Su altı araçlarına yönelik lazer haberleşme sistem tasarımı
Laser communication system design for underwater vehicles
Yazar: İBRAHİM EMİRHAN DELİBAŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER NABİ AKPOLAT
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Denizaltı araçlarında kullanılan lazer iletişim sistemleri, keşif, denizaltı araştırmaları ve endüstriyel uygulamalar gibi çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Ancak, denizaltı iletişimi genellikle geleneksel iletişim teknolojileriyle etkili bir şekilde sağlanamadığı için zorlu bir sorundur. Bu nedenle, denizaltı araçları için lazer iletişim sistemleri giderek daha fazla ilgi görmektedir. Bu çalışma, denizaltı araçları için lazer iletişim sistemlerinin kapsamlı tasarım kriterlerini ve analizini araştırarak yeni bir yaklaşım sunmaktadır. İlk olarak, denizaltı lazer iletişim sistemlerinin temel prensipleri ve çalışma mekanizmaları açıklanmaktadır. Ardından, sistem performansını etkileyen ana faktörler ve tasarım kriterleri detaylı bir şekilde tartışılmaktadır. Bu kriterler arasında iletişim mesafesi, veri hızı, güç tüketimi, denizaltı ortamının optik özellikleri ve sistem stabilitesi bulunmaktadır. Farklı lazer modülasyon teknikleri ve iletişim protokolleri de değerlendirilmektedir. Ayrıca, farklı denizaltı ortamlarında lazer iletişim sistemlerinin performansını değerlendirmek için kullanılabilecek simülasyon, kanal çeşitliliği ve test yöntemlerine odaklanmaktadır. Son olarak, mevcut teknolojiye dayalı bir örnek lazer iletişim sistemi tasarımı ve analizi sunulmakta ve gelecek araştırma alanları ve geliştirme fırsatları tartışılmaktadır. Bu çalışma, denizaltı araçlarının iletişim ihtiyaçlarını karşılamak için lazer iletişim sistemleri tasarlamak ve uygulamak isteyen araştırmacılar ve mühendisler için değerli bir kaynak olacaktır.

Abstract:
Underwater vehicles are utilized in various fields, such as exploration, submarine research, and industrial applications. However, underwater communication is often a formidable challenge because conventional communication technologies are ineffective for underwater vehicles. Therefore, laser communication systems for underwater vehicles are receiving more and more attention. This paper presents a novel approach by investigating comprehensive design criteria and analysis of laser communication systems for underwater vehicles. Firstly, the basic principles and working mechanisms of underwater laser communication systems are explained. Then, the main factors affecting system performance and design criteria are discussed in detail. These criteria include communication distance, data rate, power consumption, optical properties of the underwater environment, and system stability. Different laser modulation techniques and communication protocols are also evaluated. The paper also focuses on simulation, channel diversity, and test methods that can be used to assess the performance of laser communication systems in different underwater environments. Finally, an example laser communication system design and analysis based on current technology is presented, and future research areas and development opportunities are discussed. This paper will be a valuable resource for researchers and engineers interested in designing and implementing laser communication systems to meet the communication needs of underwater vehicles.