Experimental evaluation of terrestrial, underwater and aerial FSO systems with pointing errors

Yüksek veri aktarım kapasitesine sahip serbest uzay optik (FSO) haberleşme sistemleri, son kilometre erişimi, geri taşıma (backhaul) ve fiber optik altyapının yerine kullanılabilir. Karasal FSO bağlantıları genellikle bina çatılarına kurulur ve dinamik rüzgar yükleri nedeniyle bina sallanmalarına maruz kalabilir. Su altı kablosuz optik haberleşme (UWOC) sistem uygulamalarında, bu vericiler insansız su altı araçlarına (UUV), deniz tabanına monte edilmiş işaretçilere ve su yüzeyi şamandıralarına takılabilir. Bunlar da deniz dalgaları, akıntılar ve rüzgarlar gibi çevresel faktörlerden etkilenebilir. Hava sistemlerinde ise, FSO insansız hava araçlarına (UAV) entegre edilebilir ve uçuş sırasında rüzgar gibi aerodinamik bozucu etkilere maruz kalabilir. Bunlardan motive olarak, bu çalışmada FSO sistemlerindeki yönlendirme hatalarının davranışını ve etkilerini analiz etmek için gerçekçi modeller geliştirilmiştir. Öncelikle, deneysel olarak yönlendirme hatalarını üretmek ve etkilerinin incelenmesi amacıyla 5 serbestlik derecesine (DOF) sahip bir hareket masası tasarlanıp, inşa edilmiştir. Daha sonra, yönlendirme hatalarının karasal FSO bağlantılarında gerçekçi bir şekilde modellenmesine çalışılmış ve bunların temel çevresel etkenlerle ilişkisi kurulmuştur. Bu doğrultuda, farklı bina boyutlarının rüzgar yükleri altındaki davranışını karakterize etmek için kapsamlı simülasyonlar yapılmıştır. Daha sonra, bir okyanus şamandırasına kurulan UWOC sistemi modellenmiştir. Sistemin bağlama halatlarıyla birlikte dönme hareketlerini simüle etmek ve dalgalar ile rüzgarın neden olduğu yönlendirme hatası davranışlarını incelemek amacıyla oşinografik simülasyon programı kullanılmıştır. Üçüncü olarak, rüzgarlı havada sabit duran bir UAV'nin hareket davranışı modellenmiş ve simüle edilmiştir. Ardından, rüzgar etkisi altında yönlendirme hatası modellenmiştir. Bu çalışma, FSO sistemlerine ilişkin daha derin bir anlayış sunmayı amaçlamakta ve yönelim hatalarının analizi için gerçekçi modeller sunmaktadır.