Ich lese gerade das Buch: Kaushal, H., Jain, VK und Kar, S., 2017, Free space optical communication , New Delhi: Springer India.
Die Betriebswellenlängen für Beacon und Datenübertragung wurden diskutiert. Das Wellenlängenfenster der Bake beträgt 780 bis 1064 nm, für die Datenübertragung 1520 bis 1560 (1600) nm.
Für das Wellenlängenfenster der Datenübertragung werden folgende Erläuterungen gegeben:
Die Wellenlänge von 1550 nm wird aus folgenden Gründen üblicherweise als Datenbetriebswellenlänge verwendet:
(i) Reduziertes Hintergrundrauschen und Rayleigh-Streuung: Der Absorptionskoeffizient der Rayleigh-Streuung hat eine funktionale Abhängigkeit mit der Wellenlänge von 4: Folglich gibt es eine fast vernachlässigbare Dämpfung bei höheren Betriebswellenlängen im Vergleich zu jenen im sichtbaren Bereich.
(ii) Hohe Sendeleistung: Bei 1550 nm steht ein viel höherer Leistungspegel (fast 50-mal) als bei niedrigeren Wellenlängen zur Verfügung, um verschiedene Verluste aufgrund von Dämpfung zu überwinden.
(iii) Augensichere Wellenlänge: Die maximal zulässige Exposition (MPE) für das Auge ist bei einer Wellenlänge von 1550 nm viel höher als bei 850 nm. Dieser Unterschied lässt sich dadurch erklären, dass bei 850 nm etwa 50 % des Signals die Netzhaut erreichen können, während bei 1550 nm das Signal fast vollständig von der Hornhaut selbst absorbiert wird. Und deshalb ist das an der Netzhaut empfangene Signal vernachlässigbar klein.
Warum 780 bis 1064 nm für die Beacon-Übertragung gewählt werden, wurde nicht erklärt.
Könnte jemand erklären, warum das Beacon-Signal im unteren Bereich arbeitet?
Was sind die Gründe für den Unterschied der Betriebswellenlängen?
Beacon-Signal sendet auch Informationen: "Wo bist du?" , "Hallo ich bin hier" und wir senden Daten per Datenlink. Welche Auswirkungen hat die Atmosphäre auf das Bakensignal?
Das Wellenlängenfenster der Bake beträgt 780 bis 1064 nm, für die Datenübertragung 1520–1560 (1600) nm.
Könnte jemand erklären, warum das Beacon-Signal im unteren Bereich arbeitet?
Ich habe das Buch nicht zur Hand, aber ich kann eine Teilantwort hinterlassen, bis jemand eine vollständigere anbieten kann.
Dies sind übliche Laserwellenlängenbereiche und wurden zuvor im Weltraum verwendet.
780 nm (etwa 750 bis 860 nm) wäre ein AlGaAs-Halbleiterlaser (und LED) im nahen Infrarot-Wellenlängenbereich, der überall für Laserscanner (insbesondere selbstfahrende Autos, wo sie die Kameras von Menschen durchbrennen können!), Fernbedienungen und Sicherheit verwendet werden Kamera "unsichtbare" LED-Beleuchtung, die auf Fotos lila erscheint, befindet sich ebenfalls in diesem Bereich.
Es gibt so viel Infrastruktur, die diese Laser robust und unzerstörbar sowie direkt modulierbar macht, dass sie eine gute Wahl für einen zuverlässigen Weltraumlaser sind.
1064 nm kommt von einem industriellen, robusten Festkörper- Nd:YAG-Laser . Auch im Weltall gibt es viele davon.
Dass Sie die höchste Leistung für ein Leuchtfeuer wünschen, sollte selbstverständlich sein; Wenn Sie einen hohen Photonenfluss über einen großen Bereich haben möchten, um die Geschwindigkeit der Zielerfassung zu maximieren, ist die Rohleistung eine wichtige Überlegung.
Dieses System teilt möglicherweise nicht einmal dieselbe Optik wie der Hochgeschwindigkeits-Datenkanal und benötigt ein schnelleres, aber weniger genaues Rasterungssystem.
Dies ist (ein Teil) des Wellenlängenbereichs für das Internet; Wenn wir Stack Exchange-Beiträge schreiben und lesen, tun wir dies mit Laserlicht in diesem Bereich.
Warum? Singlemode-Glasfaser mit Germanium-dotiertem Kern hat einen Nulldurchgang in der Dispersion ( ) in diesem Bereich, sodass unsere Impulse, die über Langstreckenfasern übertragen werden, nur minimale Formverzerrungen erfahren. Die gesamte optische Hochgeschwindigkeitskommunikationsinfrastruktur und Technologiebasis ist um zuverlässige Komponenten in feindlichen Umgebungen (wie dem Meeresboden) aufgebaut, die in diesem Wellenlängenbereich arbeiten.
Diese Technologie umfasst Hochgeschwindigkeits-Amplituden- und -Phasenmodulatoren, um Daten mit extrem hohen Raten zu codieren, und mit Erbium dotierte Wellenleiter-/Faserverstärker (auch optische Verstärker ), um die Leistung der gesendeten (und möglicherweise empfangenen) Lasersignale zu verstärken.
Während mit Erbium dotierte Wellenleiterverstärker effektiv sind, können sie nicht die gleiche Leistung liefern, die Laser mit kürzerer Wellenlänge als Leuchtfeuer liefern können. Ein System, das für hohe Geschwindigkeit und optimierte Modulation optimiert ist, wird wahrscheinlich immer eine bescheidene Leistung haben.
Wie in der anderen Antwort erwähnt, sind Kosten und Verfügbarkeit für 780 und 1064 wichtig. Auf der Systemebene möchten Sie möglicherweise auch einen billigeren Silizium-Imaging-Detektor verwenden, um Ihr Beacon zu erkennen. Dies kann helfen, das Signal zu finden und Sie mit einem feineren Zeige- und Verfolgungssystem darauf einrasten zu lassen. Bildgebende Detektoren im 1550-nm-Bereich sind teurer.
Für Daten bei 1550 können Augensicherheit und vorhandene Telekommunikationsdetektoren und andere gut entwickelte Technologien genutzt werden. Faserverstärker können heutzutage sehr leistungsstark sein.
In Bezug auf atmosphärische Effekte, die Teil der Frage sind, können Sie bei kürzeren Wellenlängen mehr Streuung erhalten, außerdem werden Ihre Wellenfronten stärker verzerrt und funkeln stärker. Für einen Beacon kann das weniger wichtig sein, als für Daten.
Ng Ph