Análisis y Simulación de un sistema de comunicación óptico inalámbrico submarino (UOWC) sin línea de visión directa (NLOS)

Abstract

Las comunicaciones ópticas inalámbricas submarinas (Underwater Optical Wireless Communication, UOWC) son sistemas que trabajan en el rango de luz visible del espectro electromagnético, específicamente en las longitudes de onda de 450nm a 550 nm. Esta tecnología ofrece grandes prestaciones en comparación con otras tecnologías inalámbricas submarinas; sin embargo, el canal submarino provoca que la señal trasmitida sufra efectos de absorción y dispersión. Por tal razón, el presente documento, en primer lugar, se enfoca en realizar el estudio de los fundamentos teóricos que sustentan esta tecnología, destacando los principios, modos de configuración de enlace, fenómenos en el canal inalámbrico submarino, entre otros temas importantes para una mejor compresión de la tecnología. En segundo lugar, se presenta el panorama actual del equipamiento UOWC, en donde cada equipo investigado se los describe brevemente en base a la investigación realizada. Además, se toman las características técnicas de dos equipos para realizar las simulaciones en el modo de configuración sin línea de visión directa (Non-line-of-sight, NLOS). En tercer lugar, se desarrollan las simulaciones UOWC NLOS, para las cuales se proponen 8 escenarios. En estos escenarios, se simula a una longitud de onda de 525 nm con una fuente óptica LD (Laser Diode) y LED (Light Emite Diode). Además, se consideran dos tipos de agua: “Clear Ocean” y “Coastal Ocean”. Se ajustan las distancias de profundidad de los nodos, configurando escenarios en los que el transmisor y receptor se encuentren a la misma profundidad y otros en el que el receptor se encuentra a mayor profundidad que el transmisor. Los resultados demostraron que al usar una fuente óptica LD se obtienen mejores resultados, especialmente en el tipo de agua “Clear Ocean”. Asimismo, se determinó que cuando el transmisor y receptor están a diferentes profundidades, la potencia de recepción, BER y factor Q mejoran.

Palabras Clave: longitud de onda, atenuación, dispersión, LD, LED, potencia de recepción.