Том 36, номер 10, статья № 1

Аннотация:

Приведен обзор выполненных в России работ, связанных с экспериментальными и теоретическими исследованиями по проблемам оптической связи вне пределов прямой видимости в воздушной и водной средах. Приводятся основные результаты полевых, лабораторных и численных экспериментов в ИК-, видимом и УФ-диапазонах длин волн. В лабораторных экспериментах в качестве рассеивающих сред использованы водно-глицериновая смесь и атмосферный воздух. В полевых экспериментах оптическая связь осуществлялась в приземном слое атмосферы, а также в искусственных и природных водоемах (в том числе в зимнее время через лед). Исследования выполнялись для компланарных и некомпланарных схем формирования каналов связи.

Ключевые слова:

оптико-электронная загоризонтная (NLOS) связь, эксперименты, воздушная, водная среда, вероятность ошибки

Список литературы:

1. Sunstein D.E. A scatter communication link at ultraviolet frequencies: PhD thesis. Massachusetts: Massachusetts Institute of technology. June 1968.
2. Di-yong Peng, Jun Shi, Guang-hui Peng, Sha-li Xiao, Shan-he Xu, Shan Wang, Feng Liu. An ultraviolet laser communication system using frequency-shift keying modulation scheme // Optoelectron. Lett. 2015. V. 11. P. 65–68. DOI: 10.1007/s11801-015-4196-x.
3. Renzhi Yuan, Jianshe Ma, Ping Su, Yuhan Dong, Julian Cheng. Monte-Carlo integration models for multiple scattering based optical wireless communication // IEEE Trans. Commun. 2020. V. 68, N 1. P. 334–348.
4. Пожидаев В.Н. Осуществимость линий связи ультрафиолетового диапазона, основанных на эффекте молекулярного и аэрозольного рассеяния в атмосфере // Радиотехника и электроника. 1977. Т. 22, № 10. С. 2190–2192.
5. Поллер Б.В. Беспроводные локальные оптические сети с возможностями использования атмосферного канала связи с рассеянием // Сб. докл. 10 МНТК «Радиолокация навигация, связь». Воронеж, 2004. С. 150–158.
6. Зуев В.Е., Креков Г.М. Современные проблемы атмосферной оптики. Т. 2. Оптические модели атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 256 с.
7. Панченко М.В., Кабанов М.В., Пхалагов Ю.А., Белан Б.Д., Козлов В.С., Сакерин С.М., Кабанов Д.М., Ужегов В.Н., Щелканов Н.Н., Полькин В.В., Терпугова С.А., Толмачев Г.Н., Яушева Е.П., Аршинов М.Ю., Симоненков Д.В., Шмаргунов В.П., Чернов Д.Г., Турчинович Ю.С., Полькин Вас.В., Журавлева Т.Б., Насртдинов И.М., Зенкова П.Н. Комплексные исследования тропосферного аэрозоля в ИОА СО РАН (этапы развития) // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 9. С. 703–716; Panchenko M.V., Kabanov M.V., Pkhalagov Yu.A., Belan B.D., Kozlov V.S., Sakerin S.M., Kabanov D.M., Uzhegov V.N., Shchelkanov N.N., Polkin V.V., Terpugova S.A., Tolmachev G.N., Yausheva E.P., Arshinov M.Yu., Simonenkov D.V., Shmargunov V.P., Chernov D.G., Turchinovich Yu.S., Pol’kin Vas.V., Zhuravleva T.B., Nasrtdinov I.M., Zenkova P.N. Integrated studies of tropospheric aerosol at the Institute of Atmospheric Optics (development stages) // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 1. P. 27–41.
8. Оптика океана и атмосферы / под ред. К.С. Шифрина. М.: Наука, 1981. 231 с.
9. Оптика океана. Т. 2. Прикладная оптика океана / под ред. А.С. Монина. М.: Наука, 1983. 236 с.
10. Суторихин И.А., Букатый В.И., Акулова О.Б. Спектральная прозрачность воды в разнотипных озерах Алтайского края. Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2015. 145 с.
11. Марчук Г.И., Михайлов Г.А., Назаралиев М.А., Дарбинян Р.А., Каргин Б.А., Елепов Б.С. Метод Монте-Карло в атмосферной оптике. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1976. 284 с.
12. Зуев В.Е., Белов В.В., Веретенников В.В. Теория систем в оптике дисперсных сред. Томск: Спектр, 1997. 402 c.
13. Белов В.В., Тарасенков М.В. Три алгоритма статистического моделирования в задачах оптической связи на рассеянном излучении и бистатического зондирования // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 5. С. 397–403.
14. Loboda G.Z. Modification of the double local estimate of the Monte Carlo method in radiation transfer theory // Rus. J. Numerical Analysis and Mathematical Modeling. 2011. V. 26, N 5. P. 491–500.
15. Belov V.V., Juwiler I., Blaunstein N., Tarasenkov M.V., Poznakharev E.S. NLOS communication: Theory and experiments in the atmosphere and underwater // Atmosphere. 2020. V. 11, N 10. P. 1122–1137. DOI: 10.3390/atmos11101122.
16. Тарасенков М.В., Белов В.В., Познахарев Е.С. Моделирование процесса передачи информации по атмосферным каналам распространения рассеянного лазерного излучения // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 5. С. 371–376; Tarasenkov M.V., Belov V.V., Poznakharev E.S. Simulation of information transfer through atmospheric channels of scattered laser radiation propagation // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 5. P. 412–416.
17. Тарасенков М.В., Пешков С.А., Познахарев Е.С. Оценка вероятности регистрации ошибочных символов в канале атмосферной оптической связи на рассеянном излучении в УФ-диапазоне длин волн в условиях дня и ночи // Фотоника. 2023. Т. 17, № 1. С. 1–12.
18. Сайт ОАО «Катод». Новосибирск, 2023. https:// katodnv.com. (дата обращения: 15.05.2023).
19. Kneizys F.X., Shettle E.P., Anderson G.P., Abreu L.W., Chetwynd J.H., Selby J.E.A., Clough S.A., Gallery W.O. User Guide to LOWTRAN-7. ARGL-TR-86-0177. ERP 1010. Hansom AFB, 1988. P. 13.
20. Тарасенков М.В., Белов В.В., Познахарев Е.С. Статистическое моделирование характеристик канала оптической связи на рассеянном излучении с беспилотным летательным аппаратом // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 10. С. 791–798.
21. Тарасенков М.В., Белов В.В., Познахарев Е.С. Статистическое моделирование характеристик подводной оптической связи на рассеянном излучении // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 4. С. 273–278; Tarasenkov M.V., Belov V.V., Poznakharev E.S. Statistical simulation of the characteristics of diffuse underwater optical communication // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 4. P. 387–392. DOI: 10.1134/S102485601904016X.
22. Белов В.В., Тарасенков М.В., Абрамочкин В.Н., Иванов В.В., Федосов А.В., Троицкий В.О., Шиянов Д.В. Атмосферные бистатические каналы связи с рассеянием. Часть 1. Методы исследования // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 4. С. 261–267.
23. Белов В.В., Тарасенков М.В., Абрамочкин В.Н., Иванов В.В., Федосов А.В., Гриднев Ю.В., Троицкий В.О., Димаки В.А. Атмосферные бистатические каналы связи с рассеянием. Часть 2. Полевые эксперименты 2013 г. // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 8. С. 659–664.
24. Абрамочкин В.Н., Белов В.В., Гриднев Ю.В., Кудрявцев А.Н., Тарасенков М.В., Федосов А.В. Оптико-электронная связь в атмосфере на рассеянном лазерном излучении. Полевые эксперименты // Светотехника. 2017. № 4. С. 24–30; Abramochkin V.N., Belov V.V., Gridnev Yu.V., Kudryavtsev A.N., Tarasenkov M.V., Fedosov A.V. Optoelectronic communication in the atmosphere using diffuse laser radiation. Experiments in the field // Light & Engineering. 2017. V. 25, N 4. P. 41–49.
25. Belov V.V., Tarasenkov M.V., Abramochkin V.N. Bistatic atmospheric optoelectronic communication systems (field experiments) // Tech. Phys. Lett. 2014. V. 40, N 10. P. 871–874.
26. Belov V.V., Tarasenkov M.V., Abramochkin V.N., Troitskii V.O. Over-the-horizon optoelectronic communication systems // Russ. Phys. J. 2014. V. 57, N 7. P. 202–208.
27. Белов В.В. Оптическая связь на рассеянном или отраженном лазерном излучении // Светотехника. 2018. № 6. С. 6–12.
28. Белов В.В., Гриднев Ю.В., Кудрявцев А.Н., Тарасенков М.В., Федосов А.В. Оптико-электронная связь в УФ-диапазоне длин волн на рассеянном лазерном излучении // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 7. С. 559–562.
29. Белов В.В., Абрамочкин В.Н., Гриднев Ю.В., Кудрявцев А.Н., Кулаев С.П., Тарасенков М.В., Троицкий В.О., Федосов А.В. Бистатическая оптико-электронная связь в УФ-диапазоне длин волн. Полевые эксперименты в 2016 г. // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 2. С. 111–114. DOI: 10.15372/AOO20170201.
30. Димаки В.А., Суханов В.Б., Троицкий В.О., Филонов А.Г., Шестаков Д.Ю. Лазер на бромиде меди с компьютерным управлением импульсно-периодического, цугового и ждущего режимов // Приборы и техника эксперимента. 2008. № 6. С. 119–122.
31. Арсентьев В.Г., Берестяк А.С., Криволапов Г.И. Об эффективности импульсного метода передачи информации в автономных системах мониторинга // Материалы II Всероссийской научно-технической конференции «Научное и техническое обеспечение исследований и освоения шельфа Северного Ледовитого океана». Новосибирск: ИНФОСФЕРА, 2012. С. 178–180.
32. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Давыдов Д.К., Ивлев Г.А., Козлов А.В., Пестунов Д.А., Покровский Е.В., Толмачев Г.Н., Фофонов А.В. Посты для мониторинга парниковых и окисляющих атмосферу газов // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20, № 1. С. 53–61.
33. Пхалагов Ю.А., Ужегов В.Н. Статистический метод разделения коэффициентов общего ослабления ИК-радиации на компоненты // Оптика атмосф. и океана. 1988. Т. 1, № 10. C. 3–11.
34. Пхалагов Ю.А., Ужегов В.Н., Щелканов Н.Н. Автоматизированный многоволновой измеритель спектральной прозрачности приземной атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 1992. Т. 5, № 6. С. 667–671.
35. Ужегов В.Н., Ростов А.П., Пхалагов Ю.А. Автоматизированный трассовый фотометр // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 7. С. 590–594.
36. Белов В.В., Познахарев Е.С., Тарасенков М.В., Федосов А.В. Некомпланарные коммуникационные бистатические системы связи. Полевые и лабораторные эксперименты // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 1. С. 63–66. DOI: 10.15372/AOO20220109.
37. Белов В.В., Абрамочкин В.Н., Кудрявцев А.Н., Тарасенков М.В., Федосов А.В., Познахарев Е.С. Измеритель коэффициента ослабления водной среды в лабораторных и полевых условиях // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 12. С. 983–985. DOI: 10.15372/AOO20191206.
38. Белов В.В., Абрамочкин В.Н., Гриднев Ю.В., Кудрявцев А.Н., Тарасенков М.В., Федосов А.В. Оптико-электронные бистатические коммуникационные системы. Полевые эксперименты на искусственном и естественном водоемах // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 1. С. 82–87; Belov V.V., Abramochkin V.N., Gridnev Yu.V., Kudryavtsev A.N., Tarasenkov M.V., Fedosov A.V. Bistatic optoelectronic communication systems: Field experiments in artificial and natural water reservoirs // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 4. P. 366–371. DOI: 10.1134/S1024856017040042.
39. Суторихин И.А., Букатый В.И., Литвих М.Е., Эккердт К.Ю. Влияние взвешенного вещества на спектральную прозрачность озер Алтайского края // Оптика атмосф. и океана. Физика атмосферы: Тез. докл. XXII Междунар. симп. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2016. С. 93.
40. Поллер Б.В., Клементьев В.М., Бритвин А.В., Коломников Ю.Д., Поллер А.Б. Экспериментальные параметры терагерцовых полимерных фотонно-кристаллических волноводов // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2012. Т. 1, № 5. С. 246–249.
41. Бритвин А.В., Поллер А.Б., Поллер Б.В., Кусакина А.Е. Характеристики преобразования оптических сигналов в полимерных пленках с люминофорами, с наночастицами железа // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2012. Т. 2, № 4. С. 22–26.
42. Поллер Б.В., Бритвин А.В., Кусакина А.Е. Экспериментальные характеристики распространения лазерных сигналов на горизонтальной и наклонной трассах на Горном Алтае // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2013. Т. 5, № 3. С. 108–110.
43. Бритвин А.В., Никитенко Н.С., Плюснин В.Ф., Поллер Б.В., Поллер А.Б., Шахов Н.В. О фотостабильности акрилатных и полиметилметакрилатных планарно-волоконных структур с люминофорами COUMARIN 7, 47, 120; POPOP; NOL8 для ультрафиолетовых информационных систем // Опт. и спектроскоп. 2022. Т. 130, № 2. С. 311–316.
44. Бритвин А.В., Никитенко Н.С., Поллер А.Б., Поллер Б.В., Шахов Н.В. Характеристики трендов в динамике излучения полимерных планарно-волноводных структур с люминофорами для ультрафиолетовых информационных систем при длительных натурных испытаниях // Проблемы информатики. 2022. Т. 56, № 3. С. 5–13.
45. Бритвин А.В., Месензова И.С., Павлов Н.А., Поважаев А.В., Поллер Б.В. Экспериментальные характеристики распространения ультрафиолетовых многолучевых сигналов на трассах обсерватории «КАЙТАНАК» в Республике Алтай // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2018. Т. 2, № 5. С. 134–140.
46. Марчук В.С. Использование технологии MIMO в открытых оптических системах связи непрямой видимости для повышения надежности передачи информации // Проблемы телекоммуникаций. 2019. Т. 24, № 1. С. 90–103.
47. Ефимова Ю.И., Прощенок Э.В., Роменский М.В., Унру П.П. Беспроводная оптическая связь в ультрафиолетовом С-диапазоне // Modern Science. 2021. № 4–1. С. 445–450.
48. Семерник И.В., Бендер О.В., Тарасенко А.А., Самонова К.В. Особенности распространения оптического излучения в морской среде для обеспечения подводной беспроводной оптической связи // Тенденции развития науки и образования. 2022. № 92–9. С. 110–116.
49. Васильев Г.С., Кузичкин О.Р., Суржик Д.И., Константинов И.С. Метод масштабного физического моделирования системы связи УФ–С-диапазона // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2020. № 6. С. 141–147.
50. Абрамова Е.С., Мышкин В.Ф., Хан В.А., Баландин С.Ф., Еремеев Р.С., Павлова М.С., Хорохорин Д.М. Об использовании бистатических подводных оптических систем связи // T-COMM: Телекоммуникации и транспорт. 2020. Т. 14, № 8. С. 4–12.
51. Абрамова Е.С., Мышкин В.Ф., Павлова М.С., Абрамов С.С., Павлов И.И. Развитие бистатической связи в России // Электросвязь. 2019. № 10. С. 36–40.
52. Поллер Б.В., Бритвин А.В., Борисов Б.Д., Коломников Ю.Д., Коняев С.И., Кусакина А.Е., Шергунова Н.А., Курочкин В.Л., Зверев А.В., Курочкин Ю.В., Плюснин В.Ф. Характеристики энергоинформационной модели и методов построения телекоммуникационной и квантово-криптографической лазерной системы спутниковой связи // Проблемы информатики. 2013. № 1. С. 69–75.
53. Бритвин А.В., Коняев С.И., Никитенко Н.С., Поважаев А.В., Поллер Б.В., Щетинин Ю.И. Методы построения и экспериментальные характеристики ультрафиолетовых атмосферных линий связи // Успехи современной радиоэлектроники. 2019. № 1. С. 25–28.