СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................ 5
Глава 1 СИСТЕМЫ БЕСПРОВОДНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ В
АТМОСФЕРНОЙ И ВОДНОЙ СРЕДАХ ..................................................................... 14
1.1 Оптико-электронные системы беспроводной атмосферной связи между
наземными устройствами по каналу с прямой видимостью источника
приёмником .................................................................................................................. 14
1.2 Беспроводные системы связи в оптическом диапазоне длин волн на
отраженном от поверхностей в помещениях излучении ......................................... 19
1.3 Системы беспроводной оптической связи вне прямой видимости с
беспилотными летательными аппаратами ................................................................. 24
1.4 Системы беспроводной оптической связи для передачи данных между
транспортными средствами ........................................................................................ 28
1.5 Безопасность от несанкционированного прослушивания систем
беспроводной оптической связи в атмосфере ........................................................... 31
1.6 Беспроводная оптической связь вне прямой видимости на рассеянном
излучении между наземными устройствами ............................................................. 34
1.7 Оптико-электронные системы беспроводной связи вне прямой видимости
в водной среде .............................................................................................................. 42
1.8 Исследования возможностей канала оптической связи вне прямой
видимости в ИОА СО РАН ......................................................................................... 48
Выводы к главе 1 ............................................................................................................. 52
Глава 2: МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ КАНАЛОВ ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ
ВНЕ ПРЯМОЙ ВИДИМОСТИ НА РАССЕЯННОМ ИЗЛУЧЕНИИ ......................... 54
2.1 Макет оптико-электронной системы беспроводной оптической связи на
рассеянном излучении ................................................................................................. 54
2.2 Аппаратура систем оптической связи на рассеянном излучении и
устройства для контроля оптико-геометрических параметров ............................... 56
2.2.1 Экспериментальная установка для оптической связи в атмосферной
и водной средах на рассеянном излучении на длине волны λ=450 нм ............. 57
2.2.2 Система атмосферной оптической связи на рассеянном излучении в
УФ диапазоне ............................................................................................................ 59
3
2.2.3 Оптико-электронная система подводной связи на рассеянном излучении на длине волны λ=510 нм ...................................................................... 62
2.2.4 Дополнительное оборудование ...................................................................... 63
2.3 Лазерное устройство для измерения коэффициента ослабления в атмосферной и водной средах на длине волны λ=450 нм ........................................ 64
2.4 Способ кодирования сигнала и методики оценки параметров сред и качества оптической связи .......................................................................................... 66
2.4.1 Оценка параметров ослабления атмосферной или водной сред ................. 67
2.4.2 Кодирование сигнала и способ передачи данных ........................................ 68
2.4.3 Методы оценки качества оптической связи .................................................. 70
2.4.4 Оценка влияния концентрации озона в приземном слое атмосферы и количества выпавших осадков на вероятность регистрации ошибочно принятого символа .................................................................................................... 73
Выводы к главе 2 ............................................................................................................. 74
Глава 3: ПОЛЕВЫЕ И ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАНАЛОВ БЕСПРОВОДНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ ВНЕ ПРЯМОЙ ВИДИМОСТИ ........... 75
3.1 Наземная связь на рассеянном лазерном излучении в лабораторных условиях при высокой мутности среды на длине волны 450 нм ............................ 75
3.1.1 Экспериментальная оценка возможностей оптической связи при различных оптико-геометрических условиях ........................................................ 76
3.1.2 Экспериментальная оценка возможностей оптической связи при наличии источника помехи на длине волны 510 нм ............................................. 81
3.2 Наземная связь на рассеянном лазерном излучении в полевых условиях в ультрафиолетовом диапазоне длин волн ................................................................ 84
3.2.1 Схема полевых исследований канала связи на рассеянном излучении в УФ диапазоне длин волн .......................................................................................... 85
3.2.2 Экспериментальная оценка возможностей оптической связи при различных условиях наблюдения ........................................................................... 87
3.3 Связь на рассеянном лазерном излучении между БПЛА и наземным устройством в полевых условиях в видимом диапазоне ......................................... 94
3.3.1 Схема полевых исследований канала связи между БПЛА и наземным устройством на длине волны 450 нм .................................................... 95
4
3.3.2 Экспериментальная оценка возможностей оптической связи на рассеянном излучении по схеме БПЛА-наземное устройство............................. 97
3.4 Связь на рассеянном лазерном излучении в водной среде и через границу раздела вода-лёд в полевых условиях в видимом диапазоне .................................. 99
3.4.1 Экспериментальная оценка возможностей связи через границу раздела вода-лед на длине волны 450 нм ............................................................. 100
3.4.2 Оценка возможностей подводной связи на рассеянном излучении на длине волны 450 нм для некомпланарных схем связи ....................................... 102
3.4.3 Экспериментальная оценка возможностей подводной связи на рассеянном излучении на длине волны 510 нм ................................................... 105
Выводы к главе 3 ........................................................................................................... 109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................................................................. 110
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ................................ 113
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................................. 114
Приложение А ................................................................................................................ 128
Приложение Б ................................................................................................................ 129
