Bezdrátový optický spoj v sítích LAN a MAN
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Hlavním cílem této práce je návrh optického bezdrátového spoje přenosu volným prostorem, atmosférou. Práce popisuje skladbu hlavic atmosférického optického spoje. Část práce se zaměřuje na problematiku šíření optického paprsku atmosférou. Uvádí jevy, které mají zásadní vliv na přenos optického záření volným prostorem. V práci jsou zmíněny jevy absorpce, lomu světla, turbulence a rozptylu. Vlnové délky se atmosférou šíří s různým útlumem a proto uvádí rozbor použití vlnových délek v rozmezí 750 a 1600 nm v závislosti na meteorologické viditelnosti. Popisuje základy návrhu AOS pomoci stacionárního modelu využitím výkonové bilanční rovnice. Popisuje základy popisu statistického modelu, který umožňuje určit dostupnost na základě pravděpodobnosti. Obecně popisuje současné možnosti AOS. V praktické části se práce zaměřuje na návrh simulačního modelu vysílače a přijímače AOS v programu PSPICE. Přijímač i vysílač jsou navrhovány tak, aby mohly nahradit transiver v media konvertoru. Přijímač hraje klíčovou roli, a proto je mu věnována velká část práce. Model přijímače je složen z fotodiody a transimpedančního zesilovače. Je provedeno testování obvodu přijímače. Model vysílače ukazuje princip modulování proudu, který teče laserovou diodou, vstupním modulačním napětím. V práci se nerealizuje model atmosféry, který by sloužil jako vazba mezi přijímačem a vysílačem. Obvod přijímače je podroben šumové analýze. Je určen parametr NEP a SNR. Pro modely přijímače a vysílače je vypočítána výkonová bilanční rovnice. Na základě požadavku na chybovost BER je stanovena maximální vzdálenost hlavic, které tuto podmínku spojují. Z modelů vysílače a přijímače vychází návrh praktické realizace. Jsou navrženy desky plošných spojů v programu EAGLE. V rámci práce není realizováno žádné schéma zapojení.
The main aim of this thesis is the design of an optical wireless link that is transmitted in free space, in the atmosphere. The thesis describes the composition of heads of the atmospheric optical link. One part of this work focuses on the issue of the spread of optical beam in the atmosphere. The facts which have a major impact on the transmission of optical radiation in free space are pointed out here as well. In this work phenomena of absorption, refraction of light, turbulence and dispersion are discussed. Wavelengths spread in the atmosphere with different decline and therefore this thesis provides an analysis of the use of wavelengths between 750 and 1600 nm depending on the meteorological visibility. It describes the basis of the design of AOS through stationary model using power balance equation. It depicts the description of the statistical model, which makes possible to determine the availability on the basis of probability. Current possibilities of AOS are in general described in this work. The practical part of the work is focused on the design of simulation model of transmitter and receiver AOS in the program Pspice. The receiver and transmitter are designed to replace transiver in the media converter. The receiver plays a key role, and therefore big part of the thesis is given to it. Receiver model is composed of a photodiode and of an transimpedance amplifier. The receiver circuit has been tested. The model of transmitter shows the principle of modulating of current, which flows in laser diode. This work does not carried the model of atmosphere, which would serve as a link between the receiver and the transmitter. The circuit of the receiver is subjected to the noise analysis. Parameter NEP and SNR is designed. Link budget is calculated for models of the receivers and the transmitters. The maximum distance of heads is set based on the requirements for a BER error rate which combine this condition. The design of the practical implementation results from the models of transmitters and receivers. Printed circuit boards are designed in EAGLE. Within the frame of this thesis no curcuit diagram is carried out.
The main aim of this thesis is the design of an optical wireless link that is transmitted in free space, in the atmosphere. The thesis describes the composition of heads of the atmospheric optical link. One part of this work focuses on the issue of the spread of optical beam in the atmosphere. The facts which have a major impact on the transmission of optical radiation in free space are pointed out here as well. In this work phenomena of absorption, refraction of light, turbulence and dispersion are discussed. Wavelengths spread in the atmosphere with different decline and therefore this thesis provides an analysis of the use of wavelengths between 750 and 1600 nm depending on the meteorological visibility. It describes the basis of the design of AOS through stationary model using power balance equation. It depicts the description of the statistical model, which makes possible to determine the availability on the basis of probability. Current possibilities of AOS are in general described in this work. The practical part of the work is focused on the design of simulation model of transmitter and receiver AOS in the program Pspice. The receiver and transmitter are designed to replace transiver in the media converter. The receiver plays a key role, and therefore big part of the thesis is given to it. Receiver model is composed of a photodiode and of an transimpedance amplifier. The receiver circuit has been tested. The model of transmitter shows the principle of modulating of current, which flows in laser diode. This work does not carried the model of atmosphere, which would serve as a link between the receiver and the transmitter. The circuit of the receiver is subjected to the noise analysis. Parameter NEP and SNR is designed. Link budget is calculated for models of the receivers and the transmitters. The maximum distance of heads is set based on the requirements for a BER error rate which combine this condition. The design of the practical implementation results from the models of transmitters and receivers. Printed circuit boards are designed in EAGLE. Within the frame of this thesis no curcuit diagram is carried out.
Description
Citation
ŠPORIK, J. Bezdrátový optický spoj v sítích LAN a MAN [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2009.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Telekomunikační a informační technika
Comittee
prof. Ing. Miloslav Filka, CSc. (předseda)
doc. Ing. Vladislav Škorpil, CSc. (místopředseda)
Ing. Radomír Svoboda, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Bezpalec, Ph.D. (člen)
Ing. Miroslav Balík, Ph.D. (člen)
Ing. Radim Číž, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Polívka, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2009-06-09
Defence
Vyjádřete se detailněji k vlivu umístění bezdrátového optického spoje (vysoké budovy, sluneční osvit, atp.) na možnost jeho praktického použití.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení