Optisk kommunikation i deep space - Steen Eiler Jørgensen

silicium.dk

Optisk kommunikation i deep space - Steen Eiler Jørgensen

5.4 Den optiske linkbudgetligning 43

M avalanche gain-faktoren (formel 5.17),

R responsiviteten (formel 5.4),

Pr den modtagne effekt (formel 5.18),

β båndbredden af det signal, fotodetektoren udsender,

Id detektorens mørkestrøm,

Ib strømmen forårsaget af baggrundsstråling,

x støjfaktoren, afhængig af detektortype,

T detektorens temperatur,

Fn forstærkerens støjtal, samt

RL belastningsmodstanden over forstærkeren (formel 5.6).

Sammenhæng med bitfejlrate

Når SNR ligger fast, gælder følgende sammenhæng mellem SNR og bitfejlrate

([36], s. 431):

Pe = 1

2 erfc


SNR

2 √

(5.20)

2

Sammenhængen mellem SNR og Pe er givet i fig. 5.4 på side 44. Når formel 5.20

giver en højere bitfejlrate for samme værdi af signal-støj-forholdet end formel

4.15 (afbildet s. 28) skyldes det, at formel 4.15 kun gælder for PSK, der er

en kohærent modulationsart, mens ovenstående formel er for direkte detektion,

hvor faseinformationen forsvinder, og kun intensiteten detekteres; dette forringer

linket væsentligt.

5.4.1 Andre overvejelser

Støj fra Jorden

Bering modtager desværre ikke kun den energi fra Jorden, der udstråles fra

senderen. Den modtager også sortlegemestråling, Jorden udsender i kraft af sin

temperatur, overlejret med reflekteret sollys.

Jordens effektive temperatur er ca. 300 K, og udsender derfor et sortlegemespektrum

svarende til denne temperatur. Solen udsender et spektrum svarende

til et sort legeme med temperaturen 5785 K.

Læg mærke til, at dette kun er et problem i forbindelse med uplinket; downlinket

fra Bering vil (næsten) altid have den mørke stjernehimmel som baggrund.

For at afgøre hvor meget energi, Bering modtager fra Jorden, antager vi, at

Bering og Jorden står på hver sin side af Solen – Bering ser således kun Jordens

dagside. I det følgende betegner r⊕ Jordens radius og R⊕ Jordens afstand fra

Solen.

Solens luminositet er L⊙ = 3,826 · 10 26 W. I Jordens afstand (1 AU =

149,6 · 10 9 m) giver dette anledning til en flux på

Φ⊙,⊕ = L⊙

4πR 2 ⊕

= 1351 W/m 2

More magazines by this user
Similar magazines