of atmospheric channel attenuation versus time in cloudy day

在傳輸距離為500 m的情況下,實際測得陰天天氣的能見度為18 km,計算得到α=2.06 dB/km。陰天誤碼率隨時間變化曲線如圖8所示。

圖8 陰天誤碼率隨時間變化曲線Fig.8 Curve of atmospheric channel attenuation versus time in cloudy day

由圖8可知,在3:30左右,誤碼率上升是因為信號丟失,其他時刻陰天時背景光的干擾較小,與晴天相比對光通信機A端接收光功率起伏影響不大,誤碼率保持平穩,陰天氣象條件下信道特性對誤碼率的影響不大,通信性能較好。

3.2.3 小雨信道測量

實驗當天氣象信息為：平均氣溫10 ℃,平均風速0.4 m/s,東風風向,平均氣壓966.6 Pa,能見度1 km。

在A端SFP激光器輸出跳線與上發射鏡筒前尾纖之間加可調光衰減器,從1:00開始在光通信機A端的出射光功率加-14 dB的衰減,每隔1 h調節一次衰減器,每次減-0.5 dB。

雨天條件下大氣信道衰減隨時間變化曲線如圖9所示。

圖9 雨天條件下大氣信道衰減隨時間變化曲線Fig.9 Curve of atmospheric channel attenuation versus time in rainy day

由圖9可知,4:30有降雨時衰減增大,就會出現圖中向下的尖峰。

圖10 雨天誤碼率隨時間變化曲線Fig.10 Curve of atmospheric channel attenuation versus time in rainy day

雨天誤碼率隨時間變化曲線如圖10所示。圖10中出現斷點的地方是誤碼率為零的時間段。當空氣中的水滴半徑大到一定數值時,它以一定的速率降向地面成為雨。雨不僅降低了地面溫度,消減了溫度差異,同時雨滴還減少了空氣中的不均勻成分,所以雨滴對光信號的散射衰減總體而言并不是很大。因此在小雨天氣情況下,信道衰減較穩定,對誤碼率影響小。

3.2.4 霧天信道測量

實驗當天氣象信息為：平均氣溫14 ℃,平均風速0.8 m/s,南風風向,平均氣壓966.6 Pa,能見度3 km。

在A端SFP激光器輸出跳線與上發射鏡筒前尾纖之間加可調光衰減器,衰減值為-14 dB。

當大氣中的水蒸氣含量達到或者超過大氣中水蒸氣含量的飽和量時,水汽就會在氣溶膠顆粒上凝聚成水滴,凝聚的水滴漂浮在近地面的空氣中,使能見度減小。

霧天條件下大氣信道衰減隨時間變化曲線如圖11所示。

圖11 霧天條件下大氣信道衰減隨時間變化曲線Fig.11 Curve of atmospheric channel attenuation versus time in foggy day

圖12 霧天誤碼率隨時間變化曲線Fig.12 Curve of atmospheric channel attenuation versus time in foggy day

霧天誤碼率隨時間變化曲線如圖12所示。以A端的損耗為主,根據實驗天氣的記錄可知,在上午9:00時,由于太陽升起,環境溫度升高,因其對大氣中水汽的蒸騰作用,大氣信道的不穩定性加劇,嚴重影響通信性能,誤碼率突然增加。

 4 結語

針對無線光通信的特點及電力應急通信的應用需求,本文詳細介紹了無線光通信大氣信道性能實驗測量研究。對陰天、晴天、雨天、霧天的無線光通信的信道衰減及誤碼率的測量結果進行了分析,通過測量結果的對比分析,可以直觀地比較激光通過不同大氣信道（云、雨、霧等）的衰減特性,以及不同衰減程度對通信性能的影響。本文的實驗測量結果可為激光大氣信道性能的研究提供很好的手段,對光通信應用于電力應急通信具有很好的參考價值。

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