phép dùng băng tần lớn như vậy, tổ chức Cơ quan quản lí viễn
thông liên bang FCC (Federal Communication Commission) cũng đồng thời đưa ra
các quy định nghiêm ngặt về năng lượng phát sóng của các thiết bị UWB phải đảm
bảo nằm trong ngưỡng cho phép để tránh gây nhiễu với các thiết bị sử dụng kết nối
băng tần hẹp. Đó cũng là lí do mạng UWB buộc phải thu hẹp bán kính kết nối
Giới hạn về năng lượng buộc hệ thống UWB phải chọn lựa áp dụng những
công nghệ tiêu thụ ít năng lượng nên nhà sản xuất đã rất chú trọng ứng dụng công
nghệ CMOS. Với tính tiết kiệm năng lượng, chi phí thấp và tốc độ dữ liệu cao
(trong phạm vi gần), UWB thật sự được hướng đến môi trường mạng cá nhân
không dây WPAN (Wireless Pesonal Area Network) tốc độ cao.
Công nghệ UWB cũng cho phép tái sử dụng tần số làm việc về mặt không
gian. Ví dụ, chuỗi thiết bị trong các phòng này có thể giao tiếp với nhau trên một
kênh tần số hoàn toàn giống với kênh mà chuỗi thiết bị trong phòng khác đang
dùng. Mạng WPAN dùng UWB cho phép các thiết bị gần nhau dùng chung kênh


9
mà không bị nhiễu vì giới hạn bán kính làm việc mà công nghệ UWB là khá nhỏ.
Một mạng đặc trưng của UWB là mạng Wireless USB-WUSB (mạng không
dây USB), ra đời với mục đích thay thế các kết nối USB thông thường bằng các kết
nối không dây. Mạng WUSB có khả năng thay thế sợi cáp USB, tốc độ tối đa có
thể đạt là 480Mbps (tương đường với kết nối USB2.0) và khoảng cách khả dụng là
10m. Trong không gian gia đình, UWB giúp kết nối nhanh chóng, đơn giản các
thiết bị giải trí như đầu đĩa (DVD), HDTV, set top box, đầu ghi video cá nhân, thiết
bị phát MP3, đầu đĩa, máy quay phim và máy chụp ảnh số... Nhờ thiết kế đặc biệt
mà UWB cho phép truyền đồng thời nhiều luồng đến nhiều thiết bị và cho phép
màn hình hiển thị nhiều nguồn tín hiệu cùng lúc trong chế độ hình trong hình
(picture in picture) hoặc hiển thị cùng một hình trên tất cả màn hình trong nhà bạn.
UWB có thể kết nối PC vào nhóm thiết bị giải trí như máy quay số để tải
phim, dựng phim và xuất xem trước trên màn hình LCD lớn. Khi nối máy ảnh số

với máy tính xách tay, bạn có thể lấy hình, chỉnh sửa và gửi ngay qua email cho
người thân. Người dùng điện thoại di động 3G hoặc thiết bị trợ giúp cá nhân trước
đây vẫn dùng cáp hoặc đầu nối đặc biệt để nối vào cổng USB thì nay đã có thể kết
nối không dây nếu thiết bị áp dụng công nghệ UWB.
Nhìn chung mạng UWB cũng là một mạng cá nhân có tính cạnh tranh cao về
tốc độ trong các mạng không dây cá nhân.
Mạng Zigbee:
Zigbee là mạng không dây truyền thông tin tốc độ thấp (Low Rate –
WPAN), tên gọi Zigbee được xuất phát từ các mà các con ong mật (honey Bee)
truyền đi các tín hiệu quan trọng tới các thành viên trong tổ của mình, kiểu liên lạc
Zig-Zag của các con ong.
Zigbee dựa theo chuẩn 802.15.4 của IEEE, mục đích của mạng là truyền
thông tin tốc độ thấp và tiêu hao ít năng lượng. Một nút mạng của Zigbee có thể
duy trì hoạt động từ vài ngày cho tới vài tháng trời với nguồn năng lượng tương
đương một cục pin AA. ZigBee hướng tới các ứng dụng cần thu thập nguồn dữ liệu
định kì, các ứng dụng điều khiển từ xa và tự động hóa, các ứng dụng không yêu cầu
tốc độ truyền tin cao như của mạng Bluetooth hay UWB. Một điều khác nữa của
Zigbee là khả năng có thể hoạt động được với tần suất các nút mạng lớn, tạo thành
1 mạng lưới (mesh network). Các thiết bị không dây dùng chuẩn này có thể dễ dàng
truyền thông tin trong khoảng cách từ 10-100m tùy vào môi trường truyền và mức
công suất phát được yêu cầu đối với mỗi ứng dụng. Tốc độ truyền dữ liệu của mạng
Zigbee là 250Kb/s ở dải tần 2.4GHz, 40Kb/s ở dải tần 915MHz và 20Kbps ở dải
tần 868MHz. Việc bảo mật cũng được Zigbee triển khai với mã hóa lên tới 128bit
Mạng Zigbee hỗ trợ cả mô hình tô-pô mạng hình sao (Star), hình cây (Tree)
và mạng lưới (Mesh). Trong mỗi loại tô-pô, sẽ có ít nhất một thiết bị làm chức năng


10
điều phối viên (coordinator) với nhiệm vụ là tạo ra, quản lí và vận hành các thông
số trong mạng. Trong mạng hình sao, nút điều phối viên phải là nút trung tâm,

trong mạng hình cây và mạng lưới, việc điều phối và mở rộng lại dựa trên các nút
được gán chức năng định tuyến (Zigbee router) để mở rộng thông tin liên lạc ở cấp
mạng. Nhìn chung mô hình mạng của Zigbee khá linh hoạt với khả năng hỗ trợ kết
nối đến tối đa 65536 nút mạng
1.2.2. Mạng WLAN (Wireless Local Area Network)
WLAN, hay còn gọi là mạng Wifi là mạng không dây băng rộng được xây
dựng theo chuẩn của 802.11 của IEEE, mạng được phát triển với mục đích ban đầu
là một sản phẩm phục vụ gia đình và văn phòng để kết nối các máy tính cá nhân mà
không cần dây, nó cho phép trao đổi dữ liệu qua sóng radio với tốc độ rất nhanh.
Tới nay, Wifi là mạng chính ở nhiều công ty, cơ quan, nhà máy, địa điểm công
cộng như sân bay, cửa hàng cafe, nhà ga, các trung tâm thương mại hay trung tâm
báo chí để chia sẻ dịch vụ đường truy cập Internet
Tất cả các thành phần kết nối trong mạng không dây WLAN được gọi là
trạm (station), tất cả các trạm này đều được trang bị bộ điều khiển không dây
WNIC (Wireless Network Interface Controller). Các trạm được chia thành hai loại:
các điểm truy cập không dây AP (Access Point) và các trạm khách. Các điêm truy
cập không dây chính là các bộ định tuyến trong mạng, có nhiệm vụ truyền – nhận
các sóng tín hiệu không dây cho phép các thiết bị kết nối vào. Các trạm khách có
thể là thiết bị có tính di động như laptop, PDA... hoặc thập chí cả máy tính để bàn
hoặc máy trạm nếu có trang bị WNIC
Thành phần cơ bản của mạng WLAN là các tế bào (cell) với tên gọi là BSS
(Basic Service Set- bộ dịch vụ cơ bản), chính là các trạm trong mạng. Mỗi BSS này
sẽ có một số ID riêng (BSSID) kết nối đến một trạm trung tâm được gọi là điểm
truy cập AP (Access point) . Các máy trạm, có thể di động hoặc cố định, liên lạc
với trạm trung tâm bằng giao thức không dây chuẩn IEEE802.11 và kết nối giữa
các trạm AP có thể mở rộng bằng mạng cáp hữu tuyết Ethernet hoặc bằng một
kênh không dây khác. Có 2 dạng BSS là BSS độc lập (Independent BSS-IBSS) và
BSS hạ tầng, tương ứng với hai mô mình mạng mà chuẩn WLAN hỗ trợ là mô
hình mạng Ad-hoc (mô hình không có trạm AP) và mô hình hạ tầng (có trạm AP).
Tập hợp các trạm AP hay chính xác hơn là tập hợp của các BSSđược gọi là ESS

(Extended Service Set) , mỗi ESS có một ID riêng gọi là SSID.
Trong chế độ Ad-hoc, các trạm trao đổi trực tiếp ngang hàng với nhau (peerto-peer) mà không cần tới AP. Ngược lại trong mạng hạ tầng, mọi giao tiếp giữa
các thiết bị đều thông qua AP. Trong mạng có hạ tầng, các AP có thể liên kết với
nhau bằng mạng cáp hữu tuyến kết nối các AP hoặc có thể dùng luôn chuẩn không
dây, khi đó hệ thống được gọi là hệ thống không dây phân tán WDS (Wireless
Distribution System)