УДК 621.371
ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОДВОДНОГО ОПТИЧЕСКОГО КАНАЛА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ С КОДОИМПУЛЬСНОЙ
МОДУЛЯЦИЕЙ ПО ИНТЕНСИВНОСТИ
С. Н. Кириллов, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой РУС РГРТУ, Рязань, Россия;
orcid.org/0000-0002-3673-5709, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Л. В. Аронов, старший преподаватель кафедры РУС РГРТУ, Рязань, Россия;
orcid.org/0000-0001-9010-3836, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Оценивается пропускная способность подводного открытого оптического канала передачи информации с кодоимпульсной модуляцией по интенсивности (КИМ-ИМ). Целью работы является обоснование статистической модели сигнала на выходе фотодетектора приёмника подводного открытого оптического канала передачи информации с учетом внутренних шумов фоточувствительного элемента, а также оценка целесообразности использования корректирующих кодов. Рассматриваются статистические характеристики шумов фотодетектора оптического приемника, предназначенного для работы в составе подводного открытого оптического (лазерного) канала передачи информации. Обосновывается статистическая модель, и определяется пропускная способность канала при отсутствии и наличии кода Рида – Соломона. Обоснована форма функции плотности вероятности, и рассчитаны статистические характеристики аддитивных шумов и смеси шумов и полезного сигнала. Получены вероятности ошибки приема двоичного сигнала при модуляции КИМ-ИМ в подводном открытом оптическом канале передачи информации, показано, что на дистанции от 10 до 100 м вероятность ошибочного приема составляет от 0,23·10-9 до 4,2·10-1 с оптимальным порогом обнаружения от 1 до 0,056 мкА и шириной полосы канала от 100 до 1000 МГц. При заданных параметрах канала и мощности передатчика 0,1 Вт возможно обеспечить работу оптического канала передачи информации в прозрачном море на расстоянии до 100 м с полосой 1,6 МГц и вероятностью ошибки на двоичный символ не более 10-6. Применение корректирующего кода Рида – Соломона с кодовой скоростью, равной 0,143 позволяет увеличить дальность передачи данных на 115 % для полосы пропускания 100 МГц и на 34 % для полосы пропускания 1 ГГц.
Ключевые слова: подводный оптический канал передачи информации, оптическая связь, открытый оптический канал, математическая модель, подводные системы передачи информации.