Bài tập tìm hiểu về các loại mạng di động

Bai1 :
+ G là viết tắt của generation(thế hệ)
*Tìm hiểu về mạng 1G
1G là thế hệ đầu tiên của mạng di động viễn thông với kết nối analog, nó chỉ cung
cấp được chức năng nghe gọi cho điện thoại di động.Mạng 1G được giới thiệu lần
đầu tiên vào những năm 80 của thế kỷ trước, nó sử dụng công nghệ truyền nhận
thông tin thông qua tín hiệu analog.Vào năm 1979, mạng di động 1G đầu tiên được
triển khai thương mại tại Nhật Bản bởi nhà mạng Nippon Telegraph and Telephone (NTT).
Trong 5 năm, mạng lưới này đã đáp ứng được nhu cầu của toàn bộ dân số Nhật Bản,
vậy nên ở thời điểm đó, Nhật Bản trở thành quốc gia đầu tiên được phủ sóng 1G trên
toàn bộ lãnh thổ.Vào năm 1981, các nước ở khu vực Bắc Âu như Đan Mạch, Phần
Lan, Na Uy và Thụy Điển đã triển khai mạng 1G với hệ thống NMT, điểm đặc biệt
của NMT là nó có khả năng chuyển vùng.Tiếp đến là các Quốc gia như Mỹ, Anh,
Mexico, Canada đều triển khai mạng di động 1G.
*Tìm hiểu về mạng 2G
- 2G là thế hệ thứ hai của mạng di động, nó được ra mắt vào năm 1992 và được triển
khai thương mại dựa trên tiêu chuẩn GSM ở Phần Lan bởi nhà mạng Radiolinja (hiện
tại là một phần của công ty viễn thông Elisa Oyj).
- Các thế hệ mạng tiếp theo thì tín hiệu mạng đã được chuyển từ Analog sang Digital.
Những nâng cấp đáng giá so với 1G đó là:
+Mạng 2G cho phép người dùng gọi thoại với tín hiệu đã được mã hóa dưới dạng
tín hiệu kỹ thuật số (dạng nhị phân 0 và 1). Vậy nên tính bảo mật thông tin của 2G
được cải thiện hơn rất nhiều so với mạng 1G.
+2G cũng hỗ trợ nhiều người dùng cùng một lúc trên mỗi dải tần hoạt
động. +Hỗ trợ dịch vụ gửi và nhận tin nhắn văn bản SMS.
+Các thiết bị cũng được thiết kế nhỏ đi rất nhiều do tín hiệu mạng đã được chuyển từ Analog sang Digital.
+Tốc độ của dữ liệu của 2G đạt 64 Kbps trong một giây. Rất cao ở thời điểm đó !
- Ở thế hệ mạng 2G này thì chúng ta cũng có thể 2 phiên bản nữa là mạng 2.5G và
mạng 2.75G. Cụ thể thì như sau:
+ Mạng 2.5G (hay còn gọi là GPRS) được ra mắt vào năm 2000, đây là phiên bản
mạng đã được nâng cao chất lượng cuộc gọi, bên cạnh đó, việc kết nối Internet trên
thiết bị di động cũng bắt đầu được hình thành. Tốc độ mạng tối đa của mạng 2.5G là
50 Kbps nên việc truy cập Internet là tương đối khó khăn.
Downloaded by thu hoan nguyen (hoanmiu98@gmail.com) lOMoARcPSD|35883770
+Mạng 2.75G (hay còn gọi là EDGE) được ra mắt vào năm 2003, phiên bản này thì chất
lượng mạng đã được cải tiến tốt hơn khá nhiều so với mạng GPRS. Tốc độ mạng có thể đạt
1Mbps => việc truy cập Internet để đọc báo đã dễ thở hơn rất nhiều
>>>>Ở Việt Nam chúng ta thì Mobifone là nhà mạng di động đầu tiên (nó được chính thức
hoạt động vào ngày 16 tháng 4 năm 1993). Và phủ sóng mạng 2G toàn quốc vào năm 1998,
tuy nhiên, nhà mạng VinaPhone mới là nhà mạng làm được điều này.
* Tìm hiểu về mạng 3G
- 3G là thế hệ thứ ba được giới thiệu bởi nhà mạng NTT Docomo vào năm 2001, và nó đã
được thương mại hóa vào năm 2003, cho phép truyền tải dữ liệu thoại và cả những dữ liệu
khác như email, hình ảnh, âm thanh, video,….
- Nhìn chung, 3G là một sự đột phá với rất nhiều cải tiến mạnh mẽ so với các thế hệ trước
đó. Nó được cải thiện mạnh mẽ nhất là phần băng thông, cũng như tốc độ truyền dữ liệu so
với mạng 2G.Và ở giai đoạn này, Nhật Bản cũng là quốc gia triển khai 3G sớm nhất và họ
cũng đã sớm thay thế toàn bộ mạng 2G thành 3G vào năm 2007, tiếp đến là các nước ở Châu Âu.
- Tốc độ truyền tải dữ liệu của 3G đạt từ 384 Kbps đến 2 Mbps trong một giây, giúp người
dùng có thể gửi và nhận những email có kích thước lớn hơn với tốc độ nhanh hơn.
- Mạng 3G có tốc độ mạng cao nhất là HSPA+ (trên điện thoại hiển thị là H+), với tốc độ lên
đến 42 Mbps => giúp chúng ta có thể dễ dàng lướt Facebook, Youtube… một cách nhẹ nhàng.
>>>Mạng 3G được phủ sóng ở Việt Nam vào năm 2009 bởi VinaPhone ở 13 tỉnh và thành phố.
*Tìm hiểu về mạng 4G
- 4G là thế hệ thứ tư và nó vẫn đang rất phổ biến ở thời điểm hiện tại (thời điểm năm 2021).
Mạng 4G (LTE) được ra mắt vào năm 2013, cho tốc độ truyền tải dữ liệu cực nhanh, lý
tưởng nhất vào khoản 1Gb đến 1,5Gb trong một giây.
- Chúng ta có 2 chuẩn 4G phổ biến gồm LTEA và Giga LTE. Mạng LTEA có tốc độ truyền
tải lên đến 300 Mbps, còn mạng Giga LTE thì cao cấp hơn – nó có tốc độ lên đến 1.2Gbps .
Đặc biệt, 4G LTE được xem là tiêu chuẩn cho các thiết bị công nghệ hiện tại vì nó cho phép
truyền tải dữ liệu với khoảng 12,5Mb khi đang di chuyển và cao hơn nếu người dùng đứng yên hoặc ít di chuyển.
- 4G cũng là một sự đột phá so với thế hệ mạng 3G, vì giờ đây, các cuộc gọi thoại video
đang trở nên rất phổ biến, điều mà 3G khó có thể làm được. Và rõ ràng rồi, mạng 4G có thể
làm bất cứ thứ gì mà 3G có thể làm được, không những thế, nó còn làm tốt hơn rất nhiều lần
vì tốc độ truyền tải dữ liệu và băng thông luôn được nâng cao sau mỗi thế hệ.
>>>Việt Nam là nước triển khai mạng 4G khá chậm, đến tận năm 2017 thì chúng ta mới phủ
sóng toàn quốc mạng 4G. Tuy là có hơi chậm một chút nhưng bù lại, tốc độ mạng ở Việt
Nam rất tốt (ở mức 21,49 Mbps), đứng thứ 2 Đông Nam Á, chỉ xếp sau Singapore. *Tìm hiểu mạng 5G
- 5G là thế hệ thứ năm của mạng di động, và nó chỉ mới được phát triển khoảng 1 – 2 năm
trở lại đây. Và nó được cho là còn mạnh hơn cả WiFi hiện nay.
- 5G vẫn chưa được phổ cập rộng rãi cho tất cả người dùng, vì ở thời điểm hiện tại, chưa có
nhiều quốc gia phủ sóng mạng 5G, hơn nữa nó có phí khá cao và thiết bị hỗ trợ vẫn chưa thực sự nhiều.
- Nhưng 5G được xem là một cuộc cách mạng lớn, vì nó hỗ trợ rất tốt cho IoT, VR, AR,…
những công nghệ này đều được xem là chìa khóa để hướng đến tương lại của con người.
>>>Mạng 5G có tốc độ truyền tải dữ liệu lớn gấp 10 lần 4G, có nghĩa là trong điều kiện lý
tưởng, 5G có thể truyền tải dữ liệu lên đến 10Gb trong một giây. So sánh :
1,1G (Mạng thông tin di động 1G):
+ Tốc độ: Khoảng 2.4 kbps (dịch vụ thoại).
+ Công nghệ: Sử dụng tín hiệu analog.
+Chức năng: Cung cấp dịch vụ thoại.
2,2G (Mạng di động 2G):
+Tốc độ: Khoảng 50 kbps.
+Công nghệ: Sử dụng tín hiệu kỹ thuật số thay cho tín hiệu analog. +Chức năng: Gọi thoại, SMS, MMS.
3,3G (Mạng di động 3G):
+Tốc độ: Khoảng 2 Mbps (cố định) và 384 kbps (di động).
+Công nghệ: Sử dụng Hệ thống Viễn thông Di động Toàn cầu (UMTS). +Chức năng:
Gửi/nhận email, gọi video.
4,4G (Mạng di động 4G):
+Tốc độ: Có khả năng cung cấp kết nối Internet rất nhanh và an
toàn. +Công nghệ: Sử dụng chuẩn WiMAX và LTE.
+Chức năng: Hỗ trợ đa phương tiện, tốc độ cao.
5,5G (Mạng di động 5G):
+Tốc độ: Có thể download dữ liệu với tốc độ tối đa khoảng từ 1 tới 10
GB/s với độ trễ chỉ 1 mili giây.
+Công nghệ: Sử dụng tài nguyên phổ tần rộng hơn, có thể hoạt động ở cả băng tần thấp và mmWave.
+Chức năng: Giảm thiểu độ trễ, tốc độ cực nhanh.
Về vấn đề an toàn, các thế hệ mạng di động đều đối mặt với những nguy cơ khác nhau:
1G: Vì công nghệ 1G sử dụng sóng tần số thấp và không có mã hóa mạnh, nên có thể
dễ dàng bị nghi ngờ về vấn đề an toàn thông tin và nguy cơ nghe lén.
2G: Đã cải thiện bằng tín hiệu kỹ thuật số, nhưng vẫn có hạn chế về vấn đề nguy cơ nghe lén và bảo mật
3G: Công nghệ 3G cung cấp mức độ bảo mật tốt hơn so với 2G, bao gồm mã hóa tốt
hơn và khả năng xác thực người dùng. Tuy nhiên, vẫn có nguy cơ về việc xâm nhập
vào hệ thống và tấn công từ xa.
4G: Công nghệ 4G cung cấp mức độ bảo mật cao hơn so với các công nghệ trước đó,
bao gồm mã hóa mạnh hơn và khả năng xác thực người dùng. Tuy nhiên, vẫn có nguy
cơ về các cuộc tấn công từ xa và bảo mật thông tin.
5G : Tốc độ siêu nhanh nhưng cần giải quyết về vấn để riêng tư , và các vấn đề liên quan đến bảo mật Bai2 : 2.1 WPAN IEEE 802.15:
WPAN (Wireless Personal Area Network) là mạng không dây khu vực cá nhân, và
IEEE 802.15 là tiêu chuẩn quy định các thông số kỹ thuật cho việc truyền thông
không dây trong WPAN. WPAN tập trung vào việc kết nối các thiết bị trong phạm vi
gần nhau, thường chỉ trong khoảng cách vài mét đến vài chục mét. Các thiết bị trong
WPAN có thể là điện thoại di động, máy tính cá nhân, máy tính bảng, hoặc các thiết bị cảm biến. 2.2 WMAN IEEE 802.16:
WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) là mạng không dây khu vực đô thị, và IEEE
802.16 là tiêu chuẩn định nghĩa các thông số kỹ thuật cho việc truyền thông không dây trong
WMAN. WMAN được sử dụng để cung cấp kết nối mạng không dây cho các khu vực đô thị
lớn, bao gồm cả khu vực nông thôn và ngoại ô. Công nghệ WMAN, đặc biệt là WiMAX
(Worldwide Interoperability for Microwave Access), là một trong những công nghệ chủ đạo
được sử dụng trong WMAN. 2.3 WMAN IEEE 802.20:
WMAN 802.20 là một tiêu chuẩn đề xuất của IEEE cho mạng không dây khu vực đô thị. Tuy
nhiên, tiêu chuẩn này chưa được triển khai rộng rãi và có sự cạnh tranh với WiMAX (IEEE
802.16). Mục tiêu của WMAN 802.20 là cung cấp kết nối không dây di động với tốc độ cao
và phạm vi rộng trong các khu vực đô thị. 2.4 MIH IEEE 802.21:
MIH (Media Independent Handover) là tiêu chuẩn IEEE 802.21, nó quy định các giao thức
và quy trình để hỗ trợ việc chuyển đổi mượt mà giữa các mạng không dây khác nhau. MIH
cho phép thiết bị di động tự động chuyển đổi kết nối giữa các mạng, chẳng hạn như từ Wi-Fi
sang 3G hoặc WiMAX, mà không gây gián đoạn trong dịch vụ. 2.5 WRAN IEEE 802.22:
WRAN (Wireless Regional Area Network) là mạng không dây khu vực vùng miền, và IEEE
802.22 là tiêu chuẩn định nghĩa các thông số kỹ thuật cho việc truyền thông không dây trong
WRAN. WRAN được sử dụng để cung cấp kết nối mạng không dây trong các khu vực vùng
miền, đặc biệt là các khu vực nông thôn, nơi việc triển khai
hạ tầng mạng dây truyền thống khó khăn. Công nghệ chính trong WRAN là TV White
Space, sử dụng các kênh trống sót trong băng tần truyền hình truyền thống để truyền thông không dây. Bai3: 1. Marco Mobility:
- Định nghĩa: Marco Mobility là một khái niệm trong mạng di động, nó đề cập đến khả năng
di chuyển của một mạng nguyên thủy (underlying network) từ một vị trí đến vị trí khác mà
không làm thay đổi cấu trúc mạng.
- Đặc điểm: Marco Mobility tập trung vào việc di chuyển mạng nguyên thủy mà không ảnh
hưởng đến các địa chỉ IP hoặc cấu trúc mạng. Nó đảm bảo tính liên tục của dịch vụ trong quá
trình di chuyển, giúp duy trì kết nối mạng và truyền thông dữ liệu một cách liền mạch. 2. Micro Mobility:
- Định nghĩa: Micro Mobility là khái niệm trong mạng di động, nó liên quan đến việc quản lý
di chuyển của các thiết bị di động trong một phạm vi nhỏ hơn, như một mạng cục bộ.
- Đặc điểm: Micro Mobility tập trung vào việc quản lý di chuyển trong phạm vi cục bộ,
thường là trong một mạng LAN hoặc mạng WLAN. Nó giúp đảm bảo rằng các thiết bị di
động có thể di chuyển trong cùng một mạng vùng cục bộ mà không làm mất kết nối hoặc gây
gián đoạn đến truyền thông.
3. Personal Mobility and SIP:
- Định nghĩa: Personal Mobility là khái niệm trong mạng di động, nó ám chỉ khả năng di
chuyển của người dùng và thiết bị của họ trong mạng. SIP (Session Initiation Protocol) là
một giao thức phổ biến được sử dụng để thiết lập và quản lý các cuộc gọi và phiên truyền thông trên mạng IP.
- Đặc điểm: Personal Mobility and SIP kết hợp khả năng di chuyển của người dùng và thiết
bị với việc sử dụng giao thức SIP để duy trì cuộc gọi và truyền thông trong quá trình di
chuyển. Điều này cho phép người dùng giữ kết nối và tiếp tục truyền thông mà không bị gián
đoạn khi di chuyển qua các mạng và vùng phủ mạng khác nhau.
4. Identity-based Mobility:
- Định nghĩa: Identity-based Mobility là một phương pháp trong mạng di động, nó tập trung
vào việc xác định và quản lý di chuyển dựa trên danh tính của người dùng hoặc thiết bị di động.
- Đặc điểm: Identity-based Mobility sử dụng thông tin danh tính để theo dõi và quản lý di
chuyển của người dùng hoặc thiết bị. Thông qua việc xác thực và ủy quyền, nó cho phép di
chuyển mạng một cách an toàn và bảo mật, đồng thời duy trì liên tục của dịch vụ.
5. NEMO và MANET network:
- Định nghĩa: NEMO (Network Mobility) và MANET (Mobile Ad-Hoc Network) đều là các
khái niệm trong mạng di động.
- Đặc điểm: NEMO tập trung vào khả năng di chuyển của mạng một cách tổng thể, cho phép
mạng di động di chuyển từ một vị trí đến vị trí khác màỞ Việt Nam, công nghệ WiMAX
(IEEE 802.16) đã được triển khai và sử dụng trong mạng không dây khu vực đô thị
(WMAN). Tuy nhiên, việc sử dụng các công nghệ khác như Marco Mobility, Micro
Mobility, Personal Mobility and SIP, Identity-based Mobility, NEMO (Network Mobility),
và MANET (Mobile Ad-Hoc Network) trong ngữ cảnh của mạng di động ở Việt Nam sẽ phụ
thuộc vào các dự án và triển khai cụ thể của các nhà cung cấp dịch vụ và tổ chức tại quốc gia này.