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From Fibers to Satellites: Lessons to Learn and Pitfalls to Avoid when Optical Communications Move to Long Distance Free Space

Vannucci, Armando und Foggi, Tommaso und Zahr, Ayman und Houssein, Chougrani und Matuz, Balazs und Bhavani, Shankar Mysore und Colavolpe, Giulio (2022) From Fibers to Satellites: Lessons to Learn and Pitfalls to Avoid when Optical Communications Move to Long Distance Free Space. In: 56th Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, ACSSC 2022. Asilomar 2022, 2022-10-31 - 2022-11-02, Pacific Grove, USA. doi: 10.1109/IEEECONF56349.2022.10052034. ISBN 978-166545906-8. ISSN 1058-6393.

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Kurzfassung

The paper summarizes the recent investigation on feasibility of adapting state-of-the-art coherent fiber-optics (FO) systems for Free Space Optical (FSO) scenarios. This investigation is critically dependent on the intertwined aspects of architecture, as well as device and propagation impairments (including the channel) appearing in the aforementioned systems. Towards this, the work identified the key system differences between the two systems. Particularly, the FSO channel model was investigated, impact of atmospheric turbulence on FSO was discussed and a channel series was generated. Subsequently, relevant FO techniques including coherent detection, wavelength division multiplexing and Time-Frequency packing (TFP) were reviewed. Another departure from FSO works was the emphasis on coherent reception; receiver architectures and diversity schemes were first investigated. The former strived to make fair comparison amongst the receivers considering the diverse nature of perturbation added, while the latter indicated gain in performance through increase of diversity order (2-4 dB gain). An immediate conclusion is a suggestion on adaptation of wavelength diversity when coherent receivers . The investigation also evaluated the capacity and outage of fast and slow fading channels with parameters motivated by the channel modelling work. The shaping gain was evaluated and an LDPC code design example was provided for FSO downlinks. Finally, TFP enabled a remarkable performance gain when applied to coherent detection schemes, but only marginal with direct detection. The paper concludes by pointing to the next steps that build on this investigation and the need to corroborate with measurements.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/193361/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:From Fibers to Satellites: Lessons to Learn and Pitfalls to Avoid when Optical Communications Move to Long Distance Free Space
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Vannucci, ArmandoUni ParmaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Foggi, TommasoUni ParmaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zahr, Aymanayman.zahr (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Houssein, ChougraniUni LuxemburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Matuz, BalazsBalazs.Matuz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0133-6564NICHT SPEZIFIZIERT
Bhavani, Shankar MysoreUni LuxemburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Colavolpe, Giuliogiulio (at) unipr.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:November 2022
Erschienen in:56th Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, ACSSC 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/IEEECONF56349.2022.10052034
ISSN:1058-6393
ISBN:978-166545906-8
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Fiber, Satellite, Free space optical links, coherent
Veranstaltungstitel:Asilomar 2022
Veranstaltungsort:Pacific Grove, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:31 Oktober 2022
Veranstaltungsende:2 November 2022
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - keine Zuordnung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Satellitennetze
Hinterlegt von: Matuz, Balazs
Hinterlegt am:23 Jan 2023 16:27
Letzte Änderung:28 Mai 2024 10:32

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