Optisk kommunikation i deep space - Steen Eiler Jørgensen

silicium.dk

Optisk kommunikation i deep space - Steen Eiler Jørgensen

34 Kommunikationsteori

4.4.3 Optisk downlink Mars-Jorden

Vi betragter nu i stedet et optisk link (λ = 800 nm ⇔ ν = 375 THz) fra

overfladen af Mars til Jordens overflade med følgende karakteristika:

ηMars = 0,65 (apertureffektivitet, senderantenne)

ηJorden = 0,65 (apertureffektivitet, modtagerantenne)

ν = 375 THz (bærebølgefrekvens)

DMars = 0,5 m (diameter, senderantenne)

DJorden = 0,5 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)

Igen må Eb/N0 ikke overstige ca. 11,0 dB, hvis bitfejlraten ikke må overstige

10−6 . Vi vælger nu en bitrate på 1 Gbit/s (109 Hz). Disse værdier giver


πD2 2

Mars

EIRP = 10 log Pt · ηMars

λ


= 144,0 dBW


1 πD2 2

Jorden

G/T = 10 log · ηJorden

T λ


= 99,4 dB/K

Eb

N0

= 11,4 dB

Pe = 9,3 · 10 −7

Anvendes en modulationsart med samme sammenhæng mellem Eb/N0 og Pe

som for PSK får vi, at den højeste bitrate, der kan sikre en bitfejlhyppighed på

højst 10 −6 er 1 Gbit/s.

For simple støjbetragtninger

Ovenstående linkbudgetter er beregnet med den samme formel, nemlig formlen

for linkbudgettet i radioområdet (formel 4.14). I denne formel tages der højde

for støj ved at dividere bitenergien med kT . Denne støjmodel er alt for simpel i

det optiske område, da langt den største del af støjen introduceres af detektoren,

og ikke kun afhænger af temperaturen, men af detektorens karakteristika.

Det skal senere vise sig, at detektorstøj er noget nær en show-stopper i

forbindelse med optisk kommunikation i rummet.

More magazines by this user
Similar magazines