Разработка и исследование оптоэлектронных атмосферных каналов для автоматизированных информационных систем и сетей

• Автор: Боганов, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

1.АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ОАК В ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ И СЕТЯХ

1.1.Прогноз динамики роста рынка изделий оитоэлектроники и интегральной оптики за рубежом

1.2.0собенности организации вычислительных сетей

1.3.Технико-экономическое обоснование необходимости применения ОАК

2.МОДЕЛИРОВАНИЕ ОАК

2.1.Общая характеристика модели ОАК

2.2.0бщис требования к математическим моделям

2.3.Физическая модель работы ИК-диода

2.4.Физическая модель работы полупроводникового фотоприемника

2.5.Физическая модель атмосферы
3.ПРОГРАМНО-АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ОАК
3.1.Программно - аппаратная модель ОАК
3.2.0АК средней дальности
З.З.ОАК, работающие внутри помещения
3.4.Инсталляция ОАК на объекте
3.5.Внешняя фоновая засветка
4. ОАК КАК СОСТАВНОЙ ЭЛЕМЕНТ В АИС
4.1.Математическая модель ОАК в сети
4.2. Расчет производительности ВС
4.3.Использование ОАК в АИС предприятия
4.4.Информационные технологии предприятия
5.УСТОЙЧИВОСТБ ОАК К ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ
5.1.Снстема параметров ОАК

5.2.Методы измерения параметров ОАК
5.3.Экспериментальная оценка устойчивости ОАК при различных эксплуатационных воздействиях
6.ИСПЫТАНИЯ
6.1 Методология испытаний системы ОАК
6.2 Результаты испытаний
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Постановка задач
Современный уровень управления организациями все больше требует интегрирования множества соединенных между собой компьютерных систем и периферии, размещенных в различных производственных и офисных помещениях. В ряде случаев возникает необходимость оперативного изменения конфигурации системы терминалов в пределах помещения и повышения уровня безопасности передачи служебной и конфиденциальной информации, что и вызывает потребность в разработке бескабельных систем связи. В связи с этим, особый интерес представляет применение оптоэлектронного атмосферного канала (ОАК) малого и среднего радиуса действия, которые повышают скорость передачи информации до 10 Гбит/с и увеличивают производительность коммуникационной системы.
Принцип работы ОАК основан на инфракрасном излучении (ИК-излучение). Дистанционная передача сигналов с помощью ИК-излучения имеет преимущества как перед кабельной связью (отсутствие проводов, отсутствие возможных электрических наводок), так и перед высокочастотной радиопередачей (опасность электромагнитных; помех, влияние передаваемых радиосигналов на другие системы).
Оптимальным расстоянием для нормальной работы оптоэлектронного атмосферного канала считается следующее расстояние:
- между крупными зданиями около -1600м,
- между рабочими станциями в закрытых помещениях - до 10м.
Общая схема работы автоматизированной информационной системы (АИС) с использованием ОАК малого и среднего радиуса действия представлена на рис. 1. Открытый канал малого радиуса действия соединяет в локальную сеть все компьютеры, расположенные в одном помещении. Локальная сеть является сегментом АИС, расположенной в нескольких зданиях. Эти здания соединены ОАК среднего радиуса действия до 1600м. На схеме показаны соединения рабочих станций, серверов и сетевых принтеров на расстояние до 10м, осуществленных с помощью ОАК

2.3.Физическая модель работы ИК-диода
В соответствии с определением и классификацией ОАК создается на базе следующих модулей: источника излучения, приемника излучения и атмосферной среды. Передающие и принимающие модули состоят из приборов излучения и приема передающих сигналов, а также их электронных схем управления ими.
При передаче и приеме информации используемые приборы позволяют осуществить двойное преобразование энергии. Этот процесс можно описать следующей формулой [13]:
Лизл и Пфотопр - квантовые эффективности излучателя и фотоприемника;
К„з.пр - коэффициент, характеризующий передачу света от излучателя к приемнику;
G Формула (2.21.) описывает физические процессы для ОАК в целом, которые происходят при воздействии ионизирующего излучения (ИИ). Эти процессы рассматриваются в статическом и динамическом режимах.
Рассмотрим динамическую модель, которая строится на основе математического аппарата и существенно отличается от математического аппарата для статических моделей.
Для этого исследуем физические процессы, происходящие в излучающем диоде (ИД). Физическая модель ИД характеризуется коэффициентом Лизл? который можно определить из следующей формулы:
Г/- /—f
і ~ ^Іизл ' из.пр ^Іфотопр фотопр ? ГДЄ
(2.21.)
(2.22.)
Лвн - внутренняя квантовая эффективность;