Исследование влияния атмосферной турбулентности на эффективность систем беспроводной оптической связи с оптоволоконным интерфейсом

Аннотация

Системы беспроводной оптической связи с оптоволоконным интерфейсом обеспечивают совместимость с современными волоконно-оптическими компонентами: трансиверами и оптоволоконными усилителями. Однако их эффективность в значительной степени определяется качеством ввода принимаемого оптического пучка в одномодовое (SMF) или многомодовое (MMF) оптическое волокно. В данной работе представлена разработанная атмосферная камера, позволяющая осуществлять контролируемое и воспроизводимое моделирование турбулентности с оценкой параметра структуры показателя преломления <<Eqn021.wmf>> в реальном времени. С использованием систем беспроводной оптической связи были измерены флуктуации принимаемой оптической мощности для SMF и MMF при одинаковых условиях турбулентности в диапазоне C_n² ≈ 10^–16 – 10^–11 м^–2/3. Экспериментальные результаты показывают, что сильная турбулентность приводит к значительным флуктуациям мощности при использовании SMF (среднеквадратическое отклонение ≈ 5.16 дБ), тогда как при использовании MMF принимаемая мощность является более стабильной (среднеквадратическое отклонение ≈ 0.08 дБ). Полученные результаты демонстрируют возможность контролируемого и воспроизводимого исследования влияния атмосферных факторов и могут быть использованы при анализе и проектировании подобных систем.