Tổng quan về các công nghệ băng thông rộng

ới thuê bao hơn) và các sợi quang tiếp sóng phải được lắp đặt tới tận các hộp đường phố. Các chi phí nâng cấp và lắp đặt cáp sợi quang như vậy là quá đắt đỏ so với công nghệ ADSL và việc triển khai VDSL đã bị hạn chế. Các công nghệ mới nhất xuất phát từ họ DSL là ADSL2+ và ADSL2++. ADSL2++ vẫn đang thời kỳ sơ khai và chưa được một chuẩn thích hợp nào hỗ trợ. Còn ADSL2+ thì đã được tiêu chuẩn hóa và cho phép truyền dẫn băng thông đủ cho một số dịch vụ video qua các cự li lớn hơn so với VDSL mà không cần bố trí lại DSLAM. Kết quả là ADSL2+ đang trở thành phương thức nâng cấp cho các nhà khai thác muốn cải thiện việc cung cấp dịch vụ ADSL tiêu chuẩn của họ. Bảng 1 Khả năng Băng thông so với cự li của xDSL. Chú ý rằng các khả năng tốc độ tối đa được trình bày là không khả dụng tại cự li tối đa. Luôn luôn có sự dung hòa giữa cự li và băng thông Công nghệ Dung lượng luồng lên tối đa Dung lượng luồng xuống tối đa Dải tối đa Dải xuống @ tối đa Dải tần ADSL 640kbit/s 12 Mbit/s (0,3km) 5,4km 1,5 Mbit/s 1,1 MHz SDSL 3 Mbit/s 3 Mbit/s 2,7km 2 Mbit/s 1,1 MHz ADSLA2+ 1 Mbit/s 26Mbit/s (0,3km) 3,6km 4Mbit/s 2,2 MHz VDSL 16Mbit/s 52Mbit/s (0,3km) 1,3km 13Mbit/s 12 MHz 2.1.3 Đường dây tải điện Băng rộng (BPL) Các hệ thống BPL cho phép truyền số liệu tốc độ cao qua các đường dây tải điện đang có và không cần đến sự xếp chồng mạng khi chúng có truy nhập trực tiếp tới các vùng bao trùm của ngành điện ở khắp mọi nơi. Các hệ thống BPL đang được đề xướng như một cách thức rẻ tiền để phục vụ số lượng lớn thuê bao băng rộng. Trong một hệ thống BPL, dữ liệu được phát qua đường dây điện đang có như một tín hiệu tần số cao điện áp thấp, tín hiệu này được ghép với tín hiệu điện lưới tần số thấp điện áp cao. Băng tần truyền dẫn đã được chọn lọc để bảo đảm can nhiễu tối thiểu tới tín hiệu điện lưới đang hoạt động. Các tốc độ dữ liệu điển hình đang được thử nghiệm hiện nay là 2 đến 3 Mbit/s, song các nhà sản xuất chỉ ra rằng, các hệ thống thương mại được chào hàng lên đến 200 Mbit/s rồi sẽ trở thành khả dụng. Tuy nhiên, không có một cách thức nâng cấp rõ ràng nào để đi tới các tốc độ dữ liệu cao hơn. Hầu hết các hệ thống BPL hiện tại chỉ giới hạn ở cự li 1 km trong phạm vi lưới điện hạ áp, nhưng một số nhà khai thác đang mở rộng tầm với này sang lưới điện trung áp. Thử nghiệm đã cho thấy rằng BPL đòi hỏi một chi phí đầu tư cao, để nâng cấp mạng truyền tải điện và vòng qua các máy biến thế, để hỗ trợ các dịch vụ băng rộng tốc độ cao và tin cậy. Ngoài ra, các tần số dùng cho BPL thường gây can nhiễu với truyền dẫn vô tuyến nghiệp dư và do vậy, một số cuộc thử BPL đã bị phản đối đáng kể. Hiện tại, do chi phí cao và do thiếu một đường lối nâng cấp cho nên dường như nó không thể xuất hiện như một công nghệ băng rộng dẫn đầu, nhưng vẫn là một lựa chọn băng rộng đường dây cố định thích hợp. 2.1.4 Cáp quang tới Nhà /Vỉa hè FTTx là một thuật ngữ chung chỉ những công nghệ đưa sợi quang tới thuê bao. Tuy nhiên, không phải tất cả các giải pháp sợi quang trong các mạng truy nhập đều đem thẳng cáp sợi quang tới nhà thuê bao như được trình bày trong Hình 4. Một số công nghệ truy nhập nào đó có dựa vào cáp sợi quang như VDSL đem cáp sợi quang từ tổng đài nội hạt (tổng đài trung tâm) xuống một nút trong mạng truy nhập hoặc tới vỉa hè, nơi các thiết bị được lắp đặt trong một hộp đường phố để biến đổi các tín hiệu từ quang sang điện, được chuẩn bị sẵn cho chặng cuối cùng tới thuê bao bằng đôi dây đồng xoắn. Mức cung cấp cáp sợi quang như thế này trong mạng có thể được gọi là FTTC (Fiber to the Curb - cáp quang tới vỉa hè) hoặc FTTN (Fiber to The Node - cáp quang tới nút mạng). Các kiến trúc khác gồm có FTTB (Fiber to the Building- cáp quang tới cao ốc) hoặc FTTP (Fiber to the Premises - cáp quang tới tư gia), trong đó cáp sợi quang được đem tới tận cao ốc và sau đó được phân bố giữa các thuê bao cư trú qua đôi dây đồng xoắn hoặc sử dụng công nghệ không dây. FTTH là giải pháp truy nhập cáp sợi quang căn bản nhất, trong đó, mỗi thuê bao được kết nối tới một sợi quang. Hình 3. Kiến trúc mạng quang thụ động (PON) Khi FTTH đã hoàn thiện, các ứng dụng đã tập trung vào hai giải pháp được nhất trí chung. Giải pháp thứ nhất là Mạng quang thụ động (Passive Optical Network - PON). Các PON đã được mô tả cho FTTH ngay từ năm 1986. Trong kiến trúc này, tín hiệu chính từ tổng đài nội hạt được chia tách một cách thụ động sao cho nó được dùng chung giữa 16 đến 32 thuê bao (xem Hình 3). Tính riêng tư được bảo đảm bằng việc dịch thời gian và sự mã hóa cá nhân cho lưu lượng của mỗi thuê bao. Lưu lượng luồng lên là có thể có nhờ đồng bộ hóa TDMA. Các chi phí tổng đài và mạng cố định được chia sẻ giữa tất cả các thuê bao. Điều này làm giảm bớt giá thành chủ yếu cho mỗi thuê bao. Giải pháp PON có lợi lớn vì không có các thiết bị điện tử đặt ngoài trời, do đó làm giảm tính phức tạp của mạng và giảm các chi phí vòng đời đồng thời lại cải thiện được độ tin cậy. Kiến trúc FTTH phổ biến thứ hai là mạng điểm-nối-điểm (P2P), thường được gọi là Mạng Ethernet toàn quang (All Optical Ethernet Network - AOEN) (Hình 4). Trong giải pháp này, mỗi gia đình được kết nối thẳng tới tổng đài nội hạt bằng cáp sợi quang. Nó cung cấp một đường dây kết nối dùng riêng tới nhà khai thác cho mỗi thuê bao và đó là ưu điểm chính của các mạng P2P so với các mạng PON. Các đường dây kết nối dùng riêng của một mạng P2P tạo điều kiện thuận tiện cho việc cung ứng dịch vụ đặc trưng thuê bao. Băng thông thuê bao rộng hơn với độ an toàn lưu lượng được tăng cường, và cung cấp các dịch vụ đối xứng một cách đơn giản. Kiến trúc mạng P2P tương tự như thiết kế mạng LAN DN chung, và do vậy nó có ưu điểm là có thể sử dụng các cấu kiện và thiết bị đang có sẵn, việc này giúp làm giảm chi phí của hệ thống. Tuy nhiên, các mạng P2P đòi hỏi các hoạt động ngoài hiện trường và điều này có thể làm tăng các chi phí lắp đặt, vận hành và vòng đời và còn làm giảm độ tin cậy. Các tiêu chuẩn đã được thiết lập cho cả hai mạng PON và P2P và đang hiện hữu các nhà cung ứng cả các hệ thống PON và P2P, chào hàng mời sử dụng cả ATM cả truyền dẫn IP/Ethernet trên cả hai kiểu kiến trúc. Kết quả là có rất nhiều nhà sản xuất đang chào hàng các sản phẩm nối mạng PON và P2P với giá cả càng ngày càng cạnh tranh. Hình 4. Các kiến trúc cho các mạng P2P khác nhau, kể cả các kết nối cáp sợi quang P2P trực tiếp “chạy về nhà”, tiếp cáp sợi quang tới hộp đường phố của VDSL (sợi quang tới cáp đồng) và tiếp cáp sợi quang tới hộp đường phố toàn quang Các hệ thống PON Ethernet (EPON) hiện tại có thể hoạt động cao tới 1 Gbit/s trên các cự li tới 20 km, phân phát băng thông cao hơn 40 lần so với băng thông mà ADSL+ có thể đạt được tại cự li 1 km. Chẳng bao lâu nữa, các hệ thống EPON sẽ cung cấp bộ chia tách 2,5 Gbit/s giữa 64 người dùng (mặc dù 32 người dùng là thích hợp hơn). Ngay cả với băng thông EPON dùng chung giữa 64 người dùng thì băng thông được chào mời cho khách hàng FTTH có thể vượt khá xa cái mà các dịch vụ cáp hoặc ADSL2+ có thể đạt được trên một vùng bao phủ tròn 20 km. Ngoài ra, PON Ghép kênh Chia theo Bước sóng (WDM PON) hiện đang được triển khai. Bằng việc đem một kênh cáp quang duy nhất tới mỗi thuê bao (loại bỏ việc dùng chung băng thông), công nghệ này sẽ tiếp tục tăng băng thông mà các hệ thống PON có thể cung cấp. Như vậy, cáp sợi quang, đóng vai trò một phương tiện truyền thông, cung cấp băng thông gần như vô hạn trên các cự li lớn hơn nhiều so với tất cả các đối thủ cạnh tranh là điều không còn phải nghi ngờ. Tổng quan về các công nghệ băng rộng (Phần 2) Nguồn: khonggianit.vn 2.2 Các công nghệ Không dây Nói chung, băng rộng không dây hàm ý các công nghệ sử dụng vi ba điểm-nối- điểm hoặc điểm-nối-đa điểm trong các tần số khác nhau giữa 2,5 và 43 GHz để phát các tín hiệu giữa các điểm trung tâm và một máy thu người dùng đầu cuối. Trong khi trên mức mạng, chúng rất thích hợp với cả hạ tầng cơ sở truy nhập và đường trục, thì chúng lại nằm trong mạng truy nhập, nơi công nghệ băng rộng không dây đang nở rộ. Kết quả là, các thuật ngữ “băng rộng không dây” và “truy nhập băng rộng không dây” có thể đổi lẫn cho nhau. Có một phạm vi rộng các tần số, trong đó các công nghệ băng rộng không dây có thể khai thác với sự lựa chọn các băng tần được cấp phép và không cần cấp phép. Nói một cách tổng quát, các tần số cao hơn là có lợi so với các tần số thấp hơn do tại các tần số cao có nhiều phổ khả dụng hơn và có thể sử dụng các an ten nhỏ hơn, cho phép lắp đặt được dễ dàng. Hầu hết các hệ thống băng thông cao hơn đều sử dụng các tần số trên 10 GHz. Tuy nhiên, các hệ thống tần số cao bị suy hao nghiêm trọng bởi các điều kiện thời tiết xấu (chẳng hạn như mưa hoặc sương mù) và phải chịu các giới hạn về cự li. Các công nghệ không dây có thể được phân chia một cách rõ rệt thành loại yêu cầu trực thị (LOS) và loại không yêu cầu trực trị (NLOS). Vi ba điểm-nối-điểm, Hệ thống Phân phát Đa điểm Cục bộ (LMDS), Quang học Không gian Tự do (FSO – Free Space Optics) và vệ tinh băng rộng đều đòi hỏi trực thị cho truyền dẫn tín hiệu tin cậy, trong khi đó các công nghệ mạng tế bào như GSM, CDMA, 3G, WiFi, WiMAX và các công nghệ băng rộng không dây cố định như Hệ thống Phân bố Đa Kênh Đa điểm (MMDS) không đòi hỏi trực thị giữa trung tâm phát và thiết bị thu. Rõ ràng là các công nghệ NLOS dữ liệu có các lợi thế về mặt dễ triển khai và vùng phủ sóng của mạng rộng hơn. Phần này đưa ra cái nhìn khái quát về mỗi công nghệ không dây này. Các công nghệ được đánh giá ở đây bao gồm: - Các tuyến Vi ba - MMDS (Dịch vụ Phân bố Đa kênh Đa điểm) - LMDS (Dịch vụ Phân bố Đa điểm Cục bộ) - FSO (Quang học Không gian Tự do) - WiFi ( Wireless Fidelity) - WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwwave Access) - Vệ tinh - 3G (Mạng di động thế hệ thứ ba) 2.2.1 Các tuyến Vi ba Các tuyến vi ba là vật mang tải truyền thống của các hệ thống băng rộng vô tuyến cố định và đã được dùng từ lâu trước khi thuật ngữ băng rộng không dây được đặt tên. Nó là phương pháp truyền dẫn không dây LOS điểm-nối-điểm cho cao nhất là 155 Mbit/s (STM1 hoặc OC-3) với cự li lên tới 5 km. Các tuyến vi ba đơn kênh tương đối rẻ và dễ lắp đặt. Điều này đặc biệt đúng tại những vùng địa hình khó khăn (chẳng hạn như vùng núi non) hoặc có mật độ dân cư cao, nơi chi phí lắp đặt mạng cáp chôn truyền thống quá cao không chịu nổi. Tuy nhiên, các mạng vi ba có nhược điểm lớn là bị hạn chế ở một tốc độ dữ liệu rất thấp và do vậy, ít được sử dụng cho các tuyến dung lượng cao hoặc cho các mạng nơi việc bảo đảm rằng khả năng băng thông luôn luôn vượt xa nhu cầu của khách hàng là hết sức quan trọng. Dung lượng vi ba có thể được tăng cường nhờ lắp đặt nhiều tuyến hơn, song việc triển khai thêm các tuyến chẳng mấy chốc sẽ đưa tổng chi phí của một mạng vi ba tới một mức vượt quá xa chi phí cho một hệ thống cáp chôn truyền thống có băng thông cao hơn nhiều. Đối với các mạng có dự báo lưu lượng thấp thì vi ba có thể là giải pháp chi phí thấp nhất, nhưng vi ba sẽ ngăn cản việc mở rộng dung lượng quá đáng và về lâu về dài sẽ dẫn đến mất cơ hội kinh doanh. 2.2.2 Dịch vụ Phân bố Đa điểm Đa kênh (MMDS) Đối với một vùng phủ sóng rộng, một hệ thống vi ba sẽ đòi hỏi có nhiều tuyến điểm-nối-điểm. MMDS cho phép hệ thống anten điểm-nối-điểm thường dùng cho các tuyến vi ba được thay thế bằng một an ten hình rẻ quạt tại trạm gốc phía phát, nơi gửi đi các tín hiệu tới nhiều địa điểm trong phạm vi một cung 60° đến 90° (Hình 5). Bằng việc khắc phục các giới hạn điểm-nối-điểm của các tuyến vi ba và cho phép một vùng phủ sóng rộng. Hình 5. Kiến trúc Mạng MMDS (Dịch vụ Phân bố Đa kênh Đa điểm) MMDS đưa ra một giải pháp vi ba với chi phí mỗi tuyến được giảm bớt. MMDS sử dụng kiến trúc điểm-nối-đa điểm để phân phát các tín hiệu truyền hình và gần đây nhất là thông tin thoại/fax và dữ liệu. Ban đầu được coi là “cáp không dây”, MMDS đã được đưa vào sử dụng từ những năm 70 của thế kỷ trước. Nó được giới thiệu như một phương án thay thế cho TV Cáp để phủ sóng cho các vùng xa xôi hoặc địa hình khó khăn, nơi chi phí lắp đặt cáp quá cao. Dịch vụ MMDS được phân phát nhờ sử dụng các máy phát vô tuyến đặt trên mặt đất. Các máy phát này sử dụng các tần số ở phần phía dưới của băng tần siêu cao (UHF) trong phổ vô tuyến (giữa 2,1 và 2,7 GHz), và được đặt tại vị trí cao nhất trong vùng phủ sóng dự kiến. Mỗi thuê bao thu được MMDS nhờ sử dụng một máy đầu thu số nhỏ đặt tại địa điểm của họ với tầm nhìn thẳng (trực thị) tới các máy phát. Tầm làm việc có thể đạt tới 100 km tại địa hình bằng phẳng nhưng sẽ ngắn hơn đáng kể trong các vùng địa hình đồi núi. Các kênh MMDS rộng 6 MHz và hoạt động theo các băng tần được cấp phép hoặc không cần cấp phép. Ở Hoa Kỳ, một khối băng thông 200 MHz được gán cho một sóng mang MMDS, tạo điều kiện cho 33 kênh truyền hình analog, mỗi kênh rộng 6 MHz. Với việc di trú sang các dịch vụ số, 33 kênh analog đã được chuyển thành 99 luồng dữ liệu digital 10 Mbit/s, cho phép khả năng kết nối Ethernet đầy đủ và một tổng dung lượng lên tới 1 Gbit/s. Dung lượng có thể được tiếp tục tăng lên nhờ đem ghép việc sử dụng các tần số và các tế bào chia chung. Tuy nhiên, khi một số lượng lớn người dùng có thể chia sẻ cùng các kênh vô tuyến như nhau thì độ lưu thoát dữ liệu thường thấp hơn nhiều so với nhiều phương án băng rộng không dây khác với các độ lưu thoát dữ liêu thực tế nằm trong phạm vi từ 500 kbit/s tới 1 Mbit/s. Các khách hàng được bảo vệ không bị can nhiễu từ những người dùng khác khi nhà cung cấp sử dụng các tần số được cấp phép và do sử dụng các tần số phía thấp của phổ vô tuyến UHF, nên mưa, sương mù và tuyết không ảnh hưởng đến hiệu năng. Tuy nhiên, hạn chế căn bản của MMDS là số lượng giới hạn các kênh cấp phép khả dụng. Chỉ có 600 MHz băng thông là khả dụng giữa 2,1 và 2,7 GHz và MMDS cấp phép thường chỉ được khai thác trong đoạn 200 MHz từ 2,5 GHz đến 2,7 GHz. Điều này sẽ hạn chế băng thông khả dụng và vì thế mà hạn chế tốc độ dữ liệu mỗi thuê bao, hoặc giới hạn tổng số thuê bao có thể có, làm cho MMDS trở thành một giải pháp băng rộng chỉ phù hợp với các dịch vụ tốc độ dữ liệu thấp hoặc cục bộ hóa. 2.1.3 Dịch vụ Phân bố Đa điểm Cục bộ (LMDS ) Cũng giống như MMDS, LMDS sử dụng anten rẻ quạt tại trạm gốc để phát theo kiểu điểm-đa-điểm trên một vùng bao phủ rộng (Hình 6). Bằng việc hoạt động trong các tần số vô tuyến UHF phía cao hơn (27,5 GHz đến 31 GHz), LMDS có thể cung cấp băng thông rộng hơn, nhưng tầm xa của các tín hiệu vô tuyến bị hạn chế tại khoảng 8 km, do suy giảm không gian tự do cao hơn. Do vậy mà nó là một dịch vụ hết sức cục bộ. Ở Hoa Kỳ, LMDS đã được phân bổ băng tần 27,5 đến 29,5 GHz và hiện tại được dự kiến để phân phát các dịch vụ TV số với mỗi kênh chiếm 20 MHz băng thông. LMDS còn có thể được sử dụng để cung cấp các dịch vụ băng rộng hai chiều, chẳng hạn như thoại, dữ liệu, video và Internet. Mỗi kênh LMDS có thể có luồng xuống 45 Mbit/s (với một giới hạn luồng lên 155 Mbit/s), nhưng đòi hỏi LOS giữa trạm gốc và máy thu phát của khách hàng. Giống như MMDS, LMDS cung cấp một giải pháp rẻ tiền hơn cho một vùng phủ sóng rộng hơn so với các tuyến vi ba điểm-nối-điểm. Tuy nhiên, LMDS bị hạn chế về cự li, dung lượng thuê bao cao nhất và tốc độ dữ liệu cực đại tương ứng của chúng cũng bị giới hạn trong phạm vi phổ vô tuyến khả dụng. Hình 6. Kiến trúc mạng Dịch vụ Phân bố Đa điểm cục bộ (LMDS) 2.1.4 FSO (Free Space Optics) Hệ thống quang học không gian tự do (FSO) sử dụng các nguồn hồng ngoại hoặc các tia laze để hỗ trợ các tốc độ truyền dữ liệu trong không gian tự do trong khoảng từ 10 Mbit/s đến 1,25 Gbit/s giữa một máy phát và một máy thu trên các cự li lên tới 4 km. Hoạt động tại các tần số THz trong phổ vô tuyến, các hệ thống như thế cũng đòi hỏi LOS. Những ưu điểm chính của các hệ thống FSO là chi phí lắp đặt thấp và tránh được các yêu cầu cấp phép phổ vô tuyến do các hệ thống FSO sử dụng một tín hiệu ánh sáng thay vì một sóng vô tuyến. Tuy nhiên, do bản chất điểm-nối-điểm của các hệ thống FSO cho nên chúng không có hiệu quả kinh tế đối với vùng bao phủ rộng cần tính cạnh tranh trong thị trường khách hàng băng rộng ngày nay. Ngoài ra, quang học không gian tự do bị ngừng trệ trong các điều kiện thời tiết xấu. Do vậy, các hệ thống FSO chủ yếu chỉ phù hợp với các ứng dụng tư nhân. 2.1.5 WiFi (Wireless Fidelity) và WiMAX (Tương tác toàn cầu cho truy nhập vi ba) WiFi có sự thích ứng cao với MMDS về mặt cục bộ hóa và nó không yêu cầu LOS. Dựa trên chuẩn IEEE 802.11x và truyền dẫn ở phổ tần không cấp phép 2,4 GHz, WiFi hoạt động trong vùng tần số thấp của UHF theo kiểu điểm-đa-điểm. Sự thâm nhập càng ngày càng tăng lên của các tín hiệu tại các tần số này cho phép các máy phát WiFi hoạt động tại công suất thấp mà vẫn đạt được các tầm hoạt động tới 30m trong nhà và tới 450m ngoài trời. Ứng dụng chủ yếu của WiFi là cung cấp các kết nối radio không dây cục bộ tới thiết bị truyền thông (chẳng hạn như các PC, các máy điện thoại VoIP…) của người dùng đầu cuối trong phạm vi tư gia/nơi cư trú của khách hàng. Các sản phẩm WiFi mới nhất hỗ trợ các tốc độ dữ liệu lên tới 54 Mbit/s và phần mềm khóa mã được sử dụng để bảo đảm an toàn người dùng. Các WiFi “hotspot” là các địa điểm như các sân bay, các nhà hàng là nơi đã thiết lập kết nối WiFi cục bộ tới Internet. Mặc dù nó thích hợp nhất với các ứng dụng bên trong các cao ốc, song ở các thành phố cụ thể nào đó (chẳng hạn như Amstecdam), các nhà cung cấp dịch vụ WiFi đã thiết lập và đưa vào sử dụng nhiều điểm thu phát để cung cấp khả năng kết nối từ WiFi trung tâm thành phố tới các cá nhân và các DN tư nhân (chẳng hạn các khách sạn) trên bán kính khoảng 3 km. Tuy nhiên, hiện nay dung lượng 54 Mbit/s cho mỗi kênh đang giới hạn tốc độ dữ liệu thực tế của người dùng đầu cuối ở mức xấp xỉ 1 Mbit/s. WiMAX là công nghệ băng rộng không dây mới nhất được phát minh ra để cung cấp kết nối kiểu WiFi qua một cự li lớn hơn nhiều và do vậy đang cạnh tranh để đóng vai trò một giải pháp truy nhập không đây băng rộng điểm-đa-điểm dặm cuối cùng. Điều quan trọng là cần lưu ý rằng, có hai loại WiMAX: trực thị (LOS) và không trực thị (NLOS). Các hệ thống WiMAX LOS chỉ hoạt động điểm-nối-điểm trong khi các hệ thống WiMAX NLOS là điểm-đa-điểm. Mặc dù các hệ thống LOS có các khả năng vươn xa lớn hơn nhiều, nhưng chúng không thuận tiện cho một vùng bao phủ dịch vụ khách hàng lớn và chính vì vậy mà các hệ thống NLOS có tầm với ngắn hơn nhiều đang được triển khai để cung cấp một công nghệ thay thế của dịch vụ băng rộng có quy mô khách hàng lớn. WiMAX dựa trên chuẩn IEEE 802.16, và các sửa đổi mới nhất để tạo thuận tiện cho các dịch vụ di động chỉ vừa mới được tiêu chuẩn hóa. Các nhà cung cấp thiết bị WiMAX đang đi theo hướng cung cấp khả năng kết nối băng rộng cố định, lưu chuyển, xách tay và cuối cùng là di động mà không cần có tầm nhìn thẳng trực tiếp tới một trạm gốc. Theo triển khai điển hình với bán kính tế bào từ 3 đến 9 km, các hệ thống được nhận chứng chỉ Diễn đàn WiMAX (WiMAX Forum Certified™) có mục đích phân phát dung lượng tối đa 75 Mbit/s mỗi kênh cho các ứng dụng cố định và xách tay. Các triển khai di động đang hướng tới việc cung cấp tới 15 Mbit/s dung lượng trong phạm vi bán kính tế bào điển hình 3 km. Tuy nhiên, các khả năng băng thông thực tế hiện tại thấp hơn rất nhiều, và nếu như WiMAX là một công nghệ có băng thông dùng chung thì băng thông cơ bản phân phát cho một thuê bao có thể thấp hơn so với dung lượng kênh và sẽ phụ thuộc vào hệ số tranh chấp khách hàng/kênh. Đối với các hệ thống NLOS, còn có thêm một sự lựa chọn giữa các thiết bị CPE tự lắp đặt trong nhà hay ngoài trời. Thiết bị tự lắp đặt trong nhà được thị trường người tiêu dùng ưa chuộng hơn vì nó có những lợi thế nổi bật về lắp đặt đơn giản, nhưng tầm xa bị giảm đi đáng kể do tín hiệu bị suy hao bởi cơ sở hạ tầng của cao ốc. Còn có hai cấp độ lắp đặt mạng WiMAX là tiêu chuẩn và đủ-tính năng (full- featured). Bảng 2 chỉ ra rằng, hiệu năng của WiMAX thay đổi lớn và là một hàm số rất phức tạp của loại WiMAX được triển khai, là LOS hay NLOS, là thiết bị tự lắp đặt trong nhà tiện dụng với khách hàng hay ngoài trời, lắp đặt tiêu chuẩn hay lắp đặt đủ-tính năng. Bảng 2 cho thấy rằng thiết bị WiMAX chuẩn có mục đích phân phát băng thông luồng lên và luồng xuống cho mỗi kênh giữa 8 và 11 Mbit/s, nhưng chỉ trên cự li 1 đến 2 km cho các hoạt động NLOS. Các giải phápWiMAX chuẩn tự lắp đặt trong nhà tương đương có mục đích đạt được các băng thông tương tự nhưng chỉ trên cự ly 0,3 đến 0,5 km. Thế hệ mới nhất của các thiết bị WiMAX đủ-tính năng có mục đích phân phát băng thông hai chiều lên tới 11 Mbit/s trên 3 đến 9 km với các khả năng NLOS, và cùng một băng thông như vậy trên một cự ly 1 đến 2 km đối với các ứng dụng tự lắp đặt trong nhà NLOS. Bảng 2. Tầm xa và hiệu năng băng thông có thể đạt được đối với các hệ thống WiMAX hiện tại. Tuy nhiên, các cự li NLOS thực tế hiện nay được báo cáo nằm trong khoảng từ 3 đến 5 km với các tốc độ dữ liệu tối đa là 2 đến 10 Mbit/s. Loại Hệ thống WiMAX Khả năng tầm xa Băng thông tuyến xuống Max Sector Băng thông tuyến lên Max mỗi Sector Băng thông tuyến lên mỗi CPE tại mép tế bào Băng thông tuyến lên mỗi CPE tại mép tế bào Tiêu chuẩn LOS 10 – 16 km 8-11,3 Mbit/s 8-11.3 Mbit/s 2,8-11,3 Mbit/s 2,8- 11,3Mbit/s NLOS 1 – 2 km 0,3 – 0,5km (Tự lắp đặt trong nhà) 8-11,3 Mbit/s 8-11,3 Mbit/s 2,8-11,3 Mbit/s 2,8- 11,3Mbit/s Đủ Tính năng LOS 30 – 50 km 8 – 11.3 Mbit/s 8-11,3 Mbit/s 2,8-11,3 Mbit/s 2,8-11,3 Mbit/s NLOS 4 – 9 km 1 – 2km (Tự lắp đặt trong nhà) 8-11,3 Mbit/s 8-11,3 Mbit/s 2,8-11,3 Mbit/s 0,7- 0,175Mbps* */Giả sử chỉ có một kênh con được sử dụng để mở rộng tới mép của ô sector. WiMAX đã nhận được nhiều quan tâm như giải pháp băng rộng vô tuyến thế hệ sau dùng cho các kết nối hotspot WiFi và thậm chí còn bao trùm cả mạng truy nhập thành phố lớn. Tuy nhiên, các sản phẩm “trước tiêu chuẩn” từ một số nhà sản xuất như Airspan và Alvarion để lộ ra một bán kính tế bào NLOS thực tế chỉ là 3 đến 5 km với các tốc độ dữ liệu tối đa chỉ là 2 đến 10 Mbit/s cho mỗi CPE (thiết bị tư gia khách hàng). Với điều kiện giới hạn băng thông cuối cùng của các tần số phân bổ cho WiMAX trong phổ vô tuyến, không bao giờ WiMAX có thể cung cấp các dịch vụ băng rộng tốc độ dữ liệu cao một cách rộng khắp tới đông đảo khách hàng. 2.1.6 Vệ tinh quảng bá trực tiếp (DBS – Direct Broadcast Satellite) Vốn là một giải pháp vô tuyến phát quảng bá TV số trực tiếp tới từng nhà, các dịch vụ DBS mới hơn còn cung cấp truyền dẫn số liệu tốc độ cao hai chiều. DBS sử dụng các vệ tinh địa tĩnh hoạt động ở băng tần Ku với một tuyến lên 12 GHz và một tuyến xuống 14 GHz. Hình 7 trình bày kiến trúc của một mạng băng rộng không dây DBS, trong đó vệ tinh chuyển tiếp tín hiệu phức hợp của các dịch vụ dữ liệu và video số hóa từ một headend qua một trạm mặt đất rồi sau đó phát quảng bá tín hiệu này tới vùng thuê bao mục tiêu. Có thể đạt được các tốc độ dữ liệu nằm giữa 16 kbit/s và 155 Mbit/s, nhưng trở ngại chính là ở chỗ các vệ tinh địa tĩnh cách bề mặt trái đất 22.300 km đưa vào mạng một độ trễ 250 ms. Đối với hầu hết các dịch vụ băng rộng, thời gian trễ này là không thể chấp nhận. Việc sử dụng một mạng có các vệ tinh LEO (quỹ đạo trái đất thấp) quay xung quanh trái đất ở độ cao 1.000 km sẽ giảm thời gian trễ này xuống còn 50 ms, nhưng cho đến bây giờ các hệ thống như vậy vẫn chưa được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, cũng giống như tất cả các hệ thống khác sử dụng phổ vô tuyến, các vệ tinh cũng bị hạn chế về dung lượng bởi băng thông khả dụng. Đối với các vệ tinh hoạt động ở băng Ku dó là giới hạn 2 GHz băng thông khả dụng. Hình 7. Kiến trúc Mạng vệ tinh quảng bá Trực tiếp (DBS) 2.1.7 Các mạng ĐTDĐ: Các mạng 2G và 3G UMTS (Các hệ thống viễn thông di động toàn cầu), còn được gọi là 3G, là hệ thống di động tốc độ cao thế hệ tiếp sau của các hệ thống tế bào số 2G và 2,5G đang hoạt động - những hệ thống dựa trên GSM (Global Systems for Mobile). Do việc đưa vào sử dụng GPRS (Dịch vụ Vô tuyến gói chung) mà các máy ĐTDĐ đã có thể chuyển dữ liệu và kết nối Internet, và kết quả là có thể được xem như một giải pháp băng rộng. Các dịch vụ ĐTDĐ dựa trên GSM số tiêu chuẩn của kỷ nguyên 2G cung cấp đàm thoại và tốc độ dữ liệu thấp. Các mạng GSM là chuyển mạch kênh và sử dụng kết hợp các chuẩn TDMA và FDMA để cho phép truy nhập băng thông đa thuê bao tại các tốc độ truyền số liệu tối đa là 14,4 kbit/s. Một công nghệ truy nhập băng thông di động tiên tiến hơn là CDMA, nhưng nó không được chấp nhận cho G