طراحی یک سامانه مخابرات نوری فضای آزاد و ارزیابی عملکرد آن در مواجه با پدیده های جوی

Abstract

سامانه‌های مخابرات نوری فضای آزاد(FSO) ، به دلیل امکان ارسال پهنای باند زیاد و امنیت بالا می‌توانند جایگزین مناسبی برای سامانه‌های رادیوئی باشند. مشکل اصلی به‌کارگیری این سامانه‌ها، وجود پدیده‌های جوی محیط انتشار شامل جذب، پراکندگی و آشفتگی است. این اثرات موجب می‌شود که نور منتشرشده در کانال انتقال علاوه بر تضعیف دچار پدیده چندمسیرگی گردد و رفتاری مشابه با پدیده محوشدگی در کانال مخابراتی داشته باشد. در این مقاله مدلی برای بررسی هم‌زمان تضعیف‌های محیط انتشار FSO و آشفتگی ارائه‌ شده است. طراحی یک سامانه FSO با استفاده از ترکیب روش‌های کاهش اثر آشفتگی نظیر متوسط‌گیری از سطح دهانه گیرنده، روش چند فرستنده و یک گیرنده (MISO) و کد برخط 1B4B مورد بررسی قرار گرفته و رفتار آن با استفاده از نمودارهای نرخ احتمال خطا(BER) و احتمال قطع (Outage) در شرایط مختلف آب و هوائی شبیه‌سازی ‌شده است. تحلیل بودجه لینک نشان می‌دهد که یک سامانه FSO با 4 فرستنده با توان ارسالی 200 میلی وات و یک گیرنده با قطر دهنه اپتیک cm25 می‌تواند یک لینک مخابرات نوری با برد حداکثر 10 کیلومتر و نرخ خطای بیت بهتر از 6-10 را در شرایط آشفتگی ضعیف برقرار نماید.