Title: Performance Analysis of Free-Space Optical Links under Varying Weather Conditions Using IM/DD and Coherent Modulation Schemes
Free-Space Optical (FSO) communication systems offer a flexible and high-capacity alternative for wireless data transmission. However, their performance is highly sensitive to environmental and atmospheric conditions. This thesis aims to investigate how different weather conditions — such as fog, rain, heat, cold, and variations between day and night — affect the transmission quality of FSO links. To achieve this, a range of optical signals will be transmitted using both Intensity Modulation with Direct Detection (IM/DD) schemes (e.g., NRZ and PAM4) and coherent modulation schemes (e.g., QPSK). The student will vary the optical wavelength and modulation format to evaluate the optimal combinations for different weather scenarios. The system performance will be quantified primarily using the Bit Error Rate (BER) metric. Furthermore, the FSO link will be integrated into a smart node capable of dynamically adjusting its modulation format and wavelength in real time, based on prevailing environmental conditions. This intelligent adaptability aims to enhance link reliability and robustness, especially for applications in dynamic or harsh outdoor environments. The findings of this study are expected to contribute toward the development of resilient FSO systems for future high-speed wireless networks.
Τίτλος: Ανάλυση Απόδοσης Ζεύξεων Οπτικής Επικοινωνίας Ελεύθερου Χώρου υπό Μεταβαλλόμενες Καιρικές Συνθήκες με Χρήση Διαμορφώσεων IM/DD και Coherent Detection
Οι ζεύξεις οπτικής επικοινωνίας ελεύθερου χώρου (FSO) αποτελούν μια ευέλικτη και υψηλής χωρητικότητας λύση για ασύρματη μετάδοση δεδομένων. Ωστόσο, η απόδοσή τους επηρεάζεται σημαντικά από τις περιβαλλοντικές και ατμοσφαιρικές συνθήκες. Η παρούσα διπλωματική εργασία στοχεύει στη μελέτη του τρόπου με τον οποίο διαφορετικές καιρικές συνθήκες — όπως ομίχλη, βροχή, ζέστη, κρύο, καθώς και οι μεταβολές από πρωί σε βράδυ — επιδρούν στην ποιότητα μετάδοσης των FSO ζεύξεων. Για τη μελέτη αυτή, θα μεταδίδονται οπτικά σήματα με χρήση τόσο διαμορφώσεων έντασης με άμεση ανίχνευση (IM/DD), όπως NRZ και PAM4, όσο και συνεκτικών διαμορφώσεων, όπως QPSK. Ο φοιτητής θα μεταβάλλει το μήκος κύματος και τη διαμόρφωση του σήματος προκειμένου να αξιολογήσει τον βέλτιστο συνδυασμό για κάθε διαφορετικό σετ καιρικών συνθηκών. Η απόδοση του συστήματος θα αξιολογείται μέσω του δείκτη σφαλμάτων bit (BER). Επιπλέον, η ζεύξη FSO θα ενσωματωθεί σε έναν έξυπνο κόμβο, ο οποίος θα έχει την ικανότητα να προσαρμόζει δυναμικά τη διαμόρφωση και το μήκος κύματος του σήματος σε πραγματικό χρόνο, ανάλογα με τις επικρατούσες συνθήκες. Αυτή η ευφυής προσαρμοστικότητα στοχεύει στη βελτίωση της αξιοπιστίας και της σταθερότητας της επικοινωνίας, ειδικά σε εξωτερικά περιβάλλοντα με δυναμικές ή ακραίες συνθήκες. Τα αποτελέσματα της εργασίας αναμένεται να συμβάλουν στην ανάπτυξη ανθεκτικών συστημάτων FSO για μελλοντικά ασύρματα δίκτυα υψηλών ταχυτήτων.
Ελάχιστος χρόνος εκπόνησης της εργασίας: 4-6 μήνες
Χρήσιμες Γνώσεις:
- Γενικές αρχές φωτονικής τεχνολογίας
Επικοινωνία: