Đề tài "Phát triển hệ thống truyền dữ liệu gigabit có độ tin cậy cao kết hợp thông minh giữa laser và sóng vô tuyến cho vùng có địa hình phức tạp, thời tiết khắc nghiệt" do Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) tài trợ, PGS. TS. Nguyễn Tấn Hưng, Đại học Đà Nẵng cùng cộng sự thực hiện.
Mô phỏng chung về hệ thống ghép giữa FSO và sóng vô tuyến cho vùng có địa hình hiểm trở, thời tiết khắc nhiệt.
Theo TS. Nguyễn Tấn Hưng, truyền thông không dây sử dụng ánh sáng laser là một công nghệ truyền thông tin tốc độ cao có thể được lắp đặt một cách nhanh chóng với giá thành rẻ hơn rất nhiều so với công nghệ sử dụng mạng cáp quang, nhất là ở nơi có địa hình phức tạp như đồi núi, sông ngòi hay khu đô thị có mật độ cao nhiều nhà cao tầng.
Ở những vùng thường xuyên có thiên tai, bão lụt việc xây dựng hệ thống mạng sử dụng cáp cũng là điều rất khó khăn, thiên tai có thể phá huỷ hoàn toàn những hệ thống cáp và sự khôi phục có thể mất nhiều tháng thậm chí nhiều năm. Trong khi đó, đường truyền không dây dùng laser có thể được khôi phục trong vòng vài ngày, thậm chí vài giờ sau thiên tai. Do đó, công nghệ này được xem là công nghệ truyền thông tin tốc độ cao phù hợp nhất cho các vùng nông thôn, vùng xâu vùng xa, vùng đồi núi với địa hình cách trở và chịu nhiều thiên tai ở Việt Nam.
Tuy nhiên, FSO cũng đối mặt với những thách thức lớn, như độ nhạy cao với sương mù, khói, mưa và các aerosol trong khí quyển khiến tín hiệu suy giảm, gây gián đoạn kết nối. Bài toán nâng độ tin cậy trở thành yếu tố then chốt để công nghệ này có thể bước vào ứng dụng rộng rãi.
Từ yêu cầu thực tiễn đó, đề tài do PGS.TS Nguyễn Tấn Hưng chủ nhiệm tập trung phát triển hệ thống truyền thông không dây dùng laser tốc độ cao hàng Gigabit trên giây có cấu hình linh hoạt, xử lý thời gian thực nhằm đáp ứng với các điều kiện thời tiết khác nhau.
Để làm được điều này, đề tài đề xuất sử dụng các kỹ thuật mã hóa có hiệu suất phổ và hiệu quả năng lượng cao chẳng hạn như phương pháp điều chế pha và biên độ nhiều băng CAP hay kỹ thuật ghép kênh theo tần số trực giao OFDM kết hợp với các kỹ thuật cân bằng kênh truyền tiên tiến nhằm nâng cao chất lượng đường truyền. Các kỹ thuật lọc xung tiên tiến như xung định dạng Xia và SRRC cũng được sử dụng nhằm năng cao hiệu quả cảu hệ thống. Hệ thống được triển khai thời gian thực trên nền tảng hệ thống trên chip SoC sử dụng công nghệ FPGA.
Hơn thế nữa, để tránh các hiệu ứng tắt kết nối do thời tiết xấu và đảm bảo độ tin cậy của kênh truyền, đề tài đề xuất giải pháp truyền tin, chuyển mạch mềm cho hệ thống truyền thông không dây laser tốc độ cao và truyền thông dùng sóng vô tuyến RF thông qua cơ chế điều khiển công suất tự động theo điều kiện thời tiết. Đây là một phương pháp mới mẻ và hiệu quả bởi nó cho phép hệ thống có điều khiển tự động theo sự biến động của thời tiết. Trên cơ sở đó phân phối tài nguyên giữa kênh truyền laser và vô tuyến một cách tối ưu để đảm bảo tính liên tục của hệ thống ở tốc độ đường truyền cao nhất.
Các kết quả về giải pháp, kỹ thuật đề xuất của đề tài được ghi nhận thông qua một bằng độc quyền sáng chế được cấp bằng bảo hộ, hai công bố trên tạp chí quốc tế uy tín và góp phần hỗ trợ đào tạo nghiên cứu sinh. Đề tài được triển khai có sự hợp tác quốc tế với trường Đại học Northumbria, UK, đơn vị nghiên cứu hàng đầu thế giới về truyền thông không dây sử dụng laser.
Hệ thống thí nghiệm cho đề tài tại trường Đại học Northumbria, UK.
Đại diện nhóm nghiên cứu, PGS.TS Nguyễn Tấn Hưng chia sẻ, nhóm kỳ vọng rằng những phương pháp và cấu trúc kỹ thuật được phát triển sẽ khắc phục các hạn chế của FSO truyền thống, đưa công nghệ truyền dữ liệu gigabit đến gần hơn với môi trường ứng dụng thực tế ở Việt Nam. Khi được kết nối Internet tốc độ cao, giải pháp này có thể mang lại giá trị kinh tế, giáo dục và xã hội cho hàng triệu người dân sống tại vùng sâu, vùng xa, khu vực thường xuyên chịu ảnh hưởng của thiên tai – nơi nhu cầu về một hệ thống truyền thông bền vững luôn cấp thiết.
