Me zhvillimin e rrjeteve të komunikimit drejt brezit të gjerë dhe lëvizshmërisë, sistemi i komunikimit pa tel me fibër optike (ROF) integron komunikimin me fibër optike dhe komunikimin pa tel, duke i dhënë lojë të plotë avantazheve të brezit të gjerë dhe kundër ndërhyrjes së linjave të fibrave optike, si dhe komunikimit pa tel. . Karakteristikat e përshtatshme dhe fleksibël plotësojnë kërkesat e njerëzve për brez të gjerë. Teknologjia e hershme ROF ishte e dedikuar kryesisht për ofrimin e shërbimeve të transmetimit pa tel me frekuencë të lartë, të tilla si transmetimi i fibrave optike me valë milimetrash. Me zhvillimin dhe pjekurinë e teknologjisë ROF, njerëzit filluan të studiojnë rrjetet hibride të transmetimit me tel dhe pa tel, domethënë sistemet e komunikimit pa tel me fibër optike (ROF) që ofrojnë shërbime me tela dhe me valë në të njëjtën kohë. Me zhvillimin e shpejtë të radio komunikimeve, mungesa e burimeve të spektrit është bërë gjithnjë e më e dukshme. Si të përmirësohet shfrytëzimi i spektrit në kushtet e burimeve të kufizuara me valë për të zbutur kontradiktën midis ofertës dhe kërkesës së burimeve të spektrit është bërë një problem për t'u zgjidhur në fushën e komunikimit. Radio njohëse (CR) është një teknologji inteligjente e ndarjes së spektrit. Ai mund të përmirësojë efektivisht përdorimin e burimeve të spektrit përmes "përdorimit dytësor" të spektrit të autorizuar dhe është bërë një pikë e nxehtë kërkimore në fushën e komunikimeve. Në rrjetin lokal pa tel 802.11 [1], rrjeti i zonës metropolitane 802.16 [2] dhe rrjeti i komunikimit celular 3G [3] kanë filluar të studiojnë aplikimin e teknologjisë njohëse të radios për të përmirësuar kapacitetin e sistemit, dhe kanë filluar të studiojnë aplikimin e Teknologjia ROF për të arritur transmetim të përzier të sinjaleve të ndryshme të biznesit[4]. Rrjetet njohëse të komunikimit pa tel me fibër optike me bazë radio që transmetojnë sinjale me tela dhe me valë janë tendenca e zhvillimit të rrjeteve të ardhshme të komunikimit. Sistemi hibrid i transmetimit ROF i bazuar në teknologjinë njohëse të radios përballet me shumë sfida të reja, të tilla si dizajni i arkitekturës së rrjetit, dizajni i protokollit të shtresave, gjenerimi i sinjaleve të moduluara me tela dhe pa tel bazuar në shërbime të shumta, menaxhimi i rrjetit dhe identifikimi i sinjaleve të moduluara.
1 Teknologjia e radios njohëse
Radio njohëse është një mënyrë efektive për të zgjidhur mungesën e spektrit dhe mospërdorimin e spektrit. Radio njohëse është një sistem inteligjent komunikimi me valë. Ai ndjen përdorimin e spektrit të mjedisit rrethues dhe rregullon parametrat e tij në mënyrë adaptive përmes mësimit për të arritur një përdorim efektiv. Burimet e spektrit dhe komunikimi i besueshëm. Aplikimi i radios njohëse është një teknologji kyçe për të realizuar burimin e spektrit nga shpërndarja fikse në alokimin dinamik. Në sistemin njohës të radios, për të mbrojtur një përdorues të autorizuar (ose të bëhet përdorues kryesor) nga ndërhyrja nga një përdorues skllav (ose përdorues CR), funksioni i sensorit të spektrit është të perceptojë nëse ekziston një përdorues i autorizuar. Përdoruesit njohës të radios mund të përdorin përkohësisht brezin e frekuencave kur monitorohet se brezi i frekuencave i përdorur nga përdoruesi i autorizuar nuk po përdoret. Kur monitorohet që brezi i frekuencave të përdoruesit të autorizuar është në përdorim, përdoruesi CR i lëshon kanalin përdoruesit të autorizuar, duke siguruar kështu që përdoruesi CR të mos ndërhyjë me përdoruesin e autorizuar. Prandaj, rrjeti njohës i komunikimit me valë ka këto karakteristika të spikatura: (1) Përdoruesi kryesor ka përparësi absolute për të hyrë në kanal. Nga njëra anë, kur përdoruesi i autorizuar nuk e zë kanalin, përdoruesi dytësor ka mundësinë të hyjë në kanalin boshe; kur përdoruesi parësor rishfaqet, përdoruesi dytësor duhet të dalë me kohë nga kanali në përdorim dhe ta kthejë kanalin te përdoruesi kryesor. Nga ana tjetër, kur përdoruesi kryesor zë kanalin, përdoruesi skllav mund të hyjë në kanal pa ndikuar në cilësinë e shërbimit të përdoruesit kryesor. (2) Terminali i komunikimit CR ka funksionet e perceptimit, menaxhimit dhe rregullimit. Së pari, terminali i komunikimit CR mund të perceptojë spektrin e frekuencës dhe mjedisin e kanalit në mjedisin e punës, dhe të përcaktojë ndarjen dhe shpërndarjen e burimeve të spektrit sipas rregullave të caktuara sipas rezultateve të zbulimit; nga ana tjetër, terminali i komunikimit CR ka aftësinë të rregullojë parametrat e punës në internet, të tilla si ndryshimi. Parametrat e transmetimit si frekuenca e bartësit dhe metoda e modulimit mund të përshtaten me ndryshimet në mjedis. Në rrjetet njohëse të komunikimit pa tel, sensori i spektrit është një teknologji kryesore. Algoritmet e zakonshme të sensorit të spektrit përfshijnë zbulimin e energjisë, zbulimin e filtrit të përputhur dhe metodat e zbulimit të veçorive ciklostacionale. Këto metoda kanë avantazhet dhe disavantazhet e tyre. Performanca e këtyre algoritmeve varet nga informacioni paraprak i marrë. Algoritmet ekzistuese të sensorit të spektrit janë: metodat e filtrit të përputhur, detektorit të energjisë dhe detektorit të veçorive. Filtri i përshtatur mund të aplikohet vetëm kur dihet sinjali kryesor. Detektori i energjisë mund të aplikohet në situatën ku sinjali kryesor është i panjohur, por performanca e tij përkeqësohet kur përdoret një kohë e shkurtër ndijimi. Sepse ideja kryesore e detektorit të veçorive është përdorimi i ciklostacionaritetit të sinjalit për të zbuluar përmes funksionit të korrelacionit spektral. Zhurma është një sinjal i gjerë stacionar dhe nuk ka korrelacion, ndërsa sinjali i moduluar është i korreluar dhe ciklostacional. Prandaj, funksioni i korrelacionit spektral mund të dallojë energjinë e zhurmës dhe energjinë e sinjalit të moduluar. Në një mjedis me zhurmë të pasigurt, performanca e detektorit të veçorive është më e mirë se ajo e detektorit të energjisë. Performanca e detektorit të veçorive nën raportin e ulët sinjal-zhurmë është i kufizuar, ka kompleksitet të lartë llogaritës dhe kërkon kohë të gjatë vëzhgimi. Kjo zvogëlon qarkullimin e të dhënave të sistemit CR. Me zhvillimin e teknologjisë së komunikimit pa tel, burimet e spektrit po bëhen gjithnjë e më të tensionuara. Për shkak se teknologjia CR mund ta lehtësojë këtë problem, teknologjisë CR i është kushtuar vëmendje në rrjetet e komunikimit pa tel dhe shumë standarde të rrjeteve të komunikimit pa tel kanë prezantuar teknologjinë njohëse të radios. Të tilla si IEEE 802.11, IEEE 802.22 dhe IEEE 802.16h. Në marrëveshjen 802.16h, ekziston një përmbajtje e rëndësishme e përzgjedhjes dinamike të spektrit për të lehtësuar përdorimin nga WiMAX të brezave të frekuencave të radios dhe televizionit, dhe themeli i saj është teknologjia e sensorit të spektrit. Në standardin ndërkombëtar IEEE 802.11h për rrjetet lokale pa tel, janë prezantuar dy koncepte të rëndësishme: zgjedhja e spektrit dinamik (DFS) dhe kontrolli i fuqisë së transmetimit (TPC), dhe radio njohëse është aplikuar në rrjetet lokale pa tel. Në standardin 802.11y, teknologjia e shumëfishimit të ndarjes së frekuencës ortogonale (OFDM) përdoret për të ofruar një shumëllojshmëri opsionesh të gjerësisë së brezit, të cilat mund të arrijnë ndërrim të shpejtë të gjerësisë së brezit. Sistemet WLAN (wireless local area network) mund të përfitojnë nga karakteristikat e OFDM për të shmangur shmangien duke rregulluar gjerësinë e brezit dhe parametrat e fuqisë së transmetimit. Ndërhyni me përdoruesit e tjerë që punojnë në këtë brez frekuencash. Për shkak se sistemi pa tel me fibër optike ka avantazhet e gjerësisë së brezit të gjerë të komunikimit me fibër optike dhe karakteristikat fleksibël të komunikimit me valë, ai është përdorur gjerësisht. Vitet e fundit, transmetimi i sinjaleve njohëse WLAN të radiofrekuencave në fibër optike ka tërhequr vëmendjen. Autori i literaturës [5-6] propozoi që sistemi ROF Sinjalet e radios njohëse të transmetohen nën arkitekturë dhe eksperimentet e simulimit tregojnë se performanca e rrjetit është përmirësuar.
2 Arkitektura e sistemit të transmetimit pa tel me fibër optike hibride me bazë ROF
Në mënyrë që të plotësohen nevojat e shërbimeve multimediale për transmetimin e videove, fibra në zhvillim (FFTH) do të bëhet teknologjia përfundimtare e aksesit me brez të gjerë dhe rrjeti optik pasiv (PON) është bërë fokusi i vëmendjes sapo të vijë. jashtë. Meqenëse pajisjet e përdorura në rrjetin PON janë pajisje pasive, ato nuk kanë nevojë për furnizim me energji elektrike, mund të jenë imun ndaj ndikimit të ndërhyrjeve të jashtme elektromagnetike dhe rrufesë, mund të arrijnë transmetim transparent të shërbimeve dhe kanë besueshmëri të lartë të sistemit. Rrjetet PON përfshijnë kryesisht rrjetet optike pasive me shumëfishim të ndarjes së kohës (TDM-PON) dhe rrjetet optike pasive me ndarje të gjatësisë së valës (WDM-PON). Krahasuar me TDM-PON, WDM-PON ka karakteristikat e gjerësisë së brezit ekskluziv të përdoruesit dhe sigurisë së lartë, duke u bërë rrjeti më i mundshëm i aksesit optik në të ardhmen. Figura 1 tregon bllok diagramin e sistemit WDM-PON.