ĐỒ ÁN - Công nghệ Wifi và ứng dụng (Nguyễn Vũ Đức) Full
Mục đích của đề tài:
Mục đích của đề tài là tìm hiểu công nghệ Wifi, một công nghệ không dây phổ biến nhất hiện nay. Nội dung chính của đề tài là trình bày quá trình hoạt động và ứng dụng trong thực tế, từ đó đánh giá sự phát triển trong tương lai của công nghệ Wifi.
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các vấn đề liên quan đến mạng không dây nói chung và công nghệ Wifi nói riêng. Các khía cạnh của công nghệ Wifi được nghiên cứu là lịch sử ra đời và phát triển, mô hình kiến trúc triển khai, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm, ứng dụng và bảo mật. Trong đó nổi bật là nguyên lý hoạt động và ứng dụng trong cuộc sống của công nghệ Wifi. Phạm vi nghiên cứu ở đây là các công nghệ mạng không dây, các chuẩn, các hình thức và thiết bị ứng dụng, các kỹ thuật xử lý và truyền dẫn tín hiệu vô tuyến của công nghệ Wifi.
NỘI DUNG:
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG KHÔNG DÂY ............. 1
1.1 Lịch sử phát triển công nghệ mạng không dây: ........................................... 1
1.1.1 Lịch sử phát triển công nghệ mạng không dây: ......................................... 1
1.1.2 Giới thiệu công nghệ mạng không dây: ..................................................... 2
1.2 Phân loại và đặc điểm mạng không dây: ...................................................... 2
1.2.1 Phân loại mạng không dây: ........................................................................ 2
1.2.2 Đặc điểm của mạng không dây: ................................................................. 5
1.2.3 Mô hình của mạng không dây cục bộ WLAN: .......................................... 7
1.3 Những công nghệ và giao thức sử dụng trong mạng không dây: ............. 10
1.3.1 Những công nghệ sử dụng trong mạng không dây: ................................ 10
1.3.2 Những giao thức sử dụng trong mạng không dây: .................................. 20
1.4 Ƣu điểm và nhƣợc điểm của mạng không dây: .......................................... 23
1.4.1 Ưu điểm của mạng không dây: ............................................................... 23
1.4.2 Nhược điểm của mạng không dây: ......................................................... 24
1.4.3 So sánh mạng không dây và mạng có dây: ............................................. 25
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
SVTH : Nguyễn Vũ Đức Lớp KTVT-50
1.5 Một số ứng dụng của mạng không dây: ...................................................... 26
1.5.1 Vai trò truy cập: ...................................................................................... 26
1.5.2 Mở rộng mạng: ........................................................................................ 26
1.5.3 Kết nối các tòa nhà: ................................................................................. 26
1.5.4 Khả năng di động: ................................................................................... 27
1.5.5 Hội thoại và truyền dữ liệu: .................................................................... 28
CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIFI ........................................ 29
2.1 Khái niệm, sự ra đời và phát triển của Wifi: .............................................. 29
2.1.1 Khái niệm công nghệ Wifi: ...................................................................... 29
2.1.2 Sự ra đời và phát triển công nghệ Wifi: ................................................... 31
2.2 Các tiêu chuẩn của Wifi: .............................................................................. 33
2.2.1 Các tiêu chuẩn phổ biến của Wifi: ........................................................... 33
2.2.2 Một số tiêu chuẩn mở rộng và đang phát triển của Wifi: ........................ 38
2.3 Ƣu điểm và nhƣợc điểm của Wifi: ............................................................... 39
2.3.1 Ưu điểm của công nghệ Wifi: .................................................................. 39
2.3.2 Nhược điểm của công nghệ Wifi: ............................................................ 40
2.3.3. So sánh Wifi và các công nghệ không dây khác: .................................... 40
2.4 Các thiết bị cơ bản của mạng WLAN: ........................................................ 41
2.4.1 Điểm truy cập không dây Wireless AP: ................................................... 41
2.4.2 Bộ định tuyến không dây WR: ................................................................. 42
2.4.3 Thiết bị Wireless Router Modem: ............................................................ 43
2.4.4 Cầu nối không dây WB: ........................................................................... 44
2.4.5 Bộ chuyển đổi không dây và Card mạng không dây: .............................. 44
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
SVTH : Nguyễn Vũ Đức Lớp KTVT-50
CHƢƠNG 3. CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
CỦA WIFI ................................................................................................................ 47
3.1 Kiến trúc của công nghệ Wifi: ..................................................................... 47
3.1.1 Các thành phần kiến trúc: ......................................................................... 47
3.1.2 Kiến trúc các lớp trong mô hình OSI của chuẩn IEEE 802.11: ............... 51
3.2 Kỹ thuật cơ bản trong Wifi: ......................................................................... 56
3.2.1 Kỹ thuật trải phổ: ..................................................................................... 56
3.2.2 Kỹ thuật ghép kênh phân chia tần số trực giao OFDM: .......................... 61
3.2.3 Kỹ thuật đa truy nhập cảm ứng sóng mang chống va chạm CSMA/CA: 64
3.3 Cách thức hoạt động của Wifi: .................................................................... 68
3.3.1 Hoạt động của mạng wifi: ........................................................................ 68
3.3.2 Tùy chọn kết nối một trạm với một ô hiện hữu: ...................................... 73
3.3.3 Chuyển vùng: ........................................................................................... 76
3.3.4 Giữ đồng bộ: ............................................................................................ 76
3.3.5 Tiết kiệm năng lượng: .............................................................................. 77
3.3.6 Phân đoạn và tập hợp: .............................................................................. 78
3.3.7 Giải thuật quay lùi theo luật số mũ: ......................................................... 79
3.3.8 Các kiểu khung ......................................................................................... 80
3.4 Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng WLAN: ..................................................... 85
3.4.1 Phạm vi phủ sóng: .................................................................................... 85
3.4.2 Lưu lượng: ................................................................................................ 85
3.4.3 Sự toàn vẹn và độ tin cậy: ........................................................................ 85
3.4.4 Khả năng kết nối với cơ sở hạ tầng mạng nối dây: .................................. 86
3.4.5 Khả năng kết nối với cơ sở hạ tầng mạng không dây: ............................. 86
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
SVTH : Nguyễn Vũ Đức Lớp KTVT-50
3.4.6 Nhiễu : ...................................................................................................... 86
3.4.7 Tính đơn giản và dễ dàng trong sử dụng: ................................................ 87
3.4.8 Bảo mật: ................................................................................................... 87
3.4.9 Chi phí: ..................................................................................................... 88
3.4.10 Tính linh hoạt: ........................................................................................ 88
3.4.11 Tuổi thọ nguồn pin cho các sản phẩm di động: ..................................... 88
3.4.12 An toàn: .................................................................................................. 88
3.5 Bảo mật trong Wifi: ...................................................................................... 89
3.5.1 Cơ sở bảo mật mạng Wifi: ....................................................................... 89
3.5.2 Cơ chế bảo mật WEP: .............................................................................. 93
3.5.3 Cơ chế bảo mật WPA: .............................................................................. 96
3.5.4 Cơ chế bảo mật WPA2: ............................................................................ 97
3.5.5 Tổng quan về chuẩn bảo mật IEEE 802.11i: ........................................... 98
CHƢƠNG 4. ỨNG DỤNG VÀ SỰ PHÁT TRIỀN TRONG TƢƠNG LAI CỦA
WIFI ....................................................................................................................... 100
4.1 Ứng dụng của công nghệ Wifi:................................................................... 100
4.1.1 Truy cập mạng công cộng: ..................................................................... 100
4.1.2 Kết nối và truyền tải dữ liệu:.................................................................. 101
4.1.3 Thiết lập mạng giải trí gia đình: ............................................................. 103
4.1.4 Tự động hóa ngôi nhà: ........................................................................... 104
4.1.5 Giải pháp văn phòng di động: ................................................................ 105
4.1.6 Giải pháp Wifi chuyên dụng: ................................................................. 106
4.2 Công nghệ Wifi tại Việt Nam: .................................................................... 108
4.2.1 Sự phát triển của công nghệ Wifi tại Việt Nam: .................................... 108
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
SVTH : Nguyễn Vũ Đức Lớp KTVT-50
4.2.2 Một số dự án Wifi tại Việt Nam: ........................................................... 110
4.3 Một số thiết bị sử dụng công nghệ Wifi: ................................................... 115
4.3.1 Máy tính xách tay và máy tính bảng: ..................................................... 115
4.3.2 Điện thoại di động: ................................................................................. 117
4.3.3 Các thiết bị dân dụng: ............................................................................ 119
4.4 Sự phát triển trong tƣơng lai của công nghệ Wifi: .................................. 120
4.4.1 Cơ hội của công nghệ Wifi: ................................................................... 120
4.4.2 Thách thức của công nghệ Wifi: ............................................................ 122
4.4.3 Sự phát triển trong tương lai của công nghệ Wifi: ................................. 123
KẾT LUẬN
LỜI CẢM ƠN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Mục đích của đề tài:
Mục đích của đề tài là tìm hiểu công nghệ Wifi, một công nghệ không dây phổ biến nhất hiện nay. Nội dung chính của đề tài là trình bày quá trình hoạt động và ứng dụng trong thực tế, từ đó đánh giá sự phát triển trong tương lai của công nghệ Wifi.
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các vấn đề liên quan đến mạng không dây nói chung và công nghệ Wifi nói riêng. Các khía cạnh của công nghệ Wifi được nghiên cứu là lịch sử ra đời và phát triển, mô hình kiến trúc triển khai, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm, ứng dụng và bảo mật. Trong đó nổi bật là nguyên lý hoạt động và ứng dụng trong cuộc sống của công nghệ Wifi. Phạm vi nghiên cứu ở đây là các công nghệ mạng không dây, các chuẩn, các hình thức và thiết bị ứng dụng, các kỹ thuật xử lý và truyền dẫn tín hiệu vô tuyến của công nghệ Wifi.
NỘI DUNG:
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG KHÔNG DÂY ............. 1
1.1 Lịch sử phát triển công nghệ mạng không dây: ........................................... 1
1.1.1 Lịch sử phát triển công nghệ mạng không dây: ......................................... 1
1.1.2 Giới thiệu công nghệ mạng không dây: ..................................................... 2
1.2 Phân loại và đặc điểm mạng không dây: ...................................................... 2
1.2.1 Phân loại mạng không dây: ........................................................................ 2
1.2.2 Đặc điểm của mạng không dây: ................................................................. 5
1.2.3 Mô hình của mạng không dây cục bộ WLAN: .......................................... 7
1.3 Những công nghệ và giao thức sử dụng trong mạng không dây: ............. 10
1.3.1 Những công nghệ sử dụng trong mạng không dây: ................................ 10
1.3.2 Những giao thức sử dụng trong mạng không dây: .................................. 20
1.4 Ƣu điểm và nhƣợc điểm của mạng không dây: .......................................... 23
1.4.1 Ưu điểm của mạng không dây: ............................................................... 23
1.4.2 Nhược điểm của mạng không dây: ......................................................... 24
1.4.3 So sánh mạng không dây và mạng có dây: ............................................. 25
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
SVTH : Nguyễn Vũ Đức Lớp KTVT-50
1.5 Một số ứng dụng của mạng không dây: ...................................................... 26
1.5.1 Vai trò truy cập: ...................................................................................... 26
1.5.2 Mở rộng mạng: ........................................................................................ 26
1.5.3 Kết nối các tòa nhà: ................................................................................. 26
1.5.4 Khả năng di động: ................................................................................... 27
1.5.5 Hội thoại và truyền dữ liệu: .................................................................... 28
CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIFI ........................................ 29
2.1 Khái niệm, sự ra đời và phát triển của Wifi: .............................................. 29
2.1.1 Khái niệm công nghệ Wifi: ...................................................................... 29
2.1.2 Sự ra đời và phát triển công nghệ Wifi: ................................................... 31
2.2 Các tiêu chuẩn của Wifi: .............................................................................. 33
2.2.1 Các tiêu chuẩn phổ biến của Wifi: ........................................................... 33
2.2.2 Một số tiêu chuẩn mở rộng và đang phát triển của Wifi: ........................ 38
2.3 Ƣu điểm và nhƣợc điểm của Wifi: ............................................................... 39
2.3.1 Ưu điểm của công nghệ Wifi: .................................................................. 39
2.3.2 Nhược điểm của công nghệ Wifi: ............................................................ 40
2.3.3. So sánh Wifi và các công nghệ không dây khác: .................................... 40
2.4 Các thiết bị cơ bản của mạng WLAN: ........................................................ 41
2.4.1 Điểm truy cập không dây Wireless AP: ................................................... 41
2.4.2 Bộ định tuyến không dây WR: ................................................................. 42
2.4.3 Thiết bị Wireless Router Modem: ............................................................ 43
2.4.4 Cầu nối không dây WB: ........................................................................... 44
2.4.5 Bộ chuyển đổi không dây và Card mạng không dây: .............................. 44
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
SVTH : Nguyễn Vũ Đức Lớp KTVT-50
CHƢƠNG 3. CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
CỦA WIFI ................................................................................................................ 47
3.1 Kiến trúc của công nghệ Wifi: ..................................................................... 47
3.1.1 Các thành phần kiến trúc: ......................................................................... 47
3.1.2 Kiến trúc các lớp trong mô hình OSI của chuẩn IEEE 802.11: ............... 51
3.2 Kỹ thuật cơ bản trong Wifi: ......................................................................... 56
3.2.1 Kỹ thuật trải phổ: ..................................................................................... 56
3.2.2 Kỹ thuật ghép kênh phân chia tần số trực giao OFDM: .......................... 61
3.2.3 Kỹ thuật đa truy nhập cảm ứng sóng mang chống va chạm CSMA/CA: 64
3.3 Cách thức hoạt động của Wifi: .................................................................... 68
3.3.1 Hoạt động của mạng wifi: ........................................................................ 68
3.3.2 Tùy chọn kết nối một trạm với một ô hiện hữu: ...................................... 73
3.3.3 Chuyển vùng: ........................................................................................... 76
3.3.4 Giữ đồng bộ: ............................................................................................ 76
3.3.5 Tiết kiệm năng lượng: .............................................................................. 77
3.3.6 Phân đoạn và tập hợp: .............................................................................. 78
3.3.7 Giải thuật quay lùi theo luật số mũ: ......................................................... 79
3.3.8 Các kiểu khung ......................................................................................... 80
3.4 Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng WLAN: ..................................................... 85
3.4.1 Phạm vi phủ sóng: .................................................................................... 85
3.4.2 Lưu lượng: ................................................................................................ 85
3.4.3 Sự toàn vẹn và độ tin cậy: ........................................................................ 85
3.4.4 Khả năng kết nối với cơ sở hạ tầng mạng nối dây: .................................. 86
3.4.5 Khả năng kết nối với cơ sở hạ tầng mạng không dây: ............................. 86
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
SVTH : Nguyễn Vũ Đức Lớp KTVT-50
3.4.6 Nhiễu : ...................................................................................................... 86
3.4.7 Tính đơn giản và dễ dàng trong sử dụng: ................................................ 87
3.4.8 Bảo mật: ................................................................................................... 87
3.4.9 Chi phí: ..................................................................................................... 88
3.4.10 Tính linh hoạt: ........................................................................................ 88
3.4.11 Tuổi thọ nguồn pin cho các sản phẩm di động: ..................................... 88
3.4.12 An toàn: .................................................................................................. 88
3.5 Bảo mật trong Wifi: ...................................................................................... 89
3.5.1 Cơ sở bảo mật mạng Wifi: ....................................................................... 89
3.5.2 Cơ chế bảo mật WEP: .............................................................................. 93
3.5.3 Cơ chế bảo mật WPA: .............................................................................. 96
3.5.4 Cơ chế bảo mật WPA2: ............................................................................ 97
3.5.5 Tổng quan về chuẩn bảo mật IEEE 802.11i: ........................................... 98
CHƢƠNG 4. ỨNG DỤNG VÀ SỰ PHÁT TRIỀN TRONG TƢƠNG LAI CỦA
WIFI ....................................................................................................................... 100
4.1 Ứng dụng của công nghệ Wifi:................................................................... 100
4.1.1 Truy cập mạng công cộng: ..................................................................... 100
4.1.2 Kết nối và truyền tải dữ liệu:.................................................................. 101
4.1.3 Thiết lập mạng giải trí gia đình: ............................................................. 103
4.1.4 Tự động hóa ngôi nhà: ........................................................................... 104
4.1.5 Giải pháp văn phòng di động: ................................................................ 105
4.1.6 Giải pháp Wifi chuyên dụng: ................................................................. 106
4.2 Công nghệ Wifi tại Việt Nam: .................................................................... 108
4.2.1 Sự phát triển của công nghệ Wifi tại Việt Nam: .................................... 108
Đồ án tốt nghiệp Mục lục
SVTH : Nguyễn Vũ Đức Lớp KTVT-50
4.2.2 Một số dự án Wifi tại Việt Nam: ........................................................... 110
4.3 Một số thiết bị sử dụng công nghệ Wifi: ................................................... 115
4.3.1 Máy tính xách tay và máy tính bảng: ..................................................... 115
4.3.2 Điện thoại di động: ................................................................................. 117
4.3.3 Các thiết bị dân dụng: ............................................................................ 119
4.4 Sự phát triển trong tƣơng lai của công nghệ Wifi: .................................. 120
4.4.1 Cơ hội của công nghệ Wifi: ................................................................... 120
4.4.2 Thách thức của công nghệ Wifi: ............................................................ 122
4.4.3 Sự phát triển trong tương lai của công nghệ Wifi: ................................. 123
KẾT LUẬN
LỜI CẢM ƠN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Không có nhận xét nào: