Ber trong hệ thống truyền thông quang không dây đa chặng sử dụng kỹ thuật df (tt)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - NGUYỄN HỮU HẢI BER TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG QUANG KHÔNG DÂY ĐA CHẶNG SỬ DỤNG KỸ THUẬT DF CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THƠNG MÃ SỐ: 60.52.02.08 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2014 Luận văn hoàn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Người hướng dẫn khoa học: TS ĐẶNG THẾ NGỌC Phản biện 1: TS Đặng Đình Trang Phản biện 2: PGS TS Trần Hồng Quân Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Vào lúc: 15 30 ngày 09 tháng 08 năm 2014 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng MỞ ĐẦU Các hệ thống truyền thông quang sử dụng sợi quang có khả truyền tải với dung lượng lớn, kết nối nhiều người dùng cung cấp nhiều loại dich vụ thoại, fax, hình ảnh, số liệu Cùng có khả truyền dẫn tốc độ cao, hệ thống truyền thông quang qua không gian FSO lại dễ dàng lắp đặt, di chuyển thiết lập lại cấu hình mạng cần FSO có độ an tồn cao sử dụng thơng tin tầm nhìn thẳng LOS tính hướng búp sóng quang cao Cự ly hoạt động tuyến FSO thường ngắn từ vài trăm mét tới vài km Việc triển khai hệ thống FSO đa chặng giúp khắc phục khó khăn khơng có đường truyền LOS giữ máy phát máy thu, tăng khoảng cách truyền dẫn Nội dung luận văn, BER hệ thống truyền thông quang không dây đa chặng FSO sử dụng kỹ thuật DF bố cục sau: Chương 1: Tổng quan hệ thống truyền thông quang không dây, bao gồm khái niệm, cấu trúc, ưu nhược điểm Chương 2: Giới thiệu kỹ thuật chuyển tiếp hệ thống thông tin quang đa chặng, bao gồm kỹ thuật chuyển tiếp điện chuyển tiếp quang Chương 3: Đánh giá BER hệ thống truyền thông quang không dây đa chặng sử dụng kỹ thuật tách chuyển tiếp (DF) CHƯƠNG1: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN THÔNG QUANG KHÔNG DÂY FSO 1.1 Giới thiệu chung FSO công nghệ viễn thông sử dụng truyền lan ánh sáng không khí để truyền tín hiệu hai điểm Đây cơng nghệ truyền thơng băng rộng tầm nhìn thẳng, tín hiệu quang, thay truyền sợi quang, phát búp sóng quang qua khơng gian Một mạng truyền thông quang không dây 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 khơng 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 Một tuyến FSO bao gồm hai thu-phát đặt tầm nhìn thẳng Thơng thường, thu phát gắn tịa 1.2 Mơ hình hệ thống FSO hệ thống FSO gồm ba phần: phát, kênh truyền thu hình 1.2 Kên vơ t Phát tín hi hi u n p thụ án n quang (LED/ LASER) thu n Thu tín hi u hi u c n n c tín hi u quang ch i u n Số i i u ch tách ng quang phục khôi Số i i u i Hình 1.2 Sơ đồ khối hệ thống FSO 1.2.1 Bộ phát Phần tử có nhiệm vụ điều chế liệu gốc thành tín hiệu quang sau truyền qua khơng gian tới thu Phương thức điều chế sử dụng rộng rãi phát điều chế cường độ (IM) điều chế ngồi, cường độ phát xạ nguồn quang điều chế số liệu cần truyền Việc điều chế thực thông qua việc thay đổi trực tiếp cường độ nguồn quang phát thông qua điều chế giao thoa MatchZehnder 1.2.2 thu Bộ thu hỗ trợ việc khôi phục liệu phát từ phía phát Bộ thu bao gồm thành phần sau: a) Khẩu độ thu – Tập hợp tập trung phát xạ quang tới tách sóng quang Khẩu độ (độ mở) thu lớn giúp tập hợp nhiều phát xạ quang vào tách sóng quang b) Bộ lọc thơng dải quang – Bộ lọc thông dải làm giảm lượng xạ c) Bộ tách sóng quang – PIN APD chuyển đổi trường quang đến thành tín hiệu điện Các tách sóng quang thường dùng hệ thống truyền thơng quang tóm tắt bảng 1.2 d) Mạch xử lý tín hiệu – Có chức khuếch đại, lọc xử lý tín hiệu để đảm bảo tính xác cao liệu khơi phục Bảng 1.1: Bộ tách sóng FSO Vật liệu/cấu trúc Bước sóng (nm) Đáp ứng Độ lợi 0,5 300 – 1100 0,5 InGaAs PIN 1000- 1700 0,9 Silicon APD 400 – 1000 77 150 Silicon PIN 300 – 1100 Silicon PIN, với khuếch đại phối hợp trở kháng 1.3 Các đặc điểm hệ thống FSO 1.3.1 Ưu điểm a, Băng thơng điều chế rộng b, Búp sóng hẹp: Phát xạ quang có búp sóng hẹp, khoảng 0.01 – 0.1mrad Điều cho thấy công suất phát tập trung vùng hẹp c, Không yêu cầu cấp phép phổ tần d, Triển khai nhanh chóng 1.3.2 Hạn chế Hạn chế hệ thống FSO chủ yếu mơi trường truyền dẫn gây Ngồi việc tuyết mưa làm cản trở đường truyền quang, FSO chịu ảnh hưởng mạnh sương mù nhiễu loạn khơng khí Những thách thức việc triển khai hệ thống FSO sau (hình 1.5): 1.4 Các ứng dụng hệ thống FSO a, Truy nhập chặng cuối b, Dự phòng tuyến sợi quang c, Kết nối back-haul cho mạng tế bào d, Các tuyến tạm thời/ khắc phục cố e, Mạng truyền thông nhiều vùng nhỏ f, Các vùng địa lý khó khăn 1.5 Kết luận Ngày nay, truyền thơng quang tốc độ cao đóng vai trị quan trọng mạng viễn thông FSO không đáp ứng yêu cầu truyền thông quang với tốc độ cao, mà đồng thời đem lại chi phí hiệu quả, triển khai nhanh, truyền dẫn thông tin cách an toàn tin cậy Tuy nhiên, ảnh hưởng môi trường truyền dẫn, khả ứng dụng FSO bị giới hạn ứng dụng với cự ly truyền thông ngắn CHƯƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN TIẾP TRONG HỆ THỐNG FSO ĐA CHẶNG 2.1 Giới thiệu hệ thống truyền thông FSO đa chặng Truyền thông FSO đa chặng đề xuất giải pháp để hạn chế ảnh hưởng môi trường truyền dẫn tăng cự ly truyền thông hệ thống FSO Truyền đa chặng chuyển tiếp tín hiệu từ nút nguồn (bộ phát) tới nút đích (bộ thu) qua trung gian gọi chuyển tiếp Kỹ thuật truyền dẫn quang đa chặng giúp tăng vùng phủ sóng độ tin cậy hệ thống FSO cách chia quãng đường truyền dẫn thành chặng nhỏ, làm giảm ảnh hưởng fading mơi trường truyền dẫn chặng hình 2.1 K=M+1 k=0 Bộ phát h1 R1 h2 R2 … RM h M+1 Bộ thu Hình 2.1 Truyền thơng quang đa chặng 2.2 Các kỹ thuật chuyển tiếp điện 2.2.1 Kỹ thuật khuếch đại chuyển tiếp điện AF ín hi O/E ch i E/O ín hi Hình 2.2 Sơ đồ khuếch đại chuyển tiếp điện Trong kỹ thuật khuếch đại chuyển tiếp điện (AF) truyền thống, tín hiệu quang thu thấu kính thu chuyển tiếp chuyển đổi thành dịng điện nhờ tách quang (O/E) Tiếp theo, tín hiệu điện khuếch đại khuếch đại điện với hệ số khuếch đại xác định chuyển tiếp Sau tín hiệu điện khuếch đại điều chế thành tín hiệu quang truyền tới chuyển tiếp Hệ thống FSO đa chặng sử dụng kỹ thuật AF sơ đồ tín hiệu mơ tả hình 2.3 Hình 2.3 Sơ đồ FSO dùng chuyển tiếp AF Kỹ thuật tách chuyển tiếp DF T/h vào O/E Tách tín hiệu T/h E/O 13 2.3.2.2 Bộ tách quang Phân tích q trình tách tín hiệu, cấu trúc tách quang miêu tả hình 2.19: Iout(t) Ip(t) Môi trường NL 0 f Gaussian BPF Hình 2.19 Cấu trúc tách quang Quá trình tách thực tự điều chế pha (SPM) tín hiệu mơi trường phi tuyến (NL), tần số lọc 𝜔𝑓 xác định liên quan tới tần số sóng mang 𝜔0 đầu vào 2.4 Kết luận Chương nghiên cứu kỹ thuật chuyển tiếp miền điện miền quang, sâu trình bày kỹ thuật chuyển tiếp quang Hiệu hệ thống FSO chuyển tiếp điện trình bày chương 14 CHƯƠNG 3: BER TRONG HỆ THỐNG FSO ĐA CHẶNG SỬ DỤNG KỸ THUẬT DF 3.1 Mơ hình hệ thống FSO đa chặng sử dụng kỹ thuật DF 3.1.1 Giới thiệu 3.1.2 Mơ hình kênh FSO đa chặng Mơi trường khơng khí khơng phải kênh truyền thơng lý tưởng Sự không đồng nhiệt độ áp suất khơng khí dẫn tới thay đổi số khúc xạ dọc theo tuyến đường truyền dẫn, hay cịn gọi nhiễu loạn khơng khí Điều gây tượng khác suy hao chọn lọc tần số (do hấp thụ tán xạ), nhấp nháy dãn xung Hệ số kênh h mơ hình hóa suy hao ngẫu nhiên kênh truyền h tăng hệ số sau: (1) nhấp nháy khí (2) suy hao đường truyền phân kỳ búp sóng hl, (3) suy hao cơng suất giãn xung hb Do hệ số kênh biểu diễn sau: h=ha.hl.hb (3.1) 3.1.2.1 Mơ hình thống kê khí Do nhiễu loạn khơng khí, cường độ tín hiệu quan sát tách quang cuối đường truyền dao động cách tự Hiện tượng gọi nhấp nháy trở ngại hệ thống FSO 15 3.1.2.2 Suy hao đường truyền phân kỳ búp sóng Một phương pháp để tính suy hao đường truyền phân kỳ búp sóng giới thiệu mục Giá trị suy hao phân kỳ búp sóng phụ thuộc vào phạm vi thu tín hiệu A góc phân kỳ búp sóng  3.1.2.3 Mơ hình xung truyền lan Do ảnh hưởng nhiễu loạn khơng khí, xung truyền chịu ảnh hưởng tượng giãn xung 3.1.3 Mơ hình hệ thống FSO đa chặng sử dụng kỹ thuật DF Mơ hình hệ thống FSO đa chặng sử dụng kỹ thuật DF biểu diễn hình 3.1 Hình 3.1 Mơ hình hệ thống FSO đa chặng sử dụng kỹ thuật DF Hệ thống sử dụng điều chế cường độ (IM) điều chế MPPM máy phát phía thu sử dụng tách sóng trực tiếp 16 (DD) với tách quang thác APD Ngoài ra, kỹ thuật tách bit chuyển tiếp (BDF) sử dụng hệ thống Trong mơ hình này, máy thu máy phát đặt tương ứng phía nguồn đích Mỗi chuyển tiếp có cặp thu phát, chúng nối với theo kiểu back-to-back Ở nút nguồn (nút 0), liệu vào điều chế điều chế PPM Mỗi khối liệu b = log2M bit ánh xạ với M kí hiệu (s0, s1, ,sM), M = 2b Khoảng thời gian kí hiệu Tw, chia thành M khe thời gian riêng biệt xung quang với lượng trung bình khơng đổi Pt gửi M khe thời gian, M-1 khe thời gian lại để trống Với tốc độ bit Rb bit giây, khoảng thời gian kí hiệu tính theo cơng thức Tw = b/Rb khe thời gian có độ dài Ts = b/MRb Biên độ xung quang khe thời gian có tín hiệu khơng có tín hiệu viết sau:  E s t  U t t  exp j t   t   n     E t   (3.12)   tần số quang pha sóng mang quang ứng với bước sóng λ Tín hiệu nhận chuyển tiếp (nút thứ i với i = 1,2, , N) nút đích (nút thứ N+1) E t  Ei t    in     Ei t    (3.13) s   hi1,i U t t  exp j t  r    17 r pha sóng mang quang nhận hi1,i  hl hb hệ số kênh liên kết nút thứ i-1 nút i Ở nút chuyển tiếp nút đích, tín hiệu trước hết tách trực tiếp APD Dòng quang điện trung bình đầu APD thu sử dụng tách sóng quang theo luật bình phương (square law) sau:  I s  GPt hi 1,i  Pb   nis  I i   in     (3.14) GPb  nin Ii    n s với I i I i tín hiệu thu tương ứng với khe thời gian có tín hiệu khơng có tín hiệu kí hiệu PPM Trong cơng thức (3.14),  G tương ứng đáp ứng độ khuếch đại trung bình APD Pt cơng suất trung bình xung Gauss có biên độ U(t) Pb s n công suất nhiễu ánh sáng tới tách quang ni ni kí hiệu tạp âm cộng khe có tín hiệu khơng có tín hiệu Ở giải điều chế PPM nút đích, dòng quang điện tổng hợp qua khe thời gian M so sánh, vị trí khe có cường độ dịng điện lớn xác định kí hiệu truyền tái tạo liệu nhị phân bit ‘0’ bit ‘1’ Trong trường hợp chuyển tiếp, bit gửi với lượng Pt tới chuyển tiếp 3.2 Phân tích hiệu Trong phần ta phát triển mơ hình tốn học cho việc tính tốn tỉ lệ lỗi bit (BER) hệ thống FSO đa chặng Công 18 thức xác định BER hệ thống FSO khác so với hệ thống truyền thông đa chặng sử dụng sợi quang khác mơ hình kênh truyền Cụ thể hơn, hệ số kênh sợi quang không đổi, không biến đổi cách ngẫu nhiên môi trường vô tuyến 3.2.2 Tỉ số lỗi bit BER Trong phần này, trước tiên ta tính BER hệ thống FSO đơn chặng sử dụng M-PPM với thu APD Dựa vào BER hệ thống FSO đơn chặng, ta tính tốn BER hệ thống FSO đa chặng Psep xác xuất lỗi ký hiệu thu nút thứ i với i = 1, 2, …N+1, BER nút thứ i (Pi) sau tính tốn sau: Pi  M Psep 2M  1 (3.19) Giả sử liệu truyền đủ lớn để xác suất truyền ký hiệu Khơng tính tổng qt, giả sử ký hiệu s0 truyền Bằng cách sử dụng kết hợp kỹ thuật giới hạn chung, giới hạn xác suất lỗi ký hiệu tức thời biểu diễn bởi:   PrI Psep   Pr I i0  I iu u  1, , M  1, s  s0  M 1 u 1  M u i    I i0 s  s0  M  1 Pr I in  I is  1 f ha Q     SNR dha  (3.20) 19 Hệ thống FSO đa chặng với N+1 chặng (N chuyển tiếp) mơ hình hóa chuỗi N + kênh nhị phân đối xứng (BSC) với xác suất lỗi Pi cho chặng thứ i (xem hình 3.2) Giả sử chặng độc lập, BER đầu cuối-đến-đầu cuối (Pe) xác định bởi: N 1  Pe     Pi i 1 S R1 - P1 P1 P1 - P1 – P2 P2  (3.21) R2 RN 1 PN+1 P2 – P2 D – PN+1 0 – PN+1 PN+1 Hình 3.2: Mơ hình đa chặng (nhị phân đối xứng) tương ứng với mơ hình kênh 3.3 Các tham số hệ thống Trong phần này, nội dung nghiên cứu hiệu BER hệ thống FSO đa chặng sử dụng 4-PPM thu APD Giả định khoảng cách chuyển tiếp dọc theo tuyến đường từ nguồn tới đích Để có so sánh công cho hệ thống FSO đơn chặng thông thường sử dụng OOK, phân tích xem xét ràng buộc cơng suất trung bình bit Ps Mối quan hệ cơng suất trung bình khe thời gian (Pt) Ps cho bởi: 20 Pt  M log2 M Ps N 1 (3.23) Ở N+1 số chặng (hop) Các tham số số hệ thống sử dụng phân tích bảng 3.1 Bảng 3.1: Tham số số hệ thống Tên Ký hiệu Giá trị Hằng số Boltzmann kB 1.38 1023 W/K/Hz Điện tích electron E 1.6 1019 C Điện trở tải RL 50  Nhiệt độ máy thu T 300 K Đáp ứng diot tách quang  A/W Hệ số ion hóa  0.028 Tỷ lệ ngồi nhiễu L0 20 m Công suất nhiễu Pb -40 dBm Bước sóng  1550 nm loạn Hệ số cấu trúc số khúc xạ C n2 3x10-14 m-2/3 21 Tốc độ bit Rb 10 Gbps Hệ số suy hao  0.43 dB/km Góc phân kỳ búp sóng  1mrad Diện tích thu A 0.07 cm2 3.4 Kết khảo sát BER, nhận xét đánh giá Dựa vào tham số hệ thống trên, trước hết, ta phân tích kết liên quan đến BER so với cơng suất phát trung bình bit (Ps) Kết hình 3.3, độ khuếch đại trung bình G APD G = 20, độ dài tuyến truyền thông L = 5km, tốc độ bit Rb= Gbps Ta thực so sánh BER hệ thống FSO đơn chặng FSO đa chặng theo công suất phát yêu cầu bit Công suất phát yêu cầu bit hệ thống FSO đơn chặng vào khoảng 2,5 dBm BER khoảng 10-6 Bằng việc sử dụng chuyển tiếp (hay chặng), hệ thống FSO đa chặng giảm công suất phát yêu cầu bit đến -5 dBm, độ lợi công suất 7,5 dB 22 10 -2 10 BER Single-hop FSO Multi-hop FSO: N = Multi-hop FSO: N = -4 10 Multi-hop FSO: N = -6 10 -8 10 -15 -10 -5 Transmitted power per bit, P s (dBm) Hình 3.3 BER so sánh với cơng suất bit truyền G = 20, L = km, Rb = Gbps 10 -2 10 BER Single-hop FSO Multi-hop FSO: N = -4 10 Multi-hop FSO: N = Multi-hop FSO: N = -6 10 -8 10 10 12 Total Distance, L (km) Hình 3.4 BER So sánh với khoảng cách truyền G = 20, Ps = dBm Rb = Gbps 14 16 23 10 -2 10 -4 Single-hop FSO 10 BER Multi-hop FSO: N = Multi-hop FSO: N = Multi-hop FSO: N = -6 10 Multi-hop FSO: N = -8 10 -10 10 10 20 30 40 Average APD gain, G 50 60 Hình 3.5 BER so sánh với độ lợi APD trung bình L = km, Ps = -5 dBm Rb = Gbps 10 -2 10 BER Single-hop FSO Multi-hop FSO: N = Multi-hop FSO: N = -4 10 Multi-hop FSO: N = -6 10 -8 10 Bit rate, Rb (Gbps) 10 Hình 3.6 BER so sánh với tốc độ bit L = km, Ps = dBm, G = 20 Hình 3.4 so sánh BER so với khoảng cách truyền dẫn (L) nguồn đích, cơng suất phát u cầu bit dBm, 24 G = 20, Rb = Gbps Có thể thấy rõ khoảng cách truyền dẫn tăng lên đáng kể việc sử dụng kỹ thuật truyền dẫn đa chặng Tại BER 10-6, hệ thống FSO đơn chặng đạt tới tổng khoảng cách truyền dẫn 4km hệ thống FSO đa chặng đạt khoảng cách xa hơn; 8,5 km trường hợp sử dụng chuyển tiếp Hình 3.5 so sánh BER với độ khuếch đại APD trung bình với Ps = -5 dBm, L = km, Rb= Gbps Ta thấy BER hai hệ thống FSO đơn chặng đa chặng sử dụng thu APD giảm đáng kể so sánh với việc sử dụng thu PIN (nghĩa G = 1) Hình độ khuếch đại APD lớn 30, nhiễu nổ (shot noise) trở nên đáng kể hiệu hệ thống bị giảm đi, tức BER tăng lên Độ khuếch đại APD trung bình tối ưu, độ khuếch đại mà BER nhỏ nhất, phụ thuộc vào số lượng chuyển tiếp Cụ thể, giá trị tối ưu G giảm số lượng chuyển tiếp tăng lên, tức độ dài chặng giảm xuống Hình 3.6, ta thấy lợi truyền dẫn đa chặng tốc độ bit so với hệ thống đơn chặng Khi L =5 km, Ps = dBm, G = 20, hệ thống FSO đa chặng với chuyển tiếp hỗ trợ tốc độ bit Gbps BER = 10-6 Việc hỗ trợ tốc độ bit cao làm cho hệ thống FSO đa chặng giải pháp hứa hẹn cho hệ thống truy nhập băng rộng 3.5 Kết luận chương 25 Chương phân tích hiệu BER hệ thống FSO đa chặng BDF qua mơi trường nhiễu loạn khơng khí Tác động kênh nhiễu loạn khơng khí bao gồm suy hao khí quyển, biến thiên cường độ, đặc biệt giãn xung Ngoài ra, tác động tiêu cực nhiễu nổ, nhiễu nền, nhiễu nhiệt tính đến Các kết tính toán cho thấy cải thiện đáng kể hiệu BER hệ thống FSO nhờ vào việc sử dụng kỹ thuật truyền dẫn đa chặng, kết hợp với sử dụng phương pháp điều chế M-PPM thu APD Ngồi ra, cơng suất phát u cầu nhỏ đạt khoảng cách truyền thông xa hơn, đặc biệt độ khuếch đại APD trung bình chọn tối ưu 26 KẾT LUẬN Trong luận văn trình bày cách khái quát hệ thống quang không dây ưu nhược điểm thách thức hệ thống quang không dây Các kỹ thuật chuyển tiếp hệ thống thông tin quang không dây Phần nội dung luận văn phân tích hiệu BER hệ thống FSO đa chặng BDF qua mơi trường nhiễu loạn khơng khí Tác động kênh nhiễu loạn khơng khí bao gồm suy hao khí quyển, biến thiên cường độ, đặc biệt giãn xung Ngoài ra, tác động tiêu cực nhiễu nổ, nhiễu nền, nhiễu nhiệt tính đến Các kết tính tốn cho thấy cải thiện đáng kể hiệu BER hệ thống FSO nhờ vào việc sử dụng kỹ thuật truyền dẫn đa chặng, kết hợp với sử dụng phương pháp điều chế M-PPM thu APD Ngoài ra, công suất phát yêu cầu nhỏ đạt khoảng cách truyền thông xa hơn, đặc biệt độ khuếch đại APD trung bình chọn tối ưu 27 ... điện chuyển tiếp quang Chương 3: Đánh giá BER hệ thống truyền thông quang không dây đa chặng sử dụng kỹ thuật tách chuyển tiếp (DF) 2 CHƯƠNG1: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN THÔNG QUANG KHÔNG DÂY FSO 1.1 Giới... truyền LOS giữ máy phát máy thu, tăng khoảng cách truyền dẫn Nội dung luận văn, BER hệ thống truyền thông quang không dây đa chặng FSO sử dụng kỹ thuật DF bố cục sau: Chương 1: Tổng quan hệ thống. .. miền quang, sâu trình bày kỹ thuật chuyển tiếp quang Hiệu hệ thống FSO chuyển tiếp điện trình bày chương 14 CHƯƠNG 3: BER TRONG HỆ THỐNG FSO ĐA CHẶNG SỬ DỤNG KỸ THUẬT DF 3.1 Mơ hình hệ thống