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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2007.tde-04072007-133531
Documento
Autor
Nome completo
Fahim Gouveia
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2007
Orientador
Banca examinadora
Pinto, José Kleber da Cunha (Presidente)
Amazonas, José Roberto de Almeida
Grossman, Benjamin
Título em português
Projeto de um transceptor óptico para comunicação digital em espaço livre.
Palavras-chave em português
Comunicações ópticas
Fotodetector
Free space optics
FSO
Laser
Última milha
Resumo em português
Os sistemas de comunicação óptica por espaço livre, comumente denominados sistemas FSO (Free Space Optics), servem para estabelecer enlaces de comunicação do tipo wireless, ponto-a-ponto, a uma elevada taxa de dados e com alcances que podem variar de algumas centenas de metros a alguns quilômetros. O interesse pela tecnologia FSO tem sido estimulado pela necessidade de se fornecer soluções complementares às tradicionais (e.g. fibra óptica e RF) visando a atender à crescente demanda por conexões de banda larga. Algumas de suas aplicações mais importantes são a conexão de redes locais de computadores, a conexão de estações rádio base de telefonia móvel às centrais e o acesso de última milha. Embora a tecnologia FSO venha sendo empregada em pequena escala no Brasil, vislumbra-se o potencial de maior aplicação desta tecnologia em um futuro próximo, razão pela qual se propõe este estudo, focado no projeto de sistemas FSO. A principal contribuição deste trabalho é demonstrar uma possível solução para a realização de um enlace óptico operando em espaço livre, destinado a conectar duas redes locais de computadores Ethernet Rápida (100 Mbps). As seguintes atividades foram desenvolvidas: estudo das questões mais relevantes pertinentes ao projeto de sistemas FSO; projeto, construção e caracterização eletro-óptica de circuitos; montagem e demonstração do funcionamento de uma versão de testes do sistema, realizadas em laboratório; estudo de características associadas à transferência de radiação óptica de transmissor para receptor, envolvendo o balanço de potência para estimativa do alcance do enlace, sob condições atmosféricas ideais. Como resultado, obtivemos um sistema de comunicação do tipo full-duplex, operando no comprimento de onda de 850 nm em formato de modulação OOK, a uma taxa de dados efetiva de 125 Mbps. Com base na experiência obtida, melhoras ao sistema são sugeridas no final do trabalho.
Título em inglês
Design of an optical transceiver for free space optical digital communication.
Palavras-chave em inglês
Free space optics
FSO
Laser
Last mile
Optical communications
Photodetector
Resumo em inglês
Free space optical communication systems (FSO systems) provide wireless, point-to-point communication links at high data rates, at maximum distances ranging from hundreds of meters to several kilometers. The growing interest in FSO technology arises from the necessity of providing complementary and alternative solutions to those already adopted (eg. fiber optics and RF), aiming to satisfy the increasing demand for broadband connections. Some of its most important applications are connecting local area networks (LANs), backhauling wireless networks and providing last mile access. Although today FSO is not widely adopted in Brazil, the technology has the potential for being adopted in a greater scale in the near future, which is the reason we propose a study focused on issues related to the design of FSO systems. This work's main contribution is to demonstrate a possible solution for the construction of a FSO system intended to connect two Fast Ethernet LANs (100 Mbps). For this purpose, the following activities were developed: study of the main aspects related to FSO system design; design, construction and electrooptical characterization of circuits; mounting and demonstration, in the lab, of a test version of the system; study of characteristics related to radiation transfer from transmitter to receiver, involving the use of the link power budget for an estimation of the maximum distance achievable under ideal atmospheric conditions. The result is a full-duplex communication system that employs the 850 nm wavelength in OOK modulation format, operating at an effective bit rate of 125 Mbps. Based on the knowledge achieved, improvements to the system are suggested at the end of this work.
 
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ApendiceA.pdf (82.78 Kbytes)
ApendiceB.pdf (214.04 Kbytes)
ApendiceC.pdf (1.21 Mbytes)
Cap1IntroducaoaFSO.pdf (149.59 Kbytes)
Referencia.pdf (97.81 Kbytes)
Data de Publicação
2007-08-16
 
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