Кең тилкелүү жана мобилдүүлүккө карата байланыш тармактарынын өнүгүшү менен, оптикалык була зымсыз байланыш системасы (ROF) оптикалык була байланышын жана зымсыз байланышты бириктирип, кең тилкелүү жана оптикалык була линияларынын тоскоолдуктарына каршы, ошондой эле зымсыз байланыштын артыкчылыктарына толук мүмкүнчүлүк берет. . Ыңгайлуу жана ийкемдүү өзгөчөлүктөр адамдардын кең тилкеге болгон суроо-талабын канааттандырат. Алгачкы ROF технологиясы, негизинен, миллиметрдик толкун оптикалык була берүү сыяктуу жогорку жыштыктагы зымсыз берүү кызматтарын көрсөтүүгө арналган. ROF технологиясынын өнүгүшү жана жетилиши менен адамдар гибриддик зымдуу жана зымсыз берүү тармактарын, башкача айтканда, бир эле учурда зымдуу жана зымсыз кызматтарды көрсөткөн оптикалык була зымсыз байланыш (ROF) системаларын изилдей башташты. Радио байланышынын тез өнүгүшү менен спектрдик ресурстардын тартыштыгы барган сайын айкын болуп калды. Спектр ресурстарына суроо-талап менен сунуштун ортосундагы карама-каршылыктарды жоюу үчүн зымсыз ресурстардын чектелген шартында спектрди пайдаланууну кантип жакшыртуу байланыш тармагында чечиле турган маселе болуп калды. Когнитивдик радио (CR) – бул спектрди бөлүштүрүүчү интеллектуалдык технология. Ал ыйгарым укуктуу спектрди "экинчи иретте колдонуу" аркылуу спектрдин ресурстарын пайдаланууну эффективдүү жакшыртат жана байланыш тармагындагы изилдөөлөрдүн очогу болуп калды. 802.11 зымсыз локалдык тармак [1], 802.16 метрополитан тармагы [2] жана 3G мобилдик байланыш тармагы [3] тутумдун мүмкүнчүлүктөрүн жакшыртуу үчүн когнитивдик радиотехнологияны колдонууну изилдей башташты жана колдонууну изилдей башташты. ROF технологиясы ар кандай бизнес сигналдарынын аралаш өткөрүлүшүнө жетишүү үчүн[4]. Зымдуу жана зымсыз сигналдарды өткөрүүчү таанып-билүүчү радио негизделген оптикалык була зымсыз байланыш тармактары келечектеги байланыш тармактарынын өнүгүү тенденциясы болуп саналат. Когнитивдик радиотехнологияга негизделген гибриддик берүү ROF системасы тармак архитектурасынын дизайны, катмар протоколунун дизайны, бир нече кызматтардын негизинде зымдуу жана зымсыз модуляцияланган сигналдарды түзүү, тармакты башкаруу жана модуляцияланган сигналдарды идентификациялоо сыяктуу көптөгөн жаңы көйгөйлөргө туш болот.
1 Когнитивдик радиотехнология
Когнитивдик радио - спектрдин жетишсиздигин жана спектрдин жетишсиздигин чечүүнүн натыйжалуу жолу. Когнитивдик радио зымсыз зымсыз байланыш системасы. Ал курчап турган чөйрөнүн спектрин колдонууну сезет жана эффективдүү пайдаланууга жетишүү үчүн үйрөнүү аркылуу өзүнүн параметрлерин адаптациялайт. Спектр ресурстары жана ишенимдүү байланыш. Когнитивдик радиону колдонуу спектр ресурсун туруктуу бөлүштүрүүдөн динамикалык бөлүштүрүүгө чейин ишке ашыруунун негизги технологиясы болуп саналат. Когнитивдик радио тутумда ыйгарым укуктуу колдонуучуну (же башкы колдонуучуну) кул колдонуучудан (же CR колдонуучудан) коргоо үчүн, спектрди сезүү функциясы ыйгарым укуктуу колдонуучунун бар же жок экендигин кабыл алуу болуп саналат. Когнитивдик радио колдонуучулар жыштык тилкесин убактылуу колдоно алышат, эгерде ал ыйгарым укуктуу колдонуучу колдонгон жыштык тилкеси колдонулбай жатканына көз салуу. Ыйгарым укуктуу колдонуучунун жыштык тилкеси колдонулуп жатканына мониторинг жүргүзүлгөндө, CR колдонуучусу каналды ыйгарым укуктуу колдонуучуга бошотот, ошону менен CR колдонуучусу ыйгарым укуктуу колдонуучуга тоскоолдук кылбасын камсыздайт. Демек, когнитивдик зымсыз байланыш тармагы төмөнкү өзгөчөлүктөргө ээ: (1) Негизги колдонуучу каналга кирүү үчүн абсолюттук артыкчылыкка ээ. Бир жагынан, ыйгарым укуктуу колдонуучу каналды ээлебесе, экинчилик колдонуучу бош турган каналга кирүү мүмкүнчүлүгүнө ээ болот; негизги колдонуучу кайра пайда болгондо, экинчилик колдонуучу өз убагында колдонулуп жаткан каналдан чыгып, каналды негизги колдонуучуга кайтарышы керек. Башка жагынан алганда, башкы колдонуучу каналды ээлегенде, кул колдонуучу башкы колдонуучунун тейлөө сапатына таасирин тийгизбестен каналга кире алат. (2) CR байланыш терминалы кабылдоо, башкаруу жана жөнгө салуу функцияларына ээ. Биринчиден, CR байланыш терминалы жумушчу чөйрөдө жыштык спектрин жана канал чөйрөсүн кабыл алат жана аныктоонун натыйжаларына ылайык белгилүү бир эрежелерге ылайык спектр ресурстарын бөлүшүүнү жана бөлүштүрүүнү аныктай алат; экинчи жагынан, CR байланыш терминалы онлайн режиминде иштөө параметрлерин тууралоо мүмкүнчүлүгүнө ээ, мисалы, алып жүрүүчү жыштыгы жана модуляция ыкмасы сыяктуу өткөрүү параметрлери чөйрөдөгү өзгөрүүлөргө ыңгайлаша алат. Когнитивдик зымсыз байланыш тармактарында спектрди сезүү негизги технология болуп саналат. Көбүнчө колдонулган спектрди сезүү алгоритмдерине энергияны аныктоо, дал келген чыпкаларды аныктоо жана циклостационардык өзгөчөлүктөрдү аныктоо ыкмалары кирет. Бул ыкмалардын өзүнүн артыкчылыктары жана кемчиликтери бар. Бул алгоритмдердин аткарылышы алдын ала алынган маалыматка жараша болот. Учурдагы спектрди сезүү алгоритмдери: дал келген фильтр, энергия детектору жана өзгөчөлүк детекторунун ыкмалары. Дал келген чыпка негизги сигнал белгилүү болгондо гана колдонулушу мүмкүн. Энергия детекторун негизги сигнал белгисиз болгон кырдаалга колдонсо болот, бирок сезүү убактысы кыска колдонулганда анын иштеши начарлайт. Анткени өзгөчөлүк детекторунун негизги идеясы - спектралдык корреляция функциясы аркылуу аныктоо үчүн сигналдын циклостационардуулугун колдонуу. Ызы-чуу кең стационардык сигнал жана эч кандай корреляцияга ээ эмес, ал эми модуляцияланган сигнал корреляцияланган жана циклостационардык. Демек, спектрдик корреляция функциясы ызы-чуунун энергиясын жана модуляцияланган сигналдын энергиясын айырмалай алат. Белгисиз ызы-чуу бар чөйрөдө өзгөчөлүк детекторунун иштеши энергия детекторуна караганда жакшыраак. Сигнал-ызы-чуу катышы төмөн болгон өзгөчөлүк детекторунун иштеши чектелген, жогорку эсептөө татаалдыгына ээ жана узак байкоо жүргүзүү убактысын талап кылат. Бул CR системасынын маалымат өткөрүү жөндөмдүүлүгүн азайтат. Зымсыз байланыш технологияларынын өнүгүшү менен спектр ресурстары барган сайын чыңалып баратат. CR технологиясы бул көйгөйдү жеңилдете алгандыктан, зымсыз байланыш тармактарында CR технологиясына көңүл бурулуп, көптөгөн зымсыз байланыш тармактарынын стандарттары когнитивдик радио технологиясын киргизген. IEEE 802.11, IEEE 802.22 жана IEEE 802.16h сыяктуу. 802.16h келишиминде WiMAXтин радио жана телекөрсөтүү жыштык тилкелерин колдонуусун жеңилдетүү үчүн динамикалык спектрди тандоонун маанилүү мазмуну бар жана анын негизин спектрди сезүү технологиясы түзөт. Зымсыз локалдык тармактар үчүн IEEE 802.11h эл аралык стандартында эки маанилүү түшүнүк киргизилген: динамикалык спектрди тандоо (DFS) жана өткөрүүчү кубаттуулукту башкаруу (TPC), ал эми зымсыз локалдык тармактарга когнитивдик радио колдонулган. 802.11y стандартында ортогоналдык жыштык бөлүштүрүү мультиплекстөө (OFDM) технологиясы өткөрүү жөндөмдүүлүгүн тез которууга жетишүүгө мүмкүн болгон ар кандай өткөрүү мүмкүнчүлүктөрүн камсыз кылуу үчүн колдонулат. WLAN (зымсыз локалдык тармак) тутумдары өткөрүү жөндөмдүүлүгүн жана өткөрүү кубаттуулугунун параметрлерин тууралоо аркылуу качуудан качуу үчүн OFDM өзгөчөлүктөрүнөн пайдалана алат. Бул жыштык тилкесинде иштеген башка колдонуучуларга тоскоолдук кылыңыз. Оптикалык була зымсыз системасы кең оптикалык була байланыш өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн жана зымсыз байланыштын ийкемдүү мүнөздөмөлөрүнүн артыкчылыктарына ээ болгондуктан, ал кеңири колдонулган. Акыркы жылдарда радио жыштыктын когнитивдик WLAN сигналдарын оптикалык була менен өткөрүү көңүлдөрдү бурду. Адабияттын автору [5-6] ROF системасы Когнитивдик радиосигналдардын архитектура боюнча берилишин сунуштаган жана симуляциялык эксперименттер тармактын иштеши жакшырганын көрсөткөн.
2 ROF негизделген гибриддик оптикалык була зымсыз берүү системасынын архитектурасы
Видео өткөрүү үчүн мультимедиялык кызматтардын муктаждыктарын канааттандыруу үчүн, өнүгүп келе жаткан буладан үйгө (FFTH) кең тилкелүү жетүүнүн эң акыркы технологиясы болуп калат, ал эми пассивдүү оптикалык тармак (PON) келгенден кийин көңүл чордонуна айланат. чыгып. PON тармагында колдонулган аппараттар пассивдүү түзүлүштөр болгондуктан, алар электр менен жабдууну талап кылбайт, тышкы электромагниттик тоскоолдуктардын жана чагылгандын таасирине каршы тура алат, кызматтардын ачык-айкын өтүшүнө жетише алат жана системанын жогорку ишенимдүүлүгүнө ээ. PON тармактарына, негизинен, убакытты бөлүүчү мультиплексирлөө пассивдүү оптикалык тармактар (TDM-PON) жана толкун узундугун бөлүү мультиплексирлөөчү пассивдүү оптикалык тармактар (WDM-PON) кирет. TDM-PON менен салыштырганда, WDM-PON келечекте эң потенциалдуу оптикалык жетүү тармагына айланып, колдонуучунун өзгөчө өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө жана жогорку коопсуздукка ээ. 1-сүрөттө WDM-PON системасынын блок схемасы көрсөтүлгөн.