Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau
Lỗi định hướng (Pointing Error) là một trong những thách thức chính mà kênh truyền quang vô tuyến phải đối diện. Lỗi định hướng là một tham số biễu diễn góc độ tầm nhìn thẳng giữa hai đầu phát và đầu thu laser trong kênh truyền quang vô tuyến.
![Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau trang 1 Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau trang 1](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2024/02/14/7120/danh-gia-loi-dinh-huong-trong-kenh-truyen-quang-vo-tuyen-duo-trang-1_xw3DJftWsL.jpg)
Trang 1
![Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau trang 2 Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau trang 2](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2024/02/14/7120/danh-gia-loi-dinh-huong-trong-kenh-truyen-quang-vo-tuyen-duo-trang-2_uIDjR71kbF.jpg)
Trang 2
![Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau trang 3 Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau trang 3](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2024/02/14/7120/danh-gia-loi-dinh-huong-trong-kenh-truyen-quang-vo-tuyen-duo-trang-3_8woBDcWm8z.jpg)
Trang 3
![Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau trang 4 Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau trang 4](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2024/02/14/7120/danh-gia-loi-dinh-huong-trong-kenh-truyen-quang-vo-tuyen-duo-trang-4_HO3YwHACiu.jpg)
Trang 4
![Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau trang 5 Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau trang 5](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2024/02/14/7120/danh-gia-loi-dinh-huong-trong-kenh-truyen-quang-vo-tuyen-duo-trang-5_1GEnUJJz89.jpg)
Trang 5
![Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau trang 6 Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau trang 6](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2024/02/14/7120/danh-gia-loi-dinh-huong-trong-kenh-truyen-quang-vo-tuyen-duo-trang-6_zlOnPEou8A.jpg)
Trang 6
![Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau trang 7 Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau trang 7](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2024/02/14/7120/danh-gia-loi-dinh-huong-trong-kenh-truyen-quang-vo-tuyen-duo-trang-7_O9TG8D1UOv.jpg)
Trang 7
Bạn đang xem tài liệu "Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau
![Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/thumb/2024/02/14/danh-gia-loi-dinh-huong-trong-kenh-truyen-quang-vo-tuyen-duo_5DKcOKmbxA.jpg)
Đánh giá lỗi định hướng trong kênh truyền quang vô tuyến dưới những điều kiện thời tiết khác nhau Phạm Duy Khiêm∗, Lê Quốc Cường†, và Võ Nguyễn Quốc Bảo∗ ∗ Phòng Thí Nghiệm Thông Tin Vô Tuyến Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, Cơ Sở TP. Hồ Chí Minh Email: khiemwood86@yahoo.com, baovnq@ptithcm.edu.vn † Sở Thông Tin và Truyền Thông TP. Hồ Chí Minh Email: lequoccuong@tphcm.gov.vn Tóm tắt—Lỗi định hướng (Pointing Error) là một trong những thách thức chính mà kênh truyền quang vô tuyến phải đối diện. Lỗi định hướng là một tham số biễu diễn góc độ tầm nhìn thẳng giữa hai đầu phát và đầu thu laser trong kênh truyền quang vô tuyến. Tham số này phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và gây suy giảm đến hiệu năng của một tuyến quang vô tuyến ở khoảng cách xa. Trong bài báo này, chúng tôi thực hiện việc đánh giá từ nhiều lỗi định hướng ở từng điều kiện thời tiết khác nhau để xác định được ngưỡng của lỗi định hướng làm ảnh hưởng đến tỷ số lỗi bit của hệ thống. Từ khóa—quang vô tuyến, lỗi định hướng (Pointing Error), hiệu năng, điều kiện thời tiết I. GIỚI THIỆU Ngày nay, công nghệ quang vô tuyến (Free-Space Optical communication - FSO) là một chủ đề nóng và có tầm quan trọng trong hệ thống thông tin. FSO như là một giải pháp thay thế mang tính khả thi về mặt thương mại cho hệ thống thông tin vô tuyến bởi độ tin cậy và khả năng triển khai nhanh chóng cho mạng dữ liệu và thoại [1]. Những kết nối FSO phạm vi ngắn được sử dụng như một giải pháp thay thế cho những kết nối vô tuyến, để cung cấp mạng truy cập băng thông cho doanh nghiệp giống như là một cầu nối băng thông rộng giữa những mạng nội bộ, mạng khu vực đô thị và mạng diện rộng [2]. Hệ thống FSO mặt đất đã chứng tỏ là một công nghệ bổ sung khả thi trong việc giải quyết những thách thức thông tin liên lạc hiện đại, đặc biệt là những nhu cầu về tốc độ dữ liệu băng thông cao của người dùng với một chi phí có thể chấp nhận. FSO được tích hợp vào trong mạng truy cập làm cho việc truyền xa và nhanh hơn [3]. Tuy nhiên, những ảnh hưởng trong kênh truyền khí quyển như sương mù dày đặc, khói và nhiễu loạn không khí đặt ra những thách thức lớn nhất cho hệ thống FSO mặt đất tầm xa. Ngoài yếu tố về thời tiết, những tuyến quang vô tuyến với khoảng cách trên một km sẽ chịu ảnh hưởng của lỗi định hướng. Lỗi định hướng được tạo ra từ rung lắc của tòa nhà, gió mạnh vì vậy lỗi định hướng làm ảnh hưởng đến hiệu năng tuyến quang vô tuyến. Cho đến nay, đã có một số bài báo xem xét đến bài toán lỗi định hướng ảnh hưởng hiệu năng của tuyến quang vô tuyến, ví dụ [4], [5], [6], [7]. Bài báo [4] xem xét bài toán lỗi định hướng ảnh hưởng hiệu năng của tuyến quang vô tuyến sử dụng phương pháp phân tích hàm Bessel của mô hình mật độ xác suất lỗi định hướng. Bài báo [5] xem xét bài toán tối ưu dung lượng dừng của tuyến quang vô tuyến khi có lỗi định hướng. Bài báo [7] xem xét bài toán lỗi định hướng ảnh hưởng đến tuyến quang vô tuyến khi có nhiễu động không khí. Tuy nhiên cả ba bài báo đều bỏ qua điều kiện thời tiết như hấp thụ và tán xạ, làm kết quả bài toán lỗi định hướng ảnh hưởng đến hiệu năng tuyến quang vô tuyến có phần không thực tế. Trong bài báo này, chúng tôi sẽ xác định ngưỡng lỗi định hướng tại máy phát và máy thu làm ảnh hưởng đến tỷ số lỗi bit ở từng điều kiện thời tiết khác nhau sử dụng phương pháp quét tham số lỗi định hướng trong chương trình Optisystem. Mặc dù sử cùng phương pháp với bài báo bài báo [8], điểm mới của bài báo là xem xét tại TP. Hồ Chí Minh với những điều kiện cụ thể. Phần còn lại của bài báo được tổ chức như sau. Phần II, chúng tôi trình bày mô hình hệ thống xem xét. Phần III đề cập đến lỗi định hướng của hệ thống FSO và ảnh hưởng của sự suy hao khí quyển đến hiệu năng của hệ thống. Trong phần IV, chúng tôi thực hiện mô phỏng trên phần mềm Optisystem để kiểm chứng. Cuối cùng, bài báo kết thúc bằng kết luận ở Phần V. II. MÔ HÌNH HỆ THỐNG Xem xét hệ thống quang vô tuyến gồm có một cặp máy phát và máy thu, một kênh truyền quang vô tuyến trình bày như Hình 1. Máy phát có nhiệm vụ chính là điều chế nguồn dữ liệu vào với sóng mang quang. Sau đó tín hiệu sẽ được truyền qua khí quyển đến máy thu. Hội thảo quốc gia 2014 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ thông tin (ECIT2014) ISBN: 978-604-67-0349-5 304 &KPTXDQJ0i\SKiW 0i\WKX %ӝÿLӅXFKӃYjODVHU %ӝJLҧLÿLӅXFKӃ .tQKQJҳP Hình 1. Sơ đồ khối của một kênh truyền FSO. Loại điều chế được sử dụng hầu hết đều là điều chế cường độ. Trong đó nguồn dữ liệu được điều chế trên cường độ bức xạ quang. Điều này đạt được bằng cách thay đổi dòng điều khiển của nguồn quang trực tiếp với dữ liệu được phát hoặc thông qua một bộ điều chế ngoài như là bộ giao thoa kế đối xứng Mach-Zehnder. Việc sử dụng bộ điều chế ngoài bảo đảm tốc độ dữ liệu cao hơn so với bộ điều chế trực tiếp nhưng ở bộ điều chế ngoài có một đáp ứng phi tuyến. Những đặc tính khác của bức xạ quang như là pha, tần số và trạng thái phân cực có thể cũng được điều chế với dữ liệu hoặc thông tin thông qua một bộ điều chế ngoài. Khối truyền tín hiệu đi xa có nhiệm vụ là tập hợp, chuẩn trực và ngắm thẳng hướng bức xạ quang tiến đến khối thu tín hiệu tại đầu cuối của kênh truyền. Đa số các hệ thống FSO được thiết kế để hoạt động với các dải bước sóng 780-850 nm và 1520-1600 nm. Dải bước sóng 780-850nm thì được sử dụng rộng rãi nhất bởi vì với dải bước sóng này thì thiết bị và linh kiện luôn có sẵn để đáp ứng và giá thành thấp. Dải bước sóng 1550nm thường được sử dụng trong hệ thống FSO vì i) tương thích với mạng phân ghép khe theo bước sóng thế hệ thứ 3 ii) an toàn cho mắt và iii) giảm bớt sự ảnh hưởng bức xạ năng lượng mặt trời và tán xạ ánh sáng trong điều kiện sương dày đặc. Do đó với bước sóng 1550nm sẽ tạo ra một năng lượng đáng kể có thể truyền vượt qua màn sương dày đặc. Tuy nhiên, sẽ có mặt hạn chế với dải bước sóng 1550nm là giảm nhẹ độ nhạy của bộ tách sóng, giá thành của linh kiện cao hơn và đòi hỏi việc kết nối khắc khe hơn. Má
File đính kèm:
danh_gia_loi_dinh_huong_trong_kenh_truyen_quang_vo_tuyen_duo.pdf