Nghiên cứu phát triển công nghệ xử lý và truyền dẫn dữ liệu tốc độ cao ứng dụng kỹ thuật truyền thông quang vô tuyến cho các hệ thống thông tin vệ tinh

Ở Việt Nam, số lượng các kết quả nghiên cứu trong nước về các vấn đề liên quan đến công nghệ truyền thông quang trong không gian tự do (FSO) còn rất hạn chế và hoàn toàn là các nghiên cứu lý thuyết trong điều kiện kênh truyền mặt đất, chưa có các nghiên cứu liên quan đến ứng dụng FSO trong thông tin vệ tinh.

Các nghiên cứu thực nghiệm về công nghệ truyền thông quang (SO) trong điều kiện Việt Nam cũng chưa được tiến hành. Với nhu cầu truyền tải dữ liệu thông tin viễn thám dung lượng lớn như hình ảnh/video độ phân giả cao, đa phố và các số liệu đo đạc, việc nghiên cứu các giải pháp để cải thiện hiệu năng nâng cao tốc độ bit của các hệ thống thông tin vệ tinh FSO đang được quan tâm trên thế giới. Với điều kiện Việt Nam, tiềm năng ứng dụng của công nghệ FSO trong cả lĩnh vực viễn thám và viễn thông là rất lớn nên việc tiến hành nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm nhằm tiếp cận lĩnh vực công nghệ này tại Việt Nam là cần thiết.

Vì thế, PGS.TS. Đặng Hoài Bắc cùng nhóm nghiên cứu tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu phát triển công nghệ xử lý và truyền dẫn dữ liệu tốc độ cao ứng dụng kỹ thuật truyền thông quang vô tuyến cho các hệ thống thông tin vệ tinh” trong thời gian từ năm 2017 đến năm 2020.

Các mục tiêu nghiên cứu chính củ đề tài nhằm: (1) Tiếp cận công nghệ phát thu và xử lý tín hiệu trong các hệ thống thông tin vệ tinh sử dụng công nghệ FSO tiến tới chế tạo thiết bị và triển khai ứng dụng; (2) Đánh giá hiệu năng và đề xuất cải thiện hiệu năng truyền dẫn thông tin của các hệ thống vệ tinh/UAV sử dụng công nghệ truyền thông quang vô tuyến FSO; (3) Xây dựng  mô hình mô phỏng ứng dụng công nghệ FSO trong truyền dẫn và xử lý ảnh/video độ phân giải cao từ vệ tinh và thiết bị bay không người lái và (4) Ứng dụng thử nghiệm hệ thống FSO vào lĩnh vực viễn thám, bao gồm truyền dẫn ảnh/video độ phân giải cao qua hệ thống FSO kết nối với hệ thống tự động đánh giá và cảnh bảo thiên tai, cung cấp thông tin phục vụ nông nghiệp; tối ưu hóa các luồng giao thông.

Đề tài đã thu được các kết quả như sau:

- Chế tạo thành công 01 bộ phát thu và xử lý tín hiệu sử dụng công nghệ truyền thông quang vô tuyến FSO đảm bảo tốc độ truyền dẫn thông tin 1 Gbit/s, khoảng cách truyền nhận thông tin: ~ 1 km (thử nghiệm trên mặt đất), tỷ lệ SNR đảm bảo BER < 10-6 , bước sóng hoạt động 1550 nm, công suất tiêu thụ ~40 W, điện áp cung cấp: -48 VDC hoặc 100 - 240 VAC, trọng lượng tối đa 20kg, kích thước (Rộng xCao xDài): 25x33x46 cm, có thể kết nối, tích hợp với hệ thống chụp và xử lý ảnh đa phổ độ phân giải cao của vệ tinh nhỏ quan sát trái đất.

- Phần mềm mô phỏng các hệ thống FSO trong thông tin vệ tinh gồm các mô-đun phát/thu và truyền dẫn; mô-đun xử lý tín hiệu và đánh giá chất lượng thông tin vệ tinh. Kết quả là chương trình hoạt động ổn định, tính toán được hiệu năng hệ thống và đưa ra được kết quả đánh giá hiệu năng dưới dạng đồ họa.

- Báo cáo khoa học về công nghệ chế tạo các bộ thu, phát và xử lý tín hiệu trong các hệ thống thông tin vệ tinh sử dụng công nghệ FSO và các ứng dụng của hệ thống, đặc biệt trong lĩnh vực thông tin viễn thám.

- Báo cáo kết quả ứng dụng thử nghiệm hệ thống FSO trong viễn thám kèm theo các công cụ minh họa cung cấp các thông tin đánh giá tình hình hạn hán và lũ lụt tại một số vùng miền của Việt Nam và các thông tin đánh giá lưu lượng giao nhằm hỗ trợ phân luồng giao thông.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18305/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

N.P.D (NASATI)