بررسی اثر خطای نشانه روی بر عملکرد یک لینک مخابرات نوری فضای آزاد و ارزیابی آن در مواجه با پدیده‌های جوی

خدادادی, حمیدرضا; قزل ایاغ, محمد حسین; چمن مطلق, ابوالفضل

بررسی اثر خطای نشانه روی بر عملکرد یک لینک مخابرات نوری فضای آزاد و ارزیابی آن در مواجه با پدیده‌های جوی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشیار،دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران،ایران

² استادیار،دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران،ایران

چکیده

سامانه‌های مخابرات نوری فضای آزاد (FSO)، به دلیل داشتن پهنای باند زیاد و امنیت بالا می‌توانند جایگزین مناسبی برای سامانه‌های رادیوئی باشند. شرایط جوی نظیر باران، برف، مه، بادهای قوی و حرکت یا لرزش سکوی فرستنده باعث شکست، انحراف و یا پخش نور ارسالی در مسیر انتشار سیگنال ‌شده و خطاهای نشانه‌روی یا خطای عدم همراستاسازی بین فرستنده و گیرنده را ایجاد می‌کنند. برای کاهش تأثیر این خطاها بر روی عملکرد یک سامانه FSO، از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود. در این مقاله بررسی هم‌زمان تضعیف‌های محیط انتشار و تلاطم اتمسفری در کانال گاما - گاما مورد مطالعه قرار گرفته و روابط تحلیلی به‌صورت فرم بسته‌ای برای محاسبه متوسط نرخ خطای بیت(BER) و احتمال وقوع قطع و باوجود خطاهای همراستاسازی آورده شده است. طبق نتایج حاصل از روابط تحلیلی و شبیه‌سازی صورت گرفته، در صورت به‌کارگیری روش-های مناسب کاهش خطاهای نشانه‌روی با داشتن 4 فرستنده و توان ارسالی mW600، یک گیرنده با قطر دهنه اپتیک cm25 ارتباط مخابراتی با نرخ خطای بیت کمتر از 6-10 برای فاصله بین فرستنده و گیرنده km10، در شرایط تلاطم اتمسفری ضعیف (شرایط آب و هوایی مناطق خشک و نیمه‌خشک) امکان پذیر است.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.23224347.1403.12.4.6.0

موضوعات

فناوری های نوین دفاع الکترونیک و سایبری

عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of pointing error for FSO link and evaluating its performance in the face of atmospheric phenomena

نویسندگان [English]

Hamidreza Khodadadi ¹
Mohammad Hossein Ghezel Ayagh ¹
A Chamanmotlagh, ²

¹ Associate Professor, Imam Hussein (AS) University, Tehran, Iran

² Assistant Professor, Imam Hussein (AS) University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Free-Space Optical (FSO) Communication has many advantages such as high bandwidth, high security and can also be a good alternative to radio communication systems. Atmospheric conditions, rain, snow, fog, environmental factors such as strong winds and the movement or vibration of the transmitter platform can cause the transmission light to break or spread, and as a result lead to deviations in the signal propagation path and pointing errors or misalignment errors between the transmitter and receiver. Different methods are used to reduce the effect of weather conditions on pointing errors in FSO. Atmospheric conditions, rain, snow, fog, environmental factors such as strong winds and the movement or vibration of the transmitter platform can cause the transmission light to break or spread, and as a result lead to deviations in the signal propagation path and pointing errors or misalignment errors between the transmitter and receiver. Different methods are used to reduce the effect of weather conditions on pointing errors in open space communications.

In this paper, a model to investigate the FSO attenuation and turbulence effects on its performance is presented and a closed-form expressions for calculating the Bit Error Rate (BER) has been proposed for the gamma-gamma atmospheric turbulence channel and pointing errors.

Because of the atmospheric turbulence effects, in practice, terrestrial FSO links are used for two fixed points over distances up to several kilometers. In this paper using combinational mitigation techniques has shown that an FSO system having 4 transmitters with total 600mW of optical power and a receiver with at least 25cm optical aperture can communicate data, in the week turbulence condition (weather conditions in arid and semi-arid), with a maximum range of 10 km and a BER of better than10-6.

کلیدواژه‌ها [English]