ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В ПОДВОДНОЙ СРЕДЕ,

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 2
1 LI-FI ТЕХНОЛОГИЯ - ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ И ОБЛАСТИ
ПРИМЕНЕНИЯ 4
1.1 Принцип работы системы Li-Fi 4
1.2 Область применения 7
1.3 Преимущества применения системы в водной среде 13
Вывод 17
2 ОСОБЕНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ LI-FI СИСТЕМЫ В ВОДНОЙ
СРЕДЕ 20
2.1 Оптико-физические свойства воды 20
2.2 Анализ влияния оптико-физических свойств воды на работу системы 26
2.3 Черное море как возможный район применения 31
Вывод 45
3 ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ LI-FI ДЛЯ РАБОТЫ В ВОДНОЙ СРЕДЕ ... 48
3.1 Теоретическое представление системы: цели и задачи 48
3.2 Схема системы 50
3.3 Рекомендации к использованию 55
Вывод 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 65

Введение

Вопрос качественного проведения научно-исследовательских работ в области океанологии и океанографии всегда стоит на первом месте при изучении мирового океана. Ни для кого не секрет, что на сегодняшний день степень развития технологий предоставляет невообразимую для прежних времен широту для новых исследований, каждый день создавая все новые и новые методы и решения задач, стоящих перед ученым сообществом. И как не стоит на месте развитие технологий, которые для обычных людей уже считаются базовыми нуждами, так и не должно стоять на месте и развитие тех видов систем и приборов, которыми пользуются сейчас современные океанологи.
Разнообразие методов специальных океанологических исследований на сегодняшний момент просто огромно. Большая часть из них имеет в своем составе разнообразные системы передачи данных, но не многие из них способны работать под водой. Некоторые системы, например, на основе радиоволн, не могут работать под водой так как вода гасит радиоволны, а некоторые - например кабель-трос - в определенной мере уменьшают маневренность системы. Так же существует возможность передавать информацию через подводный звуковой канал, что позволяет передать данные на сверхдальние расстояния, так как скорость звука в ПЗК намного выше чем скорость звука вне канала.
Но не смотря на то, что эти способы хорошо изучены и уже завоевали доверие в научной среде, автор предлагает рассмотреть другой способ передачи данных, имеющий большой потенциал с точки зрения применения одновременно и в водной и в воздушной среде.
Таким способом может являться передача данных по средствам системы передачи данных по световому каналу (visible light communication - VLC) - технология Light-Fidelity или Li-Fi технология.
Li-Fi - это технология беспроводной связи, которая использует инфракрасный и видимый спектр света для высокоскоростной передачи данных...

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Заключение

Li-Fi (Light Fidelity) - это технология беспроводной передачи данных, основанная на использовании инфракрасного и видимого спектра света в качестве канала связи для высокоскоростной передачи данных. Данная технология является двунаправленной и в отличие от радиоволн может быть использована под водой. Li-Fi относится к коммуникациям через видимый свет (VLC - Visible Light Communication).
В качестве основных LED ламп применяются голубые диоды с фосфорным напылением, галлия-нитридные микросветодиоды, RGB цветные LED лампы. Под цветными лазерами подразумеваются лазерные излучатели, оптоэлектронные компоненты, включающие в себя полупроводниковые лазерные диоды и лазерные модули со встроенными схемами управления.
Li-Fi технология которая в большинстве случаев способна заменить Wi¬Fi и другие радиочастотные способы передачи связи. Для некоторых ситуаций использование Li-Fi будет являться более безопасной альтернативой, в иных случаях Li-Fi будет являться единственным высокоскоростным методом связи. Таким образом Li-Fi можно применять в следующих ситуациях и окружении:
• В больнице:
• В аэропортах:
• В самолетах:
• В офисах и школах:
• В научно-исследовательских проектах:
Для использования в научно-исследовательских целях задача системы будет в первую очередь связана с работой в водной среде. . Подобный метод сбора данных с аппаратов поможет в ситуациях, при которых другие способы передачи информации не доступны по тем или иным причинам. Основной областью использования рассматривается океанологические и океанографические исследовательские комплексы, включающие в себя автономные необитаемые подводные аппараты применения, которых связано с изучением труднодоступных областей.
Таким же образом подобная система связи через световой канал может быть использована:
• На подводных лодках - данные могут передаваться между двумя подводными лодками и препятствие в пути можно обнаружить;
• Для безопасности частных и коммерческих рыболовных суден в дополнение к радио связи - в случае если такое судно обнаруживает какую-то проблему в море и свой корабль, то он может отправить сообщение другому кораблю или центральному органу;
• Спасательные операции в море - если спасательная операция происходит в море, то информация может передаваться с одного корабля на другой;
• Во время патрулирования - если неизвестный корабль находится в море, то патрульный корабль также отправляет информацию в центральный орган [10];
• Для дистанционного беспроводного управления подводными аппаратами;
• Как метод связи между подводными аппаратами и байковыми станциями...

Литература

1. H. Haas Wireless data from every light bulb // TED Global (August 2011)
2. H. Haas, L. Yin, Y. Wang, C. Chen What is LiFi? //IEEE J. Light. Technol., 34 (6) (2016), pp. 1533-1544
3. M.S. Islim, et al. Towards 10 Gb/s orthogonal frequency division multiplexing-based visible light communication using a GaN violet micro¬LED // Photon. Res., 5 (2) (2017), pp. A35-A43
4. D. Tsonev, S. Videv, H. Haas Towards a 100 Gb/s visible light wireless access network // Opt. Express, 23 (2) (2015), pp. 1627-1637
5. M.S. Islim, M. Safari, S. Videv, H. Haas A proof-of-concept of outdoor visible light communications in the presence of sunlight // LED Professional Symposium - Expo, 2016 (2016)
6. Z. Wang, D. Tsonev, S. Videv, H. Haas On the design of a solar-panel receiver for optical wireless communications with simultaneous energy harvesting // IEEE J. Sel. Areas Commun., 33 (8) (2015), pp. 1612-1623
7. Robust MMSE linear precoding for visible light communication broadcasting systems // 2013 IEEE Globecom Workshops (GC Wkshps) (2013), pp. 1081-1086
8. Электронный ресурс - https://www.lifitn.com/
9. Электронный ресурс - http://www.nextlifi.com/underwater- communications-system/
10.S. Revathy, A. Sangavi, U. Surekha, R. Sushmitha & Dr. N. Nandhagopal, Li-Fi Based Data Transfer in Underwater System // The SIJ Transactions on Computer Science Engineering & its Applications (CSEA), Vol. 5, No. 4, May 2017
11.Электронный ресурс - https://rdltech.in/
12. Электронный ресурс - https://www.graphene-info.com/
13.Stefan, H. Burchardt, H. Haas Area spectral efficiency performance comparison between VLC and RF femtocell networks // IEEE International Conference on Communications (ICC) (2013), pp. 3825-3829
14. Y. Liang, H. Haas Physical-layer security in multiuser visible light communication networks // IEEE J. Sel. Areas Commun. (2017)
15. К.В. Показеев Т.О. Чаплина Ю.Д. Чашечкин, Оптика океана // Москва: Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (2010) - С. 48-57...41