Оптимизация влияния дождевых осадков на эффективность работы открытой лазерной атмосферной связи

Актуальность. Системы открытой лазерной атмосферной связи подвергнуты воздействию погодных условий. Вопросам влияния дождей на эффективность открытой лазерной атмосферной связи посвящено большое количество модельных теоретических и экспериментальных исследований. Вместе с тем до сих пор не рассмотрена проблема выбора показателей открытой лазерной атмосферной оптической связи звездообразной структуры с учетом необходимости минимизации потерь сигнала.

Целью проводимого исследования является разработка методики оптимизации звездообразной структуры открытой лазерной атмосферной связи в интересах минимизации суммарных потерь оптического сигнала из-за ограничений видимости на множестве расстояний между центром и периферийными узлами.

Сущность метода заключается в составлении и решении вариационной оптимизационной задачи по оценке суммарных потерь по всем направлениям звездообразной структуры системы передачи данных с использованием выбранной известной модели ослабления оптического сигнала из-за воздействия дождя (в этой модели в явном виде фигурирует показатель видимости на дистанциях от центра до периферийного узла).

Эксперименты. Проведенные апробационные экспериментальные исследования в целом подтвердили достоверность моделей, взятых за основу проводимого исследования.

В результате проведенных теоретических модельных исследований получено выражение для вычисления максимально достижимых суммарных потерь оптического сигнала в звездообразной структуре открытой лазерной атмосферной сети связи. Кроме того, выявлено, что в звездообразной структуре открытой лазерной атмосферной связи максимальные суммарные потери оптического сигнала в случае принятия интегрального ограничения на вновь введенную функциональную зависимость между дистанциями от периферийного узла до центра и локальной видимостью возникают в том случае, когда расстояние от передающего центра до периферийных узлов приема пропорциональны квадратному корню локальной видимости.

Практическая значимость. На базе полученных результатов выработаны рекомендации по определению дистанции установки узлов приема от центра. Намечается реализация полученных результатов в проектируемой открытой лазерной атмосферной сети связи «Центр – пригородные узлы» на Апшеронском полуострове.

1. Mazin A.A., Ali A. Performance Analysis of Fog Effect on Free Space Optical Communication System // IOSR Journal of Applied Physics. 2015. Vol. 7. Iss. 2. PP. 16–24. DOI:10.9790/4861-07211624

2. Twati M.O., Badi M.M., Adam A.F. Analysis of Rain Effects on Free Space Optics Based on Data Measured in the Libyan Climate // International Journal of Information and Electronics Engineering. 2014. Vol. 4. Iss. 6. DOI:10.7763/IJIEE.2014.V4. 485

3. Mustafa F.H., Supaat S.M., Charde N.M. Effect of Rain Attenuations on Free Space Optic Transmission in Kuala Lumpur // Proceeding of the International Conference on Advanced Science, Engineering and Information Technology 2011 (Bangi, Malaysia, 14–15 January 2011). 2011. DOI:10.18517/ijaseit.1.4.70

4. Korai U.A., Luini L., Nebuloni R. Model for the Prediction of Rain Attenuation Affecting Free Space Optical Links // Electronics. 2018. Vol. 7. Iss. 12. P. 407. DOI:10.3390/electronics7120407

5. Forin D.M., Incerti G., Beleffi G.M.T., Teixeira A.L.J., Costa L.N., Andre P.S.B., et al. Free space optical technologies // In: Bouras C.J. (ed.) Trends in Telecommunications Technologies. 2010. PP. 257–296. URL: http://book.itep.ru/depository/opto_commun/InTech-Free_space_optical_technologies.pdf (Accessed 09.12.2025)

6. Маммадов А.М., Ибрагимова А.Э.Г. Вопросы учета атмосферных и метеорологических факторов при построении систем открытой атмосферной оптической связи // Телекоммуникации и связь. 2025. № 3(6). С. 65–69. DOI:10.21681/3034-4050-2025-3-65-69. EDN:VLSPRW