Báo Cáo Môn - Anten Và Truyền Sóng - Đề Tài - Truyền Sóng Li-Fi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA: ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG BÀI BÁO CÁO MƠN ANTEN VÀ TRUYỀN SĨNG ĐỀ TÀI : TRUYỀN SÓNG LIFI MỤC LỤC: 1.Giới thiệu 2.Nguyên lý truyền nhận sóng Li-Fin nhận sóng Li-Fin sóng Li-Fia Li-Fi 3.Tính 4.So sánh Lifi Wifi 5.Ưu điểm hạn chế 6.Tổng kết 1.Giới thiệu: Li-Fi phát minh nhà vật lý người Đức Harald Haas, giáo sư Đại học Edinburgh Cũng công nghệ không dây tương tự Wi-Fi, Li-Fi cho phép liệu gửi tốc độ cao cách sử dụng đèn LED để truyền liệu khơng dây khơng dùng sóng vô tuyến Trạng thái bật tắt đèn LED truyền với tốc độ cao tạo chuỗi nhị phân mang theo thơng tin gửi tới người nhận Đó cách hoạt động mạng Li-Fi Với việc sử dụng ánh sáng thay cho sóng radio, Li-Fi đạt tốc độ khơng tưởng, hứa hẹn ứng dụng nhiều tương lai khơng xa Khả Li-Fi thay Wi-Fi hồn tồn Hiện nhiều thiết bị có sẵn đèn LED nó, thiết bị Internet of Things lị vi ba thơng minh, tủ lạnh thơng minh, bóng đèn thơng minh,… nhờ mà việc kết nối thiết bị vào mạng ánh sáng khả kiến tiện Wi-Fi cáp đồng Nói cách khác, tiềm sở ứng dụng Li-Fi lớn, lớn 2.Nguyên lý truyền nhận sóng Li-Fin nhận sóng Li-Fin sóng Li-Fia Li-Fi: Li-Fi, viết tắt Light Fidelity, chuẩn kết nối truyền liệu cách sử dụng giao tiếp ánh sáng, thay sử dụng sóng radio để truyền tải tín hiệu qua mạng Cơng nghệ giao tiếp ánh sáng nói chung hoạt động với nguyên lý sau: bóng đèn hệ thống tắt bật nhanh, mức nano giây Mỗi lần tắt bật thu tín hiệu ghi nhận chuyển thể thành liệu Vì điều diễn q nhanh nên mắt người thấy thay đổi trạng thái đèn, thấy bóng sáng bình thường Chắc chắn bóng đèn Li-Fi cần phải trì nguồn điện để chạy, nhiên bóng chỉnh độ sáng xuống mức cực thấp mà mắt khơng nhìn thấy việc truyền tải tín hiệu diễn Hinh 1: Mơ hình ngun lý hoạt động Li-Fi 3.1) Thành phần cấu tạo: n cấu tạo: u tạo: o: -Bộ desktop unit gắn với máy tính có tác dụng nhận tín hiệu desktop unit gắn với máy tính có tác dụng nhận tín hiệun với máy tính có tác dụng nhận tín hiệui máy tính có tác dụng nhận tín hiệung nhận tín hiệun tín hiệuu khơng dây từ phát gắn trần (ceiling unit) desktop unit gắn với máy tính có tác dụng nhận tín hiệu phát gắn với máy tính có tác dụng nhận tín hiệun trần (ceiling unit)n (ceiling unit) -Đèn LED (LED Driver) Hình 2: Thành phần Li-Fin Li-Fia Li-Fi -Phạm vi hoạt động :Truyền tín hiệu ánh sáng nằmm vi hoạm vi hoạt động :Truyền tín hiệu ánh sáng nằmt độ desktop unit gắn với máy tính có tác dụng nhận tín hiệung :Truyền tín hiệu ánh sáng nằmn tín hiệu ánh sáng nằmng tín hiệuu ánh sáng nằmm dải tần số từ 400 tới 800 TeraHertzi tần (ceiling unit)n số từ 400 tới 800 TeraHertz từ phát gắn trần (ceiling unit) 400 tới máy tính có tác dụng nhận tín hiệui 800 TeraHertz Hình : Dãi tần Li-Fin số sóng sóng 3.2) Cách thức hoạt động:c hoạo: t động:ng: Các mã nhị phân truyền dạng ánh sáng cách gửi trạng thái bật đèn tắt đèn đến điểm đích, vịng nano giây (10−9 or 1/1,000,000,000 s) Hai trạng thái bật tắt tương đương với số hệ nhị phân Vì điều diễn nhanh nên mắt người thấy thay đổi trạng thái đèn, thấy bóng sáng bình thường Chắc chắn bóng đèn Li-Fi cần phải trì nguồn điện để chạy, nhiên bóng chỉnh độ sáng xuống mức cực thấp mà mắt không nhìn thấy việc truyền tải tín hiệu diễn 3.3) Sơ đồ khối: đồ khối: khối:i: Hình : cách hoạt động lifi 3.Tính năng: 3.1 ) Tốc độ: Trong thử nghiệm chúng tôi, Li-Fi sản xuất tốc độ 100 Gbps (trong mơi trường có kiểm sốt) Những tốc độ đạt can thiệp thấp (so với tần số radio), băng thông cao quang phổ ánh sáng nhìn thấy nhiều 10.000 lần so với phổ RF cho phép người dùng tối ưu cho bảo hiểm khơng có vấn đề số lượng người sử dụng 3.2) An ninh: Tín hiệu Wi-Fi xuyên tường trần nhà, tín hiệu Li-Fi nhận sáng khu vực, chưa cho phép chuyển vùng đèn Li-Fi giới hạn khu vực chiếu sáng, cung cấp môi trường kiểm sốt Các tín hiệu khơng thể xun qua tường hoàn toàn an toàn - loại bỏ mối đe dọa liệu bị cơng từ xa Vì khơng có nguy vi phạm quyền từ xa thông qua hệ thống Li-Fi Giải pháp quan tâm lớn đến hoạt động nhạy cảm R&D, quốc phòng, ngân hàng, hệ thống an ninh, v.v… 3.3) Hiệu lượng: Tiêu thụ lượng giảm thiểu thông qua việc sử dụng đèn LED, với việc truyền tải liệu địi hỏi cơng suất thêm khơng đáng kể 3.4) An toàn - thay cho sóng vơ tuyến, với hiệu ứng có hại: Các bước sóng ánh sáng nhìn thấy vơ hại người, chí có lợi bước sóng cụ thể Li-Fi đến thay cho sóng vơ tuyến mà đặc điểm quan trọng để môi trường nhạy cảm bệnh viện, trung tâm y tế, trường học, số sở công nghiệp 3.5) Mật độ liệu: Các khu vực bao phủ điểm truy cập Wi-Fi có 10s 100 đèn Mỗi ánh sáng Li-Fi cung cấp tốc độ tương tự lớn điểm truy cập Wi-Fi Vì vậy, khu vực, LiFi cung cấp 10x hay 100x hay 1000x lớn cơng suất khơng dây Đó Mbps cho mét vng Ánh sáng Li-Fi nhìn thấy được chứa tốt khu vực chiếu sáng chặt chẽ RF có xu hướng lan rộng gây nhiễu 3.6) Nội địa hóa : Các vị trí dày đặc ánh sáng sử dụng để định vị dịch vụ dựa địa điểm (LBS) để cung cấp định vị mạnh mẽ kết nối đáng tin cậy 4.So sánh Lifi Wifi: Theo biết Li-Fi có q nhiều điểm vượt trội so với Wi-Fi, cơng nghệ liệu thay cho Wi-Fi hay khơng? Thành thật mà nói tương lai gần, khoảng năm nữa, Wi-Fi cịn sử dụng rộng rãi cơng nghệ sử dụng sóng radio để truyền tín hiệu tiến nhiều với tham gia nhiều tập đồn lớn giới cơng nghệ, Li-Fi buổi đầu tiến thị trường Nếu Li-Fi có sử dụng diện lĩnh vực chuyên biệt y tế, hàng không, xài giải pháp bổ sung cho Wi-Fi Đầu tiên, lifi wifi có điểm giống sau:  Cả hai truyền phổ điện từ, wifi sử dụng sóng radio cịn lifi sử dụng ánh sáng từ bóng LED bán dẫn để gửi nhận liệu Đây lợi ánh sáng nhìn thấy nhìn thấy phong phú so với phổ tần vơ tuyến (hơn 10.000 thực tế) đạt mật độ liệu lớn nhiều  Việc nhận liệu từ lifi phải nằm tầm nhìn máy phát, khơng thể xun qua vật liệu rắn Về điểm wifi lợi  Lifi an toàn so với wifi mà tin tặc truy cập kết nối internet khỏi tầm nhìn máy phát Hình 5: Bảng so sánh lifi wifi 5.Ưu điểm hạn chế: 5.1) Ưu điểm lifi:  Tốc độ cao  An tồn với người  Chi phí thấp  Sử dụng nhiều lãnh vực, giải hạn chế wifi như:Có thể dùng nơi khó khăn việc đặt cáp quang bệnh viện …Trong phịng mổ, lifi sử dụng dụng cụ y tế đại.Lifi hoạt động tốt nước mà wifi không làm Điều mở hội vô tận cho hoạt động quân sự, hàng hải Trong giao thơng báo hiệu lifi sử dụng để giao tiếp với đèn LED phương tiện giao thơng từ số tai nạn giảm Hình 6:Lifi giao thơng Hình 8: Lifi nước Hình 7: Lifi y tế Hình 9:Liifi cơng ti hóa dầu 5.2) Hạn chế: Hạn chế lớn Li-Fi khả “xuyên thủng” nó, thiết bị cần phải phát nguồn sáng, khiến công nghệ không phù hợp để sử dụng thành phố thông minh mạng lớn, nơi tòa nhà đối tượng khác cản trở Khơng có vậy, tín hiệu Li-Fi bị gián đoạn ánh sáng mặt trời điều kiện khác với ánh sáng Chính vậy, chun gia cơng nghệ nghĩ Li-Fi cần phải đầu tư để hoạt động điều kiện ánh sáng sở hạ tầng hệ thống điện lưới 6.Kết luận: Với việc sử dụng cơng nghệ truyền nhận sóng ánh sáng thay cho kĩ thuật truyền nhận sóng radio theo truyền thống,chúng ta có sáng tạo đột biến,vận dụng truyền nhận dãi tầng sóng ánh sáng kết hợp với biến đổi hình thành cơng nghệ lifi với dung lượng truyền lớn nhiều so với công nghệ cũ,một sáng tạo đầy hứa hẹn tương lai 10 11