Լայնաշերտ և շարժունակության ուղղությամբ կապի ցանցերի զարգացմամբ, օպտիկամանրաթելային անլար կապի համակարգը (ROF) ինտեգրում է օպտիկամանրաթելային կապը և անլար հաղորդակցությունը՝ լիարժեք խաղ տալով լայնաշերտ և օպտիկամանրաթելային գծերի հակամիջամտությունների, ինչպես նաև անլար կապի առավելություններին: . Հարմարավետ և ճկուն գործառույթները բավարարում են լայնաշերտ կապի մարդկանց պահանջարկը: Վաղ ROF տեխնոլոգիան հիմնականում նվիրված էր բարձր հաճախականությամբ անլար փոխանցման ծառայությունների մատուցմանը, ինչպիսիք են միլիմետրային ալիքային օպտիկամանրաթելային փոխանցումը: ROF տեխնոլոգիայի զարգացման և հասունացման հետ մեկտեղ մարդիկ սկսեցին ուսումնասիրել հիբրիդային լարային և անլար փոխանցման ցանցերը, այսինքն՝ օպտիկամանրաթելային անլար կապի (ROF) համակարգերը, որոնք միաժամանակ մատուցում են լարային և անլար ծառայություններ: Ռադիոկապի արագ զարգացման հետ մեկտեղ սպեկտրի ռեսուրսների պակասն ավելի ու ավելի է նկատվում: Ինչպես բարելավել սպեկտրի օգտագործումը սահմանափակ անլար ռեսուրսների պայմաններում սպեկտրի ռեսուրսների առաջարկի և պահանջարկի միջև հակասությունը մեղմելու համար դարձել է լուծվող խնդիր կապի ոլորտում: Ճանաչողական ռադիոն (CR) սպեկտրի փոխանակման խելացի տեխնոլոգիա է: Այն կարող է արդյունավետորեն բարելավել սպեկտրի ռեսուրսների օգտագործումը լիազորված սպեկտրի «երկրորդային օգտագործման» միջոցով և դարձել է կապի ոլորտում հետազոտական թեժ կետ: 802.11 անլար լոկալ ցանցում [1], 802.16 մետրոպոլիտենի ցանցը [2] և 3G բջջային կապի ցանցը [3] սկսել են ուսումնասիրել ճանաչողական ռադիո տեխնոլոգիայի կիրառումը համակարգի հզորությունը բարելավելու համար և սկսել են ուսումնասիրել կիրառությունը։ ROF տեխնոլոգիա՝ տարբեր բիզնես ազդանշանների խառը հաղորդման հասնելու համար[4]: Ճանաչողական ռադիոյի վրա հիմնված օպտիկամանրաթելային անլար կապի ցանցերը, որոնք փոխանցում են լարային և անլար ազդանշաններ, ապագա կապի ցանցերի զարգացման միտումն են: Ճանաչողական ռադիո տեխնոլոգիայի վրա հիմնված հիբրիդային փոխանցման ROF համակարգը բախվում է բազմաթիվ նոր մարտահրավերների, ինչպիսիք են ցանցի ճարտարապետության ձևավորումը, շերտի արձանագրության ձևավորումը, բազմաթիվ ծառայությունների վրա հիմնված լարային և անլար մոդուլացված ազդանշանների ստեղծում, ցանցի կառավարում և մոդուլացված ազդանշանների նույնականացում:
1 Ճանաչողական ռադիոտեխնոլոգիա
Ճանաչողական ռադիոն արդյունավետ միջոց է սպեկտրի բացակայությունը և սպեկտրի թերօգտագործումը լուծելու համար: Ճանաչողական ռադիոն խելացի անլար կապի համակարգ է: Այն զգում է շրջակա միջավայրի սպեկտրի օգտագործումը և հարմարեցված իր պարամետրերը սովորելու միջոցով՝ արդյունավետ օգտագործման հասնելու համար: Սպեկտրի ռեսուրսներ և հուսալի հաղորդակցություն: Ճանաչողական ռադիոյի կիրառումը առանցքային տեխնոլոգիա է սպեկտրի ռեսուրսը ֆիքսված տեղաբաշխումից մինչև դինամիկ տեղաբաշխում իրականացնելու համար: Ճանաչողական ռադիո համակարգում, որպեսզի պաշտպանի լիազորված օգտատերը (կամ դառնալ գլխավոր օգտատեր) ստրուկ օգտագործողի (կամ CR օգտագործողի) միջամտությունից, սպեկտրի զգայության գործառույթն է ընկալել, թե արդյոք կա լիազորված օգտատեր: Ճանաչողական ռադիո օգտագործողները կարող են ժամանակավորապես օգտագործել հաճախականության գոտին, երբ վերահսկվում է, որ լիազորված օգտագործողի կողմից օգտագործվող հաճախականության գոտին չի օգտագործվում: Երբ վերահսկվում է, որ լիազորված օգտվողի հաճախականության գոտին օգտագործվում է, CR օգտագործողը թողարկում է ալիքը լիազորված օգտագործողին, այդպիսով ապահովելով, որ CR օգտագործողը չի միջամտում լիազորված օգտատիրոջը: Հետևաբար, ճանաչողական անլար կապի ցանցն ունի հետևյալ ակնառու առանձնահատկությունները. Մի կողմից, երբ լիազորված օգտատերը չի զբաղեցնում ալիքը, երկրորդական օգտվողը հնարավորություն ունի մուտք գործել պարապ ալիք; երբ առաջնային օգտատերը նորից հայտնվի, երկրորդ օգտատերը պետք է ժամանակին դուրս գա օգտագործվող ալիքից և ալիքը վերադարձնի հիմնական օգտագործողին: Մյուս կողմից, երբ հիմնական օգտատերը զբաղեցնում է ալիքը, ստրուկ օգտագործողը կարող է մուտք գործել ալիք՝ առանց ազդելու հիմնական օգտագործողի ծառայության որակի վրա: (2) CR կապի տերմինալն ունի ընկալման, կառավարման և ճշգրտման գործառույթներ: Նախ, CR կապի տերմինալը կարող է ընկալել հաճախականության սպեկտրը և կապուղու միջավայրը աշխատանքային միջավայրում և որոշել սպեկտրի ռեսուրսների բաշխումն ու բաշխումը որոշակի կանոնների համաձայն՝ հայտնաբերման արդյունքների համաձայն. Մյուս կողմից, CR կապի տերմինալը հնարավորություն ունի կարգավորելու աշխատանքային պարամետրերը առցանց, օրինակ՝ փոխելով փոխանցման պարամետրերը, ինչպիսիք են կրիչի հաճախականությունը և մոդուլյացիայի մեթոդը, կարող են հարմարվել շրջակա միջավայրի փոփոխություններին: Ճանաչողական անլար կապի ցանցերում սպեկտրի զգայությունը առանցքային տեխնոլոգիա է: Սովորաբար օգտագործվող սպեկտրի ընկալման ալգորիթմները ներառում են էներգիայի հայտնաբերում, համապատասխան ֆիլտրի հայտնաբերում և ցիկլոստացիոնար առանձնահատկությունների հայտնաբերման մեթոդներ: Այս մեթոդներն ունեն իրենց առավելություններն ու թերությունները: Այս ալգորիթմների կատարումը կախված է նախնական ստացված տեղեկատվությունից: Գոյություն ունեցող սպեկտրի ընկալման ալգորիթմներն են՝ համապատասխան զտիչ, էներգիայի դետեկտոր և առանձնահատկությունների դետեկտորի մեթոդներ: Համապատասխան զտիչը կարող է կիրառվել միայն այն դեպքում, երբ հայտնի է հիմնական ազդանշանը: Էներգիայի դետեկտորը կարող է կիրառվել այն իրավիճակում, որտեղ հիմնական ազդանշանն անհայտ է, բայց դրա կատարումը վատթարանում է, երբ օգտագործվում է զգայության կարճ ժամանակ: Քանի որ առանձնահատկությունների դետեկտորի հիմնական գաղափարը ազդանշանի ցիկլոստացիոնարության օգտագործումն է սպեկտրային հարաբերակցության ֆունկցիայի միջոցով հայտնաբերելու համար: Աղմուկը լայն անշարժ ազդանշան է և չունի հարաբերակցություն, մինչդեռ մոդուլացված ազդանշանը փոխկապակցված է և ցիկլոստացիոնար: Հետևաբար, սպեկտրալ հարաբերակցության ֆունկցիան կարող է տարբերակել աղմուկի էներգիան և մոդուլացված ազդանշանի էներգիան։ Անորոշ աղմուկով միջավայրում հատկանիշի դետեկտորի աշխատանքը ավելի լավ է, քան էներգիայի դետեկտորի աշխատանքը: Ազդանշան-աղմուկ ցածր հարաբերակցության դեպքում հատկանիշի դետեկտորի աշխատանքը սահմանափակ է, ունի հաշվողական բարձր բարդություն և պահանջում է երկար դիտարկման ժամանակ: Սա նվազեցնում է CR համակարգի տվյալների թողունակությունը: Անլար կապի տեխնոլոգիաների զարգացման հետ մեկտեղ սպեկտրի ռեսուրսները գնալով ավելի են լարվում: Քանի որ CR տեխնոլոգիան կարող է մեղմել այս խնդիրը, CR տեխնոլոգիային ուշադրություն է դարձվել անլար կապի ցանցերում, և անլար կապի ցանցերի շատ ստանդարտներ ներդրել են ճանաչողական ռադիո տեխնոլոգիա: Ինչպիսիք են IEEE 802.11, IEEE 802.22 և IEEE 802.16h: 802.16h համաձայնագրում կա դինամիկ սպեկտրի ընտրության կարևոր բովանդակություն, որը հեշտացնում է WiMAX-ի կողմից ռադիո և հեռուստատեսային հաճախականությունների տիրույթների օգտագործումը, և դրա հիմքը սպեկտրի ընկալման տեխնոլոգիան է: Անլար տեղական ցանցերի IEEE 802.11h միջազգային ստանդարտում ներդրվել են երկու կարևոր հասկացություններ՝ դինամիկ սպեկտրի ընտրություն (DFS) և փոխանցման հզորության կառավարում (TPC), իսկ ճանաչողական ռադիոն կիրառվել է անլար տեղական ցանցերի համար: 802.11y ստանդարտում ուղղանկյուն հաճախականության բաժանման մուլտիպլեքսավորման (OFDM) տեխնոլոգիան օգտագործվում է թողունակության մի շարք տարբերակներ տրամադրելու համար, որոնք կարող են հասնել թողունակության արագ փոխարկման: WLAN (անլար տեղական ցանց) համակարգերը կարող են օգտվել OFDM-ի բնութագրերից՝ խուսափելու համար՝ կարգավորելով թողունակությունը և փոխանցելու էներգիայի պարամետրերը: Խոչընդոտել այս հաճախականության տիրույթում աշխատող այլ օգտվողներին: Քանի որ օպտիկամանրաթելային անլար համակարգը ունի օպտիկամանրաթելային կապի լայն թողունակության և անլար կապի ճկուն բնութագրերի առավելությունները, այն լայնորեն կիրառվել է: Վերջին տարիներին ուշադրություն է գրավել ռադիոհաճախականության ճանաչողական WLAN ազդանշանների փոխանցումը օպտիկական մանրաթելում: Գրականության հեղինակը [5-6] առաջարկեց, որ ROF համակարգը Ճանաչողական ռադիո ազդանշանները փոխանցվեն ճարտարապետության ներքո, և մոդելավորման փորձերը ցույց են տալիս, որ ցանցի աշխատանքը բարելավվել է:
2 ROF-ի վրա հիմնված հիբրիդային օպտիկամանրաթելային անլար փոխանցման համակարգի ճարտարապետություն
Տեսահաղորդման մուլտիմեդիա ծառայությունների կարիքները բավարարելու համար, առաջացող օպտիկամանրաթելից դեպի տուն (FFTH) կդառնա լայնաշերտ հասանելիության վերջնական տեխնոլոգիա, իսկ պասիվ օպտիկական ցանցը (PON) կդառնա ուշադրության կենտրոնում, երբ այն գա: դուրս. Քանի որ PON ցանցում օգտագործվող սարքերը պասիվ սարքեր են, դրանք էլեկտրամատակարարման կարիք չունեն, կարող են անձեռնմխելի լինել արտաքին էլեկտրամագնիսական միջամտության և կայծակի ազդեցությունից, կարող են հասնել ծառայությունների թափանցիկ փոխանցման և ունեն համակարգի բարձր հուսալիություն: PON ցանցերը հիմնականում ներառում են ժամանակի բաժանման մուլտիպլեքսավորող պասիվ օպտիկական ցանցեր (TDM-PON) և ալիքի երկարության բաժանման պասիվ օպտիկական ցանցեր (WDM-PON): Համեմատած TDM-PON-ի հետ՝ WDM-PON-ն ունի օգտատերերի բացառիկ թողունակության և բարձր անվտանգության առանձնահատկություններ՝ դառնալով ապագայում օպտիկական մուտքի ամենապոտենցիալ ցանցը: Նկար 1-ը ցույց է տալիս WDM-PON համակարգի բլոկային դիագրամը: