NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN LAI GHÉP FSO, MMW VÀ SỢI QUANG CHO MẠNG BACKHAUL DI ĐỘNG
Kỹ thuật Viễn Thông (Mã số: 9.52.02.08)
Luận án này tập trung vào nghiên cứu và phát triển các công nghệ truyền dẫn cho mạng backhaul di động thế hệ tiếp theo, đặc biệt là trong bối cảnh nhu cầu sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) toàn cầu tăng trưởng nhanh chóng. Mạng backhaul đóng vai trò thiết yếu trong việc kết nối các trạm thu phát gốc với mạng lõi trong truyền thông di động. Với sự phát triển của mạng 5G, các yêu cầu về tốc độ dữ liệu, dung lượng, hiệu quả năng lượng, khả năng mở rộng, độ trễ thấp và độ tin cậy cao đặt ra nhiều thách thức cho mạng backhaul. Thực tế tại Việt Nam cho thấy các nghiên cứu về mạng và công nghệ truyền tải backhaul còn hạn chế, đặc biệt là các công nghệ tiên tiến cho mạng backhaul di động thế hệ tiếp theo.
Trước những thách thức này, luận án đề xuất giải pháp mạng backhaul lai ghép sử dụng kết hợp các công nghệ truyền dẫn quang trong không gian tự do (FSO), sóng milimet (MMW) và sợi quang để đáp ứng yêu cầu truyền tải lưu lượng dữ liệu khổng lồ, đồng thời đảm bảo khả năng mở rộng, chất lượng, chi phí hiệu quả và khả năng hồi phục. Mục tiêu chính là đề xuất một mô hình kiến trúc mạng backhaul di động thế hệ tiếp theo dựa trên mô hình lai ghép, có khả năng truyền tải dung lượng cao, mở rộng linh hoạt, chi phí tối ưu và hoạt động ổn định trong nhiều điều kiện.
Các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể bao gồm: phân tích các đặc điểm và công nghệ backhaul; nghiên cứu hệ thống FSO và MMW để cải thiện thông lượng; đề xuất giải pháp truyền dẫn backhaul dung lượng cao dựa trên mạng quang thụ động ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM-PON) với ba kịch bản triển khai (thuần WDM-PON, lai ghép WDM-PON/FSO, và lai ghép WDM-PON/MMW); và đề xuất giải pháp cải thiện hiệu năng mạng backhaul lai ghép WDM-PON/FSO dưới ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến trộn bốn sóng. Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết và mô phỏng kiểm chứng để xây dựng các mô hình giải tích và đánh giá hiệu năng.
Luận án đã đạt được các mục tiêu đề ra và đóng góp ba kết quả khoa học chính: 1) Đề xuất sử dụng mã hóa mạng cho giải pháp truyền dẫn lai ghép hai chặng hai chiều kết hợp FSO và RF nhằm cải thiện thông lượng mạng backhaul di động. 2) Đề xuất giải pháp truyền dẫn backhaul di động dung lượng cao dựa trên WDM-PON với ba kịch bản triển khai đã nêu. 3) Xây dựng mô hình giải tích để thiết kế và phân tích hiệu năng mạng backhaul di động lai ghép WDM-PON/FSO dưới ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến trộn bốn sóng. Các kết quả này cung cấp những hiểu biết quan trọng và giải pháp khả thi cho việc phát triển mạng backhaul 5G.