Serbest ortam optiksel veri iletişimine etkileri ve bu etkilerin iletişim performansının arttırılması için kullanımı

Abstract

ÖZET Yüksek Lisans Tezi SERBEST ORTAM OPTİKSEL VERİ İLETİŞİMİNE ÇEVRE IŞIĞININ ETKİLERİ VE BU ETKİLERİN İLETİŞİM PERFORMANSININ ARTTIRILMASI İÇİN KULLANILMASI Özkan GEREN Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Faruk Özek Jüri: Prof. Dr. Seçuk Geçim Jüri: Prof. Dr. Abdülriza Abulov Jüri: Doç. Dr. Faruk Özek Bu çalışmada, iki bağımsız terminal arası serbest ortamda veri iletişimi sağlanmıştır. Verici tarafında optik kaynak olarak 880+ 20 nm, yarım açısı ± 20° olan yakın infrared bölgesinde ışıma yapan 9 adet LED diyot, SFH 485, 3X3' lük bir matriks oluşturularak kullanılmıştır. Alıcı tarafında ise 850 nm'de maksimum fotosensitivite değerine sahip olan yüksek hızlı bir PIN fotodiyot, SFH 206, kullanılmıştır. İletişimde, veri transferi esnasında Frekans Kaydırmak Anahtarlama (Frequency Shift Keying, FSK) ve Genlik Kaydırmalı Anahratlama (Amplitude Shift Keying, ASK) modülasyon teknikleri kullanılmıştır. Verici tarafta, sürekli olarak ortamdaki ışık miktarını gözetleyen farklı bir foto- dedektörden, BPX 43, alınan veriler vasıtasıyla uygun modülasyon türü iletişim performansını arttıracak şekilde seçilir. Bu bilgi aynı anda alıcı tarafa da bildirilerek iletişim senkronu sağlanmış olur. Aynı zamanda mobil çalışan sistemler için önemli bir etken olan batarya ömrünün efektif bir biçimde kullanılması amacıyla, güç sarfiyatı da kontrol edilmektedir. Bu verici tarafta, ortamdaki ışık miktarına göre ters orantılı olarak LED'leri süren darbelerin darbe-boşluk oranı ayarlanarak yapılmaktadır. Sonuç olarak yapılan çalışmada, çevre ışığının kötü etkilerinin azaltılmasının yanında, iletilecek olan verinin ortam ışığına bağlı olarak şifrelenmesi vasıtasıyla iletişim gizliliği de sağlanmıştır. 1999, 111 sayfa ANAHTAR KELİMELER : Optiksel iletişim, sebest ortam, genlik-kaydırmalı modülasyon, frekans kaydırmalı modülasyon, güç kontrol, veri şifreleme

ABSTRACT Master Thesis EFFECTS OF AMBIENT LIGHT ON FREE SPACE OPTICAL DATA TRANSFER AND USAGE OF THESE AFFECTS TO INCREASE COMMUNICATION PERFORMANCE Özkan GEREN Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Electronics Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Faruk Özek Jury: Prof. Dr. Seçuk Geçim Jury: Prof. Dr. Abdülriza Abulov Jury: Assoc. Prof. Dr. Faruk Özek In this thesis, the data transfer by optical means in free space realized between two independent terminals. At the transmitter, a 3X3 matrix of nine LEDs, SFH 485, the wave length of peak emmision 880±20nm and the angle of half intensity ±20°, is employed. At the receiver, a high speed PIN photo diode, SFH 206, the maximum photosensitivity at 850 nm, is used. For the data transfer, Frequency Shift Keying, FSK, and Amplitude Shift Keying, ASK, are considered. For higher communication performance, the type of keying is changed automaticly according to the ambient light level which is monitored by a separate phototransistor, BPX 43, at the transmitter. The keying information is sent to the receiver for synchronization. Moreover, due to the importance of the battery life for the mobile terminals, such as vehicles, the power consumption aspect of the system is also dealt with. The duty cycle of the pulses, which drive the transmitter LEDs, is again automaticly adjusted by, being inversely proportional to the ambient light intensity. Finally, in this work, while minimising its adverse effect, the ambient light is used `beneficially` for `coding` the transmitted data in order to ensure the communication confidentiality. 1999, 111 page KEY WORDS : Optical communication, free-space, amplitude-shift keying, frequency-shift keying, power management, coding