• Thứ Tư, 29/09/2010 07:56 (GMT+7)

    Hứa hẹn của WiMAX 2

    Song Minh
    Dù đang đối mặt với khó khăn trong cuộc chạy đua 4G với đối thủ LTE, nhưng Liên minh WiMAX vẫn nỗ lực cải tiến công nghệ để giành một số thị trường tiềm năng.
    Hình 1: Lộ trình phát triển của WiMAX

    WiMAX và LTE (xem thêm bài viết ID:A0809_126) được coi là 2 công nghệ mạng di động 4G. Trong cuộc đua lên 4G, tuy LTE đã giành ưu thế khi TeliaSonera là nhà khai thác dịch vụ di động (telco) đầu tiên trên thế giới thương mại hóa công nghệ LTE (ID:A1005_86) nhưng các thành viên trong Liên minh WiMAX (wimaxforum.org) đặc biệt là Intel vẫn tiếp tục nỗ lực, cải tiến và phát triển không ngừng để tiếp tục cuộc đua. WiMAX thế hệ thứ 2 (WiMAX Release 2 hay WiMAX 2) ra mắt được cho là "cú phản đòn" của WiMAX Forum với công nghệ LTE.

    Nhóm WiMAX Forum khẩn trương đẩy nhanh tiến độ để phát hành phiên bản WiMAX thế hệ mới nhằm tìm kiếm một hướng đi mới trong thị trường viễn thông ngày càng có nhiều mối cạnh tranh tiềm ẩn, đặc biệt là nguy cơ vuột mất những thị trường béo bở ở các nước có mật độ dân số trẻ, lượng người sử dụng đông như Ấn Độ (một trong 3 nước có dân số đông nhất thế giới) và một số nước đang phát triển khác – khu vực đang tiến lên 3G và có kế hoạch triển khai WiMAX trên diện rộng, số người sử dụng dịch vụ đang tăng nhanh, chủ yếu là điện thoại và Internet.
     

    Hình 2: Theo ước tính sẽ có 133 triệu người sử dụng WiMAX vào năm 2012

    Các hãng tham gia dự án WiMAX gồm Alvarion, Beceem, GCT Semiconductor, Intel, Motorola, Samsung, Sequans, XRONet, ZTE, tổ chức nghiên cứu Đài Loan, Viện nghiên cứu công nghệ công nghiệp (ITRI - Industrial Technology Research Institute) cùng với WiMAX Forum đang nổ lực đẩy nhanh tiến độ hiện thực hóa tính tương thích giữa các thiết bị WiMAX 2 với mục tiêu chung là tăng tốc độ băng thông di động lên mức 300Mbps.

    Song song đó, nhóm làm việc này còn cung cấp nhiều giải pháp cho hơn 100 nhà khai thác Mobile WiMAX trên toàn thế giới. Trong một thông cáo báo chí chung vào tháng 6 vừa qua, Intel cùng các hãng như Samsung, Motorola cho biết các hãng này tham gia vào nhóm mới với tên là WiMAX 2 Collaboration Initiative (Sáng kiến cộng tác WiMAX 2) nhằm thúc đẩy sự phát triển của chuẩn (IEEE 802.16m) và thiết bị công nghệ WiMAX 2. Nhóm sẽ cộng tác với WiMAX Forum (tổ chức công nghiệp chứng nhận và xúc tiến các sản phẩm WiMAX) và dự kiến sẽ đưa ra đặc tả kỹ thuật cuối cùng vào năm 2011 và bắt đầu triển khai thương mại vào năm 2012.
     

    Hình 3: Mạng WiMAX 2 cho phép telco 2 chọn lựa: cùng tồn tại với 16e hay hoạt động độc lập

    Đặc tả kỹ thuật của WiMAX 2 được xây dựng trên IEEE 802.16m và kế thừa công nghệ WiMAX (IEEE 802.16e) trước đó bằng cách thêm các tính năng mới mà vẫn đảm bảo khả năng tương thích ngược. Đại diện Intel phát biểu trong một cuộc hội nghị với báo giới tại Đài Loan rằng mạng WiMAX 2 có thể sẽ được triển khai trước năm 2012. 

    Clearwire, một telco lớn tại Mỹ và cũng là đối tác chiến lược của Intel đã thương mại hóa dịch vụ WiMAX và đang lên kế hoạch thử nghiệm WiMAX 2 vào năm tới với hy vọng sẽ triển khai thương mại vào năm 2012. Phụ trách Liên minh WiMAX cho biết thời gian triển khai 802.16m sẽ rút ngắn hơn rất nhiều so với 802.16e trước đây bởi phiên bản mới vẫn kế thừa nhiều tính năng nổi trội sẵn có của WiMAX (trong đó có MIMO, beamforming....) cùng với những kinh nghiệm "xương máu" trong quá trình thương mại 802.16e, thậm chí là cả những kinh nghiệm đúc kết từ LTE.

    Hình 4: SU- MIMO

    Kiến trúc WiMAX 2

    Điểm cải thiện nổi bật của WiMAX 2 so với WiMAX thế hệ đầu tiên là tốc độ - tốc độ WiMAX 2 lên đến 300Mbps. Ông Shakouri thành viên WiMax Forum cho biết trọng tâm của WiMAX 2 là làm thế nào để có được tốc độ truyền dữ liệu cao hơn nhằm đáp ứng cho tất cả các khách hàng với số lượng người sử dụng ngày một tăng cao.

    Hình 5: MU-MIMO
     

    Đặc tả kỹ thuật của WiMAX 2 hỗ trợ các tính năng nổi bật: 

    Tương thích ngược: WiMAX 2 đảm bảo khả năng tương thích ngược và cùng tồn tại với chuẩn trước đó. Trạm gốc (BS - Base Station) 802.16m sẽ làm việc với thiết bị đầu cuối 16e và 16m. Những telco đang sử dụng 16e hiện tại sẽ có 2 hướng lựa chọn: chuyển một phần sang 16m hay chuyển tất cả. Kiến trúc khung của 16m có khả năng tồn tại song song với hệ thống 16e. 

    Băng tần của WiMAX 2: Như chúng ta đã biết, phiên bản WiMAX đầu tiên hoạt động trên các băng tần 2,3GHz, 2,5GHz và 3,5GHz. Phiên bản 1.5 hoạt động trên băng tần 1,7GHz và 2,1GHz. WiMAX 2 hỗ trợ cả 2 dải băng tần của hai phiên bản trước đó.

    Hình 6: Một mô hình tiếp sóng thông minh

    Kiến trúc đa anten (MIMO): WiMAX 2 hỗ trợ 2 kỹ thuật đa anten chính là SU-MIMO (Single User Multiple Input Multiple Output) và MU-MIMO (Multiple User Multiple Input Multiple Output) và một số kỹ thuật phát phân tập khác. Trong đó, SU-MIMO chỉ cho phép một người dùng truy cập một đơn vị tài nguyên còn MU-MIMO cho phép nhiều người dùng truy cập một đơn vị tài nguyên.

    Tiếp sóng thông minh: Đây là giải pháp giúp nâng cao tốc độ mạng hiệu quả và tiết kiệm chi phí cho những khu vực có vùng phủ sóng yếu.

    Trước đây, việc tăng tốc độ cho mạng lưới đồng nghĩa với việc gia tăng hệ số tín hiệu/nhiễu (SINR) ở đầu cuối ở phía thiết bị thu. Và để tăng SINR, thiết bị thu cần phải trang bị thêm các BS hay trạm lặp (repeater) để đáp ứng nhu cầu phủ sóng theo mức tốc độ yêu cầu. Trường hợp dùng BS, chi phí liên quan sẽ tăng cao và việc chuẩn bị các backhaul (dùng để truyền tải thông tin từ một trạm phát sóng/một mạng từ xa về mạng trục/mạng trung tâm) có thể gặp khó khăn trong việc phủ sóng. Nếu chọn giải pháp repeater thì cũng gặp phải vấn đề về nhiễu khi khuếch đại tín hiệu, tín hiệu điều khiển và xử lý không theo mong muốn. Để giải pháp đạt hiệu quả tốt hơn, ít tốn chi phí hơn, các trạm tiếp sóng (Relay Station - RS) có khả năng giải mã và chuyển tiếp tín hiệu từ nguồn đến đích thông qua giao diện vô tuyến giúp SINR cao hơn, chi phí hiệu quả hơn. Các trạm tiếp sóng không cần phải có đường dây backhaul; chi phí triển khai các RS sẽ thấp hơn nhiều so với chi phí BS. Hiệu năng hệ thống sẽ được cải tiến tốt hơn do nguồn tài nguyên thông minh và phối hợp truyền dẫn giữa các hệ thống bởi các trạm tiếp sóng thông minh.

    Hình 7: 802.16m hỗ trợ băng thông linh hoạt

    Tập hợp đa sóng mang: Phổ tần linh hoạt được tạo ra thông qua sự phối hợp giữa khả năng đa truy cập OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) trong hướng tải xuống và tải lên, các kỹ thuật giảm âm (tone dropping) trong OFDMA cũng như sử dụng một hay nhiều thành phần sóng mang vô tuyến (RF – Radio Frequency). Các thành phần sóng mang được tập hợp để tạo nên băng thông truyền dẫn lên đến 100MHz. Việc tập hợp các thành phần sóng mang có thể liên tục hoặc không liên tục trong vùng tần số. IEEE 802.16m hỗ trợ băng thông có độ rộng 5MHz, 10MHz, 20MHz và 40MHz (tùy chọn) với một tập hợp đa sóng mang lên đến 100MHz.
     

    Hình 8: Samsung trình diễn sản phẩm SWD-M100 Mondi hỗ trợ WiMAX, Wi-Fi, Bluetooth

    Chất lượng dịch vụ (QoS): QoS là một giao thức quan trọng trong IEEE 802.16m, được sử dụng trong việc phân bổ tài nguyên vô tuyến và lưu lượng theo lịch trình. QoS có thể kiểm soát hướng tải lên. Ngoài ra, WiMAX 2 còn có độ trễ khá thấp, điều này sẽ giúp các dịch vụ VoIP trở nên thông suốt hơn. Người sử dụng sẽ có thể sử dụng dịch vụ ngay cả khi đang di chuyển với tốc độ 350km/giờ.

    Hiện thực sản phẩm

    WiMAX 2 hiện đang trong quá trình hoàn thiện các đặc tả kỹ thuật và theo lộ trình mà Liên minh WiMAX đưa ra, có lẽ năm sau sẽ có sản phẩm hỗ trợ phiên bản mới này. Hiện tại trên thị trường đã có sản phẩm WiMAX, tuy không nhiều và phong phú như LTE. 

    Hình 9: Router Wi-Fi hỗ trợ USB WiMAX của Clearwire

    Sản phẩm WiMAX băng tần 3,5GHz chính thức được WiMAX Forum cấp chứng nhận và công bố vào năm 2006 và đến nay đã có khá nhiều hãng tham gia sản xuất. Vừa qua, WiMAX Forum tiếp tục công bố các sản phẩm di động hỗ trợ WiMAX tần số 2,3GHz và đến thời điểm này 3 băng tần 2,3GHz, 2,5GHz và 3,5GHZ đều có sản phẩm được cấp chứng nhận.

    Trong đó, Samsung là một trong những nhà cung cấp thiết bị Mobile WiMAX đầu tiên được cấp chứng nhận cho sản phẩm hỗ trợ công nghệ anten MIMO tần số 2,3GHz. Ông Woonsub Kim, Phó chủ tịch điều hành kiêm trưởng nhóm kinh doanh hệ thống viễn thông của Samsung cho biết, đây là cơ hội tốt cho Samsung giới thiệu giải pháp Mobile WiMAX tối ưu đến thị trường Ấn Độ. Mobile WiMAX đã thay đổi lối sống của người dân với sức mạnh chưa từng có, giúp mọi người trên toàn cầu tận hưởng Internet di động ở bất cứ đâu, bất cứ lúc nào với một mức giá hợp lý. Đến thời điểm này, Samsung đã có các sản phẩm được cấp chứng nhận ở tất cả 3 băng tần, gồm: MIMO 2,3GHz (tháng 6/2010); 3,5GHz (tháng 2/2009); 2,5GHz (tháng 6/2008) và 2,3GHz (tháng 4/2008). Bên cạnh đó, còn có nhiều hãng khác như Huawei hiện cũng đã có BS DBS3900 WiMAX được cấp chứng nhận (chuẩn 802.16e). Tại CES 2009, các hãng đã trình diễn sản phẩm WiMAX: 

    Hình 10: USB hỗ trợ chế độ kép EVDO và WiMAX của Sprint

    Theo WiMAX Forum, đã có hơn 205 sản phẩm Mobile WiMAX được cấp chứng nhận. Hiện tại, có hơn 25 công ty thành viên của WiMAX Forum sản xuất các trạm gốc (BS –Base station) WiMAX và 47 công ty sản xuất và cung cấp thiết bị đầu cuối. WiMAX Forum ước tính sẽ có hơn 1000 sản phẩm Mobile WiMAX thương mại vào năm 2011. Liên minh này cũng có 6 phòng thí nghiệm tại các nước như Trung Quốc, Hàn Quốc, Tây Ban Nha, Mỹ và 2 phòng thí nghiệm tại Đài Loan (ADT và TTC/CS) sẵn sàng tiếp nhận sản phẩm để kiểm tra và cấp chứng nhận. Tại Mỹ, Sprint và Clearwire đã triển khai WiMAX và nhóm phóng viên PC World Mỹ đã trải nghiệm dịch vụ hấp dẫn này, mời bạn xem chi tiết tại trang 14.

    Việt Nam đã có 5 nhà cung cấp dịch vụ di động là VNPT/VDC, EVN Telecom, FPT Telecom, Viettel và VTC được Bộ Thông tin và Truyền thông cấp giấy phép thử nghiệm Mobile WiMAX và trong số đó đã triển khai thử nghiệm (VNPT/VDC, EVN Telecom và FPT Telecom). Tuy nhiên, đến nay hầu hết các nhà cung cấp này đều chưa có động thái rõ ràng nào về việc thương mại hóa sản phẩm Mobile WiMAX; tình trạng tương tự đối với Mobile WiMAX 2. Hy vọng, trong tương lai gần, Liên minh WiMAX sẽ có những chính sách thương mại hấp dẫn về Mobile WiMAX 2 để thu hút sự quan tâm của các telco Việt Nam cũng như các quốc gia trên thế giới.

    Tham khảo
    ieee.org, wimax.com,wimaxforum.org

     

     

    Từ khóa: Song Minh
    ID: A1008_111