freewarez
24-01-2005, 15:10
Chuẩn Wimax, USB không dây và UWB: Kiến tạo một thế giới di động toàn diện
Trong thế giới kết nối không dây, bạn có thể làm việc và giải trí mọi nơi, mọi lúc.
Làm việc, giải trí mọi nơi, mọi lúc là điều con người hằng mong ước. Công nghệ hiện tại đã đem đến Bluetooth kết nối không dây, Wi-Fi truy xuất Internet không dây (xem bài "Mạng không dây tốc độ cực nhanh", TGVT A 11/2003, trang 95), điện thoại di động... Nhưng bên cạnh ưu điểm, công nghệ kết nối không dây hiện nay còn hạn chế và chưa thật sự liên thông với nhau.
Để có được môi trường làm việc di động thật sự, những công ty đứng đầu trong lĩnh vực này như Fujitsu, Intel, LG Electronics, Motorola, Samsung, Siemens, Sony... đã bắt đầu nghĩ đến mô hình tương lai cho phép các công nghệ không dây liên thông với nhau, cùng làm việc và hỗ trợ nhau. Tập trung hàng trăm kỹ sư đầu ngành, IEEE đã phác thảo nên một hệ thống chuẩn không dây liên thông: bao gồm IEEE 802.15 dành cho mạng cá nhân (PAN-personal area network), IEEE 802.11 dành cho mạng cục bộ (LAN-local area network), 802.16 dành cho mạng nội thị (MAN-Metropolitan area network), và đề xuất 802.20 cho mạng diện rộng (WAN-wide area network).
Sắp tới, bạn sẽ được nghe nhắc nhiều đến những chuẩn không dây IEEE 802.16, USB không dây (Wireless USB-WUSB) và UWB (ultrawide band) với những mục tiêu lý tưởng như mạng trục không dây, thay thế cáp nối ngoại vi USB và thay thế toàn bộ cáp nối thiết bị điện tử. Vậy chúng là gì? Và quan trọng hơn, chúng sẽ mang lại lợi ích gì?
WIMAX
Có thể nhiều nhà cung cấp dịch vụ và vận hành còn xa lạ với chuẩn IEEE 802.16 (WiMAX) nhưng đây sẽ là công nghệ không dây mang tính cách mạng trong ngành công nghiệp dịch vụ không dây băng rộng. Chuẩn 802.16, giao tiếp dành cho hệ thống truy cập không dây băng rộng cố định còn được biết đến với tên chuẩn giao tiếp không dây IEEE WirelessMAN. Chuẩn được thiết kế mới hoàn toàn với mục tiêu cung cấp những trục kết nối trực tiếp trong mạng nội thị (Metropolitan Area Network-MAN) đạt băng thông tương đương cáp, DSL, trục T1 phổ biến hiện nay.
Hình 1: Chuẩn không dây toàn cầu
Tháng 1/2003, IEEE cho phép chuẩn 802.16a sử dụng băng tần từ 2GHz đến 11GHz; rộng hơn băng tần từ 10GHz đến 66GHz của chuẩn 802.16 phát hành tháng 4/2002 trước đó. Nhờ đặc tính không dây mà các nhà cung cấp dịch vụ và vận hành có thể triển khai đường trục dễ dàng, tiết kiệm chi phí đến những vùng địa hình hiểm trở, mở rộng năng lực mạng tại những tuyến cáp đường trục đang quá tải; đặc biệt đường phố không bị "đào lên lấp xuống" như hiện nay. Thiết bị phát IEEE 802.16a có thể lắp ngay trên nóc tòa nhà chứ không cần đầu tư đặt trên tháp cao hoặc đỉnh núi như những công nghệ khác. Hệ thống 802.16a chuẩn có thể đạt đến bán kính 48km bằng cách liên kết các trạm có bán kính làm việc 6-9 km.
Trong quá trình phát triển 802.16, tính liên thông luôn được đề cao. Đầu tiên, diễn đàn Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) được thành lập vào năm 2003 và qui tụ được nhiều công ty hàng đầu như Intel, LG Electronics, Motorola, Fujitsu, Siemens... Để thúc đẩy các nhà sản xuất hệ thống truy xuất không dây băng rộng đưa ra thiết bị tương thích IEEE 802.16, WiMAX cũng đã hợp tác chặt chẽ với liên minh Wi-Fi để hỗ trợ tốt chuẩn IEEE 802.11. Để đạt được sự liên thông, WiMAX buộc phải tạo một số System Profile tương ứng với qui định sử dụng tần số khác nhau của từng khu vực địa lý. Ví dụ, nhà cung cấp dịch vụ tại châu Âu dùng băng tần 3,5GHz với băng thông 14MHz đòi hỏi thiết bị hỗ trợ kênh băng thông 3,5MHz hoặc 7 MHz, chức năng TDD (Time Division Duplex) hoặc FDD (Frequency Division Duplex). Tương tự, nhà cung cấp dịch vụ Internet không dây (WISP) tại Mỹ lại dùng băng tần 5,8GHz UNII nên thiết bị hệ thống cần phải hỗ trợ băng thông 10MHz và kỹ thuật TDD.
Trong quá trình xây dựng khung chuẩn, 802.16a kế thừa các hệ thống đã có để có thể được ứng dụng rộng rãi như thiết kế ban đầu. OFDMA dùng trong 3 lớp PHY được thiết kế mở để có thể điều chỉnh linh hoạt, thích ứng với tất cả các kênh có độ rộng băng thông đi từ 1,75MHz đến 20MHz. Single Carrier Access (SCA) trong Wi-Fi được giữ lại trong 802.16a làm đường liên kết xương sống, trong khi OFDM với FFT (Fast Fourier Transform) 256 điểm lại hỗ trợ những truy xuất cố định băng thông lên đến 10MHz. Kỹ thuật OFDMA được cải tiến dựa trên OFDM để hỗ trợ hệ di động tốc độ cao, cho phép kênh hóa dữ liệu tải xuống (Downlink-DL) và tải lên (Uplink-UL), ấn định hằng số tỷ lệ giữa kích thước FFT với độ rộng kênh...
Tiền chuẩn
Hậu chuẩn
Sau khi chuẩn hóa, nhà sản xuất thiết bị chỉ cần tập trung đẩy nhanh thiết kế và giảm giá (biểu diễn bằng các lớp màu xanh).
Hình 2: Cấu trúc 802.16 công nghiệp.
Lớp MAC 802.16 được thiết kế hỗ trợ ứng dụng điểm-đa điểm dựa trên CSMA/CA (Collision Sense Multiple Access with Collision Avoidance). MAC AP 802.16 quản lý tài nguyên UL, DL và gồm luôn cả chức năng định thời truyền và nhận. Lớp MAC còn có một số chức năng hỗ trợ ứng dụng diện rộng mà tính di động không ổn định như tích hợp dịch vụ di động: bình chọn tức thời (realtime Polling Service) và không tức thời (non-realtime Polling Service)...; Đóng gói/phân mảnh để tăng độ hiệu quả sử dụng băng tần; Quản lý khóa riêng tư (PKM-privacy key management) để bảo mật từ lớp MAC; Hỗ trợ phát đa luồng; Chuyển mạch tốc độ cao; Quản lý năng lượng. PKM phiên bản 2 còn có khả năng kết hợp với giao thức xác thực mở rộng (EAP-Extensible Authentication Protocol).
Với tốc độ tải dữ liệu lên đến 75Mbps, một kênh đáp ứng của trạm 802.16a hoàn toàn đủ năng lực cùng lúc phục vụ 60 khách hàng kết nối cấp T1 và hàng trăm kết nối DSL gia đình, với băng thông kênh là 20MHz. Trong thực tế, để đạt hiệu quả kinh tế, các nhà vận hành và cung cấp dịch vụ thường phải chấp nhận cân đối phục vụ thành phần khách hàng doanh nghiệp doanh thu cao với thành phần thuê bao gia đình số đông. Vì thế, chuẩn 802.16a đã hỗ trợ thiết thực nhà vận hành mạng, cho phép cấu hình mức ưu tiên cho từng cấp dịch vụ. Như thế, doanh nghiệp có thể đặt chế độ ưu tiên dịch vụ cấp T1 cho doanh nghiệp hoặc dịch vụ tốc độ DSL cho người dùng gia đình. Đặc tả 802.16a còn bao gồm tính năng bảo mật và QoS cần thiết để hỗ trợ những dịch vụ thoại và video trực tuyến. Dịch vụ thoại 802.16 có thể dùng kỹ thuật thoại TDM (Time Division Multiplexed) hoặc VoIP (Voice over IP).
Mô hình triển khai
Sau khi ra đời, 802.16a đã nhanh chóng được triển khai tại châu Âu, Mỹ và thể hiện một số lợi ích cụ thể.
1. Mạng trục. 802.16a là công nghệ không dây lý tưởng làm mạng trục nối các điểm hotspot thương mại và LAN không dây với Internet. Công nghệ không dây 802.16a cho phép doanh nghiệp triển khai hotspot 802.11 linh hoạt khi gặp địa hình hiểm trở, đòi hỏi thời gian ngắn và nâng cấp linh hoạt theo nhu cầu thị trường.
Chuẩn 802.16a cho phép triển khai những mạng trục tốc độ cao, chi phí thấp. Tại châu Âu, nơi các nhà vận hành ít chấp nhận chia sẻ cáp trục với đối thủ cạnh tranh, mạng trục WiMax đã có đất phát triển và được sử dụng trong 80% tháp sóng. Riêng tại Mỹ, do có điều luật qui định các nhà cung cấp dịch vụ thứ ba phải thuê tuyến cáp trục từ nhà cung cấp mạng trục Internet nên tốc độ ứng dụng WiMax chậm hơn châu Âu. Tuy vậy, tỷ lệ ứng dụng WiMax làm mạng trục cũng đã chiếm đến 20% và sắp tới sẽ phát triển rất nhanh vì FCC đang chuẩn bị bỏ ràng buộc về tuyến cáp trục với các nhà cung cấp dịch vụ thứ ba. Đối với các nước đang phát triển thì giải pháp kết nối không dây 802.16a cho phép nâng cấp năng lực dịch vụ nhanh chóng theo nhu cầu thực tế mà không phải lo ngại về vấn đề đào đường, thay đổi kiến trúc hạ tầng.
2. Kết nối mạng không dây doanh nghiệp. Chuẩn 802.16a được dùng làm cơ sở để liên thông các mạng LAN không dây, hotspot WiFi 802.11 hiện có. Doanh nghiệp có thể tự do mở rộng qui mô văn phòng mà môi trường mạng cục bộ vẫn được liền lạc nếu có mạng trung gian không dây chuẩn 802.16a. Nhìn rộng hơn, doanh nghiệp có thể triển khai mạng LAN không dây thống nhất cho tất cả văn phòng trong phạm vi một quốc gia.
3. Băng rộng theo nhu cầu. Hệ thống không dây cho phép triển khai hiệu quả ngay cả khi sử dụng ngắn hạn. Với sự hỗ trợ của công nghệ 802.16a, hệ thống hotspot 802.11 vẫn đủ năng lực phục vụ dịch vụ kết nối tốc độ cao tại những hội chợ, triển lãm có đến hàng ngàn khách. Nhà cung cấp dịch vụ có thể nâng cấp hoặc giảm bớt năng lực phục vụ của hệ thống theo nhu cầu thực tế, giúp nâng cao hiệu quả kinh doanh, tăng tính cạnh tranh của doanh nghiệp.
4. Mở rộng nhanh chóng, tiết kiệm. Hệ thống 802.16a cho phép phủ sóng đến những vùng hiểm trở, thiếu cáp trước đây. Do tuyến cáp DSL chỉ có thể đáp ứng trong bán kính 4,8km tính từ trạm điều phối trung tâm nên còn nhiều vùng địa hình hiểm trở mà nhà cung cấp không thể với tới. Thống kê gần đây cho thấy có hơn 2.500 nhà cung cấp dịch vụ không dây (Wireless ISP) địa phương hoạt động hiệu quả trên 6.000 thị trường tại Mỹ. Không chỉ triển khai dịch vụ dữ liệu tốc độ cao, hệ thống còn cho phép triển khai dịch vụ thoại cho những người dùng ở vùng sâu vùng xa.
5. Liên thông dich vụ. Với công nghệ IEEE 802.16e mở rộng từ 802.16a, trong tương lai người dùng sẽ được hỗ trợ dịch vụ roaming tương tự điện thoại di động, tự động chuyển kết nối đến nhà cung cấp dịch vụ Internet không dây địa phương ngay khi ra ngoài vùng phủ sóng của mạng gia đình, công ty. Dự kiến đến 2006, công nghệ WiMAX sẽ được tích hợp vào máy tính xách tay, PDA như Wi-Fi hiện nay và từng bước hình thành nên những vùng dịch vụ không dây băng rộng mang tên "MetroZones".
WIRELESS USB
Chuẩn USB (Universal ****** Bus) đã được tích hợp trên 1 tỷ thiết bị và được ước đoán lên đến 3,5 tỷ thiết bị vào năm 2006. Chuẩn USB không dây (WUSB) được phát triển dựa trên chuẩn USB có dây nhằm đưa ưu điểm của chuẩn này vào thế giới không dây tương lai. Chuẩn WUSB được thiết kế để kết nối các thiết bị điện tử dân dụng, thiết bị ngoại vi máy tính và thiết bị di động. Hai yêu cầu được đặt ra với chuẩn WUSB là phải thiết lập được kết nối thiết bị với thiết bị chủ (host) tốc độ cao và cho phép nâng cấp từng bước từ USB có dây. Đặc tả WUSB được thiết kế để thay thế các mô hình đang dùng để kết nối nhóm thiết bị đến thiết bị chủ, thiết bị-thiết bị trong khoảng cách dưới 10m.
Mối quan hệ trong USB không dây được thiết kế theo mô hình tập trung và đối thoại. Tất cả luồng dữ liệu được tập trung vào một host, được phân khe thời gian và băng thông dữ liệu cho từng thiết bị kết nối. Mối kết nối thuộc loại điểm-điểm và trực tiếp giữa các thiết bị WUSB và USB có dây. Điểm khác biệt cơ bản so với giao thức USB có dây là không xuất hiện hub trong mô hình kết nối USB không dây. Một thiết bị chủ WUSB có thể kết nối tối đa 127 thiết bị USB không dây.
WUSB cho phép nhiều thiết bị trong vùng dùng chung tần số nhưng thông tin không nhiễu lẫn nhau. Để tạo được kết nối không dây, WUSB tương thích được những thiết bị chuẩn USB và có thể trở thành cầu nối giữa thiết bị USB có dây với host. Khi trao đổi dữ liệu giữa các chuỗi thiết bị (cluster) hoặc thiết bị không cùng host, hệ thống bắt buộc người dùng phải chọn phương thức qui ước: tạo kết nối thứ hai giữa hai host hoặc truyền dữ liệu giữa hai chuỗi thiết bị không quản lý bởi cùng một host.
Băng thông USB không dây lúc công bố tương đương với băng thông của chuẩn USB Hi-Speed hiện tại là 480Mbps. Trong tương lai, băng thông WUSB có thể đạt đến 1Gbps khi hòa nhập vào sóng UWB.
Năng lượng hệ thống radio (năng lượng dùng riêng cho sóng) được thiết kế ngày càng thấp đi để tăng thời gian làm việc của thiết bị di động và điện thoại di động. Một PDA thông thường dùng từ 250-400 mW khi không nối sóng. Điện thoại di động dùng khoảng 200-300mW với sóng WAN cơ bản. Khi thêm sóng WUSB, thời gian làm việc của điện thoại di động vẫn có thể duy trì từ 3 đến 5 ngày, hoặc nhiều tháng cho những bộ điều khiển từ xa. Năng lượng mà sóng WUSB sử dụng thấp hơn 300mW ngay lúc công bố và sẽ dần giảm xuống 100mW. Sóng sẽ chuyển sang trạng thái "ngủ" khi bình thường và trở lại sẵn sàng khi có yêu cầu để tiết kiệm tối đa năng lượng làm việc, kéo dài thời gian hoạt động của pin.
Trong thế giới kết nối không dây, bạn có thể làm việc và giải trí mọi nơi, mọi lúc.
Làm việc, giải trí mọi nơi, mọi lúc là điều con người hằng mong ước. Công nghệ hiện tại đã đem đến Bluetooth kết nối không dây, Wi-Fi truy xuất Internet không dây (xem bài "Mạng không dây tốc độ cực nhanh", TGVT A 11/2003, trang 95), điện thoại di động... Nhưng bên cạnh ưu điểm, công nghệ kết nối không dây hiện nay còn hạn chế và chưa thật sự liên thông với nhau.
Để có được môi trường làm việc di động thật sự, những công ty đứng đầu trong lĩnh vực này như Fujitsu, Intel, LG Electronics, Motorola, Samsung, Siemens, Sony... đã bắt đầu nghĩ đến mô hình tương lai cho phép các công nghệ không dây liên thông với nhau, cùng làm việc và hỗ trợ nhau. Tập trung hàng trăm kỹ sư đầu ngành, IEEE đã phác thảo nên một hệ thống chuẩn không dây liên thông: bao gồm IEEE 802.15 dành cho mạng cá nhân (PAN-personal area network), IEEE 802.11 dành cho mạng cục bộ (LAN-local area network), 802.16 dành cho mạng nội thị (MAN-Metropolitan area network), và đề xuất 802.20 cho mạng diện rộng (WAN-wide area network).
Sắp tới, bạn sẽ được nghe nhắc nhiều đến những chuẩn không dây IEEE 802.16, USB không dây (Wireless USB-WUSB) và UWB (ultrawide band) với những mục tiêu lý tưởng như mạng trục không dây, thay thế cáp nối ngoại vi USB và thay thế toàn bộ cáp nối thiết bị điện tử. Vậy chúng là gì? Và quan trọng hơn, chúng sẽ mang lại lợi ích gì?
WIMAX
Có thể nhiều nhà cung cấp dịch vụ và vận hành còn xa lạ với chuẩn IEEE 802.16 (WiMAX) nhưng đây sẽ là công nghệ không dây mang tính cách mạng trong ngành công nghiệp dịch vụ không dây băng rộng. Chuẩn 802.16, giao tiếp dành cho hệ thống truy cập không dây băng rộng cố định còn được biết đến với tên chuẩn giao tiếp không dây IEEE WirelessMAN. Chuẩn được thiết kế mới hoàn toàn với mục tiêu cung cấp những trục kết nối trực tiếp trong mạng nội thị (Metropolitan Area Network-MAN) đạt băng thông tương đương cáp, DSL, trục T1 phổ biến hiện nay.
Hình 1: Chuẩn không dây toàn cầu
Tháng 1/2003, IEEE cho phép chuẩn 802.16a sử dụng băng tần từ 2GHz đến 11GHz; rộng hơn băng tần từ 10GHz đến 66GHz của chuẩn 802.16 phát hành tháng 4/2002 trước đó. Nhờ đặc tính không dây mà các nhà cung cấp dịch vụ và vận hành có thể triển khai đường trục dễ dàng, tiết kiệm chi phí đến những vùng địa hình hiểm trở, mở rộng năng lực mạng tại những tuyến cáp đường trục đang quá tải; đặc biệt đường phố không bị "đào lên lấp xuống" như hiện nay. Thiết bị phát IEEE 802.16a có thể lắp ngay trên nóc tòa nhà chứ không cần đầu tư đặt trên tháp cao hoặc đỉnh núi như những công nghệ khác. Hệ thống 802.16a chuẩn có thể đạt đến bán kính 48km bằng cách liên kết các trạm có bán kính làm việc 6-9 km.
Trong quá trình phát triển 802.16, tính liên thông luôn được đề cao. Đầu tiên, diễn đàn Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) được thành lập vào năm 2003 và qui tụ được nhiều công ty hàng đầu như Intel, LG Electronics, Motorola, Fujitsu, Siemens... Để thúc đẩy các nhà sản xuất hệ thống truy xuất không dây băng rộng đưa ra thiết bị tương thích IEEE 802.16, WiMAX cũng đã hợp tác chặt chẽ với liên minh Wi-Fi để hỗ trợ tốt chuẩn IEEE 802.11. Để đạt được sự liên thông, WiMAX buộc phải tạo một số System Profile tương ứng với qui định sử dụng tần số khác nhau của từng khu vực địa lý. Ví dụ, nhà cung cấp dịch vụ tại châu Âu dùng băng tần 3,5GHz với băng thông 14MHz đòi hỏi thiết bị hỗ trợ kênh băng thông 3,5MHz hoặc 7 MHz, chức năng TDD (Time Division Duplex) hoặc FDD (Frequency Division Duplex). Tương tự, nhà cung cấp dịch vụ Internet không dây (WISP) tại Mỹ lại dùng băng tần 5,8GHz UNII nên thiết bị hệ thống cần phải hỗ trợ băng thông 10MHz và kỹ thuật TDD.
Trong quá trình xây dựng khung chuẩn, 802.16a kế thừa các hệ thống đã có để có thể được ứng dụng rộng rãi như thiết kế ban đầu. OFDMA dùng trong 3 lớp PHY được thiết kế mở để có thể điều chỉnh linh hoạt, thích ứng với tất cả các kênh có độ rộng băng thông đi từ 1,75MHz đến 20MHz. Single Carrier Access (SCA) trong Wi-Fi được giữ lại trong 802.16a làm đường liên kết xương sống, trong khi OFDM với FFT (Fast Fourier Transform) 256 điểm lại hỗ trợ những truy xuất cố định băng thông lên đến 10MHz. Kỹ thuật OFDMA được cải tiến dựa trên OFDM để hỗ trợ hệ di động tốc độ cao, cho phép kênh hóa dữ liệu tải xuống (Downlink-DL) và tải lên (Uplink-UL), ấn định hằng số tỷ lệ giữa kích thước FFT với độ rộng kênh...
Tiền chuẩn
Hậu chuẩn
Sau khi chuẩn hóa, nhà sản xuất thiết bị chỉ cần tập trung đẩy nhanh thiết kế và giảm giá (biểu diễn bằng các lớp màu xanh).
Hình 2: Cấu trúc 802.16 công nghiệp.
Lớp MAC 802.16 được thiết kế hỗ trợ ứng dụng điểm-đa điểm dựa trên CSMA/CA (Collision Sense Multiple Access with Collision Avoidance). MAC AP 802.16 quản lý tài nguyên UL, DL và gồm luôn cả chức năng định thời truyền và nhận. Lớp MAC còn có một số chức năng hỗ trợ ứng dụng diện rộng mà tính di động không ổn định như tích hợp dịch vụ di động: bình chọn tức thời (realtime Polling Service) và không tức thời (non-realtime Polling Service)...; Đóng gói/phân mảnh để tăng độ hiệu quả sử dụng băng tần; Quản lý khóa riêng tư (PKM-privacy key management) để bảo mật từ lớp MAC; Hỗ trợ phát đa luồng; Chuyển mạch tốc độ cao; Quản lý năng lượng. PKM phiên bản 2 còn có khả năng kết hợp với giao thức xác thực mở rộng (EAP-Extensible Authentication Protocol).
Với tốc độ tải dữ liệu lên đến 75Mbps, một kênh đáp ứng của trạm 802.16a hoàn toàn đủ năng lực cùng lúc phục vụ 60 khách hàng kết nối cấp T1 và hàng trăm kết nối DSL gia đình, với băng thông kênh là 20MHz. Trong thực tế, để đạt hiệu quả kinh tế, các nhà vận hành và cung cấp dịch vụ thường phải chấp nhận cân đối phục vụ thành phần khách hàng doanh nghiệp doanh thu cao với thành phần thuê bao gia đình số đông. Vì thế, chuẩn 802.16a đã hỗ trợ thiết thực nhà vận hành mạng, cho phép cấu hình mức ưu tiên cho từng cấp dịch vụ. Như thế, doanh nghiệp có thể đặt chế độ ưu tiên dịch vụ cấp T1 cho doanh nghiệp hoặc dịch vụ tốc độ DSL cho người dùng gia đình. Đặc tả 802.16a còn bao gồm tính năng bảo mật và QoS cần thiết để hỗ trợ những dịch vụ thoại và video trực tuyến. Dịch vụ thoại 802.16 có thể dùng kỹ thuật thoại TDM (Time Division Multiplexed) hoặc VoIP (Voice over IP).
Mô hình triển khai
Sau khi ra đời, 802.16a đã nhanh chóng được triển khai tại châu Âu, Mỹ và thể hiện một số lợi ích cụ thể.
1. Mạng trục. 802.16a là công nghệ không dây lý tưởng làm mạng trục nối các điểm hotspot thương mại và LAN không dây với Internet. Công nghệ không dây 802.16a cho phép doanh nghiệp triển khai hotspot 802.11 linh hoạt khi gặp địa hình hiểm trở, đòi hỏi thời gian ngắn và nâng cấp linh hoạt theo nhu cầu thị trường.
Chuẩn 802.16a cho phép triển khai những mạng trục tốc độ cao, chi phí thấp. Tại châu Âu, nơi các nhà vận hành ít chấp nhận chia sẻ cáp trục với đối thủ cạnh tranh, mạng trục WiMax đã có đất phát triển và được sử dụng trong 80% tháp sóng. Riêng tại Mỹ, do có điều luật qui định các nhà cung cấp dịch vụ thứ ba phải thuê tuyến cáp trục từ nhà cung cấp mạng trục Internet nên tốc độ ứng dụng WiMax chậm hơn châu Âu. Tuy vậy, tỷ lệ ứng dụng WiMax làm mạng trục cũng đã chiếm đến 20% và sắp tới sẽ phát triển rất nhanh vì FCC đang chuẩn bị bỏ ràng buộc về tuyến cáp trục với các nhà cung cấp dịch vụ thứ ba. Đối với các nước đang phát triển thì giải pháp kết nối không dây 802.16a cho phép nâng cấp năng lực dịch vụ nhanh chóng theo nhu cầu thực tế mà không phải lo ngại về vấn đề đào đường, thay đổi kiến trúc hạ tầng.
2. Kết nối mạng không dây doanh nghiệp. Chuẩn 802.16a được dùng làm cơ sở để liên thông các mạng LAN không dây, hotspot WiFi 802.11 hiện có. Doanh nghiệp có thể tự do mở rộng qui mô văn phòng mà môi trường mạng cục bộ vẫn được liền lạc nếu có mạng trung gian không dây chuẩn 802.16a. Nhìn rộng hơn, doanh nghiệp có thể triển khai mạng LAN không dây thống nhất cho tất cả văn phòng trong phạm vi một quốc gia.
3. Băng rộng theo nhu cầu. Hệ thống không dây cho phép triển khai hiệu quả ngay cả khi sử dụng ngắn hạn. Với sự hỗ trợ của công nghệ 802.16a, hệ thống hotspot 802.11 vẫn đủ năng lực phục vụ dịch vụ kết nối tốc độ cao tại những hội chợ, triển lãm có đến hàng ngàn khách. Nhà cung cấp dịch vụ có thể nâng cấp hoặc giảm bớt năng lực phục vụ của hệ thống theo nhu cầu thực tế, giúp nâng cao hiệu quả kinh doanh, tăng tính cạnh tranh của doanh nghiệp.
4. Mở rộng nhanh chóng, tiết kiệm. Hệ thống 802.16a cho phép phủ sóng đến những vùng hiểm trở, thiếu cáp trước đây. Do tuyến cáp DSL chỉ có thể đáp ứng trong bán kính 4,8km tính từ trạm điều phối trung tâm nên còn nhiều vùng địa hình hiểm trở mà nhà cung cấp không thể với tới. Thống kê gần đây cho thấy có hơn 2.500 nhà cung cấp dịch vụ không dây (Wireless ISP) địa phương hoạt động hiệu quả trên 6.000 thị trường tại Mỹ. Không chỉ triển khai dịch vụ dữ liệu tốc độ cao, hệ thống còn cho phép triển khai dịch vụ thoại cho những người dùng ở vùng sâu vùng xa.
5. Liên thông dich vụ. Với công nghệ IEEE 802.16e mở rộng từ 802.16a, trong tương lai người dùng sẽ được hỗ trợ dịch vụ roaming tương tự điện thoại di động, tự động chuyển kết nối đến nhà cung cấp dịch vụ Internet không dây địa phương ngay khi ra ngoài vùng phủ sóng của mạng gia đình, công ty. Dự kiến đến 2006, công nghệ WiMAX sẽ được tích hợp vào máy tính xách tay, PDA như Wi-Fi hiện nay và từng bước hình thành nên những vùng dịch vụ không dây băng rộng mang tên "MetroZones".
WIRELESS USB
Chuẩn USB (Universal ****** Bus) đã được tích hợp trên 1 tỷ thiết bị và được ước đoán lên đến 3,5 tỷ thiết bị vào năm 2006. Chuẩn USB không dây (WUSB) được phát triển dựa trên chuẩn USB có dây nhằm đưa ưu điểm của chuẩn này vào thế giới không dây tương lai. Chuẩn WUSB được thiết kế để kết nối các thiết bị điện tử dân dụng, thiết bị ngoại vi máy tính và thiết bị di động. Hai yêu cầu được đặt ra với chuẩn WUSB là phải thiết lập được kết nối thiết bị với thiết bị chủ (host) tốc độ cao và cho phép nâng cấp từng bước từ USB có dây. Đặc tả WUSB được thiết kế để thay thế các mô hình đang dùng để kết nối nhóm thiết bị đến thiết bị chủ, thiết bị-thiết bị trong khoảng cách dưới 10m.
Mối quan hệ trong USB không dây được thiết kế theo mô hình tập trung và đối thoại. Tất cả luồng dữ liệu được tập trung vào một host, được phân khe thời gian và băng thông dữ liệu cho từng thiết bị kết nối. Mối kết nối thuộc loại điểm-điểm và trực tiếp giữa các thiết bị WUSB và USB có dây. Điểm khác biệt cơ bản so với giao thức USB có dây là không xuất hiện hub trong mô hình kết nối USB không dây. Một thiết bị chủ WUSB có thể kết nối tối đa 127 thiết bị USB không dây.
WUSB cho phép nhiều thiết bị trong vùng dùng chung tần số nhưng thông tin không nhiễu lẫn nhau. Để tạo được kết nối không dây, WUSB tương thích được những thiết bị chuẩn USB và có thể trở thành cầu nối giữa thiết bị USB có dây với host. Khi trao đổi dữ liệu giữa các chuỗi thiết bị (cluster) hoặc thiết bị không cùng host, hệ thống bắt buộc người dùng phải chọn phương thức qui ước: tạo kết nối thứ hai giữa hai host hoặc truyền dữ liệu giữa hai chuỗi thiết bị không quản lý bởi cùng một host.
Băng thông USB không dây lúc công bố tương đương với băng thông của chuẩn USB Hi-Speed hiện tại là 480Mbps. Trong tương lai, băng thông WUSB có thể đạt đến 1Gbps khi hòa nhập vào sóng UWB.
Năng lượng hệ thống radio (năng lượng dùng riêng cho sóng) được thiết kế ngày càng thấp đi để tăng thời gian làm việc của thiết bị di động và điện thoại di động. Một PDA thông thường dùng từ 250-400 mW khi không nối sóng. Điện thoại di động dùng khoảng 200-300mW với sóng WAN cơ bản. Khi thêm sóng WUSB, thời gian làm việc của điện thoại di động vẫn có thể duy trì từ 3 đến 5 ngày, hoặc nhiều tháng cho những bộ điều khiển từ xa. Năng lượng mà sóng WUSB sử dụng thấp hơn 300mW ngay lúc công bố và sẽ dần giảm xuống 100mW. Sóng sẽ chuyển sang trạng thái "ngủ" khi bình thường và trở lại sẵn sàng khi có yêu cầu để tiết kiệm tối đa năng lượng làm việc, kéo dài thời gian hoạt động của pin.