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 – TRƢỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI.-Đặc biệt người quan trọng nhất tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy
giáo, TS : Phạm Văn Phƣớc 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
CHƢƠNG I: SƠ LƢỢC 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
CHƢƠNG 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
2.2.11 Chỉ tiêu an toàn đối với con người. ....................................................... 13
2.3 NHỮNG KỸ THUẬT SỬ DỤNG TRONG WLAN. ................................. 14
iii


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 Mô ̣t số hình của mạng WLAN khác . .................................................... 26
2.7. CÁC CHUẨN THÔNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG MẠNG WLAN ........ 27
2.7.1. Chuẩ n IEEE 802.11b ............................................................................. 27
2.7.2 Chuẩ n 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
CHƢƠNG 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
3.1.2 Các thông số cơ bản ................................................................................ 35
3.1.3: Mô hình phủ sóng tổng quan ................................................................. 38
iv



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 .................................................................................................... 58

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

BPSK

Binary Phase Shift Keying

BS

Basion Station

Trạm gốc

BSS

Base Service Set

Bộ dịch vụ cơ bản

CAC

Channel Access Control

CCA


Clear Channel Assessment

Giám sát kênh lỗi

CCK

Complementary Code Keying

Khóa mã bổ sung

Điều chế dịch pha nhị
phân

Kênh điều khiển truy
nhập

International Telegraph and Telephone
CCITT

Consultative Committee

Ủy ban tư vấn quốc tế
về điện thoại và điện
báo

CRC

Cyclic Redundancy Code


Mã dư vòng

CS

Carier Sense

Nhận biết sóng mang

Carrier Sense Multiple Access with
CSMA/CA

Collision Avoidancce

Đa truy suất cảm nhận
sóng mang có tránh
đụng độ
Đa truy suất cảm nhận

CSMA/CD CSMAC Detection

sóng mang có tránh
đụng độ

CG

Cost Gate

DBPSK

Differential BPSK


DQPSK

Differential QPSK

DS

Distribution System

Cổng tính cước
Điều chế dịch pha nhị
phân tương đối
Điều chế cầu phương
vi sai
Hệ thống phân phối
vi


DSSS
DSSS OFDM
EIRP

Direct Sequence Spread Spectrum
Using DSSS – OFDM Modulation

Sử dụng điều chế
DSSS- OFDM

Equivalent Isotropically Rediated


Bức xạ đẳng hướng

Power

đồng đều

Frequency – Hopping Spread
FHSS

Trải phổ trực tiếp

Spectrum

Trải phổ nhảy tần

FSK

Frequency Shift Keying

Khóa dịch tần

FM

Frequency Modulation

Điều chế tần số

GFSK

Gaussian Frequency Shift Keying


HyperLAN High Performance LAN
IR

Điều chế dịch tần
Gaussian
LAN hiệu suất cao

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

MAC

Medium Access Control

MAN

Metro Area Network

Mạng đô thị

MIMO

Multiple Input Multiple Output

Đa nhập – đa xuất

NOS

Network Operating System

Điều khiển truy nhập
môi trường

Orthogonal Frequency Division
OFDM

Multiplexing


vii

Hệ thống vận hành
mạng
Trải phổ trực giao


DANH MỤC HÌNH VẼ
NỘI DUNG

HÌNH

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

2.11

Hai anten ở mỗi đầu thiết bị giúp chuẩn 802.11n tăng tốc độ
không dây lên gấp bốn lần

33

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

3.19

Mô phỏng tính toán mật độ cường độ điện trường và công suất
thu ở tần số 2.4835GHz

ix

54


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:
Chƣơng I: Sơ Lƣợc Về Mạng Không Dây.
Chƣơng II: Tổng Quan Về Mạng Cục Bộ Không Dây WLAN.
Chƣơng 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


CHƢƠNG I
SƠ LƢỢC 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 TRƢỚC 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.
Hiê ̣n 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 ma ̣ng .

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 SSSubstation.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 du ̣ng

một số công nghê ̣ 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


CHƢƠNG 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 Lƣu lƣợng 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 đƣờng 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 tƣơng 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 tƣơng 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 hƣởng 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


tần sô làm việc của mạng. Một số nguồn điển hình là lò vi sóng, máy
photocopy,những máy sử dụng trong y tế hay các thiết bi chống chộm …vv.
Ví dụ điển hình là lò vi sóng. Nó là nguồn phát ra các sóng vô tuyến 2,4
GHz có khả năng bức xạ tới 150xung trong vòng 1s trong phạm vi bán kính 10m
nếu là vi sóng đó có công suất khoảng 750w. Các bức xạ được lò vi sóng phát ra
quét từ 2,4Ghz và đôi khi giữ ổn định tại tần số 2,45Ghz theo chu kỳ ngắn.
Gỉa thiết ta sử dụng một gói mạng tốc độ 2Mbit/s nếu các gói tin được
trao đổi có độ dài nhỏ hơn 20000bit thì sóng phát ra từ lò vi sóng sẽ gây nhiễu
lên tín hiệu kể cả khi đã được che chắn.
2.2.7 Sự đơn giản trong thao tác sử dụng,lắp đặt.
“Vì bản chất không dây của mạng WLAN là trong suốt đối với hệ điều
hành mạng người dùng, nên các ứng dụng hoạt động giống hệt như khi chúng
hoạt động trên mạng LAN hữu tuyến. Các sản phẩm mạng WLAN hợp nhất sự
đa dạng của các công cụ chẩn đoán để hướng vào các vấn đề liên quan đến các
thành phần không dây của hệ thống; tuy nhiên, các sản phẩm được thiết kế để

hầu hết các người dùng hiếm khi cần đến các công cụ này.”
Việc đơn giản hóa các vấn đề cài đặt và định cấu hình là một việc mà trước
đây các nhà quản lý mạng rất đau đầu song ở thời điểm hiện tại nó đã phần nào
được giải quyết. Việc kéo cáp cho người dùng đầu cuối xảy ra rất hạn chế. Như
ta thấy quá trình định cấu hình trước khi cài đặt hay sử lỗi toàn bộ hệ thống từ xa
khi chưa lắp đặt là hoàn toàn trong khả năng với các nhà quản lí mạng điều này
dựa trên bản chất di động của mạng WLAN. Kho định cấu hình, mạng WLAN
được di chuyển từ chỗ này đến chỗ khác mà ít hoặc không có sự cải biến nào.
2.2.8 Vấn đề bảo mật thông tin.
“Vì công nghệ không dây bắt nguồn từ các ứng dụng trong quân sự, do đó
từ lâu độ bảo mật đã là một tiêu chuẩn thiết kế cho các thiết bị vô tuyến. Các
điều khoản bảo mật điển hình được xây dựng bên trong mạng WLAN, làm cho
chúng trở nên bảo mật hơn so với hầu hết các mạng LAN hữu tuyến. Các máy
thu không mong muốn (các người nghe trộm) khó có khả năng bắt được tin đang
lưu thông trong mạng WLAN. Kỹ thuật mã hóa phức tạp làm cho các giả mạo
12


tốt nhất để truy cập không phép đến lưu thông mạng là không thể. Nói chung,
các nút riêng lẻ phải cho phép bảo mật trước khi chúng được phép để tham gia
vào lưu thông mạng.”
2.2.9

Chỉ tiêu kinh tế.
“Chi phí đầy đủ của một mạng WLAN thực hiện đầy đủ bao gồm cả chi

phí cơ sở hạ tầng, các điểm truy cập không dây, chi phí người sử dụng, cho các
card giao tiếp mạng WLAN. Các chi phí cơ sở hạ tầng phụ thuộc chủ yếu vào số
lượng điểm truy cập được triển khai, khoảng chi phí của các điểm truy cập từ
800$ tới 2000$. Số lượng điểm truy cập thì phụ thuộc vào vùng phủ sóng được

yêu cầu hoặc kiểu người dùng được dịch vụ. Vùng phủ sóng tỉ lệ bình phương
với phạm vi sản phẩm. Các card giao tiếp mạng WLAN được yêu cầu trên nền
máy tính chuẩn, với khoảng chi phí từ 200$ tới 700$. Chi phí lắp ráp và bảo trì
một mạng WLAN nói chung thấp hơn so với chi phí phải bỏ ra khi lắp ráp và
bảo trì của một mạng LAN hữu tuyến truyền thống, vì hai lý do sau. Thứ nhất,
một mạng WLAN được lược bỏ đi các chi phí trực tiếp của việc nối cáp và chi
phí lao động liên quan đến lắp ráp và sửa chửa nó. Thứ hai, do mạng WLAN
đơn giản hóa việc di chuyển, bổ sung, và thay đổi bởi thế chúng giảm bớt những
chi phí gián tiếp về thời gian nghỉ của người dùng và tổng phí hành chính.”
2.2.10 Tuổi thọ nguồn pin cho các sản phẩm di động.
Khi sử dụng những thiết bị không dây người dùng đầu cuối sẽ được giải
phóng khỏi dây cáp như trước đây, khi không có dây cáp đồng nghĩa với việc
nguồn sẽ được lấy từ nguồn pin của các notebook hoặc PC. Để đáp ứng được
nhu cầu đó thì các thiết bị với tuổi thọ pin của các thiết bị trong mạng không
dây được tăng một cách đáng kể nhờ nhà sản xuất đã áp dụng các thiết kế đặc
biệt. Song song với đó là thay đổi cách dùng nguồn của máy chủ.
2.2.11 Chỉ tiêu an toàn đối với con ngƣời.
Hiện chưa thể khẳng định chính xác mạng WLAN không gây hại cho sức
khỏe con người. Nhưng cũng chưa có nghiên cứu nào chứng minh điều ngược
lại được công nhận. Còn về mặt an toàn của nguồn điện thì các thiết bị sử dụng
13


trong mạng Wlan có công suất nhỏ, nhỏ hơn các điện thoại di động nên ta có thể
an tâm về mức độ an toàn về điện của công nghệ này.
2.3 NHỮNG KỸ THUẬT SỬ DỤNG TRONG WLAN.
IR khuyếch tán, Trải phổ nhẩy tần - Frequency hopping spread
spektrum (FH hay FHSS) và Trải phổ trực tiếp - Direct sequence spread
spectrum. Là những kỹ thuật vật lý sử dụng cho mạng Wireless LAN.
2.3.1 Trải phổ nhảy tần.

Trải phổ nhảy tần là kỹ thuật trải phổ sử dụng linh hoạt tần số để trải dữ
liệu trên băng tần 83Mhz. Linh hoạt tần số được hiểu là khả năng thay đổi tần số
truyền dẫn đột ngột trong băng tần RF khi sử dụng. Trong trải phổ nhảy tần,
sóng mang thay đổi tần số làm việc tùy theo một chuỗi giả ngẫu nhiên. Nhảy tần
là phương pháp gửi dữ liệu mà ở đó các hệ thống thu và phát sử dụng chung một
chuỗi các tần số. Nếu tín hiệu bị nhiễu trên một tần số ví dụ 2,451Ghz thì chỉ có
phần tín hiệu trải phổ vẫn còn nguyên và dữ liệu bị mất có thể truyền lại. Trong
thực tế một tín hiệu nhiễu băng hẹp chiếm nhiều băng thông nên băng tần có thể
sẽ lớn hơn 83Mhz, thậm chí nhiễu có thể làm giảm chất lượng tín hiệu trải phổ.
Đối với mạng Wlan không dây sử dụng công nghệ trải phổ nhảy tần, băng tần
2,4Ghz sử dụng là 83,5Mhz theo chuẩn 802.11.
Trong FHSS, tần số sóng mang được nhảy các bước rời rạc theo mẫu PN.
Mã được chọn để tránh giao thoa giữa hệ thống trải phổ và không trải phổ.Trong
FHSS, tần số tín hiệu là không đổi trong chu kỳ chip. Hệ thống FHSS có thể là
hệ thống nhảy tần nhanh, tốc độ nhảy tần xảy ra lơn hơn tốc độ bit tin.Hệ thống
vô tuyến FHSS rất ít khi xảy ra sai lỗi cả cụm. Hệ thống DSSS có thể sai lỗi cả
cụm nhưng có mức sai lỗi ngẫu nhiên thấp. Hệ thống FHSS phân bố sai lỗi
thành từng cụm – sai lỗi cụm là thuộc tính của phading hoặc giao thoa đơn tần
số(phụ thuộc vào tần số)
*Nhảy tần chậm:
- Những cuộc truyền tin bằng sóng AM và FM đầu thế kỷ 20 thường bị
quấy phá. Bên Phá dùng máy thu dò ra tần số làm việc của bên nói và phát đúng
tần số đó với máy phát công suất lớn
14


- Để trống lại, phía nói chuyển sang làm việc ở tần số khác mỗi khi bị phá
cho đến khi bên phá dò ra tần số làm việc mới.
*Nhảy tần nhanh:
- Nhờ sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, bên thu trang bị những máy dò tần

số tự động và tự động thay đổi tần số phát nhiễu đến tần số làm việc của bên nói.
- Đối phó lại, bên nói cũng thực hiện chuyển tần số tự động cực nhanh cả
máy phát lẫn máy thu. Mỗi nhảy tần số chỉ phát 1 lượng thời gian ngắn, ngắn
hơn thời gian cần thiết để sóng điện từ truyền đến máy thu của bên phát.Bởi vậy
ngay cả khi bên kia dò ra rần số phát thì lúc này phía nói đã sử dụng tần số khác
rồi.
*Chuỗi tiến trình của tần số nhảy
- Nếu bên nói nhảy tần theo tiến trình tuần hoàn và giản dị thì bên phá dễ
dàng gây nhiễu bằng cách cho máy phát nhiễu nhảy tần theo quy luật tương tự.
- Nếu bên nói nhảy tần theo chuỗi giả ngẫu nhiên thì bên phát không gây
nhiễu được.
Nhận xét : Mặc dù tại mỗi thời điểm phát của bên nói chỉ phát ở một tần số
duy nhất trên một phổ tần rất hẹp nhưng nếu quan sát trong một thời gian dài ta
sẽ thấy nó như chiếm cả một phổ tần tất rộng .Đó là hiện tương trải phổ.
2.3.2 Trải phổ chuỗi trực tiếp.
- Trải phổ chuỗi trực tiếp được biết và sử dụng nhiều hơn trong công nghệ
trải phổ, với ưu điểm là tốc độ truyền lớn hơn và dễ dàng triển khai hơn. Ngày
nay phần lớn các thiết bị lan không dây hiện nay sử dụng công nghệ này.Trải
phổ chuỗi trực tiếp là cách thức truyền dữ liệu trong đó các hệ thống phát và thu
sử dụng trên một tập và các tần số trên cùng băng tần 2,4Ghz. Dải tần số lớn hơn
nên tốc độ truyền dữ liệu cũng lớn hơn so với trải phổ nhảy tần. DSSS tổ hợp tín
hiệu thông tin bên phía phát với chuỗi bit có tần số cao hơn gọi là các mã chip
nhằm tăng khả năng chống nhiễu của hệ thống.Số lượng chip trong mã sẽ xác
định mức phổ của tín hiệu, số lương chip/bit cùng tốc độ sẽ quyết định tốc đỗ
truyền dữ liệu. Không giống như trải phổ nhảy tần sử dụng các bước nảy để xác
15


định kênh truyền hệ thống trải phổ trực tiếp DSSS sử dụng một quy ước trên
kênh truyền mỗi kênh truyền là một băng tần liên tục 22Mhz như sau:

Kênh 1 hoạt động từ tần số 2,401 Ghz đến 2,423Ghz (2,417Ghz +/- 11Mhz)
Kênh 2 hoạt động từ tần số 2,406 Ghz đến 2,429 Ghz (2,417Ghz + 11Mhz)
Sóng mang được điều chế bởi một mã số. Mà này có tốc độ bít lớn hơn rất
nhiều so với tốc độ bít của nguồn tin tức, gọi là mã giải ngẫu nhiên.
Hệ thống DSSS là một hệ thống băng rộng dành toàn bộ dải thông cho mỗi
người dùng, nó thỏa mãn những yêu cầu sau:
- Tín hiệu trải phổ có dải tần số lớn hơn nhiều dải tần tối thiểu cần cho
truyền dẫn tin tức gốc(dừ liệu băng gốc).
- Mã trải phổ PN độc lập với dữ liệu, có f chíp >> R.
Sự nén phổ của máy thu được thực hiện bằng tương quan chéo giữa tín hiệu
trải phổ thu được với bản sao mã trải phổ PN đã dùng ở máy phát.
- Nếu sử dụng các hệ thống DSSS trên các kênh bị chồng lấn ở cung một
vị trí không gian sẽ gây ra nhiễu giữa các hệ thống, ảnh hưởng đến tốc đọ truyền
dẫn.Do tần số trung tâm của các kênh chỉ cách nhau 5Mhz trong khi giải băng
tần làm việc của một kênh là 22Mhz nên hai kênh muốn không bị chồng lấn sẽ
phải cách nhau 5 khoảng.Ví dụ kênh 1 và 6,kênh 2 và 7 …vv .Như vậy sẽ có tối
đa ba hệ thống DSSS hoạt động ở kênh 1,6 và 11 có thể hoạt động cùng một
lúc,cùng một địa điểm các kênh này gọi là các kênh không chồng lấn.
- Các hệ thống DSSS được chấp nhận và sử dụng rộng dãi do cho phí thấp
tốc độ cao và tương thích với tiêu chuẩn. Điều này cũng kích thích sự phát triển
của hệ thống DSSS theo các chuẩn mới 802.11g và 802.116b. Trong khi đó các
hệ thống FHSS ít được chú ý hơn,không có sự kiểm nghiệm của một tổ chức
chung gian và thử nghiệm giữa nhà sản xuất , nên tương thích giữa các hang với
nhau là rất thấp.
2.3.3. Ghép kênh theo tần số trực giao (OFDM)
- OFDM (orthogonal frequency dinsin multiplexing) là trường hợp đặc biệt
của truyền đa sóng mang, trong đó một luồng giữ kiệu được đơn truyền qua các
subcarrier (sóng mang con) có tốc độ thấp hơn.OFDM có thể coi là kỹ thuật điều
16