Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

Аннотации (10.2021) : PERFORMANCE OPTIMIZATION OF INTER-SATELLITE OPTICAL WIRELESS SYSTEM USING LINEARLY POLARIZED MODES

PERFORMANCE OPTIMIZATION OF INTER-SATELLITE OPTICAL WIRELESS SYSTEM USING LINEARLY POLARIZED MODES

 

© 2021    Sanmukh Kaur*, Vishakha Tyagi*, Anurupa Lubana**

*   Amity School of Engineering & Technology, Amity University, Noida, 201313, India

** Ambedkar Institute of Technology, Shakarpur, Delhi-92, India

E-mail: sanmukhkaur@gmail.com

УДК 621.391.8

Submitted 01.04.2021

DOI:10.17586/1023-5086-2021-88-10-39-49

Modern optical communication has advanced from the usage of merely lengthy optical fibres to utilizing features of the powerful wireless system and optics resulting in the use of lasers to transmit data at a much greater rate. This gave way to optical wireless communication system to grow its root into space communications. In this work, an intersatellite optical wireless communication link has been analysed for studying the performance of the system considering linearly polarized modes. The link performance has been investigated in terms of quality factor (Q factor) as a function of transmission wavelength, detector type, data rate, distance, transmitter aperture diameter and pointing error angle. The optimized results of the system reveal that LP01 mode performs better with non-return to zero modulation scheme at 850 nm wavelength utilizing PIN photo-diode.

Keywords: Intersatellite optical wireless communication, low Earth Orbit (LEO), linearly polarized (LP) modes, spatial Continuous wave laser (SCWL), optical wireless communication (OWC), quality factor.

OCIS codes: 140.0140, 060.2605, 060.3510, 060.4080.

 

 

Оптимизация производительности межспутниковой оптической беспроводной системы с использованием линейно поляризованных мод

© 2021    Sanmukh Kaur, Vishakha Tyagi, Anurupa Lubana

Современная оптическая связь продвинулась от использования просто длинных оптических волокон к использованию мощных возможностей беспроводных оптических систем и лазеров для высокоскоростной передачи данных. Это привело к созданию систем оптической беспроводной связи, ставших основой космической связи. В работе проанализирован канал межспутниковой оптической беспроводной связи, использующий линейно поляризованные моды. Исследована зависимость коэффициента качества (Q-фактора) от длины волны передачи, типа детектора, скорости передачи данных, расстояния, диаметра апертуры передатчика и величины угла ошибки наведения. Оптимизированные результаты системы показывают, что режим LP_01 лучше работает со схемой модуляции NRZ на длине волны 850 нм с использованием фотодиода PIN.

Ключевые слова: межспутниковая оптическая беспроводная связь, низкая орбита Земли (LEO), линейно-поляризованные режимы LP, пространственный непрерывный лазер, оптическая беспроводная связь, добротность.

 

REFERENCES

1.    Hamza A.S., Deogun J.S., Alexander D.R. A classification framework for free-space-optical communication links and systems // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2018. V. 21(2). P. 1346–1382.

2.   Kaur S. Performance analysis of FSO link under the effect of fog in Delhi region, India // Journal of Optical Communications (published online ahead of print 2020), 000010151520200151. doi: https://doi.org/10.1515/joc_2020-0151

3.   Kaur Sanmukh, Kakati Amayika. Analysis of free space optics link performance considering the effect of different weather conditions and modulation formats for terrestrial communication // Journal of Optical Communications. 2020. V. 41. № 4. P. 463–468. https://doi.org/10.1515/joc-2018-0010

4.   Kaushal H., Kaddoum G. Optical communication in space: Challenges and mitigation techniques // IEEE communications surveys & tutorials. 2016. V. 19(1). P. 57–96.

5.   Kumar N. 2.50 Gbit/s optical wireless communication system using PPM modulation schemes in HAP-to-satellite links // Optik. 2014. V. 125(14). P. 3401–3404.

6.   Vazquez M.A., Perez-Neira A., Christopoulos D., Chatzinotas S., Ottersten B., Arapoglou P.D., Tarocco G. Precoding in multibeam satellite communications: Present and future challenges // IEEE Wireless Communications. 2016. V. 23(6). P. 88–95.

7.    Vijayakumari P., Sumathi M. Physical implementation of underwater optical wireless system using spatial mode laser sources with optimization of spatial matching components // Results in Physics. 2019. V. 14. P. 102503.

8.   Wang W.C., Wang H.Y., Lin G.R. Ultrahigh-speed violet laser diode based free-space optical communication beyond 25 Gbit/s // Scientific reports. 2018. V. 8(1). P. 1–7.

9.   Chi. Y.C., Hsieh D.H., Tsai C.T., Chen H.Y., Kuo H.C., Lin G.R. 450-nm GaN laser diode enables high-speed visible light communication with 9-Gbps QAM-OFDM // Optics express. 2015. V. 23(10). V. 13051–13059.

10. Esmail M.A., Ragheb A., Fathallah H., Alouini M.S. Investigation and demonstration of high speed full-optical hybrid FSO/fiber communication system under light sand storm condition // IEEE Photonics Journal. 2016. V. 9(1). P. 1–12.

11.  Rosenkranz W., Schaefer S. Receiver design for optical inter-satellite links based on digital signal processing // In 2016 18th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON). 2016, July. Trento, Italy P. 1–4.

12.  Vimal K., Prince S. System analysis for optimizing various parameters to mitigate the effects of satellite vibration on inter-satellite optical wireless communication // In 2015 IEEE International Conference on Signal Processing, Informatics, Communication and Energy Systems (SPICES). 2015, February. NIT Calicut, Kozhikode, Kerala, India. P. 1–4.

13.  Pradhan S., Sahu P.K., Giri R.K., Patnaik B. Inter-satellite optical wireless communication system design using diversity techniques // 2015 International Conference on Microwave, Optical and Communication Engineering (ICMOCE). 2015, December. Bhubaneswar, India. P. 250–253.

14. Bloom S., Korevaar E., Schuster J., Willebrand H. Understanding the performance of free-space optics // Journal of optical Networking. 2003. V. 2(6). P. 178–200. 

15.  Arnon S. Performance of a laser µsatellite network with an optical preamplifier // JOSA A. 2005. V. 22(4). P. 708–715.

16.  Chaudhary Sushank, Angela Amphawan. High speed MDM-Ro-FSO communication system by incorporating AMI scheme // International Journal of Electronics Letters. 2019. V. 7.3. P. 304–310.

17.  Ivaniga Tomáš, Petr Ivaniga. Comparison of the optical amplifiers EDFA and SOA based on the BER and Q-Factor in C-Band // Hindawi Advances in Optical Technologies. V. 2017. Article ID 9053582. 9 p. https://doi.org/10.1155/2017/9053582

18. Zhu Z., Zhao S., Li Y., Li X. Performance comparison of analogue inter-satellite microwave photonics link using intensity modulation with direct detection and phase modulation with interferometric detection // IET Optoelectronics. 2014. V. 9(2). P. 88–95.

19.  Kaur S. Analysis of inter-satellite free-space optical link performance considering different system parameters // Opto-Electronics Review. 2019. V. 27(1). P. 10–13.

20. Jurado-Navas A., Garrido-Balsells J.M., Paris J.F., Castillo-Vázquez M., Puerta-Notario A. Impact of pointing errors on the performance of generalized atmospheric optical channels // Optics express. 2012. V. 20(11). P. 12550–12562.

21.  Amanor D.N., Edmonson W.W., Afghah F. Intersatellite communication system based on visible light // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2018. V. 54(6). P. 2888–2899.

22. Kharraz O., Forsyth D. (2013). Performance comparisons between PIN and APD photodetectors for use in optical communication systems // Optik. V. 124(13). P. 1493–1498.

23. Barry J.R. Wireless infrared communications. New York: Springer Science & Business Media, 1994. V. 280. P. 67–70.

24. Amanor D.N., Edmonson W.W., Fatemeh Afghah. Intersatellite communication system based on visible light // IEEE transactions on aerospace and electronic systems2018. V. 54.6. P. 2888–2899.

25.      Kaur P., Gupta A., Chaudhary M. Comparative analysis of inter satellite optical wireless channel for NRZ and RZ modulation formats for different levels of input power // Procedia Computer Science. 2015. V. 58. P. 572–577.

 

Полный текст