Nghiên cứu một số công nghệ vô tuyến thế hệ mới và khả năng ứng dụng tại việt nam

  • Số trang: 12 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 226 |
  • Lượt tải: 0
nganguyen

Đã đăng 34173 tài liệu

Mô tả:

1 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG --------------------------------------- PHAN TRUNG KIÊN Nghiên cứu một số công nghệ vô tuyến thế hệ mới và khả năng ứng dụng tại Việt Nam Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số : 60.52.70 Người hướng dẫn khoa học: TS. LÊ XUÂN CÔNG TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2012 2 LỜI MỞ ĐẦU Như chúng ta biết mục tiêu của các hệ thống truyền thông vô tuyến thế hệ kế tiếp là cung cấp truy nhập tốc độ dữ liệu cao, hiệu quả sử dụng phổ cao, độ tin cậy truyền dẫn cao, đảm bảo chất lượng dịch vụ cao cho người sử dụng. Trong các công nghệ vô tuyến thế hệ kế tiếp, thì công nghệ truyền thông quang không dây, và các mạng sensor vô tuyến đã thu hút sự quan tâm đặc biệt trong nghiên cứu trong thời gian chục năm trở lại đây và đã đạt đến giai đoạn có thể xem như sẵn sàng được sử dụng trong các hệ thống thực tế; các công nghệ này đã được tiêu chuẩn hoá bởi các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế, hoặc quy định sử dụng bởi nhiều quốc gia, các sản phẩm thương mại của các công nghệ vô tuyến này đã bắt đầu xuất hiện trên thị trường với dải rộng các ứng dụng. Việc nghiên cứu các công nghệ vô tuyến thế hệ kế tiếp và các ứng dụng của các công nghệ này trong thực tế là rất quan trọng trong quá trình nắm bắt, làm chủ công nghệ và ứng dụng phát triển công nghệ tại Việt Nam. Do đó, việc nghiên cứu đặt vấn đề nghiên cứu các công nghệ vô tuyến thế hệ mới và khả năng ứng dụng tại Việt nam và lấy tên luận văn là: “Nghiên cứu các công nghệ vô tuyến thế hệ mới và khả năng ứng dụng tại Việt Nam”. Nội dung của đề tài được trình này như sau: - Chương 1. Tổng quan về các công nghệ vô tuyến thế hệ mới - Chương 2. Nghiên cứu công nghệ quang không dây - Chương 3. Nghiên cứu công nghệ mạng sensor vô tuyến - Chương 4. Khuyến nghị về khả năng ứng dụng các công nghệ vô tuyến thế hệ mới tại Việt Nam Em xin chân thành cảm ơn các cán bộ, giảng viên Học Viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông và thầy hướng dẫn đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và có những đóng góp quý báu trong quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn. Trong luận văn chắc không thể tránh khỏi các thiếu sót, em mong nhận được sự lượng thứ và góp ý hơn nữa để tiếp tục hoàn thiện luận văn. 2. Các kết quả nghiên cứu đạt được 2.1. Chương 1: “Tổng quan về các công nghệ vô tuyến thế hệ mới” Nội dung chương này nghiên cứu các vấn đề: + Tổng quan về công nghệ quang không dây. 3 + Tổng quan về công nghệ mạng sensor vô tuyến. Truyền thông quang không dây là hệ thống truyền thông quang sử dụng môi trường vô tuyến làm kênh truyền thông. Truyền thông quang không dây được xem là công nghệ tiềm năng cho các ứng dụng vô tuyến băng rộng trong môi trường trong nhà và ngoài trời. Các hệ thống truyền thông quang không dây hấp dẫn trong việc cung cấp các dịch vụ băng rộng do có băng thông cao, dễ dàng triển khai và không cần yêu cầu cấp phổ tần số. Ý tưởng sử dụng vô tuyến làm môi trường truyền thông quang đã xuất hiện kể từ khi phát minh ra laser. Truyền thông quang không dây xuất hiện vào những năm 1960 cho các ứng dụng trong quân sự. Vào cuối những năm 1980, truyền thông quang không dây mới được xem như là lựa chọn để thương mại hoá, tuy nhiên các hạn chế về mặt công nghệ đã ngăn không cho công nghệ này thành công. Công nghệ truyền thông quang không dây mới chỉ trở nên hấp dẫn trong thời gian gần đây khi mà các công nghệ như công nghệ laser bán dẫn công suất cao, công nghệ thích nghi, công nghệ thiết kế anten quang,... đã phát triển. Truyền thông quang không dây trong môi trường trong nhà được gọi là truyền thông hồng ngoại không dây, còn truyền thông quang không dây trong môi trường ngoài trời được gọi là truyền thông quang qua không gian tự do (FSO). Để truyền thông hồng ngoại không dây, mong muốn tồn tại các đường truyền dẫn không trực tiếp, không yêu cầu sự đồng chỉnh chính xác giữa máy phát và máy thu. Chúng có thể được phân loại thành đường truyền trong tầm nhìn thẳng (LOS) và các đường truyền khuếch tán. Đường truyền LOS yêu cầu không có chướng ngại che chắn để truyền thông tin cậy. Trong khi đó, truyền thông FSO thường yêu cầu LOS trực tiếp và các đường liên kết laser điểm-tới-điểm từ máy phát đến máy thu qua không gian. Truyền thông FSO có thể đạt tốc độ tới vài Gbps, với khoảng cách lên tới vài km. Hình 1.1. Công nghệ quang không dây và các công nghệ khác [7]. Công nghiệp truyền thông quang không dây đã trải qua sự phát triển bền vững trong một thập kỷ trở lại đây mặc dù có những biến động của nền kinh tế toàn cầu. Đó là do công nghệ truyền thông quang không dây có ba ưu điểm quan trọng so với các công nghệ cạnh 4 tranh khác. Thứ nhất, chi phí triển khai truyền thông quang không dây chỉ bằng 10% so với chi phí của hệ thống cáp sợi quang [2], truyền thông quang không dây chỉ yêu cầu vài giờ hoặc vài ngày để cài đặt giống như thời gian thiết lập đường truyền RF, trong khi cài đặt cáp sợi quang phải mất tới vài tháng. Thứ hai, các hệ thống truyền thông quang không dây có khoảng cách truyền dẫn lớn hơn các hệ thống dựa trên các bước sóng mm. Các hệ thống truyền thông quang không dây có thể truyền dẫn qua khoảng cách vài km, trong khi đó các hệ thống bước sóng mm yêu cầu phải có các bộ lặp ở cùng khoảng cách. Ngoài ra, các hệ thống bước sóng mm bị ảnh hưởng bởi mưa, trong khi các hệ thống truyền thông quang không dây bị ảnh hưởng bởi sương mù làm cho hai công nghệ truyền dẫn này bù trừ cho nhau. Cuối cùng, công nghệ truyền thông quang không dây không cần yêu cầu cấp phép và không gây nhiễu, trong khi phổ tần số của hệ thống RF đang ngày càng trở nên trật trội. Việc nghiên cứu về các hệ thống truyền thông quang không dây liên quan đến dải rộng các lĩnh vực bao gồm: thiết kế quang, quang điện tử, thiết kế điện tử, mô hình hoá kênh, lý thuyết thông tin và truyền thông, điều chế và san bằng, các kiến trúc mạng quang không dây,... Hiện nay, các sản phẩm quang không dây trong nhà đã được sản xuất bởi các hãng như: ACTiSYS Corporation, Cannon, Seiko Epson, Brother Casio, Clarinet Systems, Fujitsu, Sharp, Panasonic, Fujifilm… Các sản phẩm thiết bị và giải pháp FSO được cung cấp bởi nhiều hãng sản xuất như: LightPointe MRV, CableFree Solutions, SKYFIBER,… Mạng cảm biến vô tuyến (WSN) là tập hợp các node cảm biến được triển khai dày đặc bên trong hoặc rất gần hiện tượng vật lý, thực hiện việc đo lường các điều kiện môi trường hoặc các thông số khác và chuyển tiếp những thông số đo được tới điểm trung tâm để xử lý. Các node cảm biến (WN) có thể cảm nhận môi trường, có thể truyền thông với các node lân cận, và trong nhiều trường hợp có thể thực hiện các tính toán đơn giản dựa trên dữ liệu đã thu thập được. Với sự tiến bộ gần đây của công nghệ các hệ thống cơ điện tử vi mô (MEMS), truyền thông vô tuyến, và điện tử số, việc thiết kế và phát triển các node cảm biến có chi phí thấp, công suất thấp, đa chức năng với kích thước nhỏ và có khả năng truyền thông không dây qua khoảng cách ngắn đã trở thành hiện thực. Các đặc tính cơ bản của các mạng cảm biến vô tuyến là:  Có khả năng tự tổ chức  Truyền thông quảng bá qua khoảng cách ngắn và định tuyến multihop  Triển khai dày đặc và nỗ lực hợp tác của các node cảm biến  Cấu hình thường xuyên thay đổi do fading và node bị thất bại 5  Hạn chế về năng lượng, công suất phát, bộ nhớ và tiêu thụ công suất 2.2. Chương 2: “Nghiên cứu công nghệ quang không dây” Nội dung chương này nghiên cứu: + Bước sóng hoạt động của công nghệ quang không dây. + Mô tả hệ thống quang không dây gồm máy phát, môi trường truyền dẫn, máy thu, các kỹ thuật truyền dẫn gồm DBIR, DFIR, QDIR. + Các thách thức thiết kế hệ thống gồm sự đảm bảo an toàn cho mắt, nhiễu từ các nguồn sáng xung quanh, các đặc tính đa đường của kênh đối với bức xạ khuếch tán. + Các kỹ thuật điều chế và các kỹ thuật đa truy nhập trong quang không dây. + Giới thiệu công nghệ mạng LAN quang không dây và công nghệ quang không dây ngoài trời FSO. Truyền thông quang không dây (OWC) là hệ thống truyền thông quang sử dụng môi trường vô tuyến làm kênh truyền thông [32, 33]. Truyền thông vô tuyến RF và quang không dây sử dụng dải sóng hồng ngoại và gần hồng ngoại(IR: 1 - 750 nm (300 GHz - 400 THz); gần IR: 750 - 950 nm) là những hệ thống chủ yếu hiện nay sử dụng phổ điện từ để phát thông tin vô tuyến. Mặc dù hiện nay hầu hết môi trường được sử dụng cho truyền thông không dây là vô tuyến radio, công nghệ quang không dây IR đang trở nên phổ biến hơn và với các ưu điểm của mình, đang trở nên trội hơn truyền thông vô tuyến ở một số ứng dụng. Xét về khía cạnh phổ tần, công nghệ IR cung cấp băng thông rộng tiềm năng, và hiện nay không cần yêu cầu cấp phép. Trong khi đó, phổ tần số vô tuyến RF đang ngày càng trở nên chật trội và có chi phí cao. Hơn nữa, phân bổ tần số RF giữa các nước là khác nhau, nên các hệ thống hoặc thiết bị có thể không tương thích với nhau. Phổ quang không cần cấp phép cho phép các nhà sản xuất thiết kế sản phẩm mang tính toàn cầu mà không phải lo lắng về các quy định về phổ tần khác nhau giữa các nước. Công nghệ IR với băng thông rộng có thể cung cấp việc truyền thông ở tốc độ bit rất cao (cỡ hàng Gbps so với hàng chục Mbps bởi RF). Hình 2.1. Phổ tần số cho các công nghệ [2]. Ưu điểm khác của công nghệ IR là khả năng chống chịu nhiễu điện từ (EMI). Điều này làm cho IR trở thành sự lựa chọn trong các môi trường mà nhiễu phải được cực tiểu hoá hoặc bị loại bỏ. Hơn nữa, IR không gây nhiễu và không bị ảnh hưởng bởi các tần số vô tuyến, điều này làm cho IR đặc biệt phù hợp trong các bệnh viện. Ví dụ, Hagihira và cộng 6 sự [1] đã chỉ ra rằng các mạng cục bộ vô tuyến (WLAN) phát và quản lý thông tin về bệnh nhân, gây nhiễu với các thiết bị y tế như máy điều hoà nhịp tim, máy truyền chất lỏng… gây hậu quả tai hại tiềm năng, trong khi đó các mạng LAN quang không dây cung cấp sự an toàn và hiệu quả hơn với các ứng dụng trên. Công nghệ IR cũng có tính bảo mật cao. Bởi vì IR phản ứng như ánh sáng nhìn thấy, nó bị hấp thụ bởi các đối tượng tối, bị phản xạ khuếch tán bởi các đối tượng màu nhạt, và phản xạ có hướng từ các bề mặt sáng bóng. IR có thể thâm nhập qua thuỷ tinh nhưng không thể thâm nhập qua các bức tường. Do đó, truyền dẫn IR bị giam giữ trong phòng mà tín hiệu IR được phát (giả sử không có cửa sổ hoặc các vật cản trong suốt giữa các phòng). Điều này ngăn ngừa thông tin được phát bị phát hiện ở bên ngoài, làm cho IR có tính bảo mật cao chống lại những kẻ nghe trộm. Đồng thời, sóng mang quang tương tự có thể được tái sử dụng ở phòng lân cận mà không bị nhiễu. Đặc tính này làm cho các hệ thống IR dễ dàng hơn trong việc xây dựng mạng dựa trên tế bào. Ví dụ, trong một toà nhà văn phòng, mỗi phòng sẽ là một tế bào và không có nhiễu giữa các tế bào. Do đó, tất cả các đơn vị có thể đồng nhất trong kiến trúc tế bào so với cấu hình RF khi mà các tần số hoạt động của các tế bào lân cận phải khác nhau. Hơn nữa, IR cung cấp khả năng triển khai nhanh và linh hoạt trong việc thiết lập các đường liên kết truyền thông tạm thời. Ưu điểm khác của công nghệ IR là chi phí thấp, kích thước nhỏ, và sự tiêu thụ công suất hạn chế của các phần tử IR. Đó là do các hệ thống truyền thông IR sử dụng các thiết bị quang điện tử đã được phát triển và cải tiến qua hàng chục năm cho truyền thông sợi quang và các ứng dụng khác. Một trong những phần tử như vậy là diode phát quang (LED) với thời gian đáp ứng nhanh hơn, công suất bức xạ đầu ra cao, hiệu quả được cải thiện, đang là sự lựa chọn cho các ứng dụng truyền thông quang không dây khoảng cách ngắn. Phần tử khác cũng đã được cải tiến qua hàng chục năm là laser diode (LD) và bộ tách sóng dươngbên trong-âm (PIN) ngày càng trở nên nhanh hơn và đáp ứng được tốc độ dữ liệu cao hơn. Mặc dù có các ưu điểm nêu trên, công nghệ IR cũng có các nhược điểm. Truyền thông quang không dây dễ bị blocking bởi người và các đối tượng, dẫn đến làm tổn hao tín hiệu thu được hoặc ngắt đường liên kết truyền thông (phụ thuộc vào cấu hình của hệ thống). Hơn nữa, các hệ thống IR nói chung hoạt động trong các môi trường trong đó có các nguồn sáng khác hiện diện. Nguồn sáng cơ bản này có năng lượng trong vùng phổ tần được sử dụng bởi các máy phát và máy thu IR, gây tạp âm trong bộ tách sóng photodetector, do đó giới hạn khoảng cách của hệ thống. Mặt khác, các hệ thống quang không dây cũng bị ảnh 7 hưởng bởi các hiện tượng khí quyển như sương mù và tuyết, làm giảm khoảng cách của hệ thống và làm suy giảm chất lượng truyền dẫn tín hiệu khi hoạt động ở môi trường ngoài trời. Một số nhược điểm của công nghệ IR như tổn hao và tạp âm ánh sáng nền… có thể được khắc phục bằng cách tăng mức công suất quang ở máy phát. Tuy nhiên, mức phát xạ công suất cao từ một số máy phát có thể gây nguy hiểm tới võng mạc (do dó cần có các quy định về an toàn cho mắt), và với việc xem xét quỹ công suất, sẽ tồn tại giới hạn công suất quang có thể được phát an toàn và hiệu quả bởi các máy phát IR vô tuyến. Với các ưu nhược điểm nêu trên của công nghệ IR, thì dường như cả IR và RF được xem là các công nghệ bổ trợ cho nhau, tuỳ thuộc vào ứng dụng cụ thể. IR sẽ được sử dụng cho các hệ thống khoảng cách ngắn trong đó có yêu cầu về bảo mật, chi phí thấp, và chống nhiễu vô tuyến. Vô tuyến RF sẽ tiếp tục được sử dụng cho truyền dẫn đường dài, trong đó yêu cầu tính di động cao hoặc hệ thống hoạt động trong những môi trường có các điều kiện khí quyển phù hợp hơn IR. Trong môi trường trong nhà, ví dụ, nếu mạng LAN vô tuyến được yêu cầu để phủ sóng vùng rộng, trong đó người sử dụng có thể chuyển vùng tự do và vẫn kết nối tới mạng ở mọi thời điểm, thì RF là môi trường hiệu quả chi phí để thực hiện điều này. Tuy nhiên, nếu mạng LAN vô tuyến được yêu cầu để phủ sóng vùng có diện tích trung bình, nhưng lại yêu cầu phân phát các dịch vụ multimedia băng thông rộng như video theo yêu cầu, truyền hình hội nghị… thì IR là môi trường có băng thông khả dụng để phân phát các dịch vụ này. Ý tưởng sử dụng IR là môi trường để phát thông tin giữa các đầu cuối máy tính mà không cần cáp nối được đề nghị bởi Gfeller và cộng sự vào những năm 1970 [1]. Gfeller đã mô tả phương thức kết nối nhóm các đầu cuối máy tính ở tốc độ thấp qua khoảng cách ngắn (lên tới 50 m) sử dụng bức xạ IR. Các thiết bị đầu cuối được đặt trong cùng phòng, trao đổi thông tin qua vệ tinh điện-quang được gán trên trần nhà. Vệ tinh quang này chuyển tiếp thông tin sử dụng bức xạ IR đã được tán xạ như là sóng mang truyền tải thông tin tới và từ các đầu cuối máy tính. Bộ điều khiển của vệ tinh được kết nối tới một host qua vòng ring như mô tả trên Hình 2.2; mỗi vệ tinh và đầu cuối máy tính gồm bộ thu phát IR tạo thành bởi mảng các LED và photodiode hướng vào các hướng khác nhau. 8 Hình 2.2. Kiến trúc kết nối IR được đề nghị đầu tiên [1]. Hệ thống được đề nghị bởi Gfeller và cộng sự gồm bộ điều khiển hệ số khuếch đại tự động ở các máy thu, cho phép máy thu bù lại những sự thay đổi về mức tín hiệu gây ra bởi các chướng ngại trên đường truyền dẫn. Hơn nữa, nhờ sử dụng các tính chất phản xạ của tường và trần, hệ thống đảm bảo vùng phủ cực đại, tránh được yêu cầu tầm nhìn thẳng giữa các thiết bị đầu cuối và vệ tinh quang. Xung đột giữa đường lên và đường xuống tránh được nhờ sử dụng các tần số sóng mang khác nhau, với điều chế dịch pha (PSK) hay điều tần (FM), hoặc sử dụng các nguồn phát xạ ở các bước sóng khác nhau có thể được phân tách ở máy thu sử dụng các bộ lọc quang. Gfeller cũng mô tả cơ chế truyền dẫn song công cơ bản giữa bộ điều khiển và các đầu cuối, nhờ các kênh quảng bá và kênh dành riêng loại bỏ được các xung đột từ các đầu cuối khác nhau. Từ những năm 1970 cho đến nay, các nghiên cứu về lĩnh vực truyền thông quang không dây đã tăng lên đáng kể, và một số sản phẩm thương mại dựa trên công nghệ này đã trở thành hiện thực. Việc tiêu chuẩn hoá IR và truyền thông vô tuyến được hiệp hội dữ liệu bức xạ hồng ngoại (IrDA) thực hiện, nhu cầu đối với các ứng dụng đang ngày càng tăng, chứng tỏ cả công nghệ IR và RF sẽ tiếp tục phát triển và mở rộng trong tương lai. 2.3. Chương 3: “Nghiên cứu công nghệ mạng sensor vô tuyến” Nội dung chương này nghiên cứu: + Kiến trúc của mạng cảm biến. + Kiến trúc giao thức node cảm biến gồm lớp vật lý; lớp liên kết dữ liệu với giao thức MAC và điều khiển sửa lỗi; lớp mạng với các giao thức SMECN, Flooding, Gossiping, SPIN, SAR, LEACH, và truyền tin trực tiếp; lớp truyền tải gồm truyền tải sự kiện tới node đích, truyền tải node đích tới node cảm biến; lớp ứng dụng với các giao thức SMP, TADAP, và SQDDP. Mạng cảm biến vô tuyến (WSN) là tập hợp các node cảm biến tính toán có kích thước gọn, chi phí tương đối thấp thực hiện việc đo lường các điều kiện môi trường hoặc các tham số khác và chuyển tiếp những thông số đo được tới điểm trung tâm để xử lý. Các node cảm biến (WN) có thể cảm nhận môi trường, có thể truyền thông với các node lân cận, 9 và trong nhiều trường hợp có thể thực hiện các tính toán đơn giản dựa trên dữ liệu đã thu thập được. Các mạng cảm biến WSN hỗ trợ dải rộng các ứng dụng hữu ích. Một mạng cảm biến bao gồm một số lượng lớn các node cảm biến được triển khai dày đặc hoặc ở trong hiện tượng hoặc rất gần hiện tượng. Vị trí của node cảm biến không cần thiết được xác định trước, điều này cho phép sự triển khai ngẫu nhiên mạng cảm biến ở những địa hình không thể truy nhập tới hoặc các hoạt động làm giảm nhẹ tai hoạ. Nói khác đi, điều này có nghĩa là các giao thức và các thuật toán mạng cảm biến phải có khả năng tự tổ chức. Đặc tính duy nhất khác của mạng cảm biến là sự nỗ lực hợp tác của các node cảm biến. Các đặc tính trên của mạng cảm biến đảm bảo một dải rộng các ứng dụng của mạng cảm biến. Một số lĩnh vực ứng dụng mạng cảm biến như sức khoẻ, quân đội, nhà ở. Ví dụ, trong quân đội, sự triển khai nhanh chóng, các đặc tính tự tổ chức, và bỏ qua node lỗi của mạng cảm biến làm cho chúng trở thành kỹ thuật cảm biến hứa hẹn cho các hệ thống ra lệnh, điều khiển, truyền thông, tính toán, thông minh, giám sát, do thám, và hệ thống mục tiêu. Trong lĩnh vực sức khoẻ, các node cảm biến có thể được triển khai để giám sát các bệnh nhân và trợ giúp những người khuyết tật. Các ứng dụng thương mại khác bao gồm giám sát chất lượng sản phẩm, giám sát các vùng tai hoạ, quản lý hàng hoá… Các mạng cảm biến thường hỗ trợ việc tính toán bên trong mạng. Một số mạng cảm biến sử dụng xử lý nguồn-node; các mạng cảm biến khác sử dụng kiến trúc xử lý phân cấp. Các node cảm biến phù hợp với bộ xử lý onboard. Thay vì gửi dữ liệu thô tới các node chịu trách nhiệm đối với việc thu thập dữ liệu, các node cảm biến thường sử dụng các khả năng tính toán của chúng để thực hiện nội bộ những tính toán cơ bản, sau đó chỉ phát tập con dữ liệu và/hoặc dữ liệu đã được xử lý một phần. Ở kiến trúc xử lý phân cấp, việc xử lý diễn ra ở các lớp liên tiếp cho đến khi thông tin về các sự kiện quan tâm đến được điểm quyết định và/hoặc quản trị phù hợp. Các node cảm biến bị hạn chế về năng lượng được cung cấp và băng thông truyền dẫn của kênh vô tuyến, những ràng buộc này cùng với sự triển khai số lượng lớn các node cảm biến đã đặt ra nhiều thách thức trong việc thiết kế và quản lý các mạng cảm biến WSN. Các thách thức này yêu cầu sự tiết kiệm năng lượng cần thiết ở tất cả các lớp của kiến trúc giao thức truyền thông. Một số phần tử tiêu chuẩn và công nghệ cơ bản cho mạng cảm biến là [11]: - Các cảm biến:  Chức năng bên trong 10  Xử lý tín hiệu  Nén, sửa lỗi, mật mã hoá  Điều khiển/khởi động  Cluster và tính toán bên trong mạng  Tự lắp ghép - Các công nghệ vô tuyến:  Vô tuyến định nghĩa bằng phần mềm  Dải truyền dẫn  Các tác động trên đường truyền dẫn  Các kỹ thuật điều chế  Các topology mạng - Các tiêu chuẩn (chính thức):  IEEE 802.11 a/b/g cùng với các giao thức bảo mật  IEEE 802.9.1 PAN/Bluetooth  IEEE 80.15.3 băng thông cực rộng (UWB)  IEEE 802.9.4/ZigBee (IEEE 80.15.4 là lớp vật lý, ZigBee là mạng logic và phần mềm ứng dụng)  IEEE 80.16 WiMax  IEEE 1451.5 (Nhóm hợp tác về cảm biến vô tuyến)  IP di động - Các tiêu chuẩn (thực tế):  Tiny OS (hệ điều hành)  Tiny DB (hệ thống xử lý để chiết xuất thông tin từ mạng các cảm biến TinyOS) - Các ứng dụng phần mềm:  Các hệ điều hành  Phần mềm mạng  Phần mềm kết nối cơ sở dữ liệu trực tiếp  Phần mềm middleware  Phần mềm quản lý dữ liệu 2.4. Chương 4: “Khuyến nghị về khả năng ứng dụng công nghệ vô tuyến thế hệ mới tại Việt Nam” 11 Nội dung chương này là dựa trên các kết quả nghiên cứu ở các chương trước và tình hình thực tế tại Việt Nam để đưa ra các khuyến nghị, đề xuất cho các doanh nghiệp về khả năng ứng dụng triển khai các công nghệ vô tuyến thế hệ mới tiềm năng tại Việt Nam, tổng hợp bảng so sánh các công nghệ vô tuyến. + Ứng dụng của công nghệ mạng sensor vô tuyến trong các lĩnh vực khác nhau như quân sự, giám sát môi trường, sức khỏe, gia đình và công nghiệp. + Ứng dụng của công nghệ quang không dây trong môi trường trong nhà và môi trường ngoài trời; giới thiệu các sản phẩm quang không dây FSO thực tế đã được triển khai, thử nghiệm ở các nước thế giới. 3. Kết luận và kiến nghị Các nội dung nghiên cứu đã thực hiện bám sát yêu cầu nội dung đề cương đã được duyệt. Kết quả nghiên cứu có thể sử dụng làm cơ sở cho việc hoạch định các chính sách quản lý, phát triển các công nghệ vô tuyến thế hệ mới ở Việt Nam. Đồng thời cũng có thể sử dụng cho các doanh nghiệp trong việc lựa chọn hướng triển khai, phát triển sản phẩm công nghệ vô tuyến thế hệ mới tiềm năng. Những đề xuất của đề tài cần được các cấp quản lý quan tâm, sử dụng cho các hoạch định chính sách đối với phát triển các công nghệ vô tuyến thế hệ mới ở Việt Nam. Đề tài đã nghiên cứu các công nghệ vô tuyến thế hệ mới bao gồm: công nghệ quang không dây công nghệ mạng sensor vô tuyến, đề tài cũng đã đề xuất khuyến nghị khả năng ứng dụng các công nghệ vô tuyến mới này tại Việt Nam. - Truyền thông quang không dây là hệ thống truyền thông quang sử dụng môi trường vô tuyến làm kênh truyền thông. Công nghệ quang không dây sử dụng dải sóng hồng ngoại và gần hồng ngoại IR không cần yêu cầu cấp phép, và cung cấp băng thông rộng. Phổ quang không cần cấp phép cho phép các nhà sản xuất thiết kế sản phẩm mang tính toàn cầu mà không phải lo lắng về các quy định về phổ tần khác nhau giữa các nước. Công nghệ quang không dây với băng thông rộng có thể cung cấp việc truyền thông ở tốc độ bit rất cao cỡ hàng Gbps so với hàng chục Mbps bởi RF. Ưu điểm khác của công nghệ quang không dây là khả năng chống chịu nhiễu điện từ, không gây nhiễu và không bị ảnh hưởng bởi các tần số vô tuyến, cung cấp tính bảo mật, khả năng triển khai nhanh và linh hoạt trong việc thiết lập các đường liên kết truyền thông tạm thời, có chi phí thấp, kích thước nhỏ, và sự tiêu thụ công suất hạn chế của các phần tử. Các hệ thống quang không dây IR trong môi trường trong nhà được sử dụng trong các liên kết khoảng cách ngắn giữa các thiết bị di động như điện thoại di động, thiết bị hỗ trợ số cầm tay, máy tính xách tay, máy in,… cung cấp điểm truy nhập Ethernet hồng ngoại kết nối mạng LAN. Truyền thông quang không dây FSO 12 ngoài trời được sử dụng để cung cấp truyền thông băng rộng điểm tới điểm, khoảng cách ngắn tới trung bình (dưới 10 km), triển khai nhanh, linh hoạt, và hiệu quả về chi phí. Hiện nay, sản phẩm quang không dây trong nhà đã được sản xuất bởi các hãng như: ACTiSYS Corporation, Cannon, Seiko Epson, Brother Casio, Clarinet Systems, Fujitsu, Sharp, Panasonic, Fujifilm… Sản phẩm thiết bị và giải pháp FSO được cung cấp bởi nhiều hãng sản xuất như: LightPointe MRV, CableFree Solutions, SKYFIBER,… - Mạng cảm biến vô tuyến WSN là tập hợp các node cảm biến được triển khai dày đặc bên trong hoặc rất gần hiện tượng vật lý, thực hiện việc đo lường các điều kiện môi trường hoặc các thông số khác và chuyển tiếp những thông số đo được tới điểm trung tâm để xử lý. Các node cảm biến có thể cảm nhận môi trường, có thể truyền thông với các node lân cận, và trong nhiều trường hợp có thể thực hiện các tính toán đơn giản dựa trên dữ liệu đã thu thập được. Kiến trúc giao thức mạng cảm biến được nghiên cứu từ lớp vật lý, lớp liên kết dữ liệu, lớp mạng với các giao thức như SMECN, flooding, gossiping, SPIN,… đến lớp truyền tải và lớp ứng dụng. Hiện nay, các platform phần cứng, platform phần mềm, và nỗ lực tiêu chuẩn hoá đã được phát triển cho các mạng WSN. Mạng cảm biến WSN có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như ứng dụng trong quân sự, trong giám sát môi trường, trong sức khoẻ, trong khu vực gia đình, và trong công nghiệp. Việc ứng dụng các công nghệ vô tuyến thế hệ mới là hoàn toàn khả thi tại Việt Nam, với rất nhiều ứng dụng hữu ích trong các lĩnh vực khác nhau trong truyền thông, quân sự, y tế,… Một số hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài có thể là nghiên cứu sâu về từng loại công nghệ vô tuyến thế hệ mới, nghiên cứu các tiêu chuẩn cho các công nghệ vô tuyến thế hệ mới, nghiên cứu mạng Internet quang, LTE Advanced, WiMAX IEEE 802.10m, nghiên cứu giải pháp triển khai, chế tạo, thử nghiệm thiết bị cho các công nghệ vô tuyến thế hệ mới...
- Xem thêm -