Cỏc kỹ thuật LAN hồng ngoại

Đối với Lan hồng ngoại dựng ỏnh sỏng hồng ngoại làm đường truyền vật lý. Súng ỏnh sỏng hồng ngoại với cỏc đặc điểm: cú bước súng khoảng 0,75- 1000 micromet, dài hơn (thấp hơn về tần số) so với ỏnh sỏng nhỡn thấy nhưng cú tần số cao hơn so với súng vụ tuyến.

So với cỏc súng vụ tuyến, súng ỏnh sỏng hồng ngoại cung cấp mức độ an toàn hơn và hiệu xuất cao hơn. cỏc LAN này an toàn hơn do súng ỏnh sỏng hồng ngoại khụng truyền lan qua cỏc vật chắn sỏng (khụng trong xuốt), như cỏc bức tường, giữa cỏcth dữ liệu trong một phũng hoặc toà nhà. Đồng thời, cỏc nguồn nhiễu thụng thường như cỏc lũ vi súng, cỏc mỏy phỏt vụ tuyến sẽ khụng can nhiễu với tớn hiệu ỏnh sỏng. Về hiệu xuất, ỏnh sỏng hồng ngoại cú độ rộng băng tần lớn hơn, làm cho tớn hiệu ỏnh sỏng cú thể hoạt động với cỏc tốc độ dữ liệu rất cao. Tuy nhiờn, ỏnh sỏng hồng ngoại khụng thớch hợp như súng vụ tuyến cho cỏc ứng dụng di động do vựng phủ súng hạn chế.

Một mạng LAN hồng ngoại bao gồmhai thành phần chớnh: một card hoặc một bộ tương thớch và một bộ chuyển đổi. Card tương thớch cắm vào mỏy tớnh PC hoặc mỏy xỏch tay qua khe ISA hoặc PCMCIA (hoặc nối vào cổng song song). Bộ chuyển đổi, tương tự như anten trong mạng LAN vụ tuyến, gắn vào nơi thớch hợp trong phũng làm việc. Card tương thớch điều khiển cỏc giao thức truy nhập đường truyền dựng chung, và bộ chuyển đổi gửi và nhận cỏc tớn hiệu ỏnh sỏng hồng ngoại.

Cú hai loại LAN hồng ngoại sử dụng là: Khuếch tỏn và Điểm- Điểm.

1) Cỏc kỹ thuật điều chế cho LAN sử dụng ỏnh sỏng hồng ngoại

a./ Điều chế trực tiếp

Khụng giống như súng radio phải hoạt động trong băng tần nào đú, súng hồng ngoại bị ràng buộc một cỏh tự nhiờn vào trong một căn phũng, do đú cú thể điều chế tớn hiệu Nguyễn Thanh Phương – Lớp Điện Tử Viễn Thụng – K43 - 68 -

hồng ngoại gốc một cỏch trực tiếp, một nhị phõn 1 cho phộp bộ phỏt mở và nhị phõn 0 lại đúng bộ mở. Cũng giống như truyền dẫn băng cơ bản qua cỏc liờn kết cố định, để mỏy thu đạt được sự đồng bộ bit thỡ luồng bit truyền từ gốc phait được mó hoỏ tại cỏc mỏy phỏt trước khi được điều chế, dựng một tron cỏc phương phỏp mó hoỏ tớn hiệu đồng hồ chuẩn. Thụng thường dựng mó manchester hay NRZI kết hợp với chốn bit 0 và một DPLL.

Ngoài ra, cũn cú một kỹ thuật khỏc được gọi là điều chế vị trớ xung (PPM-Position Pules Modulation) được dựng trong cỏc hệ thống quang nhằm làm giảm đũi hỏi về cụng suất đối với cỏc LED phỏt tia hồng ngoại.

b./ Điều chế súng mang

Để đạt được tốc độ bit cao hơn, chỳng ta cần phải dựng cỏc kỹ thuật điều chế súng mang tương tự như trong cỏc hệ thống radio. Cỏc phương phỏp điều chế FSK (Frequency Shift Keying) và PSK (Phase Shift Keying) được sử dụng. Với phương thức điều chế này thỡ số liệu nhị phõn được truyền dựng một tớn hiệu súng mang được điều chế theo tần số hay pha nờn tại mỏy thu cú thể chuyển tớn hiệu ngừ ra từ bộ thu hồng ngại qua một bộ lọc điện tử tăng cường trước khi giải điều chế. Hiệu quả của việc lọc này cũn ở chỗ lọc cỏc tớn hiệu nhiễu cũn lại nhờ đú cải thiện hiệu suất qua một hệ thống điều chế trực tiếp. Cú thể đạt được tốc độ từ 2 đến 4 Mb/s một cỏch dẽ dàng.

2) Kỹ thuật LAN hồng ngoại khuếch tỏn

Cũng giống như một điều khiển tivi từ xa là một thiết bị hồng ngoại khuếch tỏn. Khi bấm một nut trờn thiết bị điều khiển, một mó tương ứng điều chế một tớn hiệu ỏnh sỏng hồng ngoại và được phỏt tới tivi. Tivi nhận mó này và thực hiện chức năng thớch hợp. Khỏc nhau chớnh giữa cỏc mạng LAN hồng ngoại và thiết bị điều khiển tivi là mạng LAN hồng ngoại với cỏc mức cụng suất cao hơn và sử dụng cỏc giao thức truyền thụng để truyền dữ liệu.

Khi sử dụng ỏnh sỏng hồng ngoại trong một mạng LAN, trần nhà cú thể là một điểm phản xạ. Kỹ thuật này sử dụng cỏc giao thức cảm ứng súng mang để chia sẻ việc truy nhập đường truyền. Chẳng hạn, trong một phũng cú bốn người mà họ chỉ cú thể truyền tin qua cỏc đốn hiệu. Để gửi thụng tin, người ta cú thể mó hoỏ cỏc bức thư sử dụng một hệ thống như mó Morse. Nếu một người nào đú muốn gửi thụng tin, đầu tiờn họ nhỡn lờn trần nhà xem cú ai gửi hay khụng. Nếu cú một truyền dẫn đang chiếm chỗ, người đang muốn gửi

thụng tin phải đợi cho đến khi người kia ngừng gửi bản tin. Nếu khụng cú ai đang gửi, người ban đầu sẽ chĩa đốn hiệu của họ lờn trần nhà và bật, tắt đốn, tuỳ theo mó biểu thị thụng tin đang gửi. Để bỏo cho người ở đớch biết đang cú một bản tin đang đến, người phỏt chuỗi cỏc từ mó thớch hợp biểu thị tờn của người ở đớch. mọi người trong phũng sẽ liờn tục nhỡn trờn trần nhà, đợi cỏc tớn hiệu ỏnh sỏng cú địa chỉ của họ. Nếu một người “nhỡn thấy” tờn của anh ta, anh ta sẽ chỳ ý đến phần cũn lại. Nhờ phương phỏp này, mỗi người cú thể gửi nhận thụng tin.

Cỏc mạng LAN hồng ngoại khuếch tỏn làm việc tương tự như vớ dụ mụ tả ở trờn. Tuy nhiờn, cỏc mạng LAN hoạt động nhanh hơn. Tốc độ dữ liệu tiờu biểu là 1-4 Mb/s so với tốc độ dữ liệu trung bỡnh là 20-30 b/s của một người cú thể sử dụng cỏc đốn bỏo hiệu và mó Morse.

Cỏc trạm ỏnh sỏng hồng ngoại khuếch tỏn bị hạn chế về khoảng cỏch phõn cỏch, thường là 30-50 feet. Trần nhà càng thấp, phạm vi cỏc trạm càng gần. Trần cao koảng 10 feet sẽ bị hạn chế khoảng cỏch khoảng 40 feet. Để mở rộng phạm vi hoạt động, chỳng ta cú thể sử dụng cỏc điểm truy nhập ỏnh sỏng hồng ngoại nối cỏc ụ với nhau qua một trục khụng dõy. Do phụ thuộc vào trần nhà và tường nhà, cỏc mạng LAN sử dụng ỏnh sỏng hồng ngoại khuếch tỏn khụng thể hoạt động ngoài trời.

3) Kỹ thuật LAN hồng ngoại điểm -điểm

Cỏc sản phẩm hồng ngoại hoạt động theo phương thức điểm - điểm, tức là cỏc điểm bị duy trỡ cỏc liờn kết trực tiếp với nhau. hai sản phẩm rất khỏc nhau trong cỏc loại này là cỏc thiết bị “điểm và tia” truyền cỏc file giữa cỏc mỏy tớnh và cỏc thiết bị ngoại vi, và hệ thống LAN hồng ngoại điểm -điểm thay thế dõy trong mạng token-ring bằng ỏnh sỏng hồng ngoại.

+ Cỏc tuyến hồng ngoại “điểm và tia”

Cỏc tuiyến hồng ngoại “điểm và tia” thực ra khụng phải là mạng LAN, nhưng chỳng cung cấp từng tuyến khụng dõy giữa cỏctb ngoại vi bằng cỏch thay thế cỏc cỏp riờng biệt bởi cỏc tia ỏnh sỏng (xem hỡnh 3-12)

Nguyễn Thanh Phương – Lớp Điện Tử Viễn Thụng – K43 - 70 - Tuyến hồng

ngoại

PC Mỏy in

Kỹ thuật này làm cho mạng dễ dàng truyền cỏc file giữa cỏc mỏy tớnh, như giữa cỏc palmtop và cỏc mỏy tớnh làm việc để bàn.

+ Hệ thống LAN hồng ngoại điểm -điểm

Hiện nay chỉ cú một nhà cung cấp, liờn hợp cụng nghệ InfraLAN, sản xuất một sản phẩm, InfraLAN, sản phẩm này thực hiện một hệ thống LAN điểm -điểm thực sự. InfraLAN bao gồm một cặp bộ chuyển đổi, một để phỏt và một để nhận. Cấu hỡnh của hệ thống LAN như vậy được thể hiện trờn Hỡnh 3-13. InfraLAN thay thế cỏp trong mạng token-ring bằng ỏnh sỏng hồng ngoại mà cự ly cú thể đạt tới 75 feet.

Tại mỗi trạm, InfraLAN giao diện với mộ bảng giao diện IEEE 802.5 (token-ring). Cỏc giao diện token-ring bảo đảm rằng chỉ cú một trạm gửi tại một thời điểm nhờ sử dụng một mó thụng bỏo. Mó thụng bỏo, dựng để nhận biết một nhúm cỏc bit, luõn chuyển trờn vũng. Nếu một trạm muốn gửi dữ liệu, trước tiờn nú phải đoạt được mó thụng bỏo rồi mới gửi dữ liệu. Việc chiếm mó thụng bỏo bảo đảm rằng sẽ khụng cú trạm nào gửi dữ liệu. Dữ liệu luõn chuyển trờn vũng và đớch thớch hợp sẽ thấy địa chỉ của nú và xử lý dữ liệu. Khi kết thỳc, trạm đang gửi se phỏt mó thụng bỏo cho trạm tiếp theo.

Nguyễn Thanh Phương – Lớp Điện Tử Viễn Thụng – K43 - 71 - Hỡnh 3-13: Hệ thống LAN hồng ngoại điểm - điểm

Ưu điểm của việc sử dụng InfraLAN là hiệu sất an toàn cao. Do tia hồng ngoại hội tụ, hệ thống cú thể so sỏnh cỏc yờu cầu về hiệu suất của cỏc giao thức token-ring 4 hoặc 16 Mb/s. InfraLAN là một hệ thống khụng dõy duy nhất trờn thị trường ngày nay cú thể cung cấp hiệu suất cao như vậy. Đồng thời, InfraLAN trỏnh được cỏc nhiễu điện từ và khú bị lấy trộm thụng tin. Cỏc tớn hiệu điện từ khụng can nhiễu với cỏc tần số quỏ cao của ỏnh sỏng hồng ngoại, và một kẻ trộm thụng tin phải đặt chớnh anh ta trong phạm vi đường của chựm tia để thu tớn hiệu. Nhược điểm của phương phỏp này là khụng cú tớnh di động. Tuy nhiờn, nú cú thể thớch hợp, trong cỏc mụi trường như cỏc phũng hội nghị, hoặc cỏc phũng trong cỏc nhà mỏy mà ở đú nhiễu điện từ cú thể ảnh hưởng đến cỏc tớn hiệu vụ tuyến.