Optisk kommunikation i deep space - Steen Eiler Jørgensen

silicium.dk

Optisk kommunikation i deep space - Steen Eiler Jørgensen

4.4 Højere datarater med højere frekvenser 33

Ukomprimeret transmission med ovennævnte data kræver således en båndbredde


25 frames pixels bits

× 5122 × 24 = 157 Mbit/s

sekund frame pixel

157 Mbit/s er naturligvis en helt utænkelig datarate i forbindelse med klassiske

radiolinks til interplanetariske rumsonder, men principielt er datarater af denne

størrelsesorden ikke utænkelig i forbindelse med optisk kommunikation.

Da live-transmission af tv-billeder indeholder meget store mængder redundant

information, vil ethvert system til transmission af data af denne karakter

sandsynligvis indeholde en form for kompression af de store datamængder. Til

videnskabeligt brug ville man nok vælge et tabsfrit kompressionsformat, rent

bortset fra, at der næppe er tungtvejende, videnskabelige begrundelser for at

transmittere live tv-billeder. Skal billedsekvenserne i stedet anvendes til populære

formål eller i PR-øjemed, giver det god mening at anvende “lossy” komprimering.

Lad os i det følgende prøve at sammenligne et klassisk radiolink fra Mars til

Jorden med et optisk link (kun downlinket).

4.4.2 Klassisk radiodownlink Mars-Jorden

Vi betragter et klassisk radiodownlink fra overfladen af Mars til Jordens overflade

med følgende karakteristika:

ηMars = 0,65 (apertureffektivitet, senderantenne)

ηJorden = 0,65 (apertureffektivitet, modtagerantenne)

ν = 32 GHz (bærebølgefrekvens)

DMars = 0,5 m (diameter, senderantenne)

DJorden = 34 m (diameter, modtagerantenne)

Pt = 100 W (effekt tilført senderen)

T = 290 K (systemtemperatur)

r = 378 mio. km (maksimal afstand Mars-Jorden)

Γcode = 4,89 dB (coding gain)

Ved at betragte fig. 4.1 ses det, at Eb/N0 – for at sikre en bitfejlrate på højst

10−6 – bør være mindst ca. 11,0 dB. Vi vælger nu en bitrate på 34 kbit/s (34.000

Hz). Disse værdier giver


πD2 2

Mars

EIRP = 10 log


= 62,6 dBW

G/T = 10 log

Eb

N0

= 11,3 dB

Pt · ηMars


1

T

Pe = 9,7 · 10 −7

· ηJorden

λ


πD2 2

Jorden

λ


= 54,6 dB/K

Anvendes BPSK får vi, at den højeste bitrate, der kan sikre en bitfejlhyppighed

på højst 10 −6 , er ca. 34.000 bit/s.

More magazines by this user
Similar magazines