broadband နှင့် ရွေ့လျားနိုင်မှုဆီသို့ ဆက်သွယ်ရေးကွန်ရက်များ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာမှုနှင့်အတူ၊ optical fiber ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးစနစ် (ROF) သည် optical fiber ဆက်သွယ်ရေးနှင့် ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးကို ပေါင်းစပ်ထားသောကြောင့် broadband နှင့် optical fiber လိုင်းများ၏ အနှောင့်အယှက်ကို ဆန့်ကျင်ခြင်းအပြင် ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေး၏ အားသာချက်များကို အပြည့်အဝဖွင့်ပေးသည်။ . သက်တောင့်သက်သာ နှင့် လိုက်လျောညီထွေရှိသော ဝန်ဆောင်မှုများသည် လူများ၏ broadband လိုအပ်ချက်ကို ဖြည့်ဆည်းပေးသည်။ အစောပိုင်း ROF နည်းပညာသည် millimeter wave optical fiber transmission ကဲ့သို့သော ကြိမ်နှုန်းမြင့်ကြိုးမဲ့ ထုတ်လွှင့်ခြင်းဝန်ဆောင်မှုများကို ပေးဆောင်ရန် အဓိကအားထားခဲ့သည်။ ROF နည်းပညာ၏ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုနှင့် ရင့်ကျက်မှုနှင့်အတူ၊ လူများသည် ကြိုးတပ်နှင့်ကြိုးမဲ့ ဝန်ဆောင်မှုများကို တစ်ချိန်တည်းတွင် ပံ့ပိုးပေးသည့် optical fiber wireless communication (ROF) စနစ်များဖြစ်သည့် ပေါင်းစပ်ကြိုးတပ်နှင့် ကြိုးမဲ့ ထုတ်လွှင့်ခြင်းကွန်ရက်များကို စတင်လေ့လာခဲ့ကြသည်။ ရေဒီယိုဆက်သွယ်ရေးများ အရှိန်အဟုန်ဖြင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ လှိုင်းနှုန်းစဉ်အရင်းအမြစ်များ ပြတ်လပ်မှုသည် ပိုမိုထင်ရှားလာပါသည်။ အကန့်အသတ်ရှိသော ကြိုးမဲ့ရင်းမြစ်များ၏ အခြေအနေအောက်တွင် spectrum အသုံးချမှု ပိုမိုကောင်းမွန်အောင် ပြုလုပ်နည်းသည် ဆက်သွယ်ရေးနယ်ပယ်တွင် ဖြေရှင်းရမည့် ပြဿနာတစ်ခုဖြစ်လာသည်။ သိမှုရေဒီယို (CR) သည် အသိဉာဏ်ရှိသော ရောင်စဉ်တန်းခွဲဝေမှုနည်းပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် တရားဝင်ခွင့်ပြုထားသော ရောင်စဉ်တန်း၏ "ဒုတိယအသုံးပြုမှု" မှတဆင့် ရောင်စဉ်အရင်းအမြစ်များကို ထိရောက်စွာအသုံးချနိုင်စေပြီး ဆက်သွယ်ရေးနယ်ပယ်တွင် သုတေသနဟော့စပေါ့တစ်ခုဖြစ်လာသည်။ 802.11 တွင် wireless local area network [1], 802.16 metropolitan area network [2] နှင့် 3G mobile communication network [3] တို့သည် စနစ်၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် သိမြင်နိုင်သော ရေဒီယိုနည်းပညာ၏ အသုံးချမှုကို စတင်လေ့လာခဲ့ပြီး အသုံးချမှုကို စတင်လေ့လာခဲ့သည်။ မတူညီသောစီးပွားရေးအချက်ပြမှုများကို ရောနှောထုတ်လွှင့်မှုအောင်မြင်ရန် ROF နည်းပညာ။ ကြိုးမဲ့နှင့် ကြိုးမဲ့အချက်ပြမှုများကို ပို့လွှတ်သော သိမှုရေဒီယိုအခြေခံသည့် ဖိုက်ဘာကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးကွန်ရက်များသည် အနာဂတ်ဆက်သွယ်ရေးကွန်ရက်များ၏ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုလမ်းကြောင်းဖြစ်သည်။ သိမှုရေဒီယိုနည်းပညာကိုအခြေခံသည့် ပေါင်းစပ်ထုတ်လွှင့်မှု ROF စနစ်သည် ကွန်ရက်တည်ဆောက်ပုံဒီဇိုင်း၊ အလွှာပရိုတိုကောဒီဇိုင်း၊ ဝန်ဆောင်မှုများစွာကို အခြေခံ၍ ကြိုးတပ်နှင့်ကြိုးမဲ့စနစ်ပြောင်းအချက်ပြမှုများ ထုတ်လုပ်ခြင်း၊ ကွန်ရက်စီမံခန့်ခွဲမှုနှင့် ပြုပြင်မွမ်းမံထားသော အချက်ပြမှုများကို ဖော်ထုတ်ခြင်းစသည့် စိန်ခေါ်မှုအသစ်များနှင့် ရင်ဆိုင်နေရသည်။
1 သိမှုရေဒီယိုနည်းပညာ
သိမှုရေဒီယိုသည် ရောင်စဉ်တန်းမရှိခြင်းနှင့် ရောင်စဉ်များကို လျှော့သုံးခြင်းတို့ကို ဖြေရှင်းရန် ထိရောက်သောနည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ သိမှုရေဒီယိုသည် အသိဉာဏ်ရှိသော ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးစနစ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် ပတ်ဝန်းကျင်ပတ်ဝန်းကျင်၏ ရောင်စဉ်အသုံးပြုမှုကို အာရုံခံစားပြီး ထိရောက်သောအသုံးချမှုရရှိစေရန် သင်ယူခြင်းဖြင့် ၎င်း၏ကိုယ်ပိုင်ဘောင်များကို အလိုက်သင့် ချိန်ညှိပေးသည်။ Spectrum အရင်းအမြစ်များနှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရသော ဆက်သွယ်မှု။ သိမြင်မှုရေဒီယို၏ အသုံးချမှုသည် ပုံသေခွဲဝေမှုမှ ရွေ့လျားခွဲဝေမှုအထိ ရောင်စဉ်တန်းရင်းမြစ်ကို သိရှိနားလည်ရန် အဓိကနည်းပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။ သိမှုရေဒီယိုစနစ်တွင်၊ လုပ်ပိုင်ခွင့်ရအသုံးပြုသူတစ်ဦး (သို့မဟုတ် သခင်အသုံးပြုသူဖြစ်လာသည်) ကို ကာကွယ်ရန်အတွက် ကျွန်အသုံးပြုသူ (သို့မဟုတ် CR အသုံးပြုသူ) ထံမှ ဝင်ရောက်စွက်ဖက်ခြင်းမှ ကာကွယ်ရန်အတွက်၊ spectrum sensing ၏လုပ်ဆောင်ချက်မှာ အခွင့်အာဏာအသုံးပြုသူရှိမရှိ သိရှိနိုင်ရန်ဖြစ်သည်။ အသိဥာဏ်ရေဒီယိုအသုံးပြုသူများသည် တရားဝင်ခွင့်ပြုထားသောအသုံးပြုသူအသုံးပြုသည့် လှိုင်းနှုန်းစဉ်ကိုအသုံးမပြုကြောင်း စောင့်ကြည့်စစ်ဆေးသောအခါတွင် လှိုင်းနှုန်းစဉ်ကို ယာယီအသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ အခွင့်အာဏာအသုံးပြုသူ၏ ကြိမ်နှုန်းလှိုင်းကို အသုံးပြုနေကြောင်း စောင့်ကြည့်စစ်ဆေးသောအခါတွင် CR အသုံးပြုသူက ချန်နယ်ကို အခွင့်အာဏာရအသုံးပြုသူထံ ထုတ်ပေးမည်ဖြစ်ပြီး၊ ထို့ကြောင့် CR အသုံးပြုသူသည် ခွင့်ပြုထားသည့်အသုံးပြုသူကို အနှောင့်အယှက်မပေးကြောင်း သေချာစေသည်။ ထို့ကြောင့်၊ သိမြင်နိုင်သောကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးကွန်ရက်တွင် အောက်ပါထူးခြားသောအင်္ဂါရပ်များပါရှိသည်- (1) အဓိကအသုံးပြုသူသည် ချန်နယ်ကိုဝင်ရောက်ကြည့်ရှုရန် လုံးဝဦးစားပေးပါသည်။ တစ်ဖက်တွင်၊ အခွင့်အာဏာအသုံးပြုသူသည် ချန်နယ်ကို မသိမ်းပိုက်ပါက၊ အလယ်တန်းအသုံးပြုသူသည် idle ချန်နယ်သို့ ဝင်ရောက်ရန် အခွင့်အရေးရှိသည်။ ပင်မအသုံးပြုသူ ပြန်ပေါ်လာသောအခါ၊ ဒုတိယအသုံးပြုသူသည် အသုံးပြုနေသည့်ချန်နယ်ကို အချိန်မီထွက်ပြီး ချန်နယ်ကို အဓိကအသုံးပြုသူထံ ပြန်ပေးသင့်သည်။ အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ မာစတာအသုံးပြုသူသည် ချန်နယ်ကို သိမ်းပိုက်သည့်အခါ၊ ကျွန်အသုံးပြုသူသည် သခင်အသုံးပြုသူ၏ ဝန်ဆောင်မှုအရည်အသွေးကို မထိခိုက်စေဘဲ ချန်နယ်သို့ ဝင်ရောက်နိုင်သည်။ (2) CR ဆက်သွယ်ရေး terminal တွင် ခံယူချက်၊ စီမံခန့်ခွဲမှုနှင့် ချိန်ညှိခြင်းဆိုင်ရာ လုပ်ငန်းဆောင်တာများ ပါရှိသည်။ ပထမဦးစွာ၊ CR ဆက်သွယ်ရေးဂိတ်သည် လုပ်ငန်းခွင်ပတ်ဝန်းကျင်ရှိ ကြိမ်နှုန်းနှင့် ချန်နယ်ပတ်ဝန်းကျင်ကို ရိပ်မိနိုင်ပြီး ထောက်လှမ်းမှုရလဒ်များနှင့်အညီ အချို့သော စည်းမျဉ်းများနှင့်အညီ ရောင်စဉ်အရင်းအမြစ်များကို မျှဝေခြင်းနှင့် ခွဲဝေသတ်မှတ်ခြင်းတို့ကို ဆုံးဖြတ်နိုင်သည်။ အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ CR ဆက်သွယ်ရေး ဂိတ်သည် အွန်လိုင်းတွင် အလုပ်လုပ်သော ကန့်သတ်ဘောင်များကို ချိန်ညှိနိုင်စွမ်း ရှိပြီး ဝန်ဆောင်မှုပေးသည့် ကြိမ်နှုန်းနှင့် ထိန်းညှိမှုနည်းလမ်းကဲ့သို့သော ထုတ်လွှင့်မှုဘောင်များကို ပြောင်းလဲခြင်းကဲ့သို့သော ပတ်ဝန်းကျင်တွင် ပြောင်းလဲမှုများကို လိုက်လျောညီထွေဖြစ်အောင် လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။ သိမှုကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးကွန်ရက်များတွင် spectrum sensing သည် အဓိကနည်းပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။ အသုံးများသော ရောင်စဉ် အာရုံခံ အယ်လဂိုရီသမ်များတွင် စွမ်းအင်ရှာဖွေခြင်း၊ လိုက်ဖက်သော စစ်ထုတ်မှု ထောက်လှမ်းခြင်း နှင့် cyclostationary feature detection နည်းလမ်းများ ပါဝင်သည်။ ဤနည်းလမ်းများသည် ၎င်းတို့၏ အားသာချက်များနှင့် အားနည်းချက်များရှိသည်။ ဤ algorithms များ၏ စွမ်းဆောင်ရည်သည် ရရှိထားသော ကြိုတင်အချက်အလက်ပေါ်တွင် မူတည်ပါသည်။ ရှိပြီးသား spectrum အာရုံခံ algorithms များမှာ- လိုက်ဖက်သော filter၊ စွမ်းအင် detector နှင့် feature detector နည်းလမ်းများ။ ပင်မအချက်ပြမှုကို သိရှိမှသာ ကိုက်ညီသော စစ်ထုတ်မှုကို အသုံးပြုနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ ပင်မအချက်ပြမှုကို မသိသည့်အခြေအနေတွင် စွမ်းအင်ရှာဖွေကိရိယာကို အသုံးချနိုင်သော်လည်း အာရုံခံအချိန်တိုကို အသုံးပြုသောအခါ ၎င်း၏စွမ်းဆောင်ရည်မှာ ဆိုးရွားသွားပါသည်။ feature detector ၏ အဓိက အယူအဆမှာ spectral correlation function မှတဆင့် သိရှိနိုင်စေရန် signal ၏ cyclostationarity ကို အသုံးပြုရန်ဖြစ်သည်။ ဆူညံသံသည် ကျယ်ပြန့်သော အသံလွှင့်အချက်ပြမှုဖြစ်ပြီး ဆက်စပ်မှုမရှိသော်လည်း၊ ပြုပြင်မွမ်းမံထားသော အချက်ပြမှုသည် ဆက်နွယ်နေပြီး စက်ဘီးစီးမှုဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ ရောင်စဉ်တန်းဆက်နွယ်မှုလုပ်ဆောင်ချက်သည် ဆူညံသံ၏စွမ်းအင်နှင့် modulated signal ၏စွမ်းအင်ကို ခွဲခြားနိုင်သည်။ မသေချာသော ဆူညံသံများရှိသော ပတ်ဝန်းကျင်တွင်၊ အင်္ဂါရပ် ထောက်လှမ်းသည့်ကိရိယာ၏ စွမ်းဆောင်ရည်သည် စွမ်းအင်ရှာဖွေစက်ထက် ပိုမိုကောင်းမွန်သည်။ signal-to-noise ratio နည်းပါးသော feature detector ၏ စွမ်းဆောင်ရည်မှာ အကန့်အသတ်ရှိပြီး၊ မြင့်မားသော တွက်ချက်မှုဆိုင်ရာ ရှုပ်ထွေးမှုရှိပြီး ကြာမြင့်စွာ စောင့်ကြည့်ချိန် လိုအပ်ပါသည်။ ၎င်းသည် CR စနစ်၏ ဒေတာစီးဆင်းမှုကို လျော့နည်းစေသည်။ ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးနည်းပညာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ လှိုင်းနှုန်းစဉ်အရင်းအမြစ်များသည် ပို၍ပို၍တင်းမာလာသည်။ CR နည်းပညာသည် ဤပြဿနာကို သက်သာစေနိုင်သောကြောင့် CR နည်းပညာသည် ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးကွန်ရက်များတွင် အာရုံစိုက်ခဲ့ပြီး ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးကွန်ရက်စံနှုန်းများစွာသည် သိမြင်မှုရေဒီယိုနည်းပညာကို မိတ်ဆက်ပေးခဲ့သည်။ IEEE 802.11၊ IEEE 802.22 နှင့် IEEE 802.16h ကဲ့သို့သော။ 802.16h သဘောတူညီချက်တွင် WiMAX ၏ ရေဒီယိုနှင့် ရုပ်မြင်သံကြားလှိုင်းနှုန်းစဉ်များကို အသုံးပြုရာတွင် လွယ်ကူချောမွေ့စေရန် ဒိုင်းနမစ်ရောင်စဉ်ရွေးချယ်မှု၏ အရေးကြီးသောအကြောင်းအရာတစ်ခု ရှိပြီး ၎င်း၏အခြေခံမှာ spectrum အာရုံခံနည်းပညာဖြစ်သည်။ ကြိုးမဲ့ဒေသခံကွန်ရက်များအတွက် နိုင်ငံတကာစံနှုန်း IEEE 802.11h တွင်၊ အရေးကြီးသော အယူအဆနှစ်ခုကို မိတ်ဆက်ခဲ့သည်- ဒိုင်နမစ်ရောင်စဉ်ရွေးချယ်မှု (DFS) နှင့် ပါဝါထိန်းချုပ်မှု (TPC) နှင့် ကြိုးမဲ့ဒေသခံကွန်ရက်များတွင် သိမြင်နိုင်သောရေဒီယိုကို အသုံးပြုထားသည်။ 802.11y စံနှုန်းတွင်၊ orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) နည်းပညာကို လျင်မြန်သော bandwidth ကူးပြောင်းခြင်းကို ရရှိနိုင်သည့် bandwidth ရွေးချယ်မှုအမျိုးမျိုးကို ပံ့ပိုးပေးရန်အတွက် အသုံးပြုပါသည်။ WLAN (ကြိုးမဲ့ဒေသခံကွန်ရက်) စနစ်များသည် bandwidth ကိုချိန်ညှိပြီး power parameters များကိုထုတ်လွှင့်ခြင်းဖြင့်ရှောင်ရှားရန် OFDM ၏ဝိသေသလက္ခဏာများကိုအခွင့်ကောင်းယူနိုင်သည်။ ဤလှိုင်းနှုန်းစဉ်တွင် အလုပ်လုပ်နေသော အခြားအသုံးပြုသူများကို အနှောင့်အယှက်ပေးသည်။ optical fiber ကြိုးမဲ့စနစ်တွင် ကျယ်ပြန့်သော optical fiber ဆက်သွယ်ရေး bandwidth ၏ အားသာချက်များနှင့် wireless communication ၏ ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်သော လက္ခဏာများ ပါရှိသောကြောင့် ၎င်းကို တွင်တွင်ကျယ်ကျယ် အသုံးပြုခဲ့သည်။ မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း၊ optical fiber ရှိ ရေဒီယိုကြိမ်နှုန်း သိမြင်မှု WLAN အချက်ပြမှုများကို အာရုံစူးစိုက်မှုကို ဆွဲဆောင်ခဲ့သည်။ စာပေရေးသားသူ [5-6] က ROF စနစ်သည် ဗိသုကာလက်ရာအောက်တွင် သိမြင်နိုင်သော ရေဒီယိုအချက်ပြမှုများကို ထုတ်လွှင့်ကြောင်း အဆိုပြုခဲ့ပြီး၊ သရုပ်ဖော်မှုဆိုင်ရာ စမ်းသပ်မှုများက ကွန်ရက်စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ထားကြောင်း ပြသခဲ့သည်။
2 ROF-based hybrid optical fiber ကြိုးမဲ့ ဂီယာစနစ် တည်ဆောက်မှု
ဗီဒီယိုထုတ်လွှင့်မှုအတွက် မာလ်တီမီဒီယာဝန်ဆောင်မှုများ၏ လိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းရန်အတွက် ပေါ်ထွက်လာသော fiber-to-the-home (FFTH) သည် အဆုံးစွန်သော broadband အသုံးပြုနိုင်သည့်နည်းပညာဖြစ်လာမည်ဖြစ်ပြီး passive optical network (PON) သည် အာရုံစူးစိုက်မှုဖြစ်လာသည်နှင့်တပြိုင်နက်၊ ထွက် PON ကွန်ရက်တွင် အသုံးပြုသည့် စက်ပစ္စည်းများသည် passive စက်ပစ္စည်းများဖြစ်သောကြောင့် ၎င်းတို့သည် ပါဝါထောက်ပံ့ရန် မလိုအပ်ပါ၊ ပြင်ပလျှပ်စစ်သံလိုက်ဝင်ရောက်စွက်ဖက်မှုနှင့် လျှပ်စီးကြောင်းများ၏ လွှမ်းမိုးမှုကို ခံနိုင်ရည်ရှိနိုင်ပြီး ဝန်ဆောင်မှုများကို ပွင့်လင်းမြင်သာစွာပေးပို့နိုင်ကာ စနစ်ယုံကြည်စိတ်ချရမှု မြင့်မားသည်။ PON ကွန်ရက်များတွင် အဓိကအားဖြင့် အချိန်ပိုင်းခြားခြင်း multiplexing passive optical networks (TDM-PON) နှင့် wavelength division multiplexing passive optical networks (WDM-PON) တို့ပါဝင်သည်။ TDM-PON နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက WDM-PON သည် အသုံးပြုသူသီးသန့် bandwidth နှင့် လုံခြုံရေးမြင့်မားသော လက္ခဏာများ ရှိပြီး အနာဂတ်တွင် အလားအလာအရှိဆုံး optical access network ဖြစ်လာပါသည်။ ပုံ 1 သည် WDM-PON စနစ်၏ ဘလောက်ပုံစံကို ပြသည်။