CHƯƠNG 2 : MÔ HÌNH KÊNH TRUYỀN THƠNG QUANG KHƠNG DÂY
4.1 HỆ THỐNG FSO ĐIỂM-ĐA ĐIỂM
Như đã giới thiệu ở Chương 1, công nghệ FSO có nhiều ưu điểm như tốc độ truyền dẫn cao, sử dụng băng tần không cần xin cấp phép, thời gian triển khai nhanh và chi phí hiệu quả. Do đó, các hệ thống FSO có thể triển khai cho nhiều các ứng dụng khác nhau trong đó có khả năng ứng dụng trong mạng truy nhập nhằm cung cấp các kết nối FSO đến nhiều người dùng. Khác với cấu hình kết nối FSO điểm- điểm với một nút nguồn (bộ phát) và một nút đích (bộ thu) như đã xét ở Chương 3, hệ thống FSO sử dụng trong mạng truy nhập có nhiều nút nguồn truyền tín hiệu đồng thời tới một nút đích do đó cần sử dụng các kỹ thuật đa truy nhập để phân biệt tín hiệu từ các nút nguồn khác nhau. Các kỹ thuật đa truy nhập quang phổ biến được biết đến bao gồm: đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA), đa truy nhập phân chia theo bước sóng (WDMA) và đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA). Trong số các kỹ thuật đa truy nhập này, kỹ thuật CDMA có những ưu điểm đặc trưng như khả năng truy nhập không đồng bộ, sử dụng hiệu quả tài nguyên, khả năng mở rộng linh hoạt và đặc biệt là khả năng an ninh cao ở lớp vật lý. Chính vì thế, trong thời gian gần đây, một số các nghiên cứu về ứng dụng kỹ thuật CDMA
7 Một phần nội dung của Chương 4 đã được cơng bố trên các tạp chí IET Optoelectronics [J5] và báo cáo tại các Hội nghị quốc tế IEEE CSNDSP 2014 [C6], IEEE APCC 2012 [C7] .
tắt là hệ thống FSO/CDMA [68], [95], [103], [105], [110]. Bộ phát 1 Bộ thu 1 Mã 1 Thấu kính Mã 1 T/h CDMA Bộ phát 2 Bộ chia Bộ thu 2 Mã 2 Mã 2
Bộ phát U Sợi quang Bộ thu U
Mã U Mã U
Người dùng Kênh FSO Trạm trung tâm
Hình 4.1. Mơ hình tổng qt hệ thống FSO/CDMA.
Mơ hình tổng quát của một hệ thống FSO/CDMA được minh họa như trong Hình 4.1, trong đó có U bộ phát đại diện cho U người dùng được kết nối qua kênh FSO tới trạm trung tâm. Mỗi người dùng được gán một mã duy nhất và số liệu của người dùng sẽ được mã hóa với chuỗi mã này trước khi được phát qua kênh FSO tới trạm trung tâm. Tại trạm trung tâm, tín hiệu từ tất cả các người dùng được kết hợp lại tại thấu kính thu (tạo ra tín hiệu CDMA) trước khi đưa tới U bộ thu nhờ một bộ chia quang. Mỗi bộ thu sẽ nhận được tín hiệu từ tất cả các bộ phát và tín hiệu từ bộ phát tương ứng (có cùng mã với bộ thu) sẽ được giải mã và khôi phục thành số liệu nhị phân.
Tương tự như các hệ thống FSO điểm-điểm, hiệu năng hệ thống FSO/CDMA điểm-đa điểm cũng chịu ảnh hưởng của nhiễu loạn khí quyển và các yếu tố ảnh hưởng khác. Ngồi ra, trong mơi trường đa người dùng, nhiễu đa truy nhập (MAI) cũng là một yếu tố ảnh hưởng lên hiệu năng hệ thống FSO/CDMA. Cuối cùng, do tín hiệu được phát đi dưới dạng các xung quang hẹp (dưới dạng chip quang), nên ảnh hưởng của dãn xung cũng cần phải được khảo sát, đánh giá. Nội dung tiếp theo của chương sẽ được bố cục thành hai phần chính: (1) phân tích hiệu năng hệ thống FSO/CDMA sử dụng điều chế M-PPM dưới ảnh hưởng của suy hao, nhiễu loạn, dãn
xung, các loại nhiễu và từ đó đề xuất phương thức điều chế PPM đa bước sóng MWPPM nhằm cải thiện hiệu năng hệ thống FSO/CDMA; (2) đề xuất mơ hình và giải pháp cải thiện hiệu năng hệ thống FSO/CDMA dựa trên kỹ thuật chuyển tiếp, sau đó khảo sát hiệu năng truyền dẫn của hệ thống đã đề xuất.