The Modeling and Simulation of Intersatellite Laser Communication Systems

Abstract

Serbest Ortam Optiksel Haberleşme Sistemleri; yüksek veri hızı, geniş bant genişliği kapasitesi, küçük boyut ve hafiflik, düşük güç tüketimi, yüksek güvenlik ve girişime karşı dirençli olma gibi özelliklerinden dolayı radyo frekanslı haberleşme sistemlerine alternatif sistemlerdir. Dünya yörüngesinde, çok sayıda insan yapımı uydu bulunmakta ve bu uyduların birbirleriyle haberleşmelerinde geleneksel radyo frekanslı haberleşme teknikleri kullanılmaktadır. Lazer haberleşmesi ile veri birkaç Gb/s hızında binlerce kilometre uzaklığa gönderilebilmektedir. Bu yetenek, optiksel kablosuz haberleşme teknolojisinin uzay teknolojisine adapte olmasını sağlamış ve böylece uydulararası optiksel kablosuz haberleşme sistemleri gelişmiştir. Bu tez çalışmasında, serbest ortam optiksel haberleşme sistemleri ile ilgili detaylı literatür taraması yapılmıştır. Lazer sistemlerinin serbest ortam haberleşmesindeki önemi ve uydulararası haberleşmede lezer tekniğinin kullanılma durumu incelenmiştir. Lazer haberleşme sistemlerindeki; lazer kaynağı, foto dedektör, modülasyon tipi, anten gibi temel bileşenlerin fonksiyonları incelenmiştir. Optiwave yazılımı kullanılarak değişik link konfigürasyonlarına göre uydulararası haberleşme linki modellenmiş ve simüle edilmiştir. Sistem performansı (BER/Q faktör); verici gücü, dalga boyu, veri hızı, mesafe, anten çapı gibi temel parametrelere göre en düşük BER değerini elde etmek amacıyla analiz edilmiştir. Aynı sistem konfigürasyonunda APD ve PIN tipi fotodiyot kullanılarak karşılaştırmaları yapılmıştır. Ayrıca uydulararası haberleşme linkinde erbium katkılı fiber yükselteç (EDFA) kullanılarak link kalitesine etkisi incelenmiştir. Yapılan modelleme ve simülasyonlardan, haberleşme gereksinimlerine göre en uygun bileşen kullanılarak sistem performansının arttırılabileceği gösterilmiştir.