|
Kategorie: Diplomové, bakalářské práce |
Tento dokument chci!
Tato práce se zabývá problematikou vícekanálových bezkabelových spojů s vyšším dosahem určeným pro komunikaci ve volném atmosférickém prostředí. Je proveden rozbor šíření optického svazku atmosférickým prostředím a popsány různé vlivy, které působí na kvalitu přenášeného signálu. V práci je provedena simulace duálního optického spoje, kterou jsou zjištěny energetické bilance optických zdrojů pracujících na vlnových délkách v atmosférických oknech v oblasti 850 a 1550nm. Je také zkoumáno rozložení optické intenzity vevysílací části. Na závěr práce jsou proveden měření, která ověřují správnost simulací a také použitých komponent bezdrátového spoje.
Pro určení výkonové rezervy spoje pak vycházíme hodnoty vlastního šumu přijímací fotodiody
(NEP).14
výkon dopadající čočku přijímací hlavice, Pm,PD střední výkon fotodiodě, minimální úroveň výkonu
na fotodiodě potřebná pro „bezchybný“ chod spoje, NEP úroveň vlastního šumu přijímací fotodiody, SNR –
požadovaný odstup signál šum odpovídající dané chybovosti spoje BER, αTS útlum vysílací části, αtot celkový
útlum šířením atmosférickým přenosovým prostředím, γtot celkový zisk, αRS útlum přijímací části. Z
této definice můžeme změřit útlumy všech prvků soustavě, tedy: útlumy čoček, krycích skel, interferenčního
filtru útlum vazeb mezi laserovou diodou čočkou fotodiodu čočkou.4)
Charakteristika atmosférického přenosového prostředí poměrně složitou náročnou proto dochází k
používání zjednodušených matematických modelů při jejím popisu.
2. Útlum svazku způsobený průchodem atmosférou
Popis šíření optického svazku může být obtížným úkolem, proto nutné zvolit vhodnou metodu
aproximace specifikovat vlastnosti svazku tak, aby vyhovovala potřebám přesnosti také zjednodušení
výpočtů. konceptu pomocné délky útlumu šířením, udávaným
poměrem přijímaného vysílaného výkonu.
Do průchodu svazku atmosférou zahrnujeme všechny útlumy závisející délce optického spoje, tedy
na vzdálenosti L12 udávající vzdálenost mezi vysílací přijímací hlavicí. praxi dán především úhlem
vyzařovaného svazku jeho výpočet vychází tzv.
Útlum šířením nabývá poměrně vysokých hodnot jeho hodnota dána poměrem optických intenzit v
ose svazku, tedy přesně místě přímé spojnice přijímače vysílače.1)
kde výsledný útlum dán rozdílem středních hodnot výkonů před Pm,1 daným prvkem Pm,2.)
Z diagramu uvedeného Obr.2)
NEP hodnota závisející šířce přenášeného pásma která přímo úměrná použité přenosové
rychlosti
NEP NEP110logB. 2. přihlédnutím složení atmosféry.
Útlum α12 útlum šířením αal útlum způsobený nedokonalým zaměřením spoje.3. Pro zjištění jejich hodnot vycházíme obecné definice útlum α:
1,
2,
log10
m
m
P
P
⋅=α (2. Patří sem útlum vlastní atmosféry αatm
a útlum šířením α12. Citlivost přijímače pak dána výrazem
P0 NEP SNR, (2.3)
Pro přenosovou rychlost 10Mbit/s potřebná šířka pásma MHz NEP1 reálná hodnota
úrovně šumu uváděná katalogovém listu fotodiody.
Při návrhu výpočtu energetické bilance optického bezkabelového spoje nutné uvažovat všechny
útlumy, kterým dochází.4 uspořádání spoje vyplývá zápis bilanční rovnice spoje v
decibelové míře:
Pm,PD Pm,LD αTS αRS αtot γRXA,
kde αtot α12 αatm αal.
Pokud známe všechny uvedené veličiny, můžeme určit, jaká hodnota výkonu dopadá přijímací
fotodiodu. (2.
RXAadd
TXA
RXA
geom
P
P
γγαα ++=⋅= 12log10 (2.
Výkonová rezerva spoje důležitým parametrem popisujícím kvalitu navrženého FSO spoje, protože
její hodnota udává, kolik mohla zhoršit úroveň přijímaného signálu tak, aby spoj dokázal ještě fungovat s
předepsanou chybovostí
