A Model of a Free-Space Optical Communication Line with a Smart Reflector

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorMelnyk, I. I.
dc.contributor.authorChadyuk, V. O.
dc.date.accessioned2024-03-15T10:09:24Z
dc.date.available2024-03-15T10:09:24Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractThe article considers a model of a free-space communication line between several closely located points on the terrain that are outside the line of sight. For the rapid deployment of communication lines with a range of up to hundreds of meters, any tall building visible to all callers can be a kind of optical signal repeater. Compared to radio communication channels, an optical communication line has a higher speed of information transmission, is insensitive to electromagnetic interference and is more protected from eavesdropping. To increase the range of the communication line and increase the signal to noise ratio, it is proposed to use a smart reflector based on the mirror of the two-axis scanner, the angular position of which is controlled by the microcontroller. The microcontroller receives information about the angle of incidence of the laser beam on the smart reflector in the form of photoelectric signals. These signals are formed by a position-sensitive photodetector and a lens in front of it. Depending on the angle of incidence of the laser beam, the position of the laser spot focused by the lens on the photodetector changes, and with it, both signals at its output. To facilitate the search of the smart reflector by transceivers, it is suggested to use an LED beacon in it.
dc.description.abstractotherУ статті розглянуто модель лінії вільно-просторового оптичного зв’язку між декількома близько розташованими точками на місцевості, які знаходяться поза зоною прямої видимості. Для швидкого розгортання ліній зв'язку з радіусом дії до сотень метрів будь-яка висока будівля, видима всім абонентам, може бути своєрідним ретранслятором оптичного сигналу. Порівняно з радіоканалами зв'язку оптична лінія зв'язку має вищу швидкість передачі інформації, нечутлива до електромагнітних перешкод і більш захищена від прослуховування. Основною вимогою до атмосферних ліній оптичного зв'язку є відсутність перешкод на шляху світла від передавача сигналу до приймача. Ця вимога обмежує можливості розміщення оптичних ліній зв'язку на відкритій місцевості. Цю проблему можна частково обійти, використовуючи відбивач, який знаходиться в межах прямої видимості передавача оптичного сигналу та його приймача. У статті розглянуто можливості використання дифузних відбивачів у наземних лазерних лініях зв'язку. Такі відбивачі (природного або штучного походження) дозволяють швидко розгортати на місцевості лазерні лінії зв'язку з множинним доступом. Недоліком таких відбивачів є дуже низька ефективність використання енергії оптичного сигналу, що надсилається передавачем. Енергію оптичного сигналу, надісланого трансивером, можна ефективніше використовувати за допомогою смартрефлектора. Смарт-рефлектор запропоновано зробити у вигляді керованого дзеркала, яке на основі інформації про просторове положення трансиверів автоматично встановлюється під таким кутом, щоб лазерний промінь одного трансивера відбивався в бік іншого трансивера. Кутове положення трансиверів відносно дзеркала визначається за допомогою двокоординатного позиційно-чутливого фотоприймача та лінзи перед ним. В залежності від кута падіння лазерного променя на лінзу змінюється положення сфокусованої лазерної плями на фотоприймачі, а з ним і відповідні фотоелектричні сигнали. Ці сигнали використовуються мікроконтролером для керування нахилом дзеркала за допомогою двоосьового сканера. Таким чином можна створити непряму оптичну лінію зв’язку на місцевості, в якій вимога прямої видимості між трансиверами замінюється вимогою прямої видимості між трансиверами та відбивачем, яку легше задовольнити у більшості випадків. Використання смарт-рефлектора дозволить збільшити дальність дії такої лінії зв’язку.
dc.format.pagerangeС. 286163.1-286163.11
dc.identifier.citationMelnyk, I. I. A Model of a Free-Space Optical Communication Line with a Smart Reflector / I. I. Melnyk, V. O. Chadyuk // Мікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал. – 2023. – Т. 28, № 3(125). – С. 286163.1-286163.11. – Бібліогр.: 33 назв.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.286163
dc.identifier.orcid0009-0003-0805-0571
dc.identifier.orcid0000-0003-0063-6079
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/65552
dc.language.isoen
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.relation.ispartofМікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал, 2023, Т. 28, № 3(125)
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectfree-space optical communication
dc.subjectlaser diode
dc.subjectpin-photodiode
dc.subjectdiffuse reflector
dc.subjectsmart reflector
dc.subjectpositionsensitive photodetector
dc.subjectmicrocontroller
dc.subjectscanner
dc.subjectsignal to noise ratio
dc.subjectвільно-просторовий оптичний зв'язок
dc.subjectлазерний діод
dc.subjectpin-фотодіод
dc.subjectдифузний відбивач
dc.subjectсмартрефлектор
dc.subjectпозиційно-чутливий фотоприймач
dc.subjectмікроконтролер
dc.subjectсканер
dc.subjectспіввідношення «сигнал/шум»
dc.subject.udc628.947, 535.8
dc.titleA Model of a Free-Space Optical Communication Line with a Smart Reflector
dc.title.alternativeМодель лінії вільно-просторового оптичного зв'язку зі смарт-рефлектором
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
286163.1-286163.11.pdf
Розмір:
865.34 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Мікросистеми, Електроніка та Акустика: науково-технічний журнал, Т. 28, № 3(125)