A formulação [3] adotada é semi-empírica, com a parte empírica desenvolvida na atmosfera de algumas regiões brasileiras. Caracterização do sistema FSO é feita a partir do balanço de potência:
 | [1] |
Onde:
- P(0) = potência transmitida (dBm);
- P(R) = sensibilidade do receptor (dBm);
- a = perda total no enlace do espaço livre (dB);
- M = margem de segurança do sistema (dB).
A perda total em um enlace FSO possui diversos componentes, como perda óptica no receptor, perda devida a erros de alvo (ou alinhamento), perda devido ao alargamento geométrica do raio laser, e perdas devido aos efeitos atmosféricos. Relatos encontrados na literatura sugerem que valores típicos para perdas ópticas do receptor e por erros de alvo são 9,0 dB e 3,0 dB; respectivamente.
A perda por alargamento geométrico do laser pode ser avaliada através da comparação entre a área iluminada na superfície do receptor e a área de superfície do raio que sai do transmissor. Esta perda depende da divergência geométrica do raio e do comprimento do enlace FSO.
Efeitos atmosféricos como absorção, dispersão e cintilação são os que mais contribuem para elevação da perda total no enlace. Tais efeitos podem prejudicar consideravelmente o desempenho dos sistemas FSO e reduzir sua disponibilidade.
A atenuação da potência laser na atmosfera é descrita pela lei de Beer [4,5]:
 | [2] |
Onde:
- R = alcance do enlace (m);
- P(R) = potência laser à distância R da fonte;
- P(0) = potência do laser na fonte;
- σ = coeficiente de atenuação total ou coeficiente de extinção (m-1).
Na faixa de comprimento de onda de interesse, entre 780 nm e 1550nm, as dimensões das partículas em suspensão na atmosfera são da mesma ordem ou maiores destes comprimentos, tornando os coeficientes de absorção atmosférica e aerossol desprezíveis (am ≈ 0 e βa ≈ 0) [1,2].
O coeficiente de espalhamento molecular, ou espalhamento Rayleigh, que varia com o inverso da quarta potência do comprimento de onda do laser (1/l4) também pode ser negligenciado (βm ≈ 0) para a mesma faixa de trabalho. Dessa forma, o coeficiente de espalhamento aerossol ou Mie torna-se o coeficiente de atenuação total (σ ≈ βa).
O espalhamento Mie é fortemente evidenciado quando os diâmetros das partículas em suspensão são da ordem do comprimento de onda laser, tornando-se praticamente independente deste comprimento (l) à medida que o diâmetro dessas partículas cresce. A eficiência do espalhamento Mie também depende da visibilidade atmosférica, definida como a distância em que a intensidade da luz decresce 2% do seu valor inicial.
A atenuação devido ao espalhamento Mie varia com a visibilidade e com o comprimento de onda laser de acordo com:
 | [3] |
Onde:
- V = visibilidade (km);
= comprimento de onda do laser (nm);- q = distribuição de tamanho das partículas espalhadas, ou seja:
A avaliação completa da perda no enlace requer estimativa da perda por cintilação. Resultados experimentais indicam que as perdas por cintilação podem ser reduzidas com o uso de sistemas com múltiplos raios e/ou receptores com abertura larga.
Os resultados também indicam que o efeito da cintilação é mais severo à tarde e no verão. Outros resultados sugerem que a perda por cintilação aumenta com o comprimento de onda de operação. Interpolação linear é aplicada aos dados obtidos em outro trabalho com o propósito de estimar a perda por cintilação para diferentes alcances FSO, de acordo com a fórmula empírica:
 | [4] |
Onde:
- R é dado em km;
- Os valores das constantes a e b dependem do tipo de sistema FSO:
- Raio único e/ou sistemas com receptor de pequena abertura (diâmetro ≤ 10 cm): a = 13 / 9,2 e b = 67,2 / 9,2;
- Raios múltiplos e/ou sistemas com receptor de pequena ampla (diâmetro > 10 cm): a = 8 / 9,2 e b = 27,2 / 9,2.
Nenhum comentário:
Postar um comentário
Observação: somente um membro deste blog pode postar um comentário.