Đang tải... (xem toàn văn)
VLC không chỉ đơn thuần là một phương tiện truyền dẫn dữ liệu, mà còn là một cách tiếp cận mới mẻ và đầy tiềm năng để giải quyết các vấn đề phức tạp trong việc truyền thông không dây.-Kh
Trang 1NCKH SINH VIÊN CẤP TRƯỜNG NĂM 2024
Lại Văn Hoàn Lớp: KTVT K61Khoa: Điện – Điện tửNguyễn Văn ĐạtLớp: KTVT K61Khoa: Điện – Điện tửDương Hữu Cường Lớp: KTVT K61Khoa: Điện – Điện tửPhạm Thừa PhongLớp: KTVT K61Khoa: Điện – Điện tửNguyễn Thanh Tâm Lớp: KTVT K61Khoa: Điện – Điện tử
Trang 2Tính cấp thiết của đề tài
Việc lựa chọn nghiên cứu về Visible Light Communication trong mạng 6G đến từ nhận biết sâu sắc về tiềm năng của công nghệ này trong việc cải thiện hiệu suất và tính ổn định của mạng truyền thông VLC không chỉ đơn thuần là một phương tiện truyền dẫn dữ liệu, mà còn là một cách tiếp cận mới mẻ và đầy tiềm năng để giải quyết các vấn đề phức tạp trong việc truyền thông không dây.
-Khắc phục các hạn chế của mạng 5G.-Tận dụng các ưu điểm của VLC.-Phát triển các ứng dụng mới.-Góp phần phát triển mạng 6G.
Trang 3NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI
Trang 4Lịch sử phát triển mạng di động:
•1G: Công nghệ analog, hỗ trợ cuộc gọi thoại cơ bản.
•2G: Công nghệ kỹ thuật số, hỗ trợ SMS, cải thiện chất lượng cuộc gọi.•3G: Truyền dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại (email, hình ảnh).
•4G: Mạng 4G cung cấp tốc độ nhanh (100 Mbps - 1 Gbps), hỗ trợ 300-400 người
dùng/trạm phát, và cho phép trải nghiệm mượt mà với video Full HD và 4K.
•5G: Mạng 5G hoạt động trong dải tần số 30-300 GHz, hỗ trợ 1 triệu thiết bị/km²,
tốc độ cao hơn 10 lần so với 4G, và giải quyết vấn đề tốc độ chậm trong các sự kiện đông người.
•6G:Mạng 6G cung cấp vùng phủ sóng toàn cầu, tốc độ truyền dữ liệu cực cao lên
đến 1 Tbps, độ trễ cực thấp cỡ micro giây và tích hợp AI, tạo ra bước đột phá trong viễn thông.
Trang 5CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG BẰNG ÁNH SÁNG VÀ CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG VLC
2.1 Công nghệ truyền thông bằng ánh sáng (OWC).
2.2 Công nghệ truyền thông không dây sử dụng ánh sáng nhìn VLC.
Trang 62.1 Công nghệ truyền thông bằng ánh sáng (OWC)
- Giao tiếp không dây quang học (OWC) cho phép kết nối không dây sử dụng các dải hồng ngoại, khả kiến hoặc tia cực tím.
- Hứa hẹn sẽ thay đổi đáng kể thị trường không dây chủ yếu bị thống trị bởi công nghệ tần số vô tuyến (RF).
- OWC có thể được áp dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, y tế, giao thông vận tải, những nơi công cộng
Trang 7Sự khác biệt giữa các loại công nghệ dựa trên truyền thống không
Tốc độ dữ liệu 6Gbps cho IEEE 802.11 & Tần số khoảng 60 GHz
Trong phạm vi vài 10 Gbps
40 Gbps
Dải quang phổ Sóng radioÁnh sáng nhìn thấy được
Ánh sáng hồng ngoại/ Ánh sáng nhìn thấy được
Quy định quang phổ Có quy địnhKhông kiểm soátCao
Mất đường dẫn CaoRất cao đối với NLOS Giao tiếp
Ứng dụng chính Truyền thông & Định vị
Truyền thông & Ánh sáng
Bị ảnh hưởng nặng nề bởi môi trường
Hạn chế Bị ảnh hưởng bởi sự can thiệp bên ngoài
Chủ yếu là liên lạc khoảng cách ngắn
Chưa được triển khai rộng ,chi phí cao
Trang 82.2 Công nghệ truyền thông không dây sử dụng ánh sáng nhìn VLC
VLC, viết tắt của Visible Light Communication, là một công nghệ truyền thông không dây sử dụng ánh sáng nhìn thấy để truyền dữ liệu.
Công nghệ VLC sử dụng hai thành phần chính là nguồn phát và thiết bị thu:
• Nguồn phát là một thiết bị phát ánh sáng nhìn thấy: LED, đèn huỳnh quang, hoặc thậm chí là màn hình máy tính.
• Thiết bị thu là một thiết bị có thể nhận và giải mã dữ liệu được truyền bằng ánh
sáng nhìn thấy.
Trang 92.3 Hạn chế chiếu sáng LED
Kiểm soát độ mờ
Kiểm soát màu sắc
Giao tiếp không nhấp nháy
Các hạn chế về ánh sáng LED rất quan trọng đối với việc điều chế và xử lý tín hiệu cho hệ thống VLC
Trang 10 Photodiode PN: bao gồm một loại p mỏng, có độ bền cao lớp pha tạp và chất nền loại n
Photodiode PIN: một vùng imrinsic bổ sung được kẹp giữa vùng loại p và vùng loại n trong photodiode PIN để cải thiện đáp ứng tần số và hiệu suất tần số cao
Photodiode tuyết lở (APD): các sóng mang do photon tạo ra tạo ra nhiều hơn cặp lỗ trống electron do va chạm với các eleetron giới hạn,
Trang 11 LOS liên kết
NLOS liên kết không theo đường ngắm
2.5 Liên kết lan truyền
Dựa vào việc có tồn tại đường dẫn dòng (LOS) giữa máy phát hay không và máy thu, các liên kết truyền có thể được phân thành 1 hai loại:
Trang 12 Các loại tạp âm khác nhau trong hệ thống VLC:
Trang 13-Đối với các hệ thống VL dựa trên phát hiện trực tiếp được điều chế theo cường độ (IM/DD).
-Công thức dung lượng kênh Shannon cổ điển được xem xét, tức là :
C = log(1 + SNR).
-Trong những năm gần đây, dung lượng của các mô hình kênh quang không dây khác nhau đã được nghiên cứu:
+Ví dụ:*kênh cường độ quang không gian tự do
*kênh Poisson thời gian rời rạc và kênh cường độ quang không gian tự do cải tiến.
-Một số giới hạn côngsuất được rút ra dựa trên ba ràng buộc:
+Ràng buộc không âm, được minh họa như sau: P(x < 0) = 0.+Giới hạn công suất cực đại, được đưa ra bởi: P(x > A) = 0 +Ràng buộc công suất trung bình, được biểu thị bằng: E(x) ≤ P.
2.7 Dung lượng kênh
Trang 14VLC sử dụng băng thông siêu cao trong dải tần 400-800 THz, lớn hơn nhiều bậc so với băng thông tần số vô tuyến (RF), do đó tạo thành một kỹ thuật phù hợp cho các tình huống này trong 6G
Ứng dụng VLC trong 6G
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG VLC TRONG MẠNG 6G
Trang 15• Ưu điểm lớn nhất của VLC là có thể cung cấp tốc độ truyền cao hơn các hệ thống khác.
• Hệ thống VLC tốc độ cao phân thành 2 loại: xử lý ngoại tuyến và xử lý thời gian thực.
• Hiện nay, nhiều công ty đang tập trung đưa VLC tốc độ cao vào thị trường thương mại PureLiFi đã phát triển giao diện quang học hoạt động với các giải pháp băng tần cơ sở 802.11 để tích hợp LiFi vào các thiết bị thông minh
Ứng dụng VLC trong 6G
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG VLC TRONG MẠNG 6G
Trang 16Hệ thống VLC không gian tự do dựa trên xử lí thời gian thực
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG VLC TRONG MẠNG 6G
Trang 17Hệ thống VLC không gian tự do dựa trên xử lí thời gian thực
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG VLC TRONG MẠNG 6G
Trang 18CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG VLC TRONG MẠNG 6G
Những thách thức và triển vọng của VLC trong 6G
Trang 19KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
– UVLC đã đạt được tốc độ truyền cao hơn trên khoảng cách truyền lớn hơn Tuy nhiên, các điều kiện bất lợi của môi trường dưới nước, chẳng hạn như sự suy giảm và tán xạ của ánh sáng nhìn thấy, sự thay đổi nhiệt độ nước, bong bóng dưới nước và sự chuyển động không đều của nước, có thể gây ảnh hưởng tới trạng thái và hiệu suất của kênh UVLC
– Hiện nay, các nghiên cứu về VLC đã được cập nhật trong tiêu chuẩn IEEE 802.15.7 và phần mở rộng của IEEE 802.11 cho truyền thông quang (IEEE 802.11bb)
– cần triển khai rộng rãi hơn các hệ thống VLC, không chỉ nhằm đạt đến các kỷ lục tốc độ mới mà còn để chứng minh hệ thống hoạt động tốt trên thực tế với các thành phần phổ biến và không đắt tiền Ngoài ra, việc phát triển và triển khai thêm hệ thống lai ghép quang - vô tuyến sẽ khiến VLC trở thành một trong những công nghệ không dây quan trọng của 6G
Trang 20NHÓM EM XIN CẢM ƠN THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI