Nghiên cứu kĩ thuật WAN không dây và ứng dụng

MỤC LỤC Trang CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG HÌNH 1.1 BẢN VẼ PHOTOPHONE CỦA ALEXANDER GRAHAM BELL VÀ CHARLES SUMNER HÌNH 1.2 KIẾN TRÚC KẾT NỐI IR ĐẦU TIÊN ĐƯỢC ĐỀ XUẤT BỞI GFELLER VÀ CÁC CỘNG SỰ BẢNG 1.1 SO SÁNH MỘT SỐ THUỘC TÍNH GIỮA FSO VÀ RF 10 CHƯƠNG 19 KỸ THUẬT QUANG KHÔNG DÂY 19 HÌNH 2.3 (A) SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG FSO THÔNG THƯỜNG; (B) SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG FSO SỬ DỤNG MRR 21 HÌNH 2.6 CÁC CẤU HÌNH MÁY THU: (A) MÁY THU KÊNH ĐƠN;(B) MÁY THU PHÂN TẬP GÓC; (C) MÁY THU PHÂN TẬP HÌNH ẢNH 30 HÌNH 2.9 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG FSO SỬ DỤNG SIM; (A)PHÍA PHÁT; (B) PHÍA THU TIA – TRANSIMPEDANCE; OBPF – OPTICAL BAND PASS FILTER (BỘ LỌC QUANG THÔNG DẢI) .37 CHƯƠNG 58 ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG KHÔNG DÂY TRONG NHÀ 58 BẢNG 3.1: CÁC THAM SỐ CỦA LIÊN KẾT QUANG GIẢ ĐỊNH .65 BẢNG 3.2 CÁC THAM SỐ CỦA PHÂN TÍCH SỐ 66 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG HÌNH 1.1 BẢN VẼ PHOTOPHONE CỦA ALEXANDER GRAHAM BELL VÀ CHARLES SUMNER HÌNH 1.2 KIẾN TRÚC KẾT NỐI IR ĐẦU TIÊN ĐƯỢC ĐỀ XUẤT BỞI GFELLER VÀ CÁC CỘNG SỰ BẢNG 1.1 SO SÁNH MỘT SỐ THUỘC TÍNH GIỮA FSO VÀ RF 10 CHƯƠNG 19 KỸ THUẬT QUANG KHÔNG DÂY 19 HÌNH 2.3 (A) SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG FSO THÔNG THƯỜNG; (B) SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG FSO SỬ DỤNG MRR 21 HÌNH 2.6 CÁC CẤU HÌNH MÁY THU: (A) MÁY THU KÊNH ĐƠN;(B) MÁY THU PHÂN TẬP GÓC; (C) MÁY THU PHÂN TẬP HÌNH ẢNH 30 HÌNH 2.9 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG FSO SỬ DỤNG SIM; (A)PHÍA PHÁT; (B) PHÍA THU TIA – TRANSIMPEDANCE; OBPF – OPTICAL BAND PASS FILTER (BỘ LỌC QUANG THÔNG DẢI) .37 CHƯƠNG 58 ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG KHÔNG DÂY TRONG NHÀ 58 BẢNG 3.1: CÁC THAM SỐ CỦA LIÊN KẾT QUANG GIẢ ĐỊNH .65 BẢNG 3.2 CÁC THAM SỐ CỦA PHÂN TÍCH SỐ 66 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT ADRs Angle Diversity Receivers Máy thu phân gập góc APD Avalanche Photo Diode Đi-ốt APD BER Bit error rate Tỷ lệ lỗi bit CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CN Continuous wave Bước sóng liên tục DBIR Directed Beam Infrared Radiation Bức xạ hồng ngoại búp sóng trực tiếp DFIR Diffuse Infrared Radiation Bức xạ hồng ngoại khuếch tán DPIM Digital Pulse Interval Modulation Điều chế khoảng xung số DS-CDMA Direct-Sequence Freequency Division Multiple Access CDMA chuỗi trực tiếp EMI Electromagnetic Interference Nhiễu điện từ FDMA Freequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FH-CDMA Frequency-Hopping Freequency Division Multiple Access CMDA nhảy tần FOV Field Of View Vùng nhìn thấy FSO Free Space Optical Công nghệ quang không dây IM/DD Intensity Modulation with Direct Detection Điều chế cường độ tách sóng trực tiếp IR Infrared Hồng ngoại IrDA Infrared Data Association Liên kết liệu sử dụng hồng ngoại ISI Inter Symbol Interference Xuyên nhiễu ký hiệu LAN Local Area Network Mạng cục LD Laser Diode La-ze đi-ốt LED Light-Emiting Diode Đi-ốt phát quang LOS Light Of Sight Tầm nhìn thẳng MAN Metro Area Network Mạng đô thị M-ASK Multiple Amplitude Shift Keying Điều chế dịch biên M trạng thái M-FSK Multiple Frequency Shift Keying Điều chế dịch tần M trạng thái MLSD Maximum-Likelihood Sequence Detector tách sóng dãy khả giống M-PSK Multiple Phase Shift Keying Điều chế dịch pha M trạngt hái MRR Modulated Retro Reflector Điều chế đảo hướng MSM Multiple Subcarrier Modulation Điều chế đa sóng mang NASA National Aeronautics and Space Administration Cục Quản trị Hàng không Không gian Quốc gia NLOS Non Light of sight Không có tầm nhìn thẳng NRZ Non-Return to Zero Mã không không OBPF Optical band pass filter Bộ lọc quang thông dải OOK On-Off Keying Khóa bật tắt OWC Optical Wireless Communications Truyền thông quang vô tuyến PAM Pulse Amplitude Modulation Điều chế biên độ xung PDM Pulse Duration Modulation Điều chế độ rộng xung PIN Đi-ốt PIN PPM Pulse Position Modulation Điều chế vị trí xung QAM Quadrature amplitude modulation Điều chế biên cầu phương QDIR Quasi-diffuse Infrared Radiation Bức xạ hồng ngoại cận khuếch tán RF Radio Frequent Tần số vô tuyến RZ Return to Zero Mã trở không SDMA Space Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo không gian SIM Subcarrier Invensity Modulation Điều chế cường độ sóng mang SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu nhiễu SSM Single Subcarrier Modulation Điều chế sóng mang đơn TCM Trellis Coded Modulation Điều chế mã lưới TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TIA trans-impedance Trở kháng chuyển đổi TV Television VLC Visible Light Communication Truyền thông ánh sáng nhìn thấy WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WDM Wave Division Multiplexing Ghép kênh theo bước sóng WDMA Wavelength Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo bước sóng WLAN Wireless Local Area Netwwork Mạng cục không dây CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Lược sử phát triển FSO Free-Space Optics (FSO) ý tưởng Những người lính thời Hy Lạp cổ đại sử dụng khiên đánh bóng, để gửi mệnh lệnh chiến đấu cho qua khoảng cách xa, nhờ phản chiếu ánh sáng mặt trời Gần hơn, "máy quang báo" (heliographs) sử dụng để tiếp nhận tín hiệu quân theo cách tương tự Nhiều năm trước, hải quân Anh bước dùng đèn Aldis để chuyển tín hiệu Morse từ tàu sang tàu Trong vài năm qua, số công ty, Terabeam, LightPointe Cablefree Solutions, bắt đầu cung cấp cho doanh nghiệp hệ thống quang học điểm nối điểm (point-to-point optical systems) gửi liệu nhà FSO đòi hỏi việc truyền liệu từ điểm đến điểm khác xạ quang qua không gian Mặc dù ý tưởng truyền thông tin ánh sáng qua không gian xuất từ lâu,nhưng phải đến năm 1880 Alexander Graham Bell phát minh Photophone công nghệ FSO thức biết đến Trong thử nghiệm mình, Bell điều chế xạ ánh sáng mặt trời kết hợp tín hiệu thoại truyền dẫn với cự ly khoảng 200m Điểm thu gương parabol với khối selen tâm Tuy nhiên, thử nghiệm không thành công, giới hạn trang thiết bị không liên tục xạ ánh sáng mặt trời Hình 1.1 Bản vẽ Photophone Alexander Graham Bell Charles Sumner Sau thời gian dài không phát triển, đầu năm 1960, việc tìm nguồn quang, quan trọng tia laze, đánh dấu bước phát triển công nghệ FSO Những năm 1960 1970, loạt thử nghiệm ghi nhận Năm 1962, Phòng thí nghiệm MIT Lincolns việc sử dụng đi-ốt phát quang GaAs truyền dẫn tín hiệu truyền hình khoảng 30 dặm (48km) Tháng năm 1963, nhóm nghiên cứu làm việc hãng hàng không North American thử nghiệm giới thiệu TV laze tháng năm 1963, tín hiệu thoại điều chế He-Ne laze truyền 118 dặm (190km) từ đỉnh Panamint đến núi San Gabriel Vào khoảng năm 1970, liên kết laze để xử lý lưu lượng thương mại xây dựng Công ty điện tử Nippon (NEC) Nhật Liên kết song công sử dụng laze He-Ne 0.6328 µm Yokohama Tamagawa với cự ly 14km (Goodwin, 1970) Năm 1970, Gfeller cộng đề ý tưởng sử dụng IR (Infrared) môi trường để phát thông tin đầu cuối máy tính mà không cần cáp nối Gfeller mô tả phương thức kết nối nhóm đầu cuối máy tính tốc độ thấp qua khoảng cách ngắn (50m) sử dụng xạ IR Các thiết bị đầu cuối đặt phòng, trao đổi thông tin qua vệ tinh điện-quang gắn trần nhà Vệ tinh quang chuyển tiếp thông tin sử dụng xạ IR tán xạ sóng mang truyền tải thông tin đầu cuối máy tính Bộ điều khiển vệ tinh kết nối tới host qua vòng ring mô tả hình 1.2, vệ tinh đầu cuối máy tính gồm thu phát IR có hướng khác Hình 1.2 Kiến trúc kết nối IR đề xuất Gfeller cộng Nhưng sau đó, số nhược điểm sau công nghệ FSO lần bị bỏ ngỏ: • Thứ nhất, hệ thống viễn thông đủ để đáp ứng yêu cầu thời gian • Thứ hai, hầu hết nghiên cứu tập trung vào việc cải thiện độ tin cậy hệ thống • Thứ ba, hệ thống hoạt động không gian bị ảnh hưởng tượng khí quyển: sương mù, tuyết… • Thứ tư, tác động hiệu ứng không khí, khó để xác định hướng cần truyền, sẵn hệ thống theo dõi, giám sát Trong khoảng thời gian trên, FSO tiếp tục nghiên cứu sử dụng quân đội cho thông tin liên lạc mật FSO NASA ESA nghiên cứu phục vụ cho ứng dụng không gian sử dụng dự án Mars Laser Communication Demonstration (MLCD) and the Semiconductor-laser Inter-satellite Link Experiment (SILEX) Gần đây, với phát triển nhanh chóng mạnh mẽ thiết bị quang điện, nhu cầu sử dụng băng thông lớn, việc hạn chế băng thông công nghệ cũ, FSO lần quan tâm Các thành công FSO lĩnh vực quân khơi dậy quan tâm đưa FSO vào ứng dụng mạng truy nhập dân sự, số thử nghiệm thành công FSO ghi nhận vài năm qua động lực khuyến khích, thúc đẩy nhà đầu tư nghiên cứu vào lĩnh vực Việc thương mại hóa triển khai FSO vào hạ tầng truyền thông nhu cầu hàng đầu 1.2 Giới thiệu chung Trong năm gần đây, có chuyển dịch mạnh mẽ nhu cầu sử dụng thiết bị, từ cố định sang di động Máy ảnh, máy quay kỹ thuật số, laptop giúp người sử dụng lưu giữ xử lý lượng lớn thông tin Thực tế đòi hỏi việc trao đổi liệu thiết bị di động với sở hạ tầng cố định mạng đường trục, thiết bị lưu trữ liệu… Để giải yêu cầu này, giải pháp khả thi sử dụng liên kết điện trực tiếp thiết bị di động host qua đường truyền vật lý (cáp) Nhưng kết nối vật lý có nhược điểm lớn biệt bất tiện cho người sử dụng Tần số vô tuyến (Radio Frequency – RF) khắc phục hầu hết nhược điểm liên kết cố định RF mạng không dây sử dụng công nghệ sóng mm cung cấp lưu lượng hàng chục Mbps (kết nối điểm-đa điểm) hàng trăm Mpbs (kết nối điểm-điểm) Tuy nhiên, có hạn chế vấn đề băng thông, việc cấp phép sử dụng băng thông, ảnh hưởng băng không cấp phép… Quang học không gian tự (Free Space Optics – FSO) việc truyền chùm ánh sáng thấy điều chế hồng ngoại qua không gian Đây công nghệ truyền thông băng rộng tầm nhìn thẳng, tín hiệu quang, thay truyền sợi quang, phát búp sóng quang qua không gian Một mạng truyền thông quang vô tuyến bao gồm thu-phát quang (gồm khối thu khối phát) cung cấp khả thông tin hai chiều Mỗi khối phát quang sử dụng nguồn quang thấu kính để phát tín hiệu quang qua không gian tới khối thu Tại phía thu, thấu kính khác sử dụng để thu tín hiệu, thấu kính nối với khối thu có độ nhạy cao qua sợi quang Cự ly hoạt động tuyến FSO từ vài trăm mét tới vài km Hệ thống FSO hoạt động với cự ly khoảng vài km FSO tầm nhìn thẳng (lineof-sight) cho phép truyền liệu thoại, video với tốc độ lên đến 2.5 Gbps mà không cần cáp hay việc cấp phép quang phổ Với ưu điểm FSO thay khả thi cho RF hệ thống sóng mm không dây mạng liệu thoại Liên kết FSO tầm ngắn sử dụng để thay cho kết nối RF đoạn đầu cuối để cung cấp mạng băng rộng cho doanh nghiệp cầu nối băng thông tốc độ cao cho mạng cục (LAN), mạng đô thị (MAN) mạng diện rộng (NAN) (Pentol, 1998) Thuộc tính FSO RF Giá thành $ $$ Thiết kế vòng RF Không Có Cấp phép băng thông Không Có Tốc độ liệu 100’s Mbps 10’s Mbps Bảo mật Cao Thấp Truyền qua tường Không Có Bảng 1.1 So sánh số thuộc tính FSO RF Hiện nay, thị trường, hệ thống FSO song công chạy với tốc độ 1.25 Gbps, phạm vi phủ sóng lên tới 4km với nút tĩnh điều kiện thời tiết tốt FSO hoàn toàn suốt với dạng truyền dẫn khác, có khả triển khai nhanh chóng mạng truy nhập Thêm vào đó, người sử dụng phải trả chi phí phải để sử dụng băng thông lưu lượng liệu tốc độ cao Có thể dễ dàng nhận thấy FSO công nghệ bổ sung khả thi cho việc giải khó khăn ngành truyền thông Tuy nhiên, toán khó cần giải đáp làm để đạt độ khả dụng cao điều kiện khí hậu xấu, sương mù dày, khói truyền dẫn FSO cự ly xa 1.2.1 Tổng quan công nghệ Truyền thông quang vô tuyến (Optical Wireless Communications – OWC) hệ thống truyền thông quang sử dụng môi trường vô tuyến làm kênh truyền thông OWC sử dụng dải sóng hồng ngoại gần hồng ngoại (IR: 1-750 nm, gần IR: 750-950 nm) Thời gian gần đây, truyền thông quang học không dây 10 Tại đầu cuối cáp, công suất quang thu chuyển đổi thành dòng điện, dòng DC loại bỏ khỏi tín hiệu Cuối công suất tín hiệu người dùng thứ iIHE,i(t) tính sau: L suy hao sợi quang Chất lượng kênh luồng lên phụ thuộc vào CNR headend cáp CNR người dùng thứ i: (3.7) Ci công suất tín hiệu mong muốn N viết tắt công suất nhiễu thu đầu cuối cáp N gồm hai loại nhiễu, loại từ điểm truy nhập quang đến đầu cuối cáp với tín hiệu loại lại tạo đầu cuối cáp N là: NAP NHE công suất nhiễu điểm truy cập đầu cuối tương ứng, G độ lợi khuếch đại điểm truy nhập quang Trong phương trình này, tương ứng công suất nhiễu nổ bao gồm tín hiệu ánh sáng xung quanh, nhiễu mạch tiền khuếch đại thu, tạp âm có cường độ tương đối gây liền Diode tương quan biến điệu bậc Giả định AWGN qua băng thông mong muốn B suy sau: 62 D2(n, r) D3(n, r) đại diện cho số sản phẩm tương quan biến điệu ảnh hưởng đến sóng mang mong muốn suy ra: n số sóng mang sóng mang thứ r chịu ảnh hưởng tương quan biến điệu bậc 3.1.2 Kết thử nghiệm Cấu hình thử nghiệm thể hình 3.3 sử dụng để thử nghiệm phân tích Trong liên kết quang này, thiết bị đầu cuối chủ hướng đến điểm truy nhập quang đặt hiên nhà chủ thuê bao, điểm truy nhập quang đặt ngược mái chung cư 63 Hình 3.3 Cấu hình thử nghiệm Trong liên kết quang, độ lợi kênh DC là: A diện tích hiệu dụng tách sóng PD, d khoảng cách phát thu, ψ góc tới, Φ góc xạ, Ts( ψ ) độ lợi lọc quang g(ψ) độ lợi tập trung Ψc biểu thị trường nhìn thấy thu g( ψ ) đưa sau: n hệ số khúc xạ Trong hình 3.4 minh họa công suất quang thu liên kết quang giả định, trục ngang biểu thị khoảng cách r điểm truy cập quang phát Giả thiết chiều cao điểm truy cập quang từ phát 10,25 m 20,5 m Chung cư có sáu tầng phát đặt tầng 64 tầng Công suất phát quang thiết bị đầu cuối 7,78 dBm góc nửa công suất phát 1.0, 20 độ Các thông số khác thể bảng 3.1 Bảng 3.1: Các tham số liên kết quang giả định Hệ số xạ Lambertian n 4550 (1 ); 11,14 Góc tới Φ 0 (20 ) Trường nhìn thấy thu Ψc 0 75,0 ; 55,0 Độ lợi tập trung quang g(Φ) 2,41 Độ lợi lọc quang Ts(ψ) 1,0 Diện tích vật lý tách sóng 0,1 cm Trong tính toán này, góc xạ có giá trị không đổi từ 0°, cụ thể là, phát hướng đến điểm truy nhập quang FOV thu 55,0°; 75,0° Có thể thấy thu có FOV 55,0° bao phủ khoảng 15 m chiều rộng chiều cao 10,25 m Công suất quang thu bị suy yếu FOV thu trở nên lớn Khi độ định hướng chùm tia tia phát 1°, chùm tia quang từ thiết bị đầu cuối đặt điểm cách điểm truy nhập quang 20 m có công suất quang lớn -30 dBm Giả định chiều rộng phòng 10-20 m, điểm truy nhập quang bao phủ hai hàng chung cư Hình 3.4 Công suất quang thu điểm truy cập 65 Bảng 3.2 Các tham số phân tích số T 300 (K) B 1,0 (MHz) R 1,0 (kΩ) A FRA 0,8 (A/W) ∆λ 0,1 (cm ) 30,0 (nm) P RH 0,8 (A/W) g E L 11,0 (dB) a 1,0 RI m 3,0 -5 10 -130 (dB/Hz) N 6,0 (µW/cm nm) Những kết cho thấy tầm quan trọng liên kết phát 0pbg điểm truy nhập quang cần phải xem xét thêm vấn đề Hiệu suất đầu cuối cáp Hình 3.5 cho thấy hiệu BER đầu cuối cáp so với công suất quang thu điểm truy nhập quang cách sử dụng thông số liệt kê bảng 3.2 điều chế BPSK Hình 3.5 Hiệu BER đầu cuối cáp 66 Trong sơ đồ điều chế BPSK, BER cho bởi: Q(.) hàm Q Marcum CNR suy phần trước Số l ượng sóng mang Nc 24 Giá trị công suất ánh sáng mặt trời trực tiếp từ -46 đến -44,5 dBm giá trị sau chuyển đổi O/E Giá trị chuyển đổi thành xạ cho đơn vị băng thông pbg phân tích số thực giả định pbg 6,0 μW/(cm nm) Mức tạp âm có cường độ tương đối (RIN) 130 dB, có can thiệp dao động quang (OBI) Nó cho thấy hiệu suất phụ thuộc vào công suất phát quang từ điểm truy cập quang P, P = -20 dBm đủ để truyền iệu thông suốt Hơn nữa, BER -20 10 công suất quang thu điểm truy nhập quang -40 dBm Những kết hệ thống đề xuất thích hợp với cấu hình mô tả phần trước Hình 3.6 BER đầu cuối cáp so với công suất quang thu điểm truy cập Hình 3.6 cho thấy hiệu BER so với công suất quang thu điểm truy nhập quang với số lượng sóng mang Nc khác Trong hình này, băng 67 thông mong muốn sóng mang cố định MHz, xạ phổ ánh sáng xung quanh pbg 6,0 μW/(nm.cm ) Méo liên điều chế IMD phụ thuộc vào số lượng sóng mang Vì vậy, sử dụng tất băng thông cho kênh luồng lên BER đạt 10-16 xấu nhất, công suất phát quang điểm truy nhập quang P -20 dBm Hình 3.7 CNR so với công suất quang thu điểm truy nhập quang Hình 3.7 cho thấy CNR so với công suất quang thu điểm truy nhập quang với RIN khác Trong hình này, công suất phát quang điểm truy nhập quang P thay đổi Có thể thấy công suất phát quang điểm truy nhập quang P ảnh hưởng đến hiệu suất CNR RIN tương đối lớn (từ -100 dB/Hz đến - 120 dB/Hz) Mặt khác, ảnh hưởng khác biệt công suất phát quang P lớn RIN -130, -140 dB/Hz Hình 3.8: Thiết bị LAN quang 68 3.2 Các nghiên cứu Hầu hết nghiên cứu hệ thống thông tin quang không dây (OWC) thực hệ thống hồng ngoại (IR) Các dạng điều chế hệ thống truyền thông thông quang không dây báo cáo OOK, DH-PIM, điều chế cường độ PSK sóng mang con, điều chế đa sóng mang Gần đây, nghiên cứu VLC bắt đầu Nhật Bản Phòng thí nghiệm Nakagawa trường đại học Keio công bố nhiều tài liệu nghiên cứu VLC, bao gồm phân tích liên kết nối VLC với truyền thông đường dây điện Viện Công nghệ Quang tử Hàn Quốc (KOPTI) công bố nghiên cứu kết đo băng thông điều chế LED độ sáng cao để chứng minh tính khả thi VLC từ băng thông nguồn Nhóm nghiên cứu đại học Oxford báo cáo kỹ thuật cân đa cộng hưởng cho việc nâng cao băng thông LED cho VLC Linnartz et al công bố kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo mã thời gianđiều chế vị trí xung (CTDMA PPM) đa truy nhập phân chia theo mã thời gian-điều chế độ rộng xung (CTDMA PWM) để gắn cho đèn LED cách truyền liệu mã hóa PPM PWM hệ thống LED công suất cao Đề án đề xuất cho truyền tải, chiếu sáng nhận dạng điều khiển ánh sáng Các dạng tín hiệu để điều khiển độ sáng truyền thông liệu đồng thời báo cáo 3.3 Hoạt động chuẩn hóa Tại Nhật Bản, tập đoàn truyền thông ánh sáng nhìn thấy (VLCC) tổ chức hợp tác công ty công nghiệp, trường đại học viện nghiên cứu Thành viên VLCC bao gồm tập đoàn NEC, nhà máy điện tử Panasonic, tín hiệu Nippon, Công ty Toshiba, điện tử Samsung, NTT DoCoMo, máy tính Casio, phòng thí nghiệm Nakagawa, xây dựng Sumitomo Mitsui, công ty Sharp, VLCC tập trung vào hoạt động trao đổi công nghệ, phát triển hệ thống, chứng minh chuẩn hóa VLC Nhật Bản Tại châu Âu, nhóm làm việc số diễn đàn nghiên cứu giới không dây (WWRF) thương mại công nghệ VLC công nghệ truy cập 69 không dây hệ WWRF báo cáo ứng dụng VLC, dự báo thị trường lộ trình công nghệ Trong IEEE, 802.15 IEEE 802 LMSC (Uỷ ban Tiêu chuẩn LAN/MAN) tổ chức nhóm nghiên cứu VLC nhóm đặc trách (TG7) Ở Hàn Quốc, Hiệp hội công nghệ viễn thông (TTA) hỗ trợ chuẩn hóa VLC cho tiểu chuẩn Hàn Quốc tiêu chuẩn quốc tế 3.4 Kết luận chương Chương nêu ứng dụng cụ thể hệ thống thông tin quang không dây nhà ứng dụng để truyền liệu đường lên mạng CATV Mô hình hệ thống kết thử nghiệm ứng dụng đưa Một vấn đề quan trọng đề cập đến chương vấn đề nghiên cứu hoạt động chuẩn hóa cho công nghệ quang không dây 70 KẾT LUẬN Công nghệ quang không dây FSO, mà cụ thể giải pháp IR (FSO-IR) xu hướng công nghệ phức tạp đại trở nên thách thức hội cho giải pháp truyền dẫn ứng dụng tốc độ cao sở khai thác ưu phổ tần siêu rộng sóng ánh sáng không gian tự Mặc dù hầu hết môi trường sử dụng cho truyền thông không dây vô tuyến radio, công nghệ quang không dây FSO- IR trở thành công nghệ quan trọng với ưu điểm trội truyền thông vô tuyến số ứng dụng khác Xét khía cạnh phổ tần, công nghệ IR cung cấp băng thông rộng tiềm năng, không cần yêu cầu phổ tần cấp phép Trong đó, phổ tần số vô tuyến RF ngày trở nên chật chội có chi phí cao Hơn nữa, phân bổ tần số RF nước khác nhau, nên hệ thống thiết bị không tương thích với Công nghệ FSO-IR với băng thông rộng cung cấp việc truyền thông tốc độ bit cao (cỡ hàng Gbps so với hàng chục Mbps cung cấp RF) Ưu điểm khác công nghệ IR khả chống chịu nhiễu điện từ Điều làm cho IR trở thành lựa chọn môi trường mà nhiễu phải cực tiểu hoá bị loại bỏ Hơn nữa, IR không gây nhiễu không bị ảnh hưởng tần số vô tuyến, điều làm cho IR đặc biệt phù hợp môi trường bệnh viện phòng thí nghiệm Công nghệ IR có tính bảo mật cao Bởi IR phản ứng ánh sáng nhìn thấy, bị hấp thụ đối tượng tối, bị phản xạ khuếch tán đối tượng màu nhạt phản xạ có hướng từ bề mặt sáng bóng IR thâm nhập qua thuỷ tinh thâm nhập qua tường Điều ngăn ngừa thông tin phát bị phát bên ngoài, làm cho IR có tính bảo mật cao chống lại kẻ nghe trộm Đồng thời, sóng mang quang tương tự tái sử dụng phòng lân cận mà không bị nhiễu Măt khác, FSO-IR cung cấp khả triển khai nhanh linh hoạt việc thiết lập đường liên kết truyền thông tạm thời 71 Ưu điểm quan trọng khác công nghệ IR chi phí thấp, kích thước nhỏ tiêu thụ công suất không đáng kể phần tử IR Đó hệ thống truyền thông IR sử dụng thiết bị quang điện tử phát triển cải tiến qua hàng chục năm cho truyền thông sợi quang ứng dụng khác Một phần tử diode phát quang LED với thời gian đáp ứng nhanh hơn, công suất xạ đầu cao, hiệu cải thiện, lựa chọn cho ứng dụng truyền thông quang không dây khoảng cách ngắn Phần tử khác cải tiến qua hàng chục năm laser diode LD tách sóng PIN diode ngày trở nên nhanh đáp ứng tốc độ liệu cao Một số nhược điểm công nghệ FSO - IR tổn hao công suất lớn qua không gian tự do, liên kết bị chặn gây tổn hao tín hiệu thu chướng ngại vật biến thiên cố định Khi hoạt động môi trường có diện nguồn ánh sáng khác nằm phổ tần máy phát máy thu IR gây tạp âm dẫn đến giới hạn cự ly hệ thống Các tượng hạn chế cách tăng mức công suất quang máy phát Tuy nhiên, mức phát xạ công suất cao từ số máy phát gây nguy hiểm tới võng mạc Đây vấn đề nhà nghiên cứu tìm giải pháp thích hợp Qua trình tìm hiểu viết báo cáo đề tài này, em hiểu trình phát triển, đặc điểm công nghê hệ thông FSO Đây kiến thức bổ ích quan trọng em công việc, học tập nghiên cứu sau 72 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt ThS Phạm Đình Chung, TS Vũ Văn Thỏa, TS Nguyễn Chiến Trinh, ThS Phạm Anh Thư, Nghiên cứu công nghệ vô tuyến hệ khả ứng dụng Việt Nam, (2001) Tiếng Anh R Ramirez-Iniguez and R.J Green, Indoor Optical Wireless Communications, presented at Optical Wireless Communications, IEE Savoy Place, London, U.K., (1999) A Al-habasch, K.W Fischer, C.S Cornish, K.N Desmet, and J Nash, comparison between Experimental and Theoretical Probability of Fade for Free Space Optical Communications, Optical Wireless Communications V, Proceedings of SPIE, (2002) L Matthews and G Garcia, Laser and Eye Safety in the Laboratory in SPIE Press, IEEE Press, (1995) Roberto Ramirez-Iniguez, Sevia M.Idrus, Ziran Sun, Optical Wireless communication IR for Connectivity, CRC, (2008) Mutamed Khatib, Advanced Trends in Wireless Communication, InTech, February 2011 Linda Marie Wasiczko, Techniques to mitigate the effects of atmospheric turbulence on free space optical Communication links., (Ph.D.Dissertation, Univ of Maryland, College Park, 2004) Jinlong Zhang, Modulation Analysis for Outdoors Applications Of Optical Wireless Communications”, IEEE, 2000 H Yuksel, Studies of the Effects of Atmospheric Turbulence on Free Space Optical Communications, (Ph.D Dissertation, Univ of Maryland, College Park, 2005) 73 A.C Boucouvalas, Challenges in Optical Wireless Communications, in Optics & Photonics News, Vol 16, No 5, 36-39 (2005) 10 Delower Hossen, Golam Shaieen Alim, Perfomane Evaluation of the Free Space Optical (FSO) Communication with the Effects of the Asmospheric Turbulances, (2008) 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO http://www.slideshare.net http://www.vntelecom.org http://www.dtvt.org/default.asp 75 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN 76