WiMAX là gì?

WiMAX là một trong những công nghệ không dây băng thông rộng hot nhất hiện nay. Hệ thống WiMAX được kỳ vọng sẽ cung cấp các dịch vụ truy cập băng thông rộng cho khách hàng dân cư và doanh nghiệp một cách tiết kiệm.

Nói một cách dễ hiểu, WiMax là phiên bản Ethernet không dây được chuẩn hóa chủ yếu nhằm thay thế cho các công nghệ dây (chẳng hạn như Modem cáp, DSL và liên kết T1 / E1) để cung cấp truy cập băng thông rộng đến cơ sở của khách hàng.

Nghiêm ngặt hơn, WiMAX là một tổ chức thương mại công nghiệp được thành lập bởi các công ty truyền thông, linh kiện và thiết bị hàng đầu nhằm thúc đẩy và chứng nhận khả năng tương thích và khả năng tương tác của thiết bị truy cập không dây băng thông rộng tuân theo các tiêu chuẩn IEEE 802.16 và ETSI HIPERMAN.

WiMAX sẽ hoạt động tương tự như WiFi, nhưng ở tốc độ cao hơn trong khoảng cách xa hơn và cho nhiều người dùng hơn. WiMAX có khả năng cung cấp dịch vụ ngay cả ở những khu vực mà cơ sở hạ tầng có dây khó tiếp cận và khả năng khắc phục những hạn chế vật lý của cơ sở hạ tầng có dây truyền thống. WiMAX được thành lập vào tháng 4 năm 2001, với mong đợi việc công bố các thông số kỹ thuật IEEE 802.16 10-66 GHz ban đầu. WiMAX là 802.16 như WiFi Alliance là 802.11

So sánh WiMAX & Wi-Fi

WiMAX tương tự như tiêu chuẩn không dây được gọi là Wi-Fi, nhưng ở quy mô lớn hơn nhiều và tốc độ nhanh hơn. Một phiên bản du mục sẽ giúp các thiết bị hỗ trợ WiMAX được kết nối trên các khu vực rộng lớn, giống như điện thoại di động ngày nay. Chúng ta có thể so sánh nó với Wi-Fi dựa trên các yếu tố sau.

Tiêu chuẩn IEEE

Wi-Fi dựa trên tiêu chuẩn IEEE 802.11 trong khi WiMAX dựa trên IEEE 802.16. Tuy nhiên, cả hai đều là tiêu chuẩn IEEE.

Phạm vi

Wi-Fi thường cung cấp khả năng truy cập mạng cục bộ trong phạm vi vài trăm feet với tốc độ lên đến 54 Mbps, một ăng-ten WiMAX duy nhất được mong đợi có phạm vi lên đến 40 dặm với tốc độ 70 Mbps trở lên. Như vậy, WiMAX có thể mang lại kết nối Internet cơ bản cần thiết để phục vụ các mạng Wi-Fi cục bộ.

Khả năng mở rộng

Wi-Fi dành cho các ứng dụng mạng LAN, quy mô người dùng từ một đến hàng chục với một thuê bao cho mỗi thiết bị CPE. Kích thước kênh cố định (20MHz).

WiMAX được thiết kế để hỗ trợ hiệu quả từ một đến hàng trăm thiết bị tại cơ sở Người tiêu dùng (CPE), với số lượng người đăng ký không giới hạn đằng sau mỗi CPE. Kích thước kênh linh hoạt từ 1,5MHz đến 20MHz.

Tốc độ bit

Wi-Fi hoạt động ở tốc độ 2,7 bps / Hz và có thể đạt đỉnh lên tới 54 Mbps ở kênh 20 MHz.

WiMAX hoạt động ở tốc độ 5 bps / Hz và có thể đạt đỉnh lên đến 100 Mbps trong kênh 20 MHz.

Chất lượng dịch vụ

Wi-Fi không đảm bảo bất kỳ QoS nào nhưng WiMax sẽ cung cấp một số cấp độ QoS của bạn. Như vậy, WiMAX có thể mang lại kết nối Internet cơ bản cần thiết để phục vụ các mạng Wi-Fi cục bộ. Wi-Fi không cung cấp băng thông rộng phổ biến trong khi WiMAX thì có.

Bảng so sánh

Freature	WiMax (802.16a)	Wifi (802.11b)	Wifi (802.11a / g)
Sơ cấp Ứng dụng	Không dây băng thông rộng Truy cập	mạng địa phương không dây	mạng địa phương không dây
Băng tần	Được cấp phép / Chưa được cấp phép 2 G đến 11 GHz	ISM 2,4 GHz	2,4 GHz ISM (g) 5 GHz U-NII (a)
Kênh Băng thông	Có thể điều chỉnh 1,25 M đến 20 MHz	25 MHz	20 MHz
Song công một nửa / toàn bộ	Đầy	Một nửa	Một nửa
Công nghệ vô tuyến	OFDM (256 kênh)	Trình tự trực tiếp Trải phổ	OFDM (64 kênh)
Băng thông Hiệu quả	<= 5 bps / Hz	<= 0,44 bps / Hz	<= 2,7 bps / Hz
Điều chế	BPSK, QPSK, 16-, 64-, 256-QAM	QPSK	BPSK, QPSK, 16-, 64-QAM
FEC	Bộ luật hợp hiến Reed-Solomon	Không có	Bộ luật hợp hiến
Mã hóa	Bắt buộc- 3DES Tùy chọn- AES	Tùy chọn- RC4 (AES trong 802.11i)	Tùy chọn- RC4 (AES trong 802.11i)
Tính di động	WiMax di động (802.16e)	Trong giai đoạn phát triển	Trong giai đoạn phát triển
Lưới thép	đúng	Người bán Độc quyền	Nhà cung cấp độc quyền
Giao thức truy cập	Yêu cầu / Cấp	CSMA / CA	CSMA / CA

WiMAX là

Từ viết tắt của Worldwide Interoperability for Microwave Access .
Dựa trên công nghệ MAN không dây.
Một công nghệ không dây được tối ưu hóa để cung cấp các dịch vụ tập trung vào IP trên một khu vực rộng lớn.
Một nền tảng không dây có thể mở rộng để xây dựng các mạng băng thông rộng thay thế và bổ sung.
Chứng nhận biểu thị khả năng tương tác của thiết bị được xây dựng theo IEEE 802.16 hoặc tiêu chuẩn tương thích. Nhóm công tác IEEE 802.16 phát triển các tiêu chuẩn đề cập đến hai loại mô hình sử dụng –

Mô hình sử dụng cố định (IEEE 802.16-2004).
Mô hình sử dụng di động (IEEE 802.16e).

802.16a là gì?

WiMAX là một thuật ngữ dễ hiểu đến nỗi mọi người có xu hướng sử dụng nó cho các tiêu chuẩn và công nghệ 802.16, mặc dù nó chỉ áp dụng cho các hệ thống đáp ứng các tiêu chí tuân thủ cụ thể do Diễn đàn WiMAX đưa ra.

Chuẩn 802.16a cho 2-11 GHz là công nghệ mạng khu vực đô thị không dây (MAN) sẽ cung cấp kết nối không dây băng thông rộng cho các thiết bị Cố định, Di động và Du mục.

Nó có thể được sử dụng để kết nối các điểm phát 802.11 với Internet, cung cấp kết nối trong khuôn viên trường, và cung cấp một giải pháp thay thế không dây cho cáp và DSL để truy cập băng thông rộng dặm cuối.

Tốc độ và phạm vi WiMax

WiMAX dự kiến ban đầu sẽ cung cấp dung lượng lên đến khoảng 40 Mbps trên mỗi kênh không dây cho cả ứng dụng cố định và di động, tùy thuộc vào cấu hình kỹ thuật cụ thể được chọn, đủ để hỗ trợ hàng trăm doanh nghiệp có kết nối tốc độ T-1 và hàng nghìn hộ gia đình có kết nối tốc độ DSL . WiMAX có thể hỗ trợ thoại và video cũng như dữ liệu Internet.

WiMax được phát triển để cung cấp khả năng truy cập băng thông rộng không dây vào các tòa nhà, cạnh tranh với các mạng có dây hiện có hoặc đơn lẻ ở các khu vực nông thôn hoặc dân cư thưa thớt hiện không được bảo vệ. Nó cũng có thể được sử dụng để kết nối các điểm truy cập WLAN với Internet. WiMAX cũng nhằm cung cấp kết nối băng thông rộng cho các thiết bị di động. Nó sẽ không nhanh như trong các ứng dụng cố định này, nhưng kỳ vọng là dung lượng khoảng 15 Mbps trong vùng phủ sóng 3 km.

Với WiMAX, người dùng thực sự có thể không bị sắp xếp truy cập Internet ngày nay và có thể truy cập trực tuyến với tốc độ băng thông rộng, hầu như ở bất cứ đâu họ muốn từ bên trong MetroZone.

WiMAX có thể được triển khai ở nhiều dải tần khác nhau: 2.3GHz, 2.5GHz, 3.5GHz và 5.8GHz

Tại sao sử dụng WiMax?

WiMAX có thể đáp ứng nhiều nhu cầu truy cập khác nhau. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm mở rộng khả năng băng thông rộng để đưa họ đến gần hơn với người đăng ký, lấp đầy khoảng trống trong các dịch vụ cáp, DSL và T1, WiFi và mạng di động, cung cấp truy cập 100 mét cuối cùng từ cáp quang đến lề đường và cung cấp cho các nhà cung cấp dịch vụ một lựa chọn hiệu quả về chi phí khác cho hỗ trợ các dịch vụ băng thông rộng.
WiMAX có thể hỗ trợ các giải pháp băng thông rất cao trong đó mong muốn triển khai phổ lớn (tức là> 10 MHz) bằng cách sử dụng cơ sở hạ tầng hiện có, giảm chi phí trong khi vẫn cung cấp băng thông cần thiết để hỗ trợ đầy đủ các dịch vụ đa phương tiện giá trị cao.
WiMAX có thể giúp các nhà cung cấp dịch vụ đáp ứng nhiều thách thức mà họ phải đối mặt do nhu cầu ngày càng cao của khách hàng mà không phải từ bỏ các khoản đầu tư cơ sở hạ tầng hiện có của họ vì nó có khả năng tương tác liền mạch trên nhiều loại mạng khác nhau.
WiMAX có thể cung cấp phạm vi phủ sóng diện rộng và khả năng chất lượng dịch vụ cho các ứng dụng từ thoại qua IP (VoIP) nhạy cảm với độ trễ thời gian thực đến video trực tuyến thời gian thực và tải xuống không theo thời gian thực, đảm bảo rằng người đăng ký có được hiệu suất mà họ mong đợi cho tất cả các loại thông tin liên lạc.
WiMAX, là công nghệ băng thông rộng không dây dựa trên IP, có thể được tích hợp vào cả mạng di động thế hệ thứ ba (3G) diện rộng và mạng không dây và có dây, cho phép nó trở thành một phần của giải pháp truy cập băng thông rộng liền mạch mọi lúc, mọi nơi.

Cuối cùng, WiMAX được dự định là bước tiếp theo trong sự phát triển của điện thoại di động 3G, thông qua sự kết hợp tiềm năng của các tiêu chuẩn WiMAX và CDMA được gọi là 4G.

Mục tiêu WiMAX

Bản thân một tiêu chuẩn là không đủ để cho phép áp dụng hàng loạt. WiMAX đã tiến bước để giúp giải quyết các rào cản đối với việc áp dụng, chẳng hạn như khả năng tương tác và chi phí triển khai. WiMAX sẽ giúp đốt cháy ngành MAN không dây bằng cách xác định và tiến hành kiểm tra khả năng tương tác và gắn nhãn các hệ thống của nhà cung cấp với nhãn “WiMAX Certified ™” sau khi quá trình kiểm tra hoàn tất thành công.

WiMAX – Các tính năng nổi bật

WiMAX là một giải pháp băng thông rộng không dây cung cấp một tập hợp các tính năng phong phú với nhiều tính linh hoạt về các tùy chọn triển khai và các dịch vụ tiềm năng. Một số tính năng nổi bật đáng được làm nổi bật như sau:

Hai loại dịch vụ

WiMAX có thể cung cấp hai dạng dịch vụ không dây:

Dịch vụ không nhìn thẳng – là một loại dịch vụ WiFi. Đây là một ăng-ten nhỏ trên máy tính của bạn kết nối với tháp WiMAX. Trong chế độ này, WiMAX sử dụng dải tần số thấp hơn – 2 GHz đến 11 GHz (tương tự như WiFi).
Line-of-vision – dịch vụ, trong đó một ăng-ten đĩa cố định hướng thẳng vào tháp WiMAX từ sân thượng hoặc cột điện. Kết nối tầm nhìn mạnh hơn và ổn định hơn, vì vậy nó có thể gửi nhiều dữ liệu với ít lỗi hơn. Truyền đường thẳng sử dụng tần số cao hơn, với phạm vi có thể đạt tới 66 GHz.

Lớp vật lý dựa trên OFDM

Lớp vật lý WiMAX (PHY) dựa trên ghép kênh phân chia theo tần số trực giao, một sơ đồ cung cấp khả năng chống đa đường tốt và cho phép WiMAX hoạt động trong điều kiện NLOS.

Tốc độ dữ liệu cao nhất rất cao

WiMAX có khả năng hỗ trợ tốc độ dữ liệu cực đại rất cao. Trên thực tế, tốc độ dữ liệu PHY cao nhất có thể lên tới 74Mbps khi hoạt động bằng phổ rộng 20MHz.

Điển hình hơn, sử dụng phổ 10MHz hoạt động bằng sơ đồ TDD với tỷ lệ đường xuống-đường lên là 3: 1, tốc độ dữ liệu PHY đỉnh cao tương ứng là khoảng 25Mbps và 6,7Mbps cho đường xuống và đường lên.

Hỗ trợ băng thông có thể mở rộng và tốc độ dữ liệu

WiMAX có kiến trúc lớp vật lý có thể mở rộng cho phép tốc độ dữ liệu dễ dàng mở rộng với băng thông kênh có sẵn.

Ví dụ: hệ thống WiMAX có thể sử dụng 128, 512 hoặc 1.048 bit FFT (biến đổi fourier nhanh) dựa trên việc băng thông kênh tương ứng là 1,25MHz, 5MHz hay 10MHz. Việc chia tỷ lệ này có thể được thực hiện động để hỗ trợ người dùng chuyển vùng trên các mạng khác nhau có thể có phân bổ băng thông khác nhau.

Điều chế và mã hóa thích ứng (AMC)

WiMAX hỗ trợ một số sơ đồ mã hóa điều chế và sửa lỗi chuyển tiếp (FEC) và cho phép thay đổi sơ đồ này theo người dùng và trên cơ sở khung, dựa trên điều kiện kênh.

AMC là một cơ chế hiệu quả để tối đa hóa thông lượng trong một kênh thay đổi theo thời gian.

Truyền lại lớp liên kết

WiMAX hỗ trợ các yêu cầu truyền lại tự động (ARQ) ở lớp liên kết cho các kết nối yêu cầu độ tin cậy nâng cao. Các kết nối hỗ trợ ARQ yêu cầu mỗi gói được truyền đi phải được người nhận xác nhận; các gói chưa được xác nhận được coi là bị mất và được truyền lại.

Hỗ trợ TDD và FDD

IEEE 802.16-2004 và IEEE 802.16e-2005 hỗ trợ cả song công phân chia theo thời gian và song công phân chia theo tần số, cũng như FDD bán song công, cho phép triển khai hệ thống với chi phí thấp.

WiMAX sử dụng OFDM

WiMAX di động sử dụng đa truy cập phân chia theo tần số trực giao (OFDM) như một kỹ thuật đa truy cập, theo đó những người dùng khác nhau có thể được phân bổ các tập con khác nhau của âm OFDM.

Linh hoạt và năng động cho mỗi phân bổ tài nguyên người dùng

Cả việc phân bổ tài nguyên đường lên và đường xuống đều được điều khiển bởi một bộ lập lịch trong trạm gốc. Dung lượng được chia sẻ giữa nhiều người dùng trên cơ sở yêu cầu, sử dụng sơ đồ TDM bùng nổ.

Hỗ trợ cho các kỹ thuật ăng ten nâng cao

Giải pháp WiMAX có một số móc được tích hợp trong thiết kế lớp vật lý, cho phép sử dụng các kỹ thuật đa ăng-ten, chẳng hạn như định dạng chùm, mã hóa không-thời gian và ghép kênh không gian.

Hỗ trợ chất lượng dịch vụ

Lớp MAC của WiMAX có kiến trúc hướng kết nối được thiết kế để hỗ trợ nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm cả các dịch vụ thoại và đa phương tiện.

Hệ thống WiMAX cung cấp hỗ trợ cho các luồng lưu lượng tốc độ bit không đổi, tốc độ bit thay đổi, thời gian thực và không theo thời gian thực, ngoài lưu lượng dữ liệu nỗ lực tối đa.

WiMAX MAC được thiết kế để hỗ trợ một số lượng lớn người dùng, với nhiều kết nối trên mỗi thiết bị đầu cuối, mỗi kết nối có yêu cầu QoS riêng.

Bảo mật mạnh mẽ

WiMAX hỗ trợ mã hóa mạnh mẽ, sử dụng Tiêu chuẩn mã hóa nâng cao (AES) và có giao thức quản lý khóa và quyền riêng tư mạnh mẽ.

Hệ thống cũng cung cấp một kiến trúc xác thực rất linh hoạt dựa trên Giao thức xác thực mở rộng (EAP) , cho phép cung cấp nhiều thông tin đăng nhập của người dùng, bao gồm tên người dùng / mật khẩu, chứng chỉ kỹ thuật số và thẻ thông minh.

Hỗ trợ cho tính di động

Biến thể WiMAX di động của hệ thống có các cơ chế hỗ trợ chuyển giao liền mạch an toàn cho các ứng dụng di động đầy đủ có khả năng chịu trễ, chẳng hạn như VoIP.

Kiến trúc dựa trên IP

Diễn đàn WiMAX đã xác định kiến trúc mạng tham chiếu dựa trên nền tảng toàn IP. Tất cả các dịch vụ end-to-end được phân phối qua một kiến trúc IP dựa trên các giao thức dựa trên IP để truyền tải end-to-end, QoS, quản lý phiên, bảo mật và di động.