Kỷ yếu hội nghị khoa học kỷ niệm 15 năm ngày truyền thống học viện công nghệ bưu chính viễn thông 19 7 1997 19 7 2012 (tt)

Tháng 7/1997 Chính phủ đã Quyết định thành lập Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Học viện trực thuộc Tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam trên cơ sở sắp xếp lại các đơn vị đà

BAN BIÊN TẬP

KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC KỶ NIỆM 15 NĂM

NGÀY TRUYỀN THỐNG HỌC VIỆN

1 PGS.TS Hoàng Minh Giám đốc Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Trưởng ban

2 TS Vũ Tuấn Lâm Phó Giám đốc Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Phó Trưởng ban

3 TS Tân Hạnh Trưởng Khoa Công nghệ thông tin 2 Thành viên

4 PGS.TS Trần Công Hùng Phó trưởng Phòng ĐT&KHCN Cơ sở Học viện tại TP.HCM Thành viên

5 Ths Nguyễn Kim Quang Viện trưởng Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện Thành viên

6 TS Nguyễn Trung Kiên Viện trưởng Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông Thành viên

7 PGS.TS Lê Bá Long Trưởng Khoa Cơ bản 1 Thành viên

8 PGS.TS Từ Minh Phương Trưởng Khoa Công nghệ Thông tin 1 Thành viên

9 PGS.TS Nguyễn Thị Minh An Trưởng Khoa Quản trị Kinh doanh 1 Thành viên

10 TS Nguyễn Tiến Ban Phụ trách Khoa Viễn thông 1 Thành viên

11 TS Đinh Thị Thu Phong Trưởng Phòng ĐT&KHCN Thành viên

12 Ths Đặng Thu Hà Trưởng phòng Tổng hợp Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện Thành viên

13 Ths Đinh Thanh Phương Phòng Kế hoạch Tài chính

Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện Thành viên

14 CN Đinh Thị Bích Hạnh Phòng Đào tạo và Khoa học Công nghệ Thư ký

MỤC LỤC

- LỜI NÓI ĐẦU 9

- BÁO CÁO ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ GIAI ĐOẠN 1997-2012 11

- TIỂU BAN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

1 Thiết bị tạo tín hiệu Millimeter-wave dựa trên hiệu ứng tạo tín hiệu hiệu tần

trong ống dẫn sóng hình chữ nhật tinh thể quang phi tuyến 23

2 Một phương pháp xây dựng hàm băm sử dụng các cấp số nhân Cyclic trên

vành đa thức 29

3 Khảo sát hiệu năng mạng hình lưới không dây qua các giao thức định tuyến

với mô hình chuyển động điểm ngẫu nhiên 35

4 Ảnh hưởng của mạng cáp truyền hình đến các nghiệp vụ vô tuyến điện 42

5 Một phương giải mã mới cho hệ thống V-Blast tín hiệu PSK 48

6 Cải thiện hiệu năng hệ thống DQPSK – OTDM bằng kỹ thuật tách kênh

10 Tốc độ bit trong truyền hình số phân giải cao 84

11 Gói Dịch vụ Truyền thông phong phú 91

12 Phương pháp xác định độ không đảm bảo đo cho các thiết bị thông tin vô

tuyến điện (VTĐ) 96

13 Một số hệ thống điều khiển tiên tiến: PLC, DCS, hệ thống điều khiển trên máy

tính và hệ điều khiển mờ 102

14 Một số công nghệ tiềm năng áp dụng nhằm phát triển hạ tầng truy nhập băng

rộng cho vùng nông thôn Việt Nam 108

15 Sản phẩm IMS CLIENT đa nền tảng của CDIT 114

16 Phương pháp đo kiểm chất lượng đồng bộ cho dịch vụ Mobile Backhaul trên

hệ thống truyền tải Ethernet 118

17 Các ứng dụng của MEMS sinh học trong y tế 124

18 Hệ thống hỗ trợ kinh doanh thông minh và những ứng dụng trong dịch vụ

viễn thông 130

19 Thiết kế hệ thống điều khiển phân tán đèn giao thông trong phạm vi đô thị 135

- TIỂU BAN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

20 An toàn bảo mật trên các API cho Cloud Computing 143

21 Xây dựng ứng dụng ETL dựa trên Jasper ETL 146

22 Ứng dụng mô hình xuyên lớp cho TCP di động khi địa chỉ IP thay đổi 149

23 Giải thuật NTT trong đánh giá khách quan chất lượng Video của các ứng dụng

đa phương tiện 155

24 Ứng dụng công nghệ Domain Controller bảo mật máy tính người dùng 160

25 Mô hình kinh doanh nội dung video trên Youtube, hướng đi mới và sản phẩm

animation của CDIT 165

26 Windows 8: Cơ hội phát triển ứng dụng 171

27 Đánh giá các giải pháp cân bằng độ trễ và hiệu quả năng lượng trong các

mạng cảm biến không 177

28 Điều khiển tắc nghẽn đa đường trên các mạng không dây 184

29 Ảnh hưởng của sai lệch RTT đến sự phân phối băng thông động trên

32 Nghiên cứu Handover trong Mobile IP 216

- TIỂU BAN QUẢN LÝ KINH TẾ

33 Sự xuất hiện ngành ICT tại Việt Nam từ góc nhìn của kinh tế tri thức 225

34 Phân chia doanh thu trong ngành Bưu chính – Cơ sở lý luận, điều kiện thực

hiện, kinh nghiệm cho các nước và bài học cho Việt Nam 233

35 Tiếp thị số và các bước chuyển dịch của truyền thông 240

36 Nâng cao chất lượng dịch vụ bưu chính của VNPOST trong điều kiện trạnh

tranh và hội nhập 243

37 Ứng dụng mô hình Servqual trong việc đo lường chất lượng dịch vụ trong lĩnh

vực đào tạo 248

38 Kinh nghiệm cung cấp dịch vụ IPTV của một số nhà khai thác 254

39 Marketing trực tuyến và khả năng ứng dụng trong hoạt động truyền thông của

Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn thông 259

40 Một số kinh nghiệm thu hút khách hàng của Tập đoàn Thông tin di động

Trung Quốc 267

41 Cơ hội, thách thức trong kinh doanh dịch vụ Chữ ký số của VNPT 275

42 Xây dựng văn hóa doanh nghiệp trong VNPT 281

43 Mối liên hệ giữa thương hiệu và hành vi sử dụng dịch vụ điện thoại di động

của sinh viên 286

44 Nhận định các đối thủ của VNPT trong kinh doanh dịch vụ băng rộng cố định 292

45 Nghiên cứu 10 doanh nghiệp ICT hàng đầu Châu Á ở hiện tại và đến 2015 298

46 Các nhân tố tác động lên lòng tin trong mối quan hệ giữa nhà cung cấp dịch

vụ Viễn thông và khách hàng doanh nghiệp tại Việt Nam 304

47 Đánh giá năng lực cạnh tranh của doanh nghiệp cung cấp dịch vụ Viễn thông 315

48 Tái cấu trúc doanh nghiệp – giải pháp quan trọng nâng cao năng lực cạnh

tranh của doanh nghiệp cung cấp dịch vụ Viễn thông 321

49 Văn hóa doanh nghiệp- tiếp cận từ một cơ sở đào tạo 326

- TIỂU BAN GIÁO DỤC ĐÀO TẠO

50 Nhu cầu đào tạo của cán bộ quản lý Kinh doanh tại Tập đoàn Bưu chính Viễn

thông Việt Nam (VNPT) 335

51 Kỳ dị tại vô hạn của đa thức hai biến thực 341

52 Cơ sở lý luận xây dựng đề cương giảng dạy Vật lý cho sinh viên chuyên

ngành ICT ở HVCNBCVT 347

53 Ứng dụng phương pháp CDIO cho xây dựng chương trình đào tạo và thiết kế

phương pháp đào tạo cho Khoa sáng tạo đa phương tiện – HVCNBCVT 353

54 Khóa đào tạo kỹ năng đo kiểm khắc phục sự cố mạng và dịch vụ IP/NGN 360

55 Đề xuất một số kỹ năng và kiến thức đối với kỹ sư Kỹ thuật Điện tử 369

56 Ứng dụng Công nghệ thông tin đổi mới cách đánh giá kết quả học tập của sinh

LỜI NÓI ĐẦU

Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông (Học viện) là đơn vị nghiên cứu, đào tạo hoạt động trong lĩnh vực Bưu chính Viễn thông và Công nghệ thông tin, đơn vị thành viên của Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam Trong quá trình xây dựng và phát triển, Học viện đã chủ trì nhiều đề tài cấp Nhà nước, cấp Bộ và cấp Tập đoàn, đã đào tạo đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật

có trình độ chuyên môn cao, đủ năng lực đảm dương đồng thời hai nhiệm vụ giảng dạy và nghiên cứu nhằm thực hiện tốt mục tiêu: gắn kết giữa nghiên cứu với đào tạo và sản xuất kinh doanh của Ngành Học viện cũng luôn tích cực tham gia các chương trình KHCN trọng điểm của quốc gia trong lĩnh vực Điện tử - Viễn thông - Công nghệ thông tin Kết quả các đề tài do Học viện chủ trì

đã và đang góp phần định hướng chiến lược phát triển khoa học công nghệ của Ngành và đất nước Các sản phẩm nghiên cứu của Học viện được áp dụng và chuyển giao cho các đơn vị quản

lý, khai thác mạng lưới của Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam và xã hội Trải qua 15 năm hoạt động, Học viện đã được Nhà nước trao tặng Huân chương Lao động hạng Nhì và nhiều danh hiệu cao quý khác

Nhân dịp kỷ niệm 15 năm ngày truyền thống (17/9/1997 - 17/9/2012), Học viện ra mắt kỷ yếu

Hội nghị Khoa học năm 2012 với chủ đề "Phát triển Công nghệ và Dịch vụ hướng tới Mạng hội tụ” gồm 58 bài với mục đích:

- Phổ biến các kết quả nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ phục vụ sản xuất kinh

doanh, hiện đại hóa mạng lưới mà Học viện đã thực hiện trong thời gian qua

- Giới thiệu các công nghệ mới, các chuyên đề về Điện tử Viễn thông - Công nghệ thông tin

- Là diễn đàn cho các nghiên cứu viên, các cán bộ quản lý, khoa học kỹ thuật, giảng viên,

nghiên cứu sinh của Học viện trao đổi các kiến thức khoa học và công nghệ trên các lĩnh vực Bưu chính - Viễn thông - Công nghệ thông tin, các kinh nghiệm về quản lý đào tạo, gắn kết công tác nghiên cứu với đào tạo và sản xuất kinh doanh

Ban Biên tập xin trân trọng cảm ơn các tác giả đã tích cực gửi bài đăng ký tham dự Hội nghị Khoa học, các phản biện đã làm việc khẩn trương, hiệu quả, đóng góp ý kiến cho các tác giả hoàn thiện bài báo cáo

Trong quá trình tập hợp và biên soạn, khó có thể tránh khỏi những sai sót Ban Biên tập rất mong các độc giả lượng thứ và cho ý kiến đóng góp

Hà Nội, tháng 9 - 2012

BAN BIÊN TẬP

TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ

BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Hà Nội, ngày 14 tháng 9 năm 2012

BÁO CÁO ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

GIAI ĐOẠN 1997-2012

PHẦN I: ĐẶC ĐIỂM TÌNH HÌNH 1.1 VAI TRÒ CỦA KHCN TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HỌC VIỆN

Phát triển về nguồn nhân lực và tiềm lực Khoa học công nghệ (KHCN) phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước trở thành vấn đề cấp bách, đặc biệt là với ngành Bưu chính Viễn thông và Công nghệ thông tin (BCVT&CNTT) là ngành có công nghệ cao và luôn thay đổi một cách nhanh chóng, đồng thời là ngành chịu sức ép hội nhập Quốc tế, sức ép cạnh tranh rất cao, cần phải có nguồn nhân lực có trình độ chuyên môn cao và chủ động làm chủ được công nghệ Tháng 7/1997 Chính phủ đã Quyết định thành lập Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông (Học viện) trực thuộc Tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam trên cơ sở sắp xếp lại các đơn

vị đào tạo-nghiên cứu trực thuộc Tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam để thực hiện các mục tiêu:

 Kết hợp các hoạt động nghiên cứu khoa học với giáo dục - đào tạo để đáp ứng nhanh các yêu cầu thực tiễn của hoạt động sản xuất kinh doanh;

 Góp phần quan trọng đẩy nhanh tiến độ thực hiện các mục tiêu chiến lược của Ngành thông qua việc đáp ứng nhanh chóng các nhu cầu về khoa học công nghệ và nguồn nhân lực đồng

bộ, lành nghề cho Ngành và cho xã hội

 Tạo ra một mô hình mới trong việc huy động nguồn lực (cả kinh tế và môi trường thực tiễn…) từ các doanh nghiệp mạnh của Nhà nước cho nghiên cứu khoa học và giáo dục đào tạo đáp ứng nhu cầu thực tiễn của doanh nghiệp và của xã hội

Đến nay, qua 15 năm hoạt động thực tiễn của Học viện đã chứng tỏ tính đúng đắn về mô hình tạo sự gắn kết đào tạo-nghiên cứu-sản xuất khi thành lập Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông thuộc Tổng công ty Trong quá trình phát triển, Học viện luôn lấy hoạt động nghiên cứu khoa học làm nòng cốt và thực hiện các hoạt động đào tạo “xoay quanh” sự phát triển tiềm lực khoa học công nghệ để nâng cao chất lượng đội ngũ và đảm bảo chất lượng đào tạo và phục vụ tốt nhất cho nhu cầu SXKD của Tập đoàn và xã hội

1.2 THUẬN LỢI

Học viện ra đời trong điều kiện, bối cảnh đổi mới chung của đất nước về Khoa học công nghệ

nên có nhiều thuận lợi để Học viện phát huy nội lực và ngoại lực để phát triển, đó là:

- Sự quan tâm chỉ đạo sát sao của Lãnh đạo các cấp Bộ, Ngành, Trung ương và Tập đoàn tạo điều kiện để có những cơ chế đặc thù thúc đẩy hoạt động củng Học viện nói chung và hoạt động KHCN nói riêng phát triển

- Truyền thống nghiên cứu hàng chục năm của các đơn vị nghiên cứu chuyên ngành, các đơn

vị nghiên cứu trong Học viện đã làm tốt hoạt động nghiên cứu đáp ứng yêu cầu của thực tế mạng lưới Học viện hiện là một trong các đơn vị nghiên cứu đi đầu trong cả nước về tổ chức nghiên cứu theo nhu cầu doanh nghiệp và áp dụng ngay kết quả nghiên cứu vào thực tiễn

- Lợi thế nằm trong doanh nghiệp mạnh về KHCN và mạng lưới Viễn thông, CNTT nên hoạt động Giáo dục Đại học dần dần được gắn với mạng lưới của Tập đoàn do đó giảng viên và sinh viên có điều kiện nghiên cứu để nâng cao tính tính thực tiễn trong giảng dạy Hoạt động NCKH của các Viện đã gắn với thực tiễn hoạt động của Tập đoàn “bám sát – kịp thời” giải quyết nhu cầu

và những vấn đề của mạng lưới

- Học viện có cả Viện & Trường và có doanh nghiệp lớn hậu thuẫn (có tiềm lực khoa học công nghệ, là thị trường khoa học công nghệ với mạng lưới Viễn thông, CNTT chính là một phòng thí nghiệm ảo rất lớn ) gắn Nghiên cứu với Đào tạo và sản xuất kinh doanh (SXKD) là cơ hội để Học viện phát triển ngang tầm khu vực

- Là đơn vị nghiên cứu, đào tạo hoạt động trong lĩnh vực CNTT, truyền thông Học viện có lợi thế trong hợp tác nghiên cứu với các tổ chức quốc tế là đối tác cung cấp sản phẩm, dịch vụ, thiết bị cho Tập đoàn

- Sự cạnh tranh trong lĩnh vực đào tạo và nghiên cứu khoa học ngày càng gay gắt là cơ hội

để các đơn vị nghiên cứu, đào tạo nói chung và Học viện phát huy tính năng động, đổi mới tư duy quản lý nghiên cứu, đào tạo để nâng cao chất lượng và bám sát nhu cầu của thực tiễn

1.3 KHÓ KHĂN

- Học viện thực hiện thí điểm mô hình mới của Đảng và Nhà nước, là đơn vị ra đời đầu tiên nên chưa có các cơ chế đặc thù, do đó trong thực tiễn hoạt động có sự mâu thuẫn và đan xen giữa nhận thức và quyền lợi, đòi hỏi phải vừa năng động, vừa thuyết phục duy trì đổi mới, vừa đảm bảo mọi mặt hoạt động, vừa từng bước hoàn thiện tổ chức, cơ chế và các nội dung hoạt động;

- Các Viện nghiên cứu hoạt động trong cơ chế bao cấp lâu năm; nên việc chuyển đổi nghiên cứu theo cơ chế doanh nghiệp của Tập đoàn còn chậm chạp,vì vậy làm hạn chế sức mạnh của đội

ngũ nghiên cứu của Học viện

PHẦN II KẾT QUẢ HOẠT ĐỘNG KHCN

Trong hoạt động nghiên cứu, triển khai KHCN, Học viện đã bám sát chiến lược KHCN của Quốc gia và của Ngành Tận dụng thời cơ, vượt qua khó khăn thách thức, Học viện đã nghiên cứu xây dựng những qui định, quy chế quản lý hoạt động KHCN phù hợp cho từng giai đoạn, nhằm thúc đẩy công tác NCKH và gắn kết giữa đào tạo nghiên cứu và sản xuất kinh doanh Trải qua 15

năm, Học viện đã vươn lên và khẳng định là trung tâm nghiên cứu hàng đầu trong lĩnh vực BCVT&CNTT của Quốc gia Những kết quả nghiên cứu của Học viện về KHCN và kinh tế BCVT

đã góp phần không nhỏ trong quá trình phát triển và hội nhập của Ngành BCVT và CNTT, được thể hiện trên các lĩnh vực sau đây:

2.1 LĨNH VỰC HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

2.1.1 Thực hiện các đề tài /nhiệm vụ khoa học công nghệ

Trong giai đoạn 1997-2012, Học viện đã triển khai 2.969 đề tài, nhiệm vụ KHCN các cấp, trong đó có 27 đề tài cấp Nhà nước, 396 đề tài cấp Bộ (Bộ Thông tin và Truyền thông), 986 đề tài

và nhiệm vụ cấp Tập đoàn, 533 đề tài cấp Học viện và 1027 đề tài NCKH sinh viên Hàng năm, trung bình Học viện thực hiện trên 300 đề tài/Hợp đồng KHCN các cấp và các đề tài/hợp đồng khoa học công nghệ của Học viện đều bám sát thực tế của mạng lưới cũng như đáp ứng kịp thời nhu cầu phát triển của Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam, của xã hội Có thể đánh giá các đề tài NCKH do Học viện thực hiện đều có tính ứng dụng, có giá trị thực tiễn cao và đã góp phần vào sự phát triển vượt bậc của ngành thông tin truyền thông của Việt Nam trong thời gian qua

Bên cạnh đó, Học viện cũng luôn tích cực tham gia các chương trình KHCN trọng điểm của quốc gia trong lĩnh vực Điện tử - Viễn thông - Công nghệ thông tin Kết quả các đề tài do Học viện chủ trì đã và đang góp phần định hướng chiến lược phát triển khoa học công nghệ của đất nước, trong đó có những đề tài tiêu biểu như: Đề tài phát triển ICT cho Nông thôn góp phần đưa công nghệ thông tin về vùng nông thôn, rút ngắn khoảng cách số giữa thành thị và nông thôn; đề tài Nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ dịch vụ mạng IP tiếp cận công nghệ Internet thế

hệ mới; đề tài Nghiên cứu ứng dụng các công nghệ tự động hoá tiên tiến để nâng cao hiệu suất sử dụng và chất lượng dịch vụ bưu chính viễn thông Việt Nam; đề tài Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tổng đài đa dịch vụ, chuyển mạch mềm và đưa vào ứng dụng tại các vùng nông thôn, miền núi, biên giới

Hoạt động Nghiên cứu khoa học, với đặc điểm là gần như 100% các sản phẩm khoa học công nghệ của Học viện đều xuất phát từ nhu cầu doanh nghiệp và từ yêu cầu của công tác quản lý Nhà nước, do đó trong những năm qua Học viện đã thực hiện hàng nghìn hợp đồng khoa học và chuyển giao công nghệ với các đơn vị trong và ngoài nước Tổng kinh phí KHCN các đơn vị nghiên cứu trong Học viện đã thực hiện (giai đoạn 1997-2012) là trên 413 tỷ đồng Tổng kinh phí đề tài nhiệm

vụ cấp Tập đoàn là 349,8 tỷ Kinh phí NCKH trung bình hàng năm của Học viện khoảng 40 tỷ đồng Nguồn thu từ hoạt động Khoa học công nghệ của Học viện hiện đã đạt gần 30% tổng nguồn

thu (vượt chỉ tiêu đề ra của Chính phủ tại Nghị quyết 14/2005/NQ-CP cho các Trường Đại học

Việt Nam vào năm 2020 là 25% )

Song song với việc tổ chức triển khai nghiên cứu các đề tài; thực hiện các nhiệm vụ KHCN thì việc tham gia viết các bài báo đăng trên các tạp chí chuyên ngành, tham gia các cuộc hội thảo khoa học của quốc gia và khu vực cũng được Học viện quan tâm đẩy mạnh Học viện có trên 500 bài báo trong và ngoài nước và khoảng trên 300 đầu sách được xuất bản đã cho thấy rằng Học viện là đơn vị có tiềm lực khoa học Từ năm 2010, Học viện đã phối hợp với Viện KHCN Việt Nam xuất

bản Tạp chí KHCN chuyên đề Công nghệ thông tin và truyền thông đầu tiên, thu hút được sự tham gia, công bố công trình khoa học của các nhà giáo, nhà khoa học trong nước và Quốc tế

2.1.2 Công tác tư vấn thiết kế qui hoạch mạng lưới viễn thông và CNTT

Trong 15 năm qua, Học viện đã thực hiện tư vấn quy hoạch và thiết kế cho hơn 300 công trình

về các lĩnh vực như viễn thông nông thôn, mạng máy tính, mạng truyền dẫn, mạng ngoại vi, tiếp đất, chống sét … Công tác tư vấn thiết kế của Học viện đã góp phần thúc đẩy phát triển mạng lưới

và triển khai các dịch vụ mới tạo doanh thu cho Ngành và Xã hội Với năng lực và kinh nghiệm thực tế của mình, hiện nay, Học viện đã và đang được Tập đoàn tin tưởng giao nhiệm vụ xây dựng quy hoạch tối ưu mạng di động Vinaphone, Mobiphone cho một số tỉnh thành như Nam Định, thành phố Hồ Chí Minh

2.1.3 Công tác xây dựng các tiêu chuẩn, định mức kinh tế kỹ thuật, đo kiểm chất lượng mạng viễn thông và công nghệ thông tin

Học viện đã xây dựng 124 tiêu chuẩn kỹ thuật và trên 70 tiêu chuẩn, định mức về kinh tế Bưu chính Viễn thông, giúp cho các Bộ, Ngành và Tập đoàn VNPT có các tiêu chuẩn, các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật để sử dụng trong việc lựa chọn và đánh giá chất lượng thiết bị, chất lượng mạng và chất lượng dịch vụ

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu về tiêu chuẩn, đo lường chất lượng mạng lưới, Học viện đã chủ trì xây dựng phương pháp đo, kiểm tra, đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật, đánh giá hiệu năng sử dụng… cho phần lớn các thiết bị Viễn thông, Công nghệ thông tin phức tạp, đa dạng của các nhà cung cấp trên thế giới trước khi đưa vào khai thác chính thức trên mạng lưới Viễn thông Việt nam Trong thời gian qua Học viện cũng đã trực tiếp thực hiện hơn 500 đợt đo kiểm chất lượng mạng lưới và đã đề xuất nhiều giải pháp khoa học để nâng cao chất lượng cũng như khắc phục các sự cố đảm bảo an toàn thông tin cho quốc gia

2.1.4- Hoạt động chuyển giao công nghệ

Trên thực tế, các các đề tài, nhiệm vụ KHCN của Học viện đều bắt nguồn từ nhu cầu thực tế của mạng lưới Bưu chính, Viễn thông, Công nghệ thông tin và kết quả nghiên cứu đều được sử dụng để phục vụ lại quá trình điều hành, quản lý, SXKD của mạng lưới (có nhiều đề tài có giá trị

sử dụng và kinh tế cao) Theo thống kê thì 100% các nhiệm vụ khoa học do Học viện thực hiện đã được áp dụng trên mạng lưới Học viện đã được VNPT tin tưởng, tín nhiệm, ký kết nhiều nhiệm vụ KHCN trọng tâm của Tập đoàn, một số nhiệm vụ được triển khai trên phạm vi toàn quốc như đo kiểm nâng cao chất lượng mạng lưới viễn thông, xây dựng hệ thống phầm mềm quản lý mạng ngoại

vi và điều hành sửa chữa 119…

Các thành tựu nghiên cứu, chế thử các thiết bị viễn thông, phát triển phần mềm… của Học viện như tổng đài VINEX - 1000, hệ thống tích hợp tự động cung cấp dịch vụ thông tin bưu điện (MUCOS), Hệ thống phần mềm tính cước và in hoá đơn v.v đã đóng góp không nhỏ vào sự nghiệp phát triển công nghiệp viễn thông, công nghiệp phần mềm trong nước, từng bước góp phần gia tăng hàm lượng công nghệ và tỷ trọng sản phẩm của Việt Nam trên thực tiễn mạng lưới

Về chuyển giao công nghệ, nhiều kết quả nghiên cứu đã được triển khai trực tiếp phục vụ công tác quản lý điều hành, SXKD của mạng lưới BCVT: triển khai mạng máy tính phục vụ điều hành SXKD của Tập đoàn cho hơn 60 Bưu điện tỉnh thành; triển khai trên 100 chương trình phần mềm quản lý cho các Bưu điện tỉnh, thành; hệ thống quản lý mạng ngoại vi trên nền công nghệ bản đồ GIS (CAP MAP/GLS)… Việc triển khai vào mạng lưới cũng giúp Học viện tiếp tục hoàn thiện và nâng cao tính thực tiễn của công tác đào tạo - nghiên cứu khoa học

Với các kết quả như trên, Học viện đã khẳng định là một trong các trung tâm nghiên cứu hàng đầu trong lĩnh vực BCVT và CNTT của Quốc gia, góp phần vào sự nghiệp phát triển công nghiệp viễn thông, công nghiệp phần mềm trong nước, từng bước gia tăng hàm lượng làm chủ công nghệ, làm chủ sản phẩm trên thực tiễn mạng lưới BCVT và CNTT của đất nước

Với những đóng góp tích cực trong công tác nghiên cứu khoa học, Học viện đã được nhận nhiều giải thưởng có ý nghĩa như: Huy chương Bạc do Hội Vô tuyến Điện tử trao tặng cho hệ thống tổng đài TDW-M512 số; Huy chương Vàng Hội thi sáng tạo các sản phẩm điện tử Việt nam; Giải nhất Giải thưởng VIFOTEC năm 1998 cho sản phẩm tổng đài VINEX 1000; Giải Nhì Giải thưởng Sáng tạo VIFOTEC năm 2000 cho hệ thống Tính cước và Chăm sóc khách hàng BCSS; Giải Ba Giải thưởng VIFOTEC năm 2000 cho hệ thống Máy chủ thông tin đa phương tiện MUCOS…

2.2 VỀ GẮN KÉT GIỮA HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VỚI ĐÀO TẠO VÀ SẢN XUẤT KINH DOANH

Do Học viện là đơn vị thành viên thuộc Doanh nghiệp chủ lực của Nhà nước về lĩnh vực Công nghệ thông tin và Truyền thông, Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam nên có những điều kiện tốt để thực hiện gắn kết nghiên cứu với đào tạo và SXKD, cụ thể:

- Được Tập đoàn tạo điều kiện xây dựng hệ thống phòng Lab mô phỏng, các xưởng thực hành có trang thiết bị và cấu hình giống như mạng lưới ICT đang vận hành với các trang thiết bị thường xuyên được cập nhật, bổ sung từ mạng lưới của Tập đoàn Bên cạnh đó, Học viện được sử

dụng hệ thống các “phòng thí nghiệm thực tiễn” rất lớn, rất sống động đó chính là mạng lưới viễn

thông, công nghệ thông tin rộng lớn và trải khắp các tỉnh thành trên cả nước của VNPT để phục vụ cho công tác đào tạo, nghiên cứu khoa học, hướng dẫn sinh viên thực hành thực tập và trải nghiệm trong các môi trường làm việc thực tế

- Hoạt động theo cơ chế gần với cơ chế của doanh nghiệp, do vậy làm nâng cao tính tự chủ,

tự chịu trách nhiệm của Học viện trong mọi mặt hoạt động Học viện có điều kiện thường xuyên làm việc và tạo được mối quan hệ gắn kết, sâu rộng với các doanh nghiệp, các tổ chức, cá nhân trong và ngoài nước, trong và ngoài Tập đoàn đang hoạt động trong các lĩnh vực CNTT, truyền thông, quản lý, tài chính, dịch vụ, … tạo nên môi trường tốt để Học viện hợp tác, liên kết, cộng tác nhằm liên tục nâng cao tiềm lực nghiên cứu khoa học, nâng cao chất lượng đào tạo

- Thực hiện đồng thời cả 2 hoạt động Nghiên cứu khoa học và Giáo dục đào tạo, do vậy đã

tạo ra mô hình gắn kết hữu cơ giữa Đào tạo (trường Đại học) - Nghiên cứu khoa học (Các Viện

nghiên cứu đầu ngành) -Sản xuất kinh doanh (hoạt động tự chủ theo đặt hàng của Doanh nghiệp

và đáp ứng nhu cầu xã hội)

Học viện đã xây dựng được đội ngũ cán bộ có trình độ, chuyên sâu trong lĩnh vực BCVT và

CNTT; thực hiện sử dụng các kết quả nghiên cứu của các viện nghiên cứu, của các giảng viên vào việc đổi mới chương trình, nội dung đào tạo qua đó nâng cao chất lượng đào tạo, gắn lý thuyết hàn lâm với thực tiến hoạt động mạng lưới SXKD Học viện đã tích cực, chủ động gắn hoạt động của các Viện nghiên cứu với các khoa đào tạo, trong Học viện các Viện nghiên cứu đều được giao đầy

đủ chức năng như khoa đào tạo Đại học Thực tế trong 15 năm qua, Học viện đã có hơn 3.000 lượt cán bộ nghiên cứu tham gia giảng dạy, hướng dẫn thực tập tốt nghiệp cho các hệ đào tạo của Học viện Các cán bộ nghiên cứu đã tham gia, chủ trì xây dựng giáo trình, bài giảng, sinh hoạt học thuật với khoa và một số làm kiêm nhiệm Lãnh đạo bộ môn của Khoa đào tạo Có hơn 5.000 lượt giảng viên của Học viện tham gia NCKH trong đề tài các cấp: hơn 3.000 lượt sinh viên tham gia các đề tài NCKH cấp cơ sở Đã có khoảng 400 lượt nghiên cứu viên tham gia giảng dạy, trong đó có hướng dẫn nghiên cứu sinh và học viên cao học Các hoạt động gắn kết thể hiện rõ nét trong công tác nghiên cứu với đào tạo và sản xuất kinh doanh như sau:

- Học viện vừa có các Khoa đào tạo Đại học và Sau đại học, vừa có các Viện nghiên cứu và nằm ngay trong mạng lưới của doanh nghiệp và hoạt động nghiên cứu của Học viện được thực hiện bởi các Viện nghiên cứu chuyên ngành với 100% đều do doanh nghiệp đặt hàng nên kết quả nghiên cứu phải được áp dụng trực tiếp vào hoạt động sản xuất kinh doanh của doanh nghiệp Do

đó hoạt động nghiên cứu của Học viện vừa có tính khoa học, vừa có tính thực tiễn và luôn theo kịp

với các thay đổi của công nghệ, luôn bám sát được với thực tiễn của mạng lưới

- Cùng với việc nghiên cứu, giảng dạy mang tính hàn lâm, lý thuyết của các Khoa đào tạo thì các cán bộ giảng dạy và sinh viên đều được bố trí tham gia nghiên cứu cùng với các Viện nghiên cứu để vừa tăng cường thêm nguồn lực cho hoạt động nghiên cứu của các Viện, vừa nâng cao tính

thực tiễn và tăng cường năng lực cập nhật với các công nghệ mới cho cán bộ giảng dạy

- Các Viện nghiên cứu đã gắn các phòng thí nghiệm của mình với công tác giảng dạy bằng việc xây dựng các bài thực hành chuyên sâu để chuyển giao cho các Khoa chuyên ngành đào tạo, giúp cho sinh viên của Học viện tiếp cận của thực tế mạng lưới một cách nhanh chóng Chính điều

này tạo nên sự khác biệt của Học viện với các trường Đại học khác trong đào tạo gắn với thực tiễn

- Sự gắn kết còn được thực hiện thông qua việc các cán bộ nghiên cứu được phân công để tham gia biên soạn, thẩm định giáo trình bài giảng, tham gia giảng dạy, tham gia hướng dẫn sinh viên thực tập, hướng dẫn tốt nghiệp Nhiều kết quả nghiên cứu của Học viện được các Khoa và các sinh viên, học viên, nghiên cứu sinh sử dụng, đưa vào trong các đề tài, luận văn của mình Thêm vào đó, Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ của các học viên Cao học được thực hiện trên cơ sở tham khảo các đề tài/nhiệm vụ KHCN của các đơn vị nghiên cứu, thực tế hoạt động của doanh nghiệp nơi học viên cao học công tác

- Không chỉ có tham gia vào các khâu rời rạc của quá trình đào tạo, Học viện tạo điều kiện tích cực, chủ động gắn hoạt động của các Viện nghiên cứu với các Khoa đào tạo Viện nghiên cứu

hiện đang đảm nhận và thực hiện luôn đầy đủ chức năng của 1 Khoa đào tạo đại học hoặc đang đảm nhận chức năng của 1 số bộ môn Đào tạo chuyên ngành, như Viện Công nghệ thông tin và Truyền thông đảm trách Khoa Công nghệ Đa phương tiện, Viện Kinh tế Bưu điện đảm nhận bộ môn Marketing Qua thực tiễn hoạt động, có thể thấy Học viện đã cơ bản tiếp cận giải quyết được vấn đề tồn tại lớn mà nhiều Trường đại học của Việt Nam đang gặp phải, đó là liên kết được các

yếu tố: Cơ sở đào tạo - Doanh nghiệp và xã hội - Viện nghiên cứu - Cơ sở đào tạo/nghiên cứu

khác ,

Mô hình gắn kết Nghiên cứu với Đào tạo và SXKD này đã được người học và doanh nghiệp đánh giá cao, vừa có tính học thuật, vừa bám sát thực tiễn hoạt động SXKD và phục vụ lợi ích của người học, của doanh nghiệp Giải pháp gắn kết: thực hiện Nghiên cứu theo đặt hàng của thực tiễn SXKD của doanh nghiệp; Gắn Nghiên cứu với Đào tạo; Gắn đào tạo với thực tế nhu cầu của doanh nghiệp đã tạo nên cầu nối hữu cơ giữa Nghiên cứu với Đào tạo và với thực tiễn SXKD, tạo tiền đề tiệm cận nhanh với mô hình Đại học nghiên cứu của các nước phát triển hiện nay

2.3 MỘT SỐ HẠN CHẾ VƯỚNG MẮC

Mặc dù đạt được một số kết quả nghiên cứu KHCN, tuy nhiên hoạt động nghiên cứu KHCN của Học viện còn chưa thực sự đáp ứng được so với nhu cầu phát triển KHCN của Tập đoàn, của Ngành, của đất nước Hoạt động KHCN còn gặp nhiều khó khăn, vướng mắc

- Học viện là đơn vị hoạt động trong lĩnh vực đào tạo, nghiên cứu nhưng nằm trong doanh nghiệp nên trong quá trình vận hành hoạt động KHCN nói riêng và các hoạt động khác nói chung

có những điểm chưa đồng bộ Điều này làm hạn chế đầu tư lớn cho KHCN của Học Viện từ Tập đoàn kinh tế mạnh Mối quan hệ kinh tế giữa Học Viện và Tập đoàn hiện nay là giao nhiệm vụ kèm kinh phí với mục đích để tiến dần đến quan hệ hợp đồng kinh tế theo đặt hàng nhưng trong quản lý còn đang tuân theo một số quy định của chế độ kế hoạch, tài chính cho đơn vị sự nghiệp,

vì vậy còn một số điểm còn bất cập, vướng mắc Bên cạnh đó, chưa có cơ chế khuyến khích thử nghiệm và dùng các kết quả nghiên cứu KHCN

- Học viện cần xây dựng một môi trường nghiên cứu đích thực, tức là vừa có tính thực tiễn cao của một đơn vị nghiên cứu thuộc doanh nghiệp nhưng cũng vừa phải đảm bảo tính học thuật của một Viện nghiên cứu khoa học đầu ngành của Quốc gia Với lợi thế có doanh nghiệp lớn đặt hàng, giao nhiệm vụ trực tiếp như hiện nay thì Học viện đang có cơ hội rất thuận lợi để vươn lên

và sớm trở thành một trong các đơn vị Nghiên cứu ứng dụng có uy tín ở Việt nam Tuy nhiên do là đơn vị không hưởng ngân sách Nhà nước nên Học viện chưa có nhiều cơ hội tiếp cận với các nguồn đầu tư nghiên cứu cơ bản, nghiên cứu công nghệ cao của Nhà nước để nâng cao tiềm lực khoa học công nghệ cả về đội ngũ và cơ sở vật chất Chính vì vậy, tính hàn lâm, tính học thuật trong nghiên cứu khoa học của Học viện còn hạn chế

- Không phải tất cả các giảng viên được nghiên cứu giải quyết các bài toán thực tiễn theo đặt hàng của Tập đoàn, nhiều giáo viên vẫn thực hiện công tác giảng dạy là chính nên trình độ giáo viên không được nâng cao Đội ngũ giáo viên không có điều kiện có được nguồn kinh phí nghiên cứu một cách thường xuyên để nâng cao trình độ cho chính mình và cho sinh viên, không có được

các nhiệm vụ nghiên cứu lớn, dài hạn, Đặc biệt là các chủ trì nhiệm vụ nghiên cứu không có kinh phí để tuyển mộ,chi trả cho sinh viên nghiên cứu, một việc thường tình trên thế giới đã làm

- Sinh viên trong trường chưa có được môi trường khuyến khích nghiên cứu và sáng tạo Sinh viên không có kinh phí cho việc tham gia thí nghiệm ở các cơ sở ngoài Học viện cũng như thực tập tại các doanh nghiệp, cơ sở nghiên cứu có trình độ cao Đặc biệt là một Học viện có tính thực tiễn cao như Học viện Công nghệ Bưu chính viễn thông vẫn chưa có cơ sở ươm tạo công nghệ, ươm tạo doanh nghiệp công nghệ., Trung tâm chuyển giao công nghệ, thương mại hóa kết quả nghiên cứu, Trung tâm hỗ trợ về sở hữu trí tuệ, phát triển thị trường công nghệ… như các trường kỹ thuật của nước ngoài

- Để nâng cao chất lượng giảng dạy và nghiên cứu, Học viện cần mời được các giảng viên, nghiên cứu viên nước ngoài trình độ cao với mức lương phù hợp theo chuẩn quốc tế Tương tự như vậy, việc cử cán bộ nghiên cứu tham gia các nhiệm vụ nghiên cứu ở nước ngoài cũng cần có mức kinh phí theo yêu cầu phía bạn Đến nay, Học viện vẫn chưa có chính sách và cơ chế này

PHẦN III ĐỊNH HƯỚNG HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU KHCN NĂM 2012-2020 3.1 ĐỊNH HƯỚNG CHUNG

Trên cơ sở thực tiễn trong những năm qua, Học viện đã xác định định hướng phát triển Học viện đến năm 2020 là:

(1) Phát triển Học viện theo mô hình Trường đại học nghiên cứu hoạt động theo cơ chế doanh nghiệp, tự chủ tự chịu trách nhiệm; lấy hoạt động NCKH làm nòng cốt; thực hiện gắn kết chặt chẽ giữa Nghiên cứu, Đào tạo với Sản xuất kinh doanh; tiệm cận nhanh với mô hình Trường đại học nghiên cứu trong khu vực và của thế giới;

(2) Phát triển Học viện trở thành tổ chức nghiên cứu, đào tạo, chuyển giao công nghệ và kinh doanh hiện đại, đa ngành, đa lĩnh vực; Tập trung xây dựng các cơ sở Nghiên cứu, Đào tạo tại

Hà nội và Thành phố Hổ chí Minh để đến 2020 được công nhận là tổ chức đào tạo nghiên cứu đạt chất lượng và trình độ khu vực;; Phấn đấu để được Chính phủ lựa chọn thành trường đại học trọng điểm Quốc gia về ICT

(3) Phát triển, mở rộng thêm các Văn phòng, Chi nhánh, Phân hiệu, Trung tâm nghiên cứu khoa học, Doanh nghiệp cùng tham gia góp vốn… với trình độ tiên tiến tại các trung tâm văn hoá, chính trị, kinh tế, xã hội, giáo dục, khoa học công nghệ của đất nước; nhanh chóng có các cơ sở (văn phòng đại diện, chi nhánh, phân hiệu, doanh nghiệp cùng tham gia góp vốn…) ở nước ngoài

3.2 VỀ HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ:

Học viện xác định hoạt động nghiên cứu khoa học là hoạt động nòng cốt, hoạt động đào tạo được thực hiện ‘xoay quanh’ sự phát triển năng lực của KHCN Nhiệm vụ đặt ra cho hoạt động nghiên cứu khoa học trong những năm tới là phải tăng cường chất lượng và nâng cao hiệu quả công tác nghiên cứu khoa học theo phương châm thiết thực, hữu ích, bám sát yêu cầu phát triển về

công nghệ, về mạng lưới viễn thông, công nghệ thông tin của đất nước và của ngành BCVT; đồng thời góp phần phục vụ hoạt động giảng dạy, học tập của Học viện Các chỉ tiêu đối với hoạt động

nghiên cứu KHCN trong giai đoạn 2012-2020 gồm có:

 Đến năm 2015:

- Khẳng định vị thế, vai trò là đơn vị tư vấn, thẩm định, tham mưu giúp việc nội bộ về chiến lược, ứng dụng, sử dụng KHCN trong Tập đoàn; đủ năng lực nghiên cứu phát triển sản phẩm mới

có công nghệ cao, góp phần nâng cao chất lượng mạng lưới, chất lượng dịch vụ cho Tập đoàn;

- Trở thành trung tâm nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ trong lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng và triển khai về viễn thông và công nghệ thông tin hàng đầu của Việt nam;

- Khẳng định vai trò là đơn vị chủ lực tham gia các chương trình nghiên cứu KHCN trọng điểm của Nhà nước trong lĩnh vực ICT và tham gia xây dựng định hướng, chính sách phát triển khoa học công nghệ về ICT của Quốc gia;

- Mở rộng hoạt động khoa học công nghệ sang thị trường Quốc tế, tiến tới có hoạt động giao dịch khoa học công nghệ ở nước ngoài;

- Mỗi năm có ít nhất 20-50 bài đăng ở các tạp chí IEEE/ACM hoặc trên các tạp chí khoa học

- Chiếm 5-10% thị phần sản phẩm, giải pháp ICT tại Việt nam;

- Mỗi năm có ít nhất 100 bài đăng ở các tạp chí IEEE/ACM hoặc trên các tạp chí khoa học

có uy tín trên thế giới;

- Số lượng đề tài, nhiệm vụ nghiên cứu khoa học ký được với Nhà nước; Bộ; Tập đoàn và xã hội đạt khoảng 1000 đề tài KHCN các cấp mỗi năm

3.3 VỀ GẮN KẾT GIỮA ĐÀO TẠO VỚI NGHIÊN CỨU VÀ SXKD:

Hoạt động gắn kết giữa đào tạo với nghiên cứu khoa học và với sản xuất kinh doanh là một trong ba hoạt động trọng tâm của Học viện, tạo nên chất lượng đào tạo, gắn nội dung đào tạo gần hơn với thực tiễn yêu cầu của hoạt động sản xuất kinh doanh Các chỉ tiêu đối với hoạt động gắn

kết nghiên cứu với đào tạo và SXKD trong giai đoạn 2012-2020 như sau:

 Đến năm 2015:

- Phấn đấu 100% kết quả nghiên cứu được tham khảo và sử dụng trong các luận văn tốt nghiệp Đại học, luận văn Cao học và luận án Tiến sĩ;

- Tỷ lệ cán bộ nghiên cứu tham gia giảng dạy, hướng dẫn tốt nghiệp trên 80%; Tỷ lệ giảng viên tham gia các hoạt động nghiên cứu chuyên nghiệp trên 60%;

- Xây dựng và mở rộng phạm vi hợp tác với các doanh nghiệp ngoài VNPT trong việc cung cấp các sản phẩm đào tạo, nghiên cứu khoa học Phấn đấu mỗi năm có trên 1.000 học sinh sinh viên các hệ đào tạo thuộc ngành viễn thông, công nghệ thông tin được tổ chức đào tạo theo đặt hàng của các doanh nghiệp viễn thông, công nghệ thông tin (trong đó, cung cấp theo đặt hàng của các doanh nghiệp ngoài VNPT chiếm tỷ lệ trên 30%)

- Hoàn thiện mô hình, cơ chế gắn kết các Viện nghiên cứu với các Khoa đào tạo để vừa thực hiện nhiệm vụ chuyên môn, vừa hợp nhất các nguồn lực kinh tế trong cùng một tổ chức

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

TIỂU BAN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

MILLIMETER-WAVE SIGNAL GENERATION DEVICE BASED ON

DIFFERENCE FREQUENCY GENERATION IN NONLINEAR OPTICAL

CRYSTAL RECTANGULAR WAVEGUIDE

THIẾT BỊ TẠO TÍN HIỆU MILLIMETER-WAVE DỰA TRÊN HIỆU ỨNG TẠO TÍN HIỆU HIỆU TẦN TRONG ỐNG DẪN SÓNG HÌNH CHỮ NHẬT TINH THỂ

QUANG PHI TUYẾN

QUANG HONG NGO

Center for Consultancy Investment and Technology Transfer, Research Institute of Posts and

Telecommunications

Abstract—DFG-based microwave signal generation device in a LiTaO 3 rectangular waveguide was proposed 15 GHz signal was successfully generated from the fabricated device In this paper, its application for higher-frequency millimeter-wave signal generation is discussed

Tóm tắt—Thiết bị tạo tín hiệu microwave dựa trên hiệu ứng DFG trong ống dẫn sóng hình

chữ nhật tinh thể LiTaO 3 đã được đề xuất Tín hiệu tại tần số 15 GHz đã được tạo ra thành công

từ thiết bị chế thử Trong bài báo này, ứng dụng của thiết bị cho tạo tín hiệu millimeter-wave tần

số cao hơn được thảo luận

I INTRODUCTION

High frequency microwaves, millimeter-waves are attractive for many applications such as imaging, sensor, radar, astronomical physics, and broadband communications Generation of millimeter-wave signals by all-electronic techniques is not so easy due to the restriction of electronic device characteristics at high-frequency range over 100 GHz

Difference frequency generation (DFG) based on the second order nonlinear optical effect is a potential candidate for the microwave/millimeter-wave signal generation It is possible to generate a microwave/millimeter-wave signal at a desired frequency by simply adjusting the frequency difference between the input lightwaves [1] Furthermore, the generated power level increases as frequency increases Therefore, the DFG-based signal generation is rather attractive at higher-frequency ranges up to terahertz

Several studies on the signal generations based on DFG have been reported [1]-[3] However, the conversion efficiency is low due to difficulties of phase matching and the limitation of the Manley-Rowe relation [4]

I have proposed a new DFG-based signal generation device in a rectangular waveguide and applied it for microwave signal generation [5] This device has the following advantages: the device has a simple structure and peak generation frequency can be designed by tuning the polarization reversal period and resonance condition, the microwave/millimeter-wave signal is generated when the frequency difference between the input optical signals coincides with the

designed frequency, and the other optical signals can pass through it without any disturbance Experiment of signal generation at a microwave frequency range is also successfully demonstrated

In this paper, we will discuss about applications of the proposed device for higher-frequency signal generations By reducing the cross sectional size to shift the single guided-mode frequency range of the rectangular waveguide, we expect that our DFG-based signal generation device can be applicable to generations of higher-frequency signals millimeter-/submillimeter waves with a higher signal level in compared with that at microwave frequency range

II DEVICE STRUCTURE

Figure 1 shows the structure of the proposed device Z-cut LiTaO3 crystal is used as a nonlinear optical material for DFG Other nonlinear optical crystals like LiNbO3 or KNbO3 are also applicable The surfaces of the four side walls of the crystal are covered with a thin metal film to make a rectangular waveguide Two ends of the crystal are uncovered for lightwave input and generated signal output They are also polished to enhance the reflectivity and to form a cavity A periodically-poled structure is constructed for QPM between the optical signals and the generated signal

The rectangular waveguide is designed as a single-guided mode structure for the generated microwave The QPM technique is used to compensate for the phase-mismatching between the input lightwaves and the generated microwave/millimeter-wave The 3dB-bandwidth of the frequency response around the designed frequency is inversely proportional to the total device

length (L t) when a simple periodically-poled structure is used

Figure 1 Structure of the proposed device.The whole structure (a)

and its cross sectional view (b)

However, by using non-periodically-poled structure, it is possible to enlarge the bandwidth further [6] Perfect phase matching between the lightwaves and the generated signal is also possible

by utilizing the dispersion characteristics of the rectangular waveguide [7]

By using the propose device, the microwave/millimeter-wave signal can be generated at the

designed frequency f3 = f1 - f2 by DFG based on the second order nonlinear optical effect when the lightwaves with frequency f1 and f2 are launched to the device

III ANALYSIS AND DISCUSSIONS

The rectangular waveguide is designed as a single-guided mode structure for the generated signal It is a key-point in our design If the device is not designed as a single-guided mode structure

at the operational frequency range, the generated signals might be coupled to the several modes, which propagate with different phase constants Then, it is difficult to compensate for the phase-mismatching between the lightwaves and the generated signals completely, and the distortion of the output signal by their interference might occur As a result, the generated signal level becomes small

The single guided-mode frequency range of the rectangular waveguide is defined by using the cut-off frequency of the TE10 and TE20 modes as following equations,

where is the cut-off frequency of the TE10 mode, is the cut-off frequency of the TE20

mode, a is the longer side length of the cross section, c is the light velocity in vacuum, and is the

refractive index for the generated microwave/millimeter-waves in LiTaO3 By setting an

appropriate size of the cross section (a  b), the rectangular waveguide only supports a TE10 mode

in the designed operational frequency range as shown in Figure 2 Furthermore, the cut-off

frequencies are inversely proportional to the thickness of the crystal, a Therefore, the single

guided-mode frequency range of the rectangular waveguide can be shifted to higher frequency ranges by simply reducing the cross sectional size of the rectangular waveguide

To analyze the generated signal level from the proposed device, we use the coupled-mode

theory [5] In Figure 1, input lighwaves have two frequencies f1, f2 and the output signal is generated at the frequency of f3 = f1 - f2 The propagation direction is set to the +y direction Output signal power (P3) at the end of the device is given by

Figure 2 Dispersion curves of the rectangular waveguide at different cross sectional sizes

where n1 and n2 are the refractive indices for the two input lighwaves in LiTaO3

is effective index of the signal coupled to the TE10 mode in the rectangular waveguide d33 is

nonlinear coefficient of the nonlinear crystal Q is the quality factor of the cavity L t is the total

device length P1 and P2 are two input light powers is a parameter defined by the integral overlap

factor and the electric field distribution functions of the two input lightwaves and the generated microwave/millimeter-wave

Table I summarizes the device parameters, designed at several frequencies; 15 GHz, 30 GHz,

60 GHz, 600 GHz, and 1 THz by using (4) In the calculations, I assume that = 23

parameters in Table I, the higher-frequency signal (not only microwaves but also up to waves or THz-waves) can be generated by the proposed device with the device cross section in order of several dozen microns It is possible to fabricate the device with standard fabrication methods We have fabricated proto-types of the proposed device operated at frequency of 15 GHz [5]

TABLE I DEVICE PARAMETERS AND CALCULATED OUTPUT SIGNAL LEVELS

Frequency Cross sectional size Single mode frequency range Output power

11.6 GHz – 23.1 GHz 21.0 GHz – 42.0 GHz 46.2 GHz – 92.5 GHz 462.6 GHz – 925.2 GHz 0.77 THz – 1.54 THz

-96 dBm -88 dBm -75 dBm -35 dBm -28 dBm

Figure 3 Frequency dependence of the output signal level

The calculated powers as a function of the frequency is plotted in Figure 3 It is should be emphasized that the output signal level is proportional to the fourth power of the frequency while it

is only the second power of the frequency in the conventional DFG-based signal generation using the bulk crystal [1] The conversion efficiency at a higher-frequency range can be improved Its characteristic of the proposed device is very attractive for high-frequency signal generation up to THz although further studies might be required

In conclusion, the new microwave/millimeter-wave signal generation device utilizing DFG in

a rectangular waveguide are presented We expect the proposed device can be applicable to frequency signal generation up to THz-wave by reducing the cross sectional size of the device

high-REFERENCES

[1] T Hori, K.-H Park, T Kawanishi, and M Izutsu, “Generation of CW millimeter-wave signals

in a lithium niobate nonlinear optical waveguide using modulated optical input,” Jpn J Appl

Phys., Vol 39, No 7A, pp 667-669, 2000

[2] K.-H Park, and W Chujo, “Generation of continuous-wave millimeter-wave signals in a

nonlinear lithium niobate optical waveguide,” Opt Eng., Vol 41, No 10, pp 2589-2591,

2002

[3] K Kawase, M Sato, T Tanuichi, and H Ito, “Coherent tunable THz-wave generation from

LiNbO 3 with monolithic grating coupler,” Appl Phys Lett., Vol 68, No 18, pp 2483-2485,

1996

[4] A Yariv, Quantum Electronic, 3rd edition, John Wiley & Sons, 1989

[5] Q H Ngo, H Murata, and Y Okamura, “Detection of microwave signal by periodically-poled

LiTaO 3 microwave rectangular waveguide using difference frequency generation,” in the

Programe & Abstracts of IEEE Photonics Global@Singapore2008, International Conference

on Optical Communications and Networks (ICOCN), pp C-271-C-274, Dec 2008

[6] Ngô Hồng Quang, Đỗ Trọng Đại và Trần Thiện Chính, “Thiết bị tạo tín hiệu microwave/millimeter-wave dựa trên hiệu ứng hiệu tần quang phi tuyến sử dụng cấu trúc đảo

phân cực không tuần hoàn,” Tạp chí Khoa Học và Công nghệ, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Chuyên san năm thứ 3 Các công trình nghiên cứu về điện tử, viễn thông và công nghệ thông tin 2012 Đã nộp dự đăng

[7] Q H Ngo, H Murata, and Y Okamura, “DFG-based microwave/millimeter-wave signal

generation device by using LiTaO 3 rectangular waveguide,” IEICE Electron Express, Vol 8 ,

pp 1892-1898, 2011

MỘT PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG HÀM BĂM

SỬ DỤNG CÁC CẤP SỐ NHÂN CYCLIC TRÊN VÀNH ĐA THỨC

A METHOD TO IMPLEMENT HASH FUNCTION USING CYCLIC GEOMETRIC PROGRESSIONS IN POLYNOMIAL RINGS

NGÔ ĐỨC THIỆN 1 , NGUYỄN HƯƠNG THẢO 1 , NGUYỄN TOÀN THẮNG 2

1Khoa Kỹ thuật Điện tử 1

2Nghiên cứu sinh Học viện Công nghệ BCVT

Tóm tắt: Hàm băm đóng vai trò rất quan trọng trong ngành mật mã hiện đại, chúng được sử

dụng trong quá trình thực hiện chữ ký số, xác thực, giao dịch điện tử… Các sơ đồ hàm băm thường được xây dựng trên mật mã khối theo các sơ đồ cụ thể Bài báo này đề xuất một phương pháp xây dựng hàm băm dựa trên sơ đồ Matyas-Mayer–Oseas, mật mã khối sử dụng hệ mật DES, tuy nhiên các khóa dùng trong mật mã khối được tạo từ các cấp số nhân cyclic trên vành đa thức Một vài đánh giá mô phỏng về tính khuếch tán của hàm băm mới này cũng được trình bày trong bài báo

Abstract: Hash functions have an important role in modern cryptography; they are used in

digital signature; authentication, electronic transaction Hash function schemes are constructed

on block ciphers according to some specific schemes In this paper a new method to implement a hash function with Matyas-Mayer–Oseas scheme is proposed, the DES algorithm is used as cipher block but the keys in cipher block is generated by cyclic geometric progressions Some estimations about a new hash function are also presented

1 MỞ ĐẦU

Cụm từ hàm băm có nguồn gốc lịch sử từ khoa học máy tính, nó là một hàm dùng để nén

một chuỗi đầu vào tùy ý thành một chuỗi có độ dài cố định ở đầu ra Hàm băm hay còn được biết

đến là hàm băm mật mã tạo ra một kết quả ở đầu ra từ bản tin đầu vào, đầu ra này được biết đến

với nhiều tên khác nhau: mã băm, kết quả băm, giá trị băm, mã xác thực Hàm băm dùng để tính giá trị băm của một tài liệu số (văn bản số, ảnh số, ) Giá trị băm có thể xem như “đại diện” của tài liệu số hay “tóm lược” thông báo và được sử dụng trong một số ứng dụng như: Xác thực tính toàn vẹn của dữ liệu; xác thực số, chữ ký số, bảo vệ bản quyền tài liệu số, nhận dạng mật khẩu; nhận dạng đối tượng

2 CÁC SƠ ĐỒ XÂY DỰNG HÀM BĂM

2.1 Định nghĩa hàm băm

Định nghĩa 1: Hàm băm h là một hàm có ít nhất hai tính chất sau:

 Tính chất nén: h sẽ ánh xạ một đầu vàox có độ dài bit hữu hạn tuỳ ý tới một đầu ra ( )

h x có độ dài bit n hữu hạn

 Tính chất dễ dàng tính toán: Với h cho trước và một đầu vàox, có thể dễ dàng tính được h x ( )

2.2 Một số tính chất của hàm băm

Giả sử hlà một hàm băm,x và xlà các đầu vào, y và y là các đầu ra tương ứng Ngoài hai

tính chất cơ bản trên ta còn có 3 tính chất sau:

a) Tính khó tính toán nghịch ảnh:

Đối với hầu hết các đầu ra được xác định trước, khó có khả năng tính toán để tìm một đầu vào bất kỳ mà khi băm sẽ cho kết quả đầu ra tương ứng (Tức là tìm một nghịch ảnh xsao cho ( )h x   với y cho trước và không biến đổi đầu vào tương ứng) y

2.3 Phân loại hàm băm

Các hàm băm được chia thành hai loại

là hàm băm không khóa và hàm băm có khoá

Các hàm băm có khóa được sử dụng để xác

thực thông báo và thường được gọi là các

thuật toán tạo mã xác thực thông báo

(Message Authentication Code - MAC)

Các hàm băm không có khóa là các mã

phát hiện sửa đổi (MDC-Modification

Detection Code), và bao gồm hai loại là MDC

độ dài đơn và MDC độ dài kép

Hình 1 là ba sơ đồ liên quan chặt chẽ

với các hàm băm độ dài đơn, được xây dựng

trên các mật mã khối

MDC độ dài kép bao gồm các thuật

toán MDC-2 và MDC-4 được mô tả trong

hình 2 và hình 3 Chúng là các mã phát hiện

sự sửa đổi, yêu cầu tương ứng là 2 và 4 phép

toán mã hoá khối trên mỗi khối đầu vào hàm

băm Các sơ đồ này sử dụng 2 hoặc 4 phép

lặp của sơ đồ Matyas-Mayer-Oseas để tạo ra

hàm băm có độ dài kép Khi sử dụng DES thì

MDC-2 và MDC-4 sẽ tạo ra mã băm 128 bit

Tuy nhiên trong cấu trúc tổng quát có thể

b)Davies-Mayer; c) Miyaguchi-Preneel

3.1 Nhóm nhân của vành đa thức

Định nghĩa 2: Tập các đa thức ( ) f x trong vành đa thức Z2[ ] /x x n1với một phép toán nhân

đa thức sẽ tạo nên một nhóm nhân G: f x( ),* G

Nếu ( ); ( )g x f x  thì ( )* ( )G g x f x d x( ) Trong nhóm nhân tồn tại phần tử đơn vị G

( )

e x với ( )* ( ) f x e x  f x( )

Bổ đề 1: Trong vành Z2[ ] /x x n1 với 2n k, tập các đa thức có trọng số lẻ sẽ tạo nên một nhóm nhân G các đa thức theo modulo x n [1] 1

Bổ đề 2: Mọi phần tử trong nhóm nhân G có cấp là 2 k hoặc có cấp là ước của 2k[1]

Bổ đề 3: Số các thặng dư bậc hai trong G của vành được xác

Nếu ta nhân các phần tử của một nhóm nhân cyclic cấp nvới

một phần tử bất kỳ trong nhóm nhân Gcủa vành đa thức ta sẽ thu

được một cấp số nhân cyclic (CGP) có công bội là phần tử sinh của

nhóm nhân và có số hạng ban đầu chính là đa thức đem nhân

Bổ đề 5: Số các cấp số nhân cyclic cấp n xây dựng được

trong G được xác định như sau [1]:

2 1 2 2

2 k 2 k

3.3 Xây dựng hàm băm MDC-2 sử dụng các cấp số nhân

cyclic tạo khóa

Trong bài báo này chúng tôi xây dựng một hàm băm kép

MDC-2 dựa theo sơ đồ hình 2 Mật mã E sử dụng thuật toán DES

được xây dựng theo 16 vòng mã hóa theo mô hình mạng hoán vị

thay thế Feistel như hình 4

Tuy nhiên, có sự thay đổi là các khóa cho các vòng mã hóa

được tạo từ các CGP

Khi sử dụng các CGP để tạo khóa, ta chọn các CGP trên vành đa thức có hai lớp kề để đảm bảo số lượng khóa tạo ra là lớn nhất

Hoán vị ban đầu

Hoán vị đảo

Dữ liệu mã hóa 64 bit

Các khóa K1 K16trong sơ đồ mã hóa DES (Hình 4) có độ dài 48 bit Chúng tôi sử dụng

với K là một đa thức có trọng số lẻ tùy ý sao cho: deg a K a 53; K là một phần tử nguyên 0

thủy của nhóm nhân cyclic có cấp bằng 252  (đây chính là số lượng khóa có thể có) và cũng là 1

một đa thức có trọng số lẻ [3] Do số lượng khóa rất nhiều nên khi mô phỏng tính toán chỉ chọn ra

16 khóa đầu tiên để sử dụng

Khối trích chọn trong sơ đồ MDC-2 (hình 3) sẽ thực hiện trích chọn ra 53 bit từ 64 bit mã

băm đầu ra Quá trình trích trọn được thực hiện như sau: loại bỏ các bit: 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56,

61, 62, 63, 64

Bảng 1 là kết quả tính toán phân bố của 16 hàm băm khi thay đổi duy nhất một bit dữ liệu

trong khối bản tin rõ ban đầu [2], để thuận tiện cho việc quan sát chúng tôi chỉ thay đổi 1 bit trong

chuỗi bản tin đầu tiên của một khối

Mỗi khối bản tin bao gồm 10 bản tin, mỗi bản tin có độ dài 128 bit Các hàm băm sử dụng

cùng một bộ khóa khởi tạoK như sau: IV

Phần tử sinh của khóa khởi tạo: K i  1 x7x14x21x29

Khối bản tin đầu tiên được xây dựng như sau:

Bản tin đầu tiên gồm 32 ký tự dạng hexa (tương ứng 128 bit) được chọn là:

M 1 =0123456789ABCDEF0123456789ABCDEF

Các bản tin tiếp theo (từ 2 đến 10) được tạo một cách ngẫu nhiên (mỗi bản tin có độ dài 128

bit)

Bảng 1 Khoảng cách Hamming d MD MD H( 1, i) khi các khối dữ liệu khác khối ban đầu 1 bit

(Chú ý: Trong bảng 1 và bảng 2, các ký tự hexa in đậm chứa các bit thay đổi)

Tiến hành thay đổi lần lượt từng bit từ bit 1 đến bit 128 của bản tin đầu vào M , rồi đưa vào 1

hàm băm và tính khoảng cách Hamming d MD MD của từng lần thay đổi, cuối cùng tính được H( 1, i)

khoảng cách Hamming trung bình giữa các giá trị băm với giá trị băm ban đầu là:

Bảng 2 là kết quả tính toán phân bố của hàm băm khi thay đổi khóa khởi tạo K [2], mỗi khóa

khác với khóa đầu tiên 2 bit Sở dĩ ta phải thay đổi 2 bit (tương ứng thay đổi 2 vị trí) là để đảm bảo

đa thức sinh của khóa có trọng số lẻ Bản tin đầu vào gồm 10 khối 128 bit được tạo ngẫu nhiên

Chú ý, chiều dài của khóa tạo từ CGP là 53 bit, do đó khi mô tả khóa bằng 14 ký tự hexa

nhưng thực tế chỉ có 13 ký tự đầu là dạng hexa, còn ký tự cuối cùng chỉ có 1 bit nên nó nhận giá trị

“1” hoặc “0”

Chọn phần tử đầu của cấp số nhân tạo khóa là: K a    1 x x2

Phần tử sinh khóa đầu tiên K là: 1 K1(hex) 123456789ABCD.0 với ( ( ) 25)W K1 

Các khóa K khác khóa đầu tiên i K 2 bit trong một số hexa Vị trí các bit “1” trong các khóa 1

i

K tương ứng là số mũ của xtrong đa thức sinh tạo khóa Ví dụ:

Bảng 2 Khoảng cách Hamming d MD MD H( 1, i) giữa các cặp giá trị băm khi thay đổi khóa

TT Khóa K i Giá trị băm MD i d MD MD H( 1 , i)

Bằng việc sử dụng cấu trúc nhóm nhân và cấp số nhân cyclic trên vành đa thức để tạo khóa

cho mật mã khối, ta có thể xây dựng một hàm băm MDC-2 với khối mật mã dựa trên cơ sở mạng

hoán vị Feistel với một số ưu điểm sau: (1) việc tính toán khá đơn giản, các khóa được tạo từ các

cấp số nhân cyclic và có thể thực hiện được bằng thuật toán nhân và bình phương đa thức; (2) số

lượng khóa tìm được rất nhiều (N k  2 52  1 ) đáp ứng yêu cầu thực tế; (3) Hàm băm có độ khuếch

tán rất tốt, thể hiện ở các khoảng cách Hamming đã tính được

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Bình, Giáo trình Mật mã học, Học viện Công nghệ BCVT, 2004

[2] Jean-Yves Chouinard, ELG 5373 Secure Communi-cations and Data Encryption, School of

Information Technology and Engineering, University of Ottawa, April 2002

[3] Nguyen Binh, Le Dinh Thich, The oders of polynomials and algorithms for defining order of

polynomial over polynomial ring, VICA-5, Hanoi, Vietnam, 2002

[4] Hồ Quang Bửu, Trần Đức Sự, Constructing Interleaved M-sequences over Polynomial Rings

with Two Cyclotomic Cosets, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Quân sự, 2011

KHẢO SÁT HIỆU NĂNG MẠNG HÌNH LƯỚI KHÔNG DÂY QUA CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN VỚI MÔ HÌNH CHUYỂN ĐỘNG ĐIỂM NGẪU NHIÊN

A STUDY ON WIRELESS MESH NETWORK UNDER ROUTING PROTOCOLS

THROUGH RANDOM WAYPOINT MOBILITY MODEL

NGUYỄN ĐÌNH LONG 1 , ĐINH VƯƠNG LONG 2 , HOÀNG TRỌNG MINH 1

1 Khoa Viễn thông 1, Học viện Công nghệ BCVT

2 Lớp M11CQDT-01B, Khoa Quốc tế và sau đại học, Học viện Công nghệ BCVT

TÓM TẮT:

Công nghệ mạng hình lưới không dây được nhìn nhận như một giải pháp kết nối then chốt trong kiến trúc mạng không dây tương lai Bên cạnh các ưu điểm là một số thách thức kỹ thuật vẫn đang cần tiếp tục vượt qua Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng sự ràng buộc chéo giữa các điều kiện động bên ngoài và nội tại mạng hình lưới không dây luôn đưa bài toán phân tích hiệu năng vào phân lớp bài toán có độ phức tạp cao nhất Để tiếp cận vấn đề này, hiệu năng của các giao thức định tuyến được đánh giá qua công cụ mô phỏng OPNET trong điều kiện node mạng chuyển động và mẫu lưu lượng đầu vào thay đổi Các kết quả đã đánh giá được mức độ phản ứng và hiệu năng của các giao thức định tuyến trong mô hình chuyển động điểm ngẫu nhiên của các node

Từ khóa: Mạng hình lưới không dây, mô hình chuyển động, giao thức định tuyến, hiệu năng mạng

ABSTRACT:

Wireless mesh network (WMN) technologies have been seen to be a key solution in next wireless generation Beside many advantages, WMNs have to face with challenges which not only come from real environment conditions but also interior operations Recent studies have been shown that inter-constraint of external and internal dynamical parameters lead performance analysis issues to NP-Hard problems To approach this problem, we evaluate routing protocol performances under random waypoint mobility model through OPNET modeler The results indicate that the adaption of routing protocols with mobility models is different

1 GIỚI THIỆU CHUNG

Trong một số năm gần đây, truyền thông không dây đã và đang phát triển rất mạnh mẽ trong

cả mạng tế bào và mạng không dây cục bộ, hứa hẹn đem tới rất nhiều các ứng dụng dựa trên kết nối không dây Tuy nhiên, sự khác biệt về công nghệ giữa hai kiểu mạng này đã nảy sinh một số hạn chế về yêu cầu kết nối và dịch vụ Mạng tế bào cung cấp một vùng bao phủ lớn nhưng các dịch vụ thường có giá thành cao và tốc độ dữ liệu thấp Trong khi đó mạng cục bộ không dây có thể đưa ra tốc độ truyền dữ liệu cao với chất lượng dịch vụ đảm bảo Tuy nhiên, nhược điểm chính của các mạng cục bộ không dây xuất phát từ sự hạn chế tính di động và yêu cầu tầm nhìn thẳng giữa thiết bị đầu cuối với trạm thu phát Vì vậy, mạng hình lưới không dây WMN (Wireless Mesh Network) nổi lên như một giải pháp mở rộng vùng phủ, cung cấp đa dạng loại hình kết nối với tốc

độ cao đem lại hàng loạt ứng dụng mới [1] Các lợi điểm do mạng WMN mang lại xuất phát từ đặc tính tự cấu hình, tự khôi phục và độ tin cậy cao [2] Tuy nhiên, trong [3] cũng đã chỉ ra một

loạt các thách thức liên quan trực tiếp tới hiệu năng mạng bao gồm: sự biến động của cấu hình, tính không ổn định của kênh truyền, chất lượng liên kết, các mô hình truyền lan và xuyên nhiễu phức tạp, v v Các thách thức trên đã là một phần rào cản trong quá trình triển khai mạng WMN trong thực tiễn Dưới góc độ kỹ thuật, sự biến động và ràng buộc lẫn nhau giữa các tham số chất lượng mạng đã đưa vấn đề phân tích hiệu năng mạng WMN vào lớp bài toán NP-Hard Vì vậy, một cách tiếp cận hiệu quả được rất nhiều các nghiên cứu đưa ra là sử dụng mô phỏng để đánh giá hiệu năng mạng qua các tham số động của mạng Điểm hạn chế chung của tiếp cận này xuất phát

từ sự khác biệt giữa các tham số cấu hình, thuật toán mô hình hóa và thậm chí là công cụ khác nhau sẽ dẫn tới các kết quả khác nhau Vì vậy, nhằm đưa ra các phân tích về sự phụ thuộc của mô hình chuyển động với hiệu năng mạng WMN, sau khi xem xét các nghiên cứu liên quan tại mục 2, mục 3 sẽ phân tích các mô hình chuyển động ngẫu nhiên, mục 4 sẽ đưa ra các kết quả mô phỏng cùng với các phân tích Kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo được trình bày tại mục cuối cùng của bài báo

2 CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN

Nằm trong lớp mạng đa bước không dây phân tán [4], WMN cho thấy một loạt các vấn đề về hiệu năng mạng liên quan tới quá trình truyền thông như: sự suy giảm thông lượng và lưu lượng mạng, độ trễ truyền tin, tỷ lệ mất gói, v v Các yếu tố trên không chỉ phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài mà còn phụ thuộc trực tiếp vào các cơ chế điều hành hoạt động nội mạng Đặc biệt, sự di chuyển tự nhiên của các node mạng đã kéo theo sự biến động về cấu hình, lưu lượng đầu vào và gây ảnh hưởng tới các cơ chế định tuyến trong mạng Nhằm tương thích với sự thay đổi cấu hình

và đặc tính lưu lượng mạng, một loạt các giao thức định tuyến đã được đề xuất cho mạng WMN và chia thành ba loại: theo yêu cầu, theo bảng và lai ghép [5] Trong lớp giao thức định tuyến theo yêu cầu, giao thức vector khoảng cách theo yêu cầu AODV (Ad hoc On-demand Distance Vector)

và giao thức định tuyến nguồn động DSR (Dynamic Source Routing) đều hoạt động theo cơ chế hỏi/đáp thông tin để tìm kiếm tuyến khi có yêu cầu cho quá trình chuyển tin [6, 7] Thuật toán định tuyến theo thứ tự tạm thời TORA (Temporally Ordered Routing Algorithm) là một thuật toán định tuyến phân tán có tính thích nghi cao dựa trên khái niệm nghịch đảo liên kết TORA là một giao thức định tuyến khởi tạo nguồn và theo yêu cầu [8] Đối ngược với cơ chế trên, giao thức định tuyến trạng thái liên kết tối ưu OLSR (Optimize Link State Routing) sử dụng bảng định tuyến được thiết lập trước tại các node mạng phân tán để thực hiện quá trình định tuyến [9] Một số kết quả so sánh hiệu năng các giao thức cũng đã được chỉ ra gần đây cho thấy, tùy thuộc vào cấu hình, tham số đầu vào và công cụ mô phỏng mà có các kết quả hiệu năng khác nhau [10, 11] Trong [10] so sánh đánh giá các giao thức AODV, DSR và TORA với tham số hiệu năng như trễ toàn trình và tỷ lệ mất gói qua công cụ mô phỏng NS-2 Tuy nhiên, đại diện cho giao thức định tuyến theo bảng OLSR đã không được thực hiện Vấn đề mật độ node được đề cập trong [11] nhưng chỉ đưa ra một tham số mô hình chuyển động duy nhất Thêm vào đó là các giao thức khảo sát đã đưa ra đều nằm trong kiểu định tuyến theo yêu cầu Các điểm trên sẽ làm mất tính tổng quát của khảo sát so sánh Vì vậy, sau khi phân tích đặc tính chuyển động của các node trong mạng WMN, bài báo sẽ trình bày các kết quả so sánh tổng quan hơn các đề xuất trước đây

3 MÔ HÌNH CHUYỂN ĐỘNG

Nhằm đưa ra được các kết quả mang tính hệ thống và triệt để các sự kiện mạng trong quá trình mô phỏng giao thức định tuyến của mạng WMN, các mô hình chuyển động và mẫu lưu lượng truyền thông luôn là tham số đầu vào chính yếu Sự di chuyển của các node được nhìn nhận là sự thay đổi về vị trí, vận tốc hoặc gia tốc theo thời gian Tùy thuộc vào tính chất chuyển động mà mô hình chuyển động được phân loại theo hai dạng: hoàn toàn ngẫu nhiên hoặc phụ thuộc vào quá

khứ Trong các mô hình chuyển động ngẫu nhiên, các node di chuyển hoàn toàn ngẫu nhiên, độc lập với nhau và không chịu sự ràng buộc về mặt hình học Tính chất ngẫu nhiên được thể hiện qua một trong ba yếu tố: vị trí, vận tốc và hướng di chuyển tiếp theo của một node Để mô hình hóa chuyển động này, một hàm phân bố ngẫu nhiên (thường là phân bố đều) trong một giới hạn cho trước được sử dụng Các mô hình chuyển động ngẫu nhiên được chấp nhận và sử dụng rộng rãi trong các công cụ mô phỏng [12, 13, 14] gồm 3 loại: điểm ngẫu nhiên, bước ngẫu nhiên và hướng ngẫu nhiên

Với một số kịch bản cụ thể có điều kiện biên đầu vào hữu hạn, một số mô hình chuyển động

có tính chất phụ thuộc hàm thời gian hoặc không gian Trên thực tế, đối với các công cụ mô phỏng

sự kiện, mô hình chuyển động ngẫu nhiên thể hiện một cách toàn diện hơn các tình huống xảy ra

Vì vậy, bản chất của các chuyển động ngẫu nhiên được mô hình hóa trong mô phỏng sẽ được trình bày chi tiết dưới đây

Mô hình chuyển động điểm ngẫu nhiên

Mô hình chuyển động điểm ngẫu nhiên RW (Random Waypoint) có các khoảng thời gian dừng ngẫu nhiên T pause bên cạnh tốc độ V(t) và hướng   t Tại thời điểm khởi tạo, mỗi node chọn ngẫu nhiên một vị trí và di chuyển tới vị trí đó với một vận tốc cố định được chọn theo một

phân phối ngẫu nhiên đều trong [0,V max ] (V max là vận tốc cực đại của một node) Khi đến vị trí

đích, node dừng lại trong một khoảng thời gian T pause Sau khoảng thời gian này, nó lại tiếp tục

chọn một điểm ngẫu nhiên khác và tiếp tục lặp lại quá trình trên Trong mô hình này V max và T pause

là hai tham số quyết định hành vi chuyển động của node trong mạng Cấu hình mạng ổn định với

giá trị V max nhỏ, T pause lớn và ngược lại Đặc biệt nếu T pause= 0 thì chuyển động của node được coi

là liên tục Bằng cách thay đổi hai tham số này, ví dụ như V max , mô hình chuyển động RW có thể

tạo ra các kịch bản với mức độ chuyển động của node khác nhau Các tác giả trong [15] đã đưa ra tham số chuyển động để đánh giá mức độ chuyển động của mỗi node di động trong mạng như sau

Mối quan hệ giữa vận tốc node i và vận tốc node j ,(RS) tại thời điểm t được biểu diễn qua quan hệ

hàm:RS i j t , ,  V Vi j Khi đó, tham số chuyển độngM được tính toán dựa vào mối quan hệ vận

tốc trung bình của tất cả các cặp node tại mọi thời điểm:

phỏng Sử dụng tham số chuyển động, ta có thể đo được mức độ chuyển động của node và phân biệt sự khác nhau giữa các kịch bản chuyển động Để rời rạc quá trình ngẫu nhiên theo thời gian, [16] đưa ra khoảng cách di chuyển  j

k

L được định nghĩa là khoảng cách node j di chuyển từ một điểm tới một điểm khác trong bước thứ k Do đó, khoảng cách kỳ vọng của độ dài E[L] bằng trung bình khoảng cách di chuyển của node j theo thời gian hoặc bằng với khoảng cách di chuyển trong bước thứ k của tất cả các node

Mô hình chuyển động bước ngẫu nhiên

Trong mô hình chuyển động bước ngẫu nhiên RWK (Random WalK), các node thay đổi tốc

độ và hướng tại mỗi thời điểm bắt đầu một bước chuyển động Tại các thời điểm này, sau khi chọn ngẫu nhiên và theo phân bố đều cho hướng chuyển động hướng mới t trong (0,2 ] và vận tốc

v(t) trong [0, Vmax], sự di chuyển của mỗi node với vector vận tốc v t cos   t v t, sin t sẽ

chỉ diễn ra trong một khoảng thời gian cố định “t const ” hoặc một quãng đường cố định “d const ” Khi

chuyển động tới biên của phạm vi mô phỏng, node sẽ di chuyển ngược trở lại với góc t hoặc   t Mô hình chuyển động RWK là quá trình không nhớ, thông tin của trạng

thái quá khứ không được dùng cho các quyết định trong tương lai

Mô hình chuyển động hướng ngẫu nhiên

Yếu tố ngẫu nhiên duy nhất trong mô hình chuyển động hướng ngẫu nhiên RD (Random

Direction) này là hướng di chuyển Một node chọn một hướng ngẫu nhiên để di chuyển giống như trong mô hình bước ngẫu nhiên Một node sau khi chọn được hướng sẽ di chuyển theo hướng đó cho tới biên của phạm vi mô phỏng, dừng lại một khoảng thời gian cho trước và sau đó chọn một hướng khác để tiếp tục lặp lại quá trình trên

Mặc dù các mô hình chuyển động trên được mô hình hóa tương đối đơn giản so với các chuyển động thực, nhưng đối với các kịch bản chung nhất tính ngẫu nhiên của thuật toán áp dụng

đã khái quát được tính chất chuyển động và ứng dụng rộng rãi trong các công cụ mô phỏng Trên thực tế, một khi vận tốc được thể hiện bởi một quá trình ngẫu nhiên, tính độc lập của quan hệ vận tốc trên các chặng khác nhau đã được phản ánh đầy đủ hành vi chuyển động Kể cả trong trường hợp, chuyển động có hành vi bất thường như dừng lại đột ngột, tăng tốc đột ngột hoặc chuyển hướng từ từ đều có thể phản ánh tường minh trong mô hình chuyển động điểm ngẫu nhiên Rõ ràng, trong trường hợp chung, mô hình chuyển động điểm ngẫu nhiên có ưu thế hơn hai mô hình còn lại do điều kiện biên của nó

4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN

Các phân tích trên đây cho thấy hành vi chuyển động của các node sẽ kéo theo sự thay đổi về mặt cấu hình mạng WMN Ngoài ra, sự biến động về mật độ node, khả năng kết nối, tỉ lệ tổn thất gói tin cũng phụ thuộc trực tiếp hoặc gián tiếp với mô hình chuyển động của các node trong mạng Nhằm chỉ ra mối quan hệ giữa hành vi chuyển động của node với hiệu năng mạng WMN dưới các

cơ chế định tuyến khác nhau, một kịch bản mạng được xây dựng dựa trên công cụ OPNET với các tham số như trình bày trên bảng 1

Bảng 1: Các tham số mô phỏng

Công cụ mô phỏng OPNET modeler 11.5 Giao thức định tuyến AODV, OLSR, TORA, DSR

Phạm vi mô phỏng 3 3 km2

Số lượng node 30 node

Mô hình chuyển động Random waypoint Vận tốc các node 5, 20 m/s

Kịch bản ứng dụng Mạng cộng đồng

Đặc điểm lớp vật lý của các node 802.11 b

Các tham số hiệu năng được xét đến ở đây bao gồm thông lượng, tỉ lệ chuyển tiếp gói tin thành công và trễ đầu cuối Các giao thức định tuyến AODV, DSR, OLSR, TORA được khảo sát trong điều kiện thay đổi của các mẫu lưu lượng đầu vào, mô hình chuyển động khác nhau (vận tốc khác nhau) Trong đó, luồng lưu lượng đầu vào được khảo sát là hai luồng lưu lượng phổ biến trong ứng dụng mạng cộng đồng: lưu lượng FTP (kích thước file: 500.000 bytes, mode hoạt động: tuần tự, thời gian yêu cầu: 50s) và lưu lượng HTTP (thời gian tìm kiếm: phân bố hàm mũ (10), kiểu dịch vụ: nỗ lực tối đa) Sau thời gian thực hiện mô phỏng, một số kết quả chính được thể hiện trên các hình dưới đây

Hình 1: Kết quả khảo sát thông lượng và tốc độ di chuyển (bits/s)

Hình 2: Kết quả khảo sát trễ đầu cuối và tốc độ di chuyển

Với cùng một tốc độ di chuyển của các node, trong biểu đồ so sánh tại hình 1 và hình 2 cho thấy giao thức OLSR đạt được mức thông lượng lớn nhất và trễ thấp nhất (0.001 giây) Điều này xuất phát từ cơ chế hoạt động của OLSR cần lượng thông tin định tuyến lớn để tạo và duy trì bảng định tuyến tại mỗi node Trễ tổng thể của quá trình truyền tin bao gồm trễ truy nhập phương tiện, trễ xử lý và trễ truyền lan có giá trị nhỏ nhất do giảm thiểu được thời gian xác định tuyến Trong khi đó, các giao thức định tuyến theo yêu cầu như AODV và DSR chỉ khi có yêu cầu gửi lưu lượng mới khởi tạo quá trình tìm kiếm tuyến Do vậy, lượng thông tin tiêu đề là ít hơn và trễ đầu cuối cũng cao hơn Đặc biệt giao thức định tuyến DSR cho kết quả trễ lớn hơn rất nhiều so với các giao thức còn lại (vận tốc di chuyển của node là 20mps)

Mức độ tổn thất gói tin được phản ánh qua tỷ lệ chuyển tiếp gói tin thành công thể hiện trên hình 3 Các kết quả cho thấy, tỷ lệ chuyển tiếp gói tin của mạng dưới giao thức định tuyến theo yêu cầu (AODV và DSR) đạt ở mức độ rất cao (98%) trong khi OLSR thấp hơn một chút (94%) và TORA lại cho kết quả kém nhất (88%) Điều kiện lưu lượng đầu vào cùng được thiết lập ở mức

thấp nhằm tránh hiện tượng xung đột và tắc nghẽn gói tin để hạn chế các tác động phụ không nằm trong phạm vi đánh giá hiệu năng các giao thức định tuyến

Hình 3: Kết quả khảo sát tỉ lệ chuyển tiếp gói tin và tốc độ di chuyển

Trong mối quan hệ giữa tốc độ di chuyển với thông lượng, độ trễ và tỷ lệ chuyển tiếp gói tin,

ta nhận thấy rõ khi tốc độ tăng kéo theo thông lượng mạng và trễ tăng lên đối với tất cả các giao thức định tuyến Nhưng khả năng phản ứng của các giao thức với sự thay đổi tốc độ là khác nhau, hai giao thức AODV và OLSR cho kết quả hiệu năng tốt hơn hai giao thức còn lại

5 KẾT LUẬN

Hành vi di chuyển của các node mạng gây ra các tác động rất lớn và khác nhau đối với hiệu năng mạng hình lưới không dây Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào rất lớn vào giao thức định tuyến nào được ứng dụng cho mạng Bài báo đã thực hiện khảo sát, so sánh và phân tích được một số giao thức cơ bản với mô hình chuyển động điểm ngẫu nhiên Với các mẫu lưu lượng đặc trưng cho ứng dụng mạng cộng đồng, hai giao thức AODV và OLSR cho các kết quả phản ứng tốt hơn đối với sự di chuyển của các node Hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ hướng tới các đặc tính khác của giao thức định tuyến gồm khả năng kết nối, điều khiển cấu hình với các mô hình chuyển động khác nhau

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Moustafa H., Javaid U., Rasheed T.M., Senouci S.M and Meddour D.E - A Panorama on

Wireless Mesh Networks: Architectures, Applications and Technical Challenges, International

Workshop on Wireless Mesh: Moving towards Applications (2006)

[2] Ian F Akyildiz, Xudong Wang and Weilin Wang - Wireless mesh networks: a survey,

Computer Networks 47 (2005) 445–487

[3] Mihail L Sichitiu - Wireless Mesh Networka: Opportunities and Challenges, The 10th IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC 2005)

[4] Manoj B.S and Rao R.R – Wireless Mesh Network: Issues and Solution, Chapter 1 in

Wireless Mesh Networking, Auerbach Publications (2007) 3-48