Influence Measurement of Artificially Generated Combined Atmospheric Phenomena for Free-Space Optical Link

Tadeáš Janík

Diplomová práce

Anotace:

Přechodem do moderních bezdrátových komunikací a 5G sítí jsou stále zvyšovány požadavky na bezpečnost, velké šířky pásma a vysoké přenosové rychlosti. Na tyto požadavky začínají, zatím stále populární, rádio frekvenční (RF) komunikace být krátké, zatímco se čím dál více věnuje pozornost bezvláknovým optickým spojům (FSO). Bohužel, ani tato komunikace není prozatím natolik vyspělá, aby fungovala bezchybně a je zde několik limitujících faktorů, které z většiny tato práce popisuje. Předmětem této práce je také zaměření na modulační signály a jejich návrh v simulační aplikaci, na zkoumání útlumů a simulaci atmosférických jevů na bezvláknový optický spoj v navrženém simulačním prostředí, na snímání vhlkosti, tlaku a teploty pomocí navržených a vyrobených senzorů a jejich krytů, a následného statistického vyhodnocení všech naměřených hodnot a variací modulačních formátů. Práce je také zaměřena na měření a vyhodnocení polarizačních vlastností optického bezvláknového spoje.

Abstract:

The transition to modern wireless communications and 5G networks is constantly increasing the requirements for security, high bandwidth and high transmission speeds. Radio frequency (RF) communications, which are still popular, are becoming short on these requirements, while more and more attention is leaning toward free space optical links (FSO). Unfortunately, this communication is not yet advanced enough to work flawlessly either, and there are several limiting factors, wchich are mostly described in this thesis. The thesis is focused on modulation signals and their design in a simulation application, on the investigation of attenuation and simulation of atmospheric phenomena on a free space optical link in a designed simulation environment, on sensing humidity, pressure and temperature using designed and manufactured sensors and their covers, and subsequent statistical evaluation of all measured values and variations of modulation formats. The thesis is also focused on measurements and statistical evaluations of the polarization properties of the FSO.

Klíčová slova

FSO, modulace, atmosférické jevy, QAM, PSK, Labview, diagram oka, měřící box, senzor, SNR, MER, BER, Laser, komunikační spojení, signál, vysílač, přijímač, turbulence, teplota, vlhkost, déšť, polarizace, mlha

Keywords

FSO, modulation, atmospheric phenomena, QAM, PSK, Labview, eye diagram, measuring box, sensor, SNR, MER, BER, Laser, communication link, signal, transmitter, receiver, turbulence, temperature, humidity, rain, polarization, fog

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 12. 8. 2021
• Vedoucí: Jan Látal
• Oponent: Masanori Hanawa

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Informační a komunikační technologie / Telekomunikační technika