Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010
206
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ TỐI ƯU TUYẾN THÔNG TIN QUANG
KHÔNG DÂY ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM
CALCULATING, DESIGNING, OPTIMIZING
FREE-SPACE OPTICS (FSO) LINK APPLIED IN VIET NAM’S CLIMATE

SVTH: Nguyễn Ngọc Dương, Phan Vĩnh Vương
Lớp 05DT2, Trường Đại học Bách khoa
GVHD: GVC.TS. Nguyễn Văn Tuấn
Khoa Điện tử-Viễn thông, Trường Đại học Bách khoa

TÓM TẮT
Bài cáo này đề nghị giải pháp nâng cao chất lượng hệ thống mạng truy cập đầu cuối tại
Việt Nam bằng cách ứng dụng kỹ thuật FSO như là 1 giải pháp Last Mile tốc độ cao. Trên cơ sở
tìm hiểu kỹ thuật FSO, chúng tôi đánh giá khả năng ứng dụng của nó vào nước ta. Sau đó xây
dựng lưu đồ thuật toán, ứng dụng vào việc tính toán tuyến FSO khoảng cách 1km tại Đà Nẵng với
điều kiện thời tiết mưa lớn nhất 120mm/h và rất ít sương mù, nếu có cũng rất nhẹ và thời gian
ngắn. Vì hạn chế về thiết bị để đo đạt thực tế, chúng tôi xây dựng chương trình mô phỏng trên
phần mềm Opticsystem7.0 để so sánh kết quả tính toán bằng Matlab với kết quả rút ra từ chương
trình mô phỏng.
ABSTRACT
In this paper, we propose the solution for enhancing the quality of access network in
Vietnam by applying FSO technology as a high speed solution for Last Mile problem. After studying
the fundamental of FSO, we establish the application ability in Vietnam. We build the algorithm
chart for calculating typical FSO link. It is the 1Km link in Da Nang in condition of the 120mm/h rain
rate (highest one) and a little fog. Because of lack of experimental equipment, we simulate system
by Opticsystem7.0 software and compare its results with one of the Matlab program.
1. Những điểm cơ bản của kỹ thuật FSO
FSO là kỹ thuật viễn thông truyền dữ liệu giữa hai điểm sử dụng phương pháp bức
xạ ánh sáng (850nm – 1550nm) thông qua kênh truyền là môi trường không khí chưa xác

xảy ra sương mù nặng, điều kiên thời tiết bất lợi cho FSO lớn nhất là mưa. Trong phạm vi
nghiên cứu chúng tôi tập trung vào các mô hình thực nghiệm, lưu đồ thuật toán để tính
toán và tối ưu các thông số của tuyến FSO trong điều kiện Việt Nam.
2.1. Tính toán, tối ưu tuyến thông tin quang không dây trong điều kiện khí hậu Việt Nam
2.1.1. Khí hậu Việt Nam
Khí hậu Việt Nam thuộc khu vực nhiệt đới, lãnh thổ trải dài theo vĩ độ. Miền Bắc có
cả bốn mùa, miền Trung và Nam chủ yếu hai mùa mưa nắng phân bố theo các tháng trong
năm. Nhìn chung thời tiết Việt Nam khô nắng vào mùa hè và mưa to, gió bão vào mùa mưa.
2.1.2. Tính toán độ suy hao tuyến quang thực tế có thể có tại Việt Nam
Việc truyền của ánh sáng trong môi trường không khí được mô tả bằng định luật
Beer Lamber:
)])(exp[
)0,(
),(
),( L
P
LP
L
(1)
trong đó:
)(
là hàm truyền theo ,
),( Lp
là công suất ở khoảng cách L từ bộ phát,
)0,(p
là công suất phát,
)(
hệ số suy hao tổng cộng trên 1 đơn vị chiều dài.
Hệ số suy hao tổng cộng bao gồm các thành phần suy hao tán xạ và hấp thụ. Nhìn
chung trong điều kiện Việt Nam là tổng của các thành phần sau: γ(λ) = α

Preceive = P_transmit – Loss (8)
Từ công suất thu P_receive, băng thông (bằng ½ tốc độ nếu dùng kỹ thuật điều chế
OOK), và bước sóng được dùng ta tìm được SNR (tỉ số tín hiệu trên nhiễu)
P
r
=
hcBSNR ..
=> SNR =
hcB
P
r
.
..
; (9)
( là hiệu suất lượng tử bộ thu quang(với bộ tách sóng bằng vật liệu CCD thì >90%)
Tỉ lệ lỗi bit: BER =
2
1
erfc(1/2
2/SNR
(10)
2.1.4. Chương trình mô phỏng bằng Opticsystem7.0

Hình 2: sơ đồ mổ phỏng tuyến FSO ghép 8 bước sóng bằng WDM, trích lấy 2 tín hiệu ra

Hình 3. giản đồ mắt và BER chanel 1
Hình 4. giản đồ mắt và BER chanel 8
Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010
209
Ta thấy rằng kết quả trên 2 kênh không khác nhau nhiều, BER đều đạt yêu cầu. Và

Rate,
Yes
No
Yes
No
End
Yes
Yes
Dựa trên nhưng thông tin có được.
ta xây dựng thuật toán tìm phương án tối
ưu cho 1 tuyến quang trong điều kiện Việt
Nam.
Thông số đầu vào là: khoảng cách
tuyến FSO, lượng mưa, độ
nhạy(photon/bit).
Các yếu tố được kiểm tra cho
đường truyền chất lượng tốt nhất là:
công suất phát
(10dBm - 20dBm)
tốc độ truyền 2,048Mbps,
100Mbps, 155Mbps, 625Mbps,
1Gbps, 1,25Gbps.
Bước sóng 830nm - 1550nm

Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010
210

Kết luận
Từ kết quả tính toán và mô phỏng, ta thấy tuyến FSO 1km, trong điều kiện mưa
100mm/h tín hiệu thu được đạt yêu cầu với BER 10-5 – 10-6 (hình 4, 5), và kết quả này