Nghiên cứu công nghệ mạng không dây WIMAX, mô hình triển khai ứng dụng tại VCD

Chẳng hạn: Đối với các khu vực có điều kiện đặc thù không thể triển khai hệ thống cáp, VDC có VNN1260, VNN1269 với chi phí hợp lý, cung cấp đường truy nhập Internet thông qua hạ tầng PSTN bằng các modem. Nếu có nhu cầu tăng tốc độ truy cập, người dùng có thể chuyển sang dùng modem số với dịch vụ VNN1267. Đối với các khu vực có thể triển khai cáp, chúng ta có các dịch vụ MegaVNN, xDSL, Leased-line, Frame Relay,..cung cấp băng thông kết nối Internet cao hơn so với hình thức quay số. Với các người dùng di động , hay di chuyển giữa nhiều khu vực, hệ thống khác nhau, chúng ta có dịch vụ Wifi@VNN cung cấp hình thức truy cập Internet không dây băng thông rộng. Mặc dù sự đa dạng về cả loại hình dịch vụ lẫn chủng loại khách hàng là một ưu điểm không thể phủ nhận của mạng VNN hiện nay, nhưng tính bất cập và không đồng bộ về chất lượng dịch vụ không phải là không tồn tại trong hệ thống hiện tại. Có thể thấy rằng, phần lớn các dịch vụ của mạng VNN đều phụ thuộc khá nhiều vào các hệ thống cáp và hạ tầng PSTN. Rõ ràng, đối với khách hàng là các tổ chức, đơn vị muốn thụ hưởng một dịch vụ băng rộng nào đấy, cần thiết phải thỏa mãn được đặc thù nhất định nào đấy về địa lý (có thể triển khai hệ thống cáp đến đầu cuối hay không), và đáp ứng được một mức đầu tư khá lớn về hạ tầng thiết bị và chi phí thuê bao đường truyền hàng tháng. Đối với người dùng đầu cuối là cá nhân riêng lẻ, hầu hết các dịch vụ đều dựa trên hạ tầng PSTN (các đôi dây đồng). Điều này có nghĩa là nhu cầu muốn thụ hưởng các dịch vụ có băng thông cao hơn so với VNN1260, hay Mega VNN thường là rất khó, do chi phí lớn. Bên cạnh đó, chất lượng dịch vụ phụ thuộc rất nhiều vào độ ổn định của hạ tầng cáp đồng. Và quan trọng hơn, dịch vụ truy cập Internet sẽ hoàn toàn không thể chuyển giao được đến người sử dụng nếu hạ tầng PSTN chưa được triển khai ở khu vực đó. Hiện nay, khi mà Internet đã là một phần tất yếu của cuộc sống , thì đòi hỏi các nhà cung cấp dịch vụ Internet phải xây dựng được một hệ thống đa phân hệ mang tính mở cao nhất cho mọi loại người dùng, ở mọi khu vực, phù hợp được với hầu hết các đặc thù vật lý, hoạt động ổn định, tốc độ cao, và chỉ đòi hỏi một chi phí đầu tư bình quân hợp lý. Có lẽ, đây là một xu hướng trong tương lai mà các ISP cần phải hướng đến. Đứng trên quan điểm đó, hệ thống cung cấp dịch vụ Internet không dây, băng thông rộng, thế hệ mới, dựa trên công nghệ WiMAX, của chúng ta cần mang những đặc thù thiết yếu sau: Hệ thống phải mang tính mở tuyệt đối, chuyển giao được dịch vụ đến tất cả các người dùng đầu cuối trong cả nước, không phân biệt chủng loại khách hàng. Hệ thống phải phù hợp hoàn toàn với hầu hết mọi đặc thù địa lý trong cả nước nhằm bảo đảm việc chuyển giao Internet đến các khu vực vùng sâu, vùng xa, hải đảo,..những nơi mà chi phí cho việc kép cáp là rất lớn. Hệ thống không phụ thuộc vào hạ tầng mạng PSTN trong quá trình hoạt động và cung cấp dịch vụ. Hệ thống phải cung cấp được băng thông truy cập cao hơn gấp nhiều lần so với các dịch vụ hiện tại, trong khi chỉ đòi hỏi khách hàng một chi phí đầu tư cho hạ tầng kết nối thấp hơn hoặc bằng mức hiện tại. Hệ thống phải cho phép tích hợp nó vào hạ tầng mạng VNN tổng thể một cách dễ dàng. Đơn giản hóa và cho phép quá trình đấu nối vào mạng tổng thể của các đầu cuối được thực hiện dễ dàng hơn, bao gồm cả đầu cuối là cơ quan, tổ chức và người dùng riêng lẻ. Cho phép một số lượng rất lớn thiết bị đầu cuối được kết nối đồng thời đến một trạm tiếp nhận nào đó của hệ thống. Số lượng có thể lên đến vài ngàn. Vượt qua được các hạn chế về khoảng cách cho phép của dịch vụ Wifi@VNN hiện nay. Cho phép đầu cuối kết nối không dây đến mỗi trạm ở khoảng cách xa lên đến hàng chục km theo cả 2 hình thức điểm-điểm và điểm - đa điểm. Hệ thống phải cho phép chuyên chở đồng thời các dịch vụ video, thoại và data thông qua sóng vô tuyến kết nối. Hoạt động trong một dải tần rộng bao gồm rất nhiều kênh. Tương thích với tất cả các chuẩn về không dây hiện đang có trên thế giới như IEEE 802.11 b, a, g,.. Hệ thống phải mang tính mở và tương thích với đa dạng chủng loại thiết bị không dây đầu cuối thế hệ mới tuân theo chuẩn IEEE 802.16, do nhiều nhà sản xuất khác nhau cung cấp. Hệ thống phải từng bước thay thế được các dịch vụ truy cập Internet có dây hiện nay. Tương lai sẽ chuyển toàn bộ các loại hình dịch vụ được VDC cung cấp sang nền tảng truy cập không dây. Thông qua việc bám sát những định hướng thiết kế này, chắc chắn hạ tầng mới sẽ cho phép VDC tạo ra và chuyển giao một thế giới không dây thực thụ theo chuẩn thế hệ mới cho người sử dụng đầu cuối. Một mô hình tổ chức dựa trên nền công nghệ tiên tiến WiMAX, gần tương tự với hệ thống của các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại di động, sẽ nâng VDC lên tầm của một WISP- Nhà cung cấp dịch vụ Internet không dây- tiên phong của Việt Nam và cả khu vực. 5.2. Mô hình kết nối 5.2.1. Mô hình kết nối tổng quát Thông qua những ý tưởng và định hướng thiết kế đã trình bày bên trên, rõ ràng hạ tầng WiMAX thế hệ thứ nhất của VDC phải mang tính mở cao và bảo đảm việc cung cấp dịch vụ cho tất cả người dùng tại mọi miền, mọi khu vực địa lý trong cả nước. Bên cạnh đó, hạ tầng mới cũng chỉ dựa vào sóng điện từ để làm nền tảng cho việc trao đổi dữ liệu và chuyển giao dịch vụ. Do đó, mô hình kết nối WMAN (Wireless MAN) cho VDC sẽ phần nào tương tự như hình thức phân bố và tổ chức của các công ty Vinaphone hay Mobiphone trong lĩnh vực dịch vụ thoại di động. Một cách tổng quát, mô hình tổ chức tổng thể của WiMAX@VNN sẽ bao gồm các thành phần sau: 5.2.1.1. Trạm phát sóng cơ sở - WiMAX BTS (Base Transmit Station) Các trạm phát sóng cơ sở này sẽ đóng vai trò giống như một điểm truy cập trong công nghệ không dây Wifi trước đây, và là nơi tiếp nhận các kết nối và giao tiếp với các thiết bị đầu cuối. Tuy nhiên về phương diện kỹ thuật và khả năng hoạt động, các WiMAX BTS sẽ vượt trội hẳn so với Wifi AP. Hình 5.1. Mô hình cơ bản của một WiMAX BTS. Như đã phân tích ở trên, đặc thù của WiMAX@VNN là phải bao phủ được đến từng người dùng đầu cuối và từng nhà, nên các WiMAX BTS sẽ được trang bị những tính năng sau: Được trang bị nhiều anten độ lợi cao theo nhiều góc phương vị nhằm bảo đảm việc phủ sóng đủ cho cả 3600 xung quanh BTS. Tùy theo góc phát nửa công suất của các anten này mà ta sẽ quyết định về số lượng cũng như bố trí điểm đặt cho chúng. Các anten này sẽ làm nhiệm vụ tiếp nhận sóng kết nối của thiết bị không dây đầu cuối. Ngoài ra, trong một phiên kết nối, nó cũng sẽ thực thi tác vụ truyền ngược lại các đáp ứng của hạ tầng Internet cho các yêu cầu của người dùng. Có khả năng hỗ trợ và giao tiếp trên một dải tần rộng đi từ 2-11Ghz. Cho phép giao tiếp đồng thời với nhiều chuẩn không dây hiện tại và trong tương lai Hỗ trợ đồng thời được cả 2 loại hình kết nối điểm-đa điểm và điểm-điểm. Điểm đặc biệt của công nghệ WiMAX là không phụ thuộc vào vấn đề LOS (Light of Sight). Đây là một ưu điểm vượt trội lớn so với công nghệ Wifi trước đây. Điều này có nghĩa là WiMAX BTS vừa có thể giao tiếp với đầu cuối di động vừa có thể cung cấp dịch vụ không dây băng rộng cho các thuê bao đầu cuối cố định (các cơ quan, tổ chức). Khả năng tương thích với nhiều loại đầu cuối của WiMAX BTS. Cho phép một số lượng lớn lên đến vài ngàn phiên kết nối đồng thời kết nối đến các trạm phát sóng cơ sở này. Cho phép kết nối ở khoảng cách xa lên đến hàng chục km với băng thông giao tiếp lên đến 70Mbps riêng biệt cho mỗi đầu cuối. Trong khi với công nghệ Wifi trước đây, khoảng cách này thường chỉ được cho phép trong vòng một vài km. Rõ ràng, thông qua các tính năng vượt trội đã đề cập bên trên, các WiMAX BTS sẽ là lựa chọn lý tưởng để triển khai hệ thống phủ sóng bao phủ cả một diện tích rộng lớn. Bên cạnh đó, đặc điểm không đòi hỏi tầm nhìn thẳng (LoS) trong mô hình điểm-đa-điểm sẽ cho phép chúng ta vượt qua các trở ngại về vật cản, che chắn trong khu đô thị một cách dễ dàng. Cũng giống như các BTS trong hạ tầng của các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại di động, một WiMAX BTS sẽ phủ sóng cho hàng ngàn thiết bị đầu cuối. Việc tổ chức và phân bố các BTS sẽ do VDC quyết định, tuy nhiên, về số lượng WiMAX BTS cho mỗi khu vực, tỉnh thành sẽ ít hơn rất nhiều so với số Hotspot trong hệ thống Wifi@VNN trước đây. Định hướng cho việc tổ chức các WiMAX BTS có thể như sau: Đối với các thành phố trực thuộc Trung ương Các thành phố trực thuộc Trung ương thường rất phức tạp về hạ tầng, kiến trúc xây dựng, nên ít nhiều cũng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của dịch vụ không dây thế hệ mới được cung cấp do sự che chắn của chúng. Bên cạnh đó, mật độ dân cư cũng như mật độ người dùng đầu cuối của các địa điểm này thường khá lớn. Do mỗi WiMAX BTS chỉ đáp ứng được khoảng vài ngàn đầu cuối đồng thời kết nối đến, nên tương ứng chúng ta phải triển khai khoảng 100 - 200 BTS cho mỗi khu vực này. Việc dùng số lượng lớn là nhằm đáp ứng về số lượng lớn người dùng. Còn về băng thông kết nối và khoảng cách cho phép, hệ thống BTS này chắc chắn sẽ đáp ứng và đảm bảo phủ sóng đến mọi điểm thuộc các thành phố này. Một cơ chế chuyển vùng giữa các WiMAX BTS cũng sẽ được thiết kế nhằm bảo đảm dịch vụ luôn được chuyển giao hiệu quả. Một điểm quan trọng cần nhấn mạnh là với hạ tầng WiMAX BTS đủ mạnh như trên, chúng ta hoàn toàn có thể thay thế tất cả các dịch vụ truy cập Internet dựa trên nền cáp đồng, cáp mạng thậm chí cáp quang bằng dịch vụ WiMAX@VNN. Lợi điểm này cũng có giá trị cho tất cả những vùng ngoại ô, các khu vực phụ cận và khu Công Nghiệp tọa lạc xung quanh. Các đối tượng cho nhóm này sẽ là Thủ đô Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh và Thành phố Đà Nẵng. Đối với các tỉnh, thành phố khác trên khắp cả nước Hiện nay nhu cầu khai thác và sử dụng của người dân là rất lớn. Nó không chỉ tập trung ở các thành phố lớn, mà ở các tỉnh thành, mật độ này cũng khá cao. Tuy nhiên tại mỗi một địa phương trong các tỉnh, nhu cầu sử dụng cũng như số lượng thuê bao đầu cuối hiện tại là rất khác nhau. Vì thế khi chuyển hướng sang dịch vụ WiMAX@VNN, chúng ta cần tổng hợp cụ thể về số lượng thuê bao Internet đầu cuối tại mỗi khu vực. Con số này sẽ gần như tương đương với số phiên kết nối mà hệ thống WiMAX BTS tại đây phải đáp ứng. Mỗi một WiMAX BTS sẽ hỗ trợ được vài ngàn đầu cuối, từ đó chúng ta sẽ qui đổi sang để tính toán ra số BTS cần thiết. Khoảng cách kết nối cho phép của các BTS cũng rất lớn nên vấn đề còn lại chỉ là bố trí các hệ thống này tại đâu để có thể khai thác tối đa tính năng cũng như giảm thiểu số lượng WiMAX BTS cần đầu tư. Một hướng đề nghị là chúng ta sẽ đặt WiMAX BTS gần điểm lắp đặt BTS của các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông. Do loại hình dịch vụ điện thoại di động chỉ hoạt động chủ yếu trên 2 dải tần 900MHz và 1.8/1.9Ghz, trong khi dải tần hoạt động của WiMAX BTS là 2-11GHz, nên khả năng gây ảnh hưởng nhiễu qua lại giữa các BTS là rất ít. Với tổ chức BTS như hiện nay, các nhà cung cấp dịch vụ thoại di động đã hoàn toàn phủ sóng được trên cả nước. Vì thế, việc bám sát các điểm BTS này cũng sẽ góp phần đem lại tính khả thi cao cho mạng WiMAX@VNN trong vấn đề phủ sóng. Đối với các khu vực địa lý đặc thù như vùng cao, hải đảo Đặc thù địa lý của các khu vực này luôn là một trở ngại lớn cho các ISP khi muốn mở rộng dịch vụ đến các người dùng tại đây. Việc kéo cáp đến những điểm này không phải không khả thi, nhưng lại cần một chi phí cực lớn trong khi số lượng thuê bao lại khá ít. Vì thế, dường như chỉ có các WISP là có thể giải quyết được bài toán này một cách hiệu quả nhất. Với WiMAX@VNN, công việc của chúng ta đơn giản chỉ là lắp đặt trạm BTS tại các điểm hợp lý. Đối với khu vực vùng cao, các WiMAX BTS có thể được tổ chức tại các điểm có độ cao tốt nhằm tạo tầm bao phủ rộng lớn. Các người dùng đầu cuối nằm trong tầm khoảng cách của BTS sẽ dùng thiết bị chuyên dụng để bắt đến trạm phát. Tùy theo khoảng cách và địa hình cụ thể được khảo sát, số lượng BTS sẽ được quyết định tương ứng. Mô hình tương tự cũng sẽ được áp dụng cho các vùng hải đảo. Trong trường hợp đảo nằm cách bờ một khoảng cách tương đối, chúng ta sẽ dùng BTS đặt tại bờ để cung cấp dịch vụ. Cần lưu ý là do tín hiệu cho loại hình thuê bao này phải vượt qua biển nên sẽ có một số suy hao nhất định. Vì thế, khoảng cách tối đa cho phép sẽ giảm so với trong đất liền. Trong trường hợp cụm đảo nằm xa hơn mức cho phép, chúng ta có thể dùng Viba hoặc thậm chí VSAT để nối từ đất liền ra một đảo nào đó. Khi đó, ta sẽ đặt một WiMAX BTS để phủ sóng cho toàn bộ các đảo xung quanh đó. 5.2.1.2 Trung tâm quản lý Bám sát theo các mô hình hệ thống cung cấp dich vụ đã được triển khai thành công trên cả nước, hệ thống mạng không dây thế hệ mới của VDC cũng sẽ là sự kết nối của nhiều WiMAX BTS từ các tỉnh thành về một điểm tập trung duy nhất. Và các trung tâm quản lý sẽ được hình thành tại những điểm tập kết này. Nhìn chung, với vai trò trước đây và hạ tầng kiến trúc mạng hiện có, VDC1, VDC2, VDC3 sẽ là những lựa chọn hợp lý nhất cho vai trò này. Hiện tại, hệ thống mạng đường trục của VNN cung cấp dịch vụ cho người dùng đầu cuối trên cả nước đang được tập trung về những điểm này. Bên cạnh đó, cả 3 trung tâm giám sát này đều có cổng Internet đi ra quốc tế với băng thông khá lớn. Trên tinh thần đó, một hệ thống quản lý dịch vụ WiMAX sẽ được triển khai tại cả 3 nơi nhằm cho phép tiếp nhận nhiều kết nối từ các WiMAX BTS ở xa về và chuyển chúng ra Internet theo một cửa ngõ duy nhất dành riêng cho WiMAX@VNN. Hình 5.2. Mô hình đề nghị cho trung tâm quản lý. Về cơ bản, trung tâm quản lý cần có các thành phần sau: Hệ thống tiếp nhận kết nối: Đảm nhận vai trò kết nối trung tâm quản lý và tất cả các WiMAX BTS đầu cuối. Môi trường kết nối chính sẽ là hạ tầng đường trục mà công ty VNPT đang sở hữu hoặc là không gian điện từ thực tế. Ngoài ra, hệ thống này còn phải hỗ trợ giao diện LAN để kết nối với các thành phần còn lại trong trung tâm quản lý. Subcriber Gateway: Cửa ngõ dành cho thuê bao. Nhiệm vụ chính của nó là quản lý tất cả thông tin về thuê bao của WiMAX@VNN. Việc chứng thực người dùng hay tính cước khai thác Internet đều phải thông qua Gateway này. Chính vì lẽ đó́, Subcriber Gateway luôn được dặt tại cửa ngõ liên thông Internet duy nhất của toàn hệ thống cho từng miền. Với đặc thù này, Cisco Building Broadband Service Manager (BBSM) là một sự lựa chọn lý tưởng cho vai trò của một Subcriber Gateway. BBSM sẽ kết nối với hệ thống tiếp nhận kết nối qua giao diện LAN để tiếp nhận các yêu cầu của thuê bao WiMAX@VNN từ xa gửi về. Từ đó, nó sẽ thực thi nhiệm vụ của mình để cho phép hoặc không cho phép khách hàng thuê bao được đi ra Internet, hay ghi nhận thông tin cho việc tính cước đối với các khách hàng này. Hệ thống Firewall: Có nhiệm vụ chính là bảo vệ cho Trung tâm quản lý nói riêng và toàn hệ thống WiMAX@VNN cục bộ cho từng miền nói chung. Vì toàn hệ thống chỉ sử dụng một cửa ngõ đi Internet duy nhất nên hệ thống Firewall tại đây đòi hỏi phải có thông lượng khá tốt, hoạt động hiệu quả và ổn định. Đối với những đòi hỏi đặc thù như vậy Cisco PIX Firewall thường là một sự lựa chọn tốt cho nhà cung cấp dịch vụ. Bên cạnh đó, sự đồng bộ về nhà sản xuất của thiết bị cho một giải pháp tổng thể luôn là thế mạnh của sản phẩm Cisco. Hệ thống máy chủ chức năng: Bao gồm Radius server, Billing Server, DBMS server và các LAN server khác. Mỗi máy chủ sẽ đảm nhiệm vai trò của một chức năng đặc thù. Tuy nhiên, việc kết hợp chúng lại với nhau trong một hệ thống của trung tâm quản lý sẽ cho phép nhà cung cấp dịch vụ quản lý người dùng đầu cuối của mình một cách chặt chẽ và hiệu quả. Về mặt cược phí mô hình này cũng cho phép VNN cung cấp đa dạng hình thức tính cước cho người dùng đầu cuối, một cách tương tự như các dịch vụ VNN1260, 1269 đã có từ lâu. 5.2.1.3. Phương án đấu nối tập trung các WiMAX BTS về Trung tâm quản lý Nhìn chung, khi triển khai một dịch vụ mới cho người dùng đầu cuối, các nhà cung cấp dịch vụ Internet thường bám sát và khai thác triệt để hạ tầng cáp sẵn có, nhất là hạ tầng mạng đường trục của VNPT và một phần nào đó là của hạ tầng PSTN. Phương thức đầu nối các trạm dịch vụ về Trung tâm quản lý luôn luôn là kéo cáp. Tuy nhiên, khi nâng tầm lên thành một nhà cung cấp dịch vụ thông tin không dây WISP (Wireless Information Service Provider) , dựa trên nền tảng công nghệ WiMAX, chúng ta sẽ có nhiều phương án hơn để chọn lựa nhờ những đặc tính ưu việt của công nghệ không dây thế hệ mới. Về phương diện kỹ thuật, chúng ta có 2 phương án đấu nối sau: Đấu nối WiMAX BTS về Trung tâm dùng cáp Trong hướng này, chúng ta sẽ thực hiện việc triển khai các tuyến Cáp để nối từ trạm dịch vụ BTS về Trung tâm. Sẽ có 2 loại hình đối với các tuyến Cáp này: Tuyến cáp đi trực tiếp từ trạm dịch vụ về trung tâm quản lý tại mỗi miền. Tuyến cáp này thường sẽ chỉ dành cho các BTS nằm tại những thành phố trực thuộc Trung ương và một số vùng ngọai thành lân cận. Vì số lượng thuê bao đồng thời kết nối đến mỗi BTS sẽ rất lớn vào khoảng vài ngàn, nên đòi hỏi băng thông hỗ trợ của hệ thống Cáp này phải đủ lớn. Bên cạnh đó, đặc thù của dịch vụ WiMAX là cung cấp dịch vụ truy cập không dây với băng thông rộng hơn gấp nhiều lần so với trước đây. Do đó, chúng tôi đề nghị triển khai cáp quang cho những kết nối thuộc loại này. Với chế độ hoạt động song công, băng thông cung cấp sẽ đủ lớn để đáp ứng cho người dùng. Đồng thời tính ổn định của cáp quang cũng sẽ gia tăng độ ổn định của dịch vụ. Tuyến cáp đi gián tiếp từ trạm dịch vụ về trung tâm quản lý tại mỗi miền. Tuyến cáp này sẽ dành cho các trạm dịch vụ ở cách xa trung tâm quản lý, và thường là phủ sóng cho các tỉnh, thành phố cấp 2, 3 trong khu vực. Do khoảng cách thường rất xa, nên các điểm này sẽ được kết nối đến bưu điện gần nhất. Từ đó, thông qua hạ tầng đường trục của VNPT, kết nối trạm dịch vụ về Trung tâm quản lý tương ứng của mỗi miền. Để đấu nối từ BTS về các bưu điện cục bộ, chúng ta có thể dùng cáp quang hoặc công nghệ xDSL. Tuy nhiên, chúng tôi đề nghị chỉ triển khai xDSL đối với những trạm nào phủ sóng cho số lượng ít thuê bao. Cáp quang sẽ là chọn lựa hợp lý hơn. Đấu nối WiMAX BTS về Trung tâm dùng Sóng điện từ Một ưu điểm của công nghệ WiMAX là nó cho phép các thiết bị giao tiếp bằng sóng điện từ ở những khoảng cách rất lớn theo cả 2 mô hình điểm-đa-điểm và điểm-điểm. Đặc thù này sẽ cho chúng ta thêm một lựa chọn nữa trong việc đấu nối WiMAX BTS về Trung tâm quản lý bên cạnh hướng triển khai hệ thống Cáp. Về phương diện kỹ thuật, hướng này sẽ hoàn toàn tương tự với các kết nối Viba đã và đang triển khai trong thực tế. Trong đó, các trạm dịch vụ sẽ được lắp đặt anten chuyên dụng để đấu nối điểm-điểm về hệ thống tiếp nhận tương ứng tại Trung tâm quản lý. Lúc này, sóng điện từ sẽ thay thế vai trò của các tuyến Cáp nói trên. Hướng này sẽ mang lại cho chúng ta sự linh hoạt và chủ động khi triển khai các WiMAX BTS. Trên nền công nghệ không dây thế hệ mới, băng thông của liên kết sẽ vào khoảng 70Mbps, tạm chấp nhận được để cung cấp dịch vụ truy cập Internet băng rộng cho người dùng đầu cuối. Độ ổn định của các kết nối cũng sẽ cao hơn so với các công nghệ không dây trước đây. Tuy nhiên, khi triển khai theo hướng này đòi hỏi chúng ta phải khắc phục được khuyết điểm của công nghệ vô tuyến nói chung là thỏa mãn LoS. Nhìn chung, cả 2 phương pháp đấu nối trạm dịch vụ BTS về Trung tâm quản lý đều sẽ phải được sử dụng. Mỗi hướng giải pháp có một thế mạnh riêng của chúng trong từng loại địa hình đặc thù và sẽ bổ trợ tốt cho nhau. Một khi triển khai tuyến Cáp không khả thi hoặc cần một chi phí quá lớn thì hướng kết nối không dây từ trạm BTS về Trung tâm sẽ được sử dụng. Ngược lại, trong điều kiện bị che chắn quá lớn, các tuyến Cáp sẽ giúp chúng ta giải quyết bài toán tích hợp các trạm dịch vụ BTS vào hệ thống. 5.2.2. Khả năng tích hợp với hệ thống hiện tại Như đã trình bày ở trên, hệ thống WiMAX@VNN của chúng ta sẽ bao gồm rất nhiều WiMAX BTS đặt tại khắp các tỉnh thành trên cả nước được đấu nối về các trung tâm quản lý tương ứng cho từng miền. Các trung tâm quản lý này sẽ được đặt bên trong VDC1, VDC2 và VDC3. Hiện nay, tại các điểm này đang tồn tại sẵn một hạ tầng đấu nối khá đầy đủ. Hạ tầng này bao gồm cả hệ thống đấu nối vào mạng đường trục của quốc gia và cả hệ thống cửa ngõ giao tiếp với các ISP lân cận hay cửa ngõ Internet đi ra quốc tế. Thông qua những hạ tầng này, dịch vụ sẽ được triển khai cho tất cả các thuê bao đầu cuối trên cả nước. Điểm quan trọng là tất cả các hệ thống đấu nối tại 3 trung tâm đều mang tính mở rất cao, có nghĩa là chúng sẵn sàng cho việc tiếp nhận các hệ thống cung cấp dịch vụ mới ra đời sau. Đứng trên cơ sở đó, rõ ràng việc tích hợp mạng WiMAX@VNN vào hệ thống mạng tổng thể VNN hiện tại là vô cùng khả thi. Để thực hiện việc tích hợp này, chúng ta cần thiết phải chọn lựa và triển khai các phương án cụ thể để đấu nối các WiMAX BTS về 3 trung tâm quản lý. Sau khi tất cả các trạm dịch vụ đã được đấu nối về các hệ thống tiếp nhận tại Trung tâm thành công, phần việc còn lại chỉ là tích hợp các phân hệ tiếp nhận kết nối trên vào hệ thống hiện có. Phân hệ tiếp nhận đấu nối của WiMAX BTS có thể những bộ đấu nối cáp quang hoặc là các bộ thiết bị không dây dùng công nghệ WiMAX. Quá trình tích hợp có thể theo mô hình sau : Hình 5.3. Sự tích hợp với các hệ thống hiện tại. Quá trình tích hợp đối với các WiMAX BTS dùng Cáp Đối với các tuyến cáp quang hay cáp đồng (dùng cho xDSL), điểm tiếp nhận kết nối sẽ là hệ thống các bộ chuyển mạch cấp cao của Cisco. Tùy theo số lượng WiMAX BTS được triển khai, chúng ta sẽ sử dụng số bộ chuyển mạch Cisco Catalyst 6509 hoặc 6513 tưong ứng. Mỗi một bộ chuyển mạch này có thể hỗ trợ đồng thời hàng trăm giao diện kết nối Cáp quang. Khi ấy, các bộ chuyển mạch này lại tiếp tục được đấu nối trung kế hoặc nối tiếp vào những bộ chuyển mạch Cisco Catalyst 6509 đang có sẵn tại Trung tâm quản lý. Từ đó, hòa vào hạ tầng mạng VNN tổng thể. Điểm đặc thù là các bộ chuyển mạch Cisco đều cho phép tạo ra nhiều không gian kết nối riêng biệt trên nó. Vì thế, đơn giản chúng ta chỉ cần tạo thêm VLAN mới dành riêng cho phân hệ dịch vụ WiMAX và tích hợp các thành phần của nó vào đây. Phần lớn, hình thức tích hợp này sẽ được áp dụng cho các thành phố trực thuộc Trung ương, nơi hiện mà có 3 trung tâm quản lý hiện tại của mạng VNN. Quá trình tích hợp đối với các WiMAX BTS dùng Sóng điện từ Đối với các WiMAX BTS dùng sóng điện từ để kết nối về Trung tâm quản lý, việc tích hợp sẽ đi theo hướng khác. Vai trò của các bộ chuyển mạch tiếp nhận đấu nối sẽ được chuyển sang cho những hệ thống tiếp nhận sóng điện từ. Các bộ này cũng sẽ hoạt động trên nền công nghệ WiMAX và cho phép tiếp nhận đồng thời nhiều trạm dịch vụ BTS nối về. Về đặc thù kỹ thuật, các bộ thiết bị này hoàn toàn có thể cho phép giao tiếp với đầu cuối không dây. Tuy nhiên, chúng ta sẽ cấu hình để nó chỉ thực hiện giao tiếp với các đầu cuối là WiMAX BTS mà thôi nhằm tăng cường băng thông kết nối và mở rộng số lượng kết nối có thể tiếp nhận. Trên nguyên tắc, tất cả các chuẩn không dây đều hỗ trợ thêm giao tiếp Ethernet dùng cho mạng cục bộ, bên cạnh giao tiếp sóng điện từ đặc thù của chúng. Do đó, để tích hợp các bộ thiết bị này vào hạ tầng tổng thể, chúng ta sẽ thực hiện việc đấu nối các giao tiếp LAN của chúng vào VLAN tương ứng dành cho mạng WiMAX@VNN trên bộ chuyển mạch Cisco Catalyst 6509. Quá trình tích hợp các WiMAX BTS vào bưu điện sở tại Đối với các tỉnh thành, khu vực mà Trung tâm quản lý không thuộc về, quá trình tích hợp vào hệ thống hiện tại có thể chia làm 2 nhóm sau: Nhóm 1: Bao gồm các điểm cách 3 thành phố lớn một khoảng cho phép (không quá 50km). Khi đó, các BTS sẽ trực tiếp đấu nối về hệ thống tiếp nhận WiMAX tại Trung tâm quản lý tương ứng của miền đó thông qua sóng điện từ. Nhóm 2: Bao gồm các điểm cách rất xa 3 thành phố lớn (lớn hơn 50km). Khi đó, các BTS sẽ được đấu nối vào các Bưu điện cục bộ tại địa phương. Mô hình kết nối đề nghị có thể như sau: Hình 5.4. Sự tích hợp các WiMAX BTS vào các bưu điện sở tại. Phương án kết nối chính sẽ là triển khai trực tiếp tuyến cáp quang từ các WiMAX BTS về điểm tiếp nhận tại Bưu điện tại địa phương. Khi ấy, các bưu điện này sẽ được đầu tư thêm những bộ chuyển mạch Cisco có hỗ trợ khả năng tiếp nhận kết nối quang. Tùy theo số lượng BTS nối về, chủng loại của thiết bị chuyển mạch sẽ được quyết định cụ thể. Phương án cáp quang sẽ chỉ dành cho các BTS nằm cách Bưu điện một khoảng tầm trung. Bên cạnh đó, chúng ta sẽ chuẩn bị thêm phương án dùng công nghệ đấu nối xDSL. Khi ấy, tại BTS sẽ có thêm bộ định tuyến Cisco chuyên dụng hỗ trợ công nghệ GSHDSL. Bộ định tuyến này sẽ nối vào hệ thống tiếp nhận DSL sẵn có trong các Bưu điện, từ đó kết nối BTS về điểm tập trung. Tuy nhiên, hướng dùng DSL chỉ nên triển khai trong những trường hợp rất đặc thù mà thôi. Cuối cùng là phương án trang bị hệ thống thiết bị WiMAX tại Bưu điện để tiếp nhận sóng kết nối không dây của các BTS. Lúc này, giao tiếp LAN của hệ thống WiMAX sẽ được kết nối vào bộ chuyển mạch Cisco có sẵn tại Bưu điện, từ đó chưyển tiếp tín hiệu sóng điện từ sang mạng cục bộ của Bưu điện địa phương. Sau khi giải quyết ổn thỏa bài toán kết nối về Bưu điện, công việc còn lại là khá đơn giản. Bởi lẽ hiện nay, hầu như tất cả các Bưu điện trên cả nước đã được kết nối với nhau thông qua mạng đường trục của quốc gia và hạ tầng cáp của VNPT. Cả 3 Trung tâm quản lý của công ty VDC cũng được hòa vào hệ thống này. Vì thế, vấn đề chỉ là cấu hình để định hướng cho các dữ liệu của dịch vụ WiMAX@VNN đổ về các Trung tâm quản lý và tích hợp vào mạng VNN tổng thể. Tóm lại, khả năng tích hợp hệ thống WiMAX vào mạng VNN để biến WiMAX@VNN thành một dịch vụ Internet thế hệ mới của công ty VDC là hoàn toàn khả thi. Tuy nhiên, các phương án tích hợp bên trên chỉ mang tính giới thiệu và đề nghị. 5.2.3. Khả năng tích hợp với các đầu cuối khác nhau Mục tiêu của một nhà cung cấp dịch vụ Internet là phải làm sao chuyển giao được đa dạng dịch vụ ổn định, băng thông cao đến cho càng nhiều càng tốt các thuê bao đầu cuối. Vì thế, một khi công ty VDC đã quyết tâm nâng tầm thành một WISP, khả năng tích hợp hay nói cáck khác là chủng loại thiết bị đầu cuối được cho phép giao tiếp với hạ tầng WiMAX sẽ là một vấn đề cần phải quan tâm. Nhìn chung, trước đây, các chuẩn không dây Wifi IEEE 802.11 đã cho phép hình thành nên các Wifi Hotspot để cung cấp dịch vụ truy cập không dây. Tuy nhiên, không gian và phạm vi cũng chỉ bó hẹp trong một mạng cục bộ nào đó với bán kính nhỏ. Các thiết bị đầu cuối nếu muốn giao tiếp phải tuân theo chuẩn không dây mà các điểm truy cập hỗ trợ. Nói chung card không dây đầu cuối 802.11a chỉ có thể giao tiếp với Access Point 802.11a ở dải tần 5GHz. Thiết bị đầu cuối 802.11g chỉ có thể giao tiếp với Access Point 802.11b/g ở dải tần 2.4GHz,... Với các thiết bị kỹ thuật số không dây đầu cuối, mô hình Private Area Network thông qua sự hỗ trợ của công nghệ Bluetooth theo chuẩn IEEE 802.15 cũng cho phép những giao tiếp bằng sóng điện từ được diễn ra, tuy nhiên chỉ trong khoảng cách không quá 10m. Rõ ràng, chủng loại thiết bị đầu cuối là vô cùng đa dạng. Mỗi loại sẽ hoạt động trên một chuẩn không dây và những phương thức điều chế sóng mang với nhau. Bởi thế, để có thể tạo được sự linh hoạt trong vấn đề cung cấp dịch vụ và tính mở cao nhất cho hệ thống mạng không dây thế hệ mới của chúng ta cần phải tích hợp được với tất cả chủng loại đầu cuối này. Và đứng trên phương diện này, công nghệ WiMAX sẽ là một lựa chọn lý tưởng cho các nhà cung cấp dịch vụ Internet không dây băng rộng. Khả năng hỗ trợ và tích hợp được với các đầu cuối của WiMAX BTS là vô cùng đa dạng, cụ thể như sau: Giao tiếp với đầu cuối theo chuẩn IEEE 802.16 Các thiết bị đầu cuối theo chuẩn 802.16 và các trạm dịch vụ WiMAX BTS nhìn chung sẽ sử dụng cùng một loại sóng điện từ thế hệ mới (sóng tự cấu hình RCA và sóng vô tuyến tích hợp sẫn CMOS) với các phương thức điều chế tương ứng. Do đó, việc giao tíếp và tích hợp các đầu cuối này vào WiMAX BTS xem như là mặc nhiên. Chuẩn công nghệ WiMAX làm việc trong dải tần từ 2-11GHz. Vì thế tất cả các thiết bị không dây đầu cuối theo chuẩn 802.16 và có tần số hoạt động lọt vào dải tần này đều được phép kết nối trực tiếp đến trạm cung cấp dịch vụ tương ứng. Hình thức tích hợp phổ biến có thể sẽ là điểm-đa-điểm, điểm-điểm sẽ được dùng trong một số trừơng hợp đặc biệt. Cần nhắc lại rằng, tầm bao phủ của một WiMAX BTS là lên đến 50km và hỗ trợ đồng thời hàng ngàn phiên tích hợp đồng thời của đầu cuối không dây. H ình 5.5. Mô hình mạng giao tiếp với các thiết bị đầu cuối theo chuẩn 802.16. Giao tiếp với đầu cuối theo chuẩn IEEE 802.11 Thông thường các chuẩn không dây ra đời trước đây, mà điển hình là công nghệ Wifi IEEE 802.11, chủ yếu dùng tín hiệu sóng vô tuyến rời rạc. Dải tần hoạt động và phương thức điều chế sóng mang cũng khác nhau giữa 802.11a và 802.11b/g. Vì thế việc triển khai giao tiếp giữa các đầu cuối đến điểm truy nhập khác chuẩn sẽ cần đến những kỹ thuật đặc biệt. Với WiMAX, bài toán cũng gần như tương tự. Các đầu cuối Wifi sẽ kết nối trực tiếp đến điểm truy cập tương ứng của chúng. Sau đó tại điểm đặt các AP này sẽ có thêm một bộ thiết bị WiMAX. Thiết bị này có nhiệm vụ thiết lập kết nối bằng sóng điện từ đến WiMAX BTS nào gần nhất, từ đó làm điểm trung chuyển cho giao tiếp của đầu cuối 802.11 đến BTS 802.16. Điều này đồng nghĩa với việc là các Wifi Hotspot tạm thời sẽ vẫn còn được khai thác để cung cấp dịch vụ truy cập cho các đầu cuối Wifi. Tuy nhiên, về nguyên tắc, trong tương lai các nhà sản xuất sẽ thực hiện một số cải tiến và đưa ra những phiên bản tiếp theo cho IEEE 802.16. Khi ấy, rất có thể các đầu cuối Wifi thuộc 2 dải tần 2.4GHz và 5GHz sẽ được phép tích hợp trực tiếp đến WiMAX BTS H ình 5.6. Mô hình mạng giao tiếp với các thiết bị đầu cuối theo chuẩn WiFi Giao tiếp với đầu cuối theo chuẩn IEEE 802.15, điện thoại di động Hiện tại IEEE 802.15 chỉ cho phép các thiết bị kỹ thuật số đầu cuối như notebook, PDA,.. giao tiếp với nhau theo công nghệ Bluetooth. Mặc dù tốc độ giao tiếp khá lớn 480Mbps, nhưng khoảng cách cho phép chỉ trong vòng 10m. Vì thế, chúng thường chỉ được triển khai bên trong khuôn viên của một căn hộ. Tuy nhiên, trong tương lai các thiết bị này sẽ được phép tích hợp đến các WiMAX BTS bằng sóng vô t._.