Experimental evaluation of terrestrial, underwater and aerial FSO systems with pointing errors
Kara, su altı ve hava FSO sistemlerinin yönelim hatalarıyla deneysel değerlendirmesi
- Tez No: 981932
- Danışmanlar: PROF. MURAT UYSAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yüksek veri aktarım kapasitesine sahip serbest uzay optik (FSO) haberleşme sistemleri, son kilometre erişimi, geri taşıma (backhaul) ve fiber optik altyapının yerine kullanılabilir. Karasal FSO bağlantıları genellikle bina çatılarına kurulur ve dinamik rüzgar yükleri nedeniyle bina sallanmalarına maruz kalabilir. Su altı kablosuz optik haberleşme (UWOC) sistem uygulamalarında, bu vericiler insansız su altı araçlarına (UUV), deniz tabanına monte edilmiş işaretçilere ve su yüzeyi şamandıralarına takılabilir. Bunlar da deniz dalgaları, akıntılar ve rüzgarlar gibi çevresel faktörlerden etkilenebilir. Hava sistemlerinde ise, FSO insansız hava araçlarına (UAV) entegre edilebilir ve uçuş sırasında rüzgar gibi aerodinamik bozucu etkilere maruz kalabilir. Bunlardan motive olarak, bu çalışmada FSO sistemlerindeki yönlendirme hatalarının davranışını ve etkilerini analiz etmek için gerçekçi modeller geliştirilmiştir. Öncelikle, deneysel olarak yönlendirme hatalarını üretmek ve etkilerinin incelenmesi amacıyla 5 serbestlik derecesine (DOF) sahip bir hareket masası tasarlanıp, inşa edilmiştir. Daha sonra, yönlendirme hatalarının karasal FSO bağlantılarında gerçekçi bir şekilde modellenmesine çalışılmış ve bunların temel çevresel etkenlerle ilişkisi kurulmuştur. Bu doğrultuda, farklı bina boyutlarının rüzgar yükleri altındaki davranışını karakterize etmek için kapsamlı simülasyonlar yapılmıştır. Daha sonra, bir okyanus şamandırasına kurulan UWOC sistemi modellenmiştir. Sistemin bağlama halatlarıyla birlikte dönme hareketlerini simüle etmek ve dalgalar ile rüzgarın neden olduğu yönlendirme hatası davranışlarını incelemek amacıyla oşinografik simülasyon programı kullanılmıştır. Üçüncü olarak, rüzgarlı havada sabit duran bir UAV'nin hareket davranışı modellenmiş ve simüle edilmiştir. Ardından, rüzgar etkisi altında yönlendirme hatası modellenmiştir. Bu çalışma, FSO sistemlerine ilişkin daha derin bir anlayış sunmayı amaçlamakta ve yönelim hatalarının analizi için gerçekçi modeller sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
With their high data rate capacity, Free Space Optical (FSO) communication systems can be used for last mile access, backhauling and fiber optic replacement. Terrestrial FSO links are typically installed on building roofs and are prone to building sways due to dynamic wind loads. In Underwater Wireless Optical Communications (UWOC) systems applications, these transmitters can be installed on Unmanned Underwater Vehicles (UUV), seafloor-mounted beacons, and surface buoys; some of which are influenced by environmental factors including sea waves, currents, and winds. In aerial systems, FSO can be installed on Unmanned Aerial Vehicles (UAV) which are subject to aerodynamic disturbances such as wind during flight. Motivated by these trends, we work on developing realistic models for analyzing the behavior and effects of pointing error in FSO systems. We first design and build a 5 Degree Of Freedom (DOF) motion table in order to experimentally generate pointing errors and study its effects. We then work on a realistic modeling of pointing errors in terrestrial FSO links, relating them to the underlying physical phenomena. Towards this end, we use a civil engineering software and conduct extensive simulations to characterize the behavior of various building sizes under wind loads. Secondly we model a UWOC system installed on an ocean buoy. We use an oceanographic marine simulation software to simulate the rotational motions of a realistic ocean buoy with moorings and study its pointing error behavior in the presence of waves and winds. Thirdly we model and simulate the motion behavior of a quadcopter UAV in hovering mode under the impact of wind-induced disturbances. Afterwards we model the pointing error over extended hovering durations under the effects of wind. This study aims to deliver a deeper understanding of FSO systems and fills the gap by providing more realistic models to analyze FSO behavior in the presence of pointing errors.
Benzer Tezler
- Yerküre dışı yaşam araştırmaları ve uzay bilimleri perspektifinden su ürünleri yetiştiriciliğinin irdelenmesi
An evaluation of aquaculture from the perspective of extraterrestrial life research and space science
ALİYE BEDRİYE MUTAF
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Su ÜrünleriMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiSu Ürünleri Yetiştiriciliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ TÜRKER
- Toprak örneklerinde polikorlubifenil (PCB) kirliliğinin araştırılması ve yasal sınır değerlerin uygulanabilirliğinin değerlendirilmesi
Research of polychlorinated biphenyl (PCB) pollution in soil samples and evaluation of applicability of limit values
BERİVAN GÜNEŞ DÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CUMALİ KINACI
- Hareketli damla sulama sistemi ile sulanan şeker pancarında su kullanım etkinliğinin multispektral ve termal görüntülerle değerlendirilmesi
Evaluation of water use efficiency of sugar beet under mobile drip irrigation system by using remote multispectral and thermal images
YAVUZ FATİH FİDANTEMİZ
Doktora
Türkçe
2026
ZiraatAnkara ÜniversitesiTarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ERSOY YILDIRIM
- Senirkent-Uluborlu (Isparta) havzasının katı atık düzenli depolama yeri seçimine yönelik jeolojik-jeoteknik incelemesi
Geological and geotechnical investigation of Senirkent-Uluborlu (Isparta) basin for land-fill site selection
ŞEHNAZ TAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Jeoloji MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. REMZİ KARAGÜZEL
- Absorbance spectroscopy based evaluation of humic acid under non-oxidative and oxidative conditions.
Oksidatif olmayan ve oksidatif olan şartlarda humik asitin değerlendirilmesine dayalı absorbans spektroskopi
MÜGE PAÇAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Çevre MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİRAY BEKBÖLET