Optical Communication in Space: Challenges and Mitigation Techniques
Notice bibliographique
Résumé
In recent years, free space optical (FSO) communication has gained significant importance owing to its unique features: large bandwidth, license free spectrum, high data rate, easy and quick deployability, less power, and low mass requirements. FSO communication uses optical carrier in the near infrared band to establish either terrestrial links within the Earth's atmosphere or inter-satellite/deep space links or ground-to-satellite/satellite-to-ground links. It also finds its applications in remote sensing, radio astronomy, military, disaster recovery, last mile access, backhaul for wireless cellular networks, and many more. However, despite of great potential of FSO communication, its performance is limited by the adverse effects (viz., absorption, scattering, and turbulence) of the atmospheric channel. Out of these three effects, the atmospheric turbulence is a major challenge that may lead to serious degradation in the bit error rate performance of the system and make the communication link infeasible. This paper presents a comprehensive survey on various challenges faced by FSO communication system for ground-to-satellite/satellite-to-ground and inter-satellite links. It also provides details of various performance mitigation techniques in order to have high link availability and reliability. The first part of this paper will focus on various types of impairments that pose a serious challenge to the performance of optical communication system for ground-to-satellite/satellite-to-ground and inter-satellite links. The latter part of this paper will provide the reader with an exhaustive review of various techniques both at physical layer as well as at the other layers (link, network, or transport layer) to combat the adverse effects of the atmosphere. It also uniquely presents a recently developed technique using orbital angular momentum for utilizing the high capacity advantage of optical carrier in case of space-based and near-Earth optical communication links. This survey provides the reader with comprehensive details on the use of space-based optical backhaul links in order to provide high capacity and low cost backhaul solutions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».