Công nghệ SFCM - Công ty TNHH Tam Hùng

Công nghệ SFCM

Thứ sáu - 23/11/2012 11:25
Công nghệ SFCM

Công nghệ SFCM

Ngày nay, sự bùng nổ của Công nghệ Thông tin đã có những đóng góp vô cùng to lớn cho Kinh tế Thế giới, thúc đẩy nhiều ngành Công nghệ cùng phát triển và cũng là nhân tố quan trọng thúc đẩy sự phát triển chung của toàn Xã hội... Mặc dù vậy, Cốt lõi của Công nghệ Thông tin vẫn dựa trên nền tảng của Công nghệ Băng thông rộng mà nó cũng có những ưu điểm nhất định nhưng cũng có những nhược điểm lớn mà nó kìm hãm sự phát triển của Công nghệ Thông tin nói riêng và các Lĩnh vực Kỹ thuật - Công nghệ nói chung. Ưu và nhược điểm của Công nghệ Băng thông rộng được phân tích như dưới đây:

1./.  Công nghệ Băng thông rộng - Ưu và nhược điểm
Nền tảng Công nghệ về các Lĩnh vực Viễn thông hiện nay  vẫn chủ yếu dựa trên cơ sở Công nghệ Băng thông rộng: Khả năng truyền tài Thông tin của Công nghệ Băng thông rộng bị hạn chế bởi nếu người ta càng cố gắng mở rộng Băng thông để truyền được Dung lượng càng lớn thì số Kênh Tần trên toàn miền Tần số sẽ bị giảm xuống vì khi đó để hai Kênh Tần lân cận không chồng lấn lên nhau thì Khoảng cách Tần số (được gọi là Cách Tần) phải lớn hơn hoặc bằng Độ rộng Băng thông (Bandwidth) của các Kênh Tần.
Điều đó cũng có nghĩa rằng nếu Băng thông rộng hay hẹp thì Tổng Dung lượng Thông có thể truyền trên toàn Miền Tần số có thể sử dụng được luôn là một Hằng số không đổi theo một Hệ thức đơn giản là để truyền được 1 Bit Thông tin thì Độ rộng Băng thông (Bandwidth - BW) có độ biến thiên là 1Hz và theo Lý thuyết Vô tuyến thì người ta quy định Độ rộng của Băng thông không vượt quá 15% Tần số Sóng mang và trên thực tế người ta chỉ áp dụng Độ rộng Băng thông là 10% Tần số Sóng mang nên tương ứng cứ 10 Xung Sóng mang thì mới truyền tải được 1 Bit Thông tin
Với sự thành công của Tập đoàn SIEMEN - Đức về Công nghệ OFDM là tạo ra vô số cặp Sóng mang (điều chế I-Q theo Công nghệ QAM) với Độ rộng Băng thông là 108MHz và Tần số Trung tâm là 5GHz thì có thể truyền tải được 1Gbps nghĩa là tương đương với cứ 5 Xung Sóng mang thì mới có thể truyền tải được 1 Bit Thông tin... Và nếu vận dụng Công nghệ OFDM cho toàn Miền Tần số thì chỉ có thể truyền tải được không quá 50Gbps.
Vì thế người ta phải giảm Cự ly truyền Sóng vô tuyến đối với các Thiết bị Băng thông rộng và thay vào đó người ta tái sử dụng lại Miền Tần số và Băng thông ở những Cự ly cho phép để sao cho các Thiết bị ở hai nơi khác nhau không gây ảnh hưởng lên nhau...
Đó chính là sự hạn chế lớn nhất của Công nghệ Băng thông rộng...

2./.   Công nghệ SFCM
Công nghệ SFCM (Single Frequency Code Modulation) là Công nghệ mới nhất được nghiên cứu và phát triển bởi Công ty TNHH Công nghệ Tam Hùng trong nhiều năm qua và đã đạt được những thành công nhất định để khẳng định tính khả thi của Công nghệ SFCM và mang lại một hứa hẹn về tiềm năng vô cùng to lớn không chỉ đối với Việt Nam mà nó còn là một Triển vọng và Tiềm năng cực lớn đối với toàn Thế giới...

Có thể nói rằng Công nghệ SFCM đã đạt được một thành quả đột phá với khả năng truyền tải Thông tin cực mạnh bởi tỷ lệ truyền tải của nó là 1 Xung Sóng mang có thể truyền tải được tối thiểu 1 Bit và có thể truyền tải tối đa tương đương 18-27 Bit với mỗi Xung Sóng mang. Trong lúc đó với Công nghệ Băng thông rộng như đã được đề cập ở trên là chỉ mới đạt được tỷ lệ tương ứng 10 Xung Sóng mang mới có thể truyền tải được 1 Bit thông tin và đối với Công nghệ OFDM thì cứ 5 Xung Sóng mang thì mới truyền tải được 1 Bit Thông tin vì thế khả năng truyền tải của SFCM gấp 180 - 270 lần so với Công nghệ Băng thông rộng trên cừng 1 Tần số và không tính theo Độ rộng Dải thông...

Một điều vô cùng quan trọng nữa là Điều Chế SFCM không tạo ra Phổ tần Dải thông như với bất kỳ Công nghệ nào trên Thế giới hiện nay đang áp dụng cho Viễn thông bởi vì Tần số Sóng mang SFCM sau khi đã được điều chế vẫn là một Đơn tần duy nhất và không tạo ra bất kỳ độ biến thiên nào về Tần số có nghĩa rằng  Df = 0 hay BW = 0 (tức là Độ rộng Dải thông của SFCM bằng 0).

Cũng chính vì vậy mà nó cho phép tạo ra vô số Tần số Sóng mang lân cận nhau với khoảng cách giữa các Tần số Sóng mang rất hẹp mà nhờ đó Tổng Dung lượng Thông tin mà Công nghệ SFCM có thể truyền được trên toàn miền Tần số Vô tuyến có thể lên tới 400 - 500 triệu Gbps thay vì chỉ đạt được 40-50Gbps bằng Công nghệ Băng thông rộng như hiện nay...

Vậy thì điều gì làm nên sự kỳ diệu cho Công nghệ SFCM như vậy?


2.1  Mô phỏng Công nghệ SFCM
2.2.  Định dạng Điều chế SFCM

2.3   Tổng hợp Biên độ và số lượng Xung Sóng mang SFCM



3./.   Các phương thức điều chế SFCM


Có ít nhất 3 Phương thức điều chế SFCM như dưới đây:

3.1  Điều chế SFCM đơn Phase
Những mô tả và trình bày trên đây chính là điều chế SFCM Đơn Phase.
Điều chế SFCM đơn như đã được trình bày ở các phần trên thì chỉ có khả năng ứng với cứ 1 Xung sóng mang chỉ có thể tải được 1 Bit Thông tin mà thôi.

3.2  Điều chế SFCM - QAM
Điều chế SFCM - QAM hay còn gọi là Single Frequency Code Quad Amplitude Modulation (viết tắt là SFCQAM) là phương thức điều chế bằng cách tạo ra hai Sóng mang có cùng Tần số f0 và lệch Phase nhau 90 độ để tăng gấp đôi Dung lượng Thông tin cần truyền tức là Dung lượng Thông tin C = 2f0...
Tuy nhiên, khác với Công nghệ QAM - Băng thông rộng là ở chỗ SFCQAM không tạo ra Phổ tần tức là Băng thông BW = 0, trong lúc Điều chế QAM - Băng thông rộng luôn đòi hỏi một Băng thông BW = C (tương đương Dung lượng cần truyền đi).

3.3 Điều chế SFCM 3 Phase
Bằng cách tạo ra 3 Sóng mang có cùng Tần số f0 nhưng lệch nhau 120 độ để có thể tăng được 3 lần Dung lượng tức là Tổng Dung lượng Thông tin được truyền C = 3f0.
Một điều vô cùng quan trọng nữa là nhờ việc điều chế thành 3 Phase mà Công nghệ SFCM có truyền tải Thông tin dưới dạng Mã Tam Phân thay cho Mã Nhị Phân hiện nay đang được áp dụng trong mọi Lĩnh vực Truyền thông Kỹ thuật Số cũng như Kỹ thuật Số nói chung.

Nhờ việc ứng dụng Mã Tam Phân mà Tốc độ truyền Thông tin sẽ nhanh gấp 9 lần so với nếu truyền Mã Nhị Phân (Tốc độ truyền Thông tin tỷ lệ với Bình phương của Cơ số của Mã được truyền, vì thế bằng cách nào đó nếu tăng được Cơ số của Mã Thông tin cần truyền lên n lần thì Tốc độ truyền tải Thông tin sẽ nhanh gấp n bình phương lần...)...

Như vậy, với Công nghệ 3 Phase SFCM, mỗi Xung Sóng mang SFCM có thể truyền tải được khoảng 18 - 27 Bit Thông tin và với Độ rộng Băng thông BW = 0 cho nên Tốc độ truyền của 3 Phase SFCM nhanh gấp 180 - 270 lần so với Công nghệ Băng thông rộng trên cùng một Tần số Sóng mang f0...

3.4  Điều chế SFCM - OFDM
Điều chế SFCM - OFDM hay còn gọi là SFCOFDM là phương thức tạo ra vô số chập 3 Sóng mang SFCM (3 Phase SFCM) hoặc vô số các cặp Tần số I-Q (SFCQAM) thì sẽ truyền tải được một Dung lượng cực kỳ lớn...

4./.  Cách Tần SFCM
4.1.  Cách Tần
Để có thể thực hiện được Công nghệ SFCOFDM, cần phải xác định khoảng cách Tần số giữa các Sóng mang SFCM lân cận nhau là bao nhiêu thì mới đảm bảo độ tin cậy đối với Thông tin được truyền đi.

Ngày nay, Công nghệ Băng thông rộng đã có khả năng truyền tải được Dung lượng Thông tin theo một Hệ thức toán học đơn giản là 1 Bit Thông tương đương độ biến thiên của Tần số Sóng mang là 1 Hz tức là:

C = Df

Trong đó, C tính bằng đơn vị Bit và  Df tính bằng Hz.

Điều đó có nghĩa rằng các Mạch Cộng hưởng cũng như các Hệ thống Giải điều chế của Công nghệ Băng thông rộng có thể phân biệt được sự biến thiên của Tần số Sóng mang chính xác tới từng Hz hay nói cách khác là Độ phân giải Cộng hưởng và Giải điều chế là 1Hz.
Vì thế, về mặt Lý thuyết có thể tạo ra các Sóng mang SFCM lân cận nhau cách nhau với Cách Tần Df = 1Hz.
Tuy nhiên trên thực tế không nhất thiết phải đòi hỏi hai Sóng mang SFCM lân cận phải có khoảng cách Tần số bé tới 1Hz mà là để nói lên rằng Tiềm năng và Triển vọng về việc tăng và tạo ra vô số Sóng mang SFCM để tạo ra một Công nghệ Siêu tốc độ cao SFCOFDM đạt được với một khả năng truyền tải Thông tin mạnh khủng khiếp...

4.2  Điều chế Matrix-SFCM
Như những phần trên đã trình bày: Điều chế SFCM cho dù áp dụng cho việc truyền Tín hiệu Số hay Tín hiệu Analog thì nó cũng đều tạo ra một Sóng mang duy nhất có Tần số không đổi f0. Vì thế có thể áp dụng Công nghệ OFDM để tạo ra khả năng truyền tải được Thông tin lớn hơn so với điều chế SFCM đơn.
Mặc dù việc áp dụng Công nghệ OFDM cho Điều chế SFCM có thể tạo cho SFCM một khả năng truyền tải gấp hàng triệu thậm chí gấp hàng chục triệu lần so với Công nghệ Băng thông rộng nhưng vẫn không mạnh bằng Công nghệ Matrix-SFCM.

Vậy Công nghệ Matrix-SFCM là gì?

Đó chính là Điều chế SFCM dựa trên cơ sở là ứng với 1 Xung Sóng mang có thể truyền tải được 1 Bit Thông tin đối với Công nghệ Digital-SFCM (hay nói chính xác hơn là n+2 Xung Sóng mang có thể truyền tải được n Bit Thông tin) hoặc 2 Xung Sóng mang có thể tải được 1 Xung Tín hiệu Analog đối với Công nghệ Analog-SFCM.
Đồng thời, trên cơ sở của Công nghệ Băng thông rộng cho phép SFCM ngoài việc tạo ra một Tần số đã được chế SFCM duy nhất thì nó cũng có thể ứng điều biến Tần số để phối hợp với Nguyên lý n+2 Xung Sóng mang có thể truyền được n Bit Thông tin để tạo ra một Ma-trận Thông tin được truyền đi bởi một Ma-trận (n+2) x  Df.
Vì thế, nó sẽ tạo ra một khả năng mang được một Dung lượng Thông tin Siêu lớn thông qua 1 ví dụ cụ thể với Tần số Sóng mang trong dải 1GHz và Băng thông 108MHz thì Dung lượng Thông tin C được truyền đi sẽ được xác định bởi Hệ thức toán học giản đơn dưới đây:

C = f0 x BW = 1GHz x 108MHz = 108 000 000Gbps

Trong đó, C là Dung lượng hay Tốc độ truyền Thông tin, f0 là Tần số Sóng mang trung tâm và BW là Độ rộng Băng thông

 


Tác giả bài viết: Dr Trần Phúc Ánh

Lưu ý: Các bài viết trên in lại các trang web hoặc các nguồn phương tiện truyền thông khác không xác định nguồn http://tri-heros.net là vi phạm bản quyền

Tổng số điểm của bài viết là: 1 trong 1 đánh giá
Click để đánh giá bài viết
Từ khóa: ngày nay, bùng nổ, công nghệ, thông tin, to lớn, kinh tế, thế giới, thúc đẩy, phát triển, quan trọng

Những tin mới hơn

Những tin cũ hơn