An´ alise das medidas obtidas pelo enlace FSO

Foi feita uma varredura na frequˆencia utilizando o gerador de fun¸c˜ao com pontos medidos em espa¸cos de 0,1 e 1MHz. Para intervalos mais sens´ıveis, como come¸co e fim da banda estimada foram coletados dados espa¸cados em 0,1MHz para maior precis˜ao da

52 medida.

Com as medidas obtidas pelo oscilosc´opio, obteve-se a tens˜ao de pico das medidas em cada ponto medido. Considerando uma queda de 3dB ao reduzir em 0,707 da tens˜ao de pico m´aximo medida na varredura, foi calculada uma banda de aproximadamente 12 MHz para este enlace.

Figura 4.7: Gr´afico da banda el´etrica obtida

Al´em da banda, foi poss´ıvel tamb´em medir o SNR do enlace ´optico. Para tanto utilizou-se o valor de tens˜ao de pico para o LED modulado em 1MHz e o valor para alimenta¸c˜ao DC no mesmo.

Figura 4.8: Medida no oscilosc´opio para sinal modulado

Figura 4.9: Medida no oscilosc´opio para sinal DC

Pode ser verificado na figura 4.8 referente ao sinal modulado, que o valor da tens˜ao de pico est´a em aproximadamente 0,6V. J´a na figura 4.9, que mostra a medi¸c˜ao do sinal DC, o valor da tens˜ao de pico est´a pr´oximo do valor de 0,4V.

Para o c´alculo do valor SNR deve ser verificada a raz˜ao entre o valor de tens˜ao do sinal modulado pelo valor de tens˜ao do sinal sem modula¸c˜ao. Dessa forma para o teste

54 executado em 12/07/2020 foi obtido o seguinte valor de SNR:

Cap´ıtulo 5

Conclus˜ao e sugest˜oes para trabalhos

futuros

Considerando o apresentado durante o desenvolvimento deste trabalho este cap´ıtulo busca uma an´alise final dos resultados obtidos durante os testes bem como sugest˜oes para trabalhos futuros.

Diante do apresentado durante os testes o transmissor e receptor FSO Lajos cum- priu o objetivo de prover um sistema de transmiss˜ao em ´optica em espa¸co livre. Com os testes utilizando o gerador de fun¸c˜ao obteve-se uma banda de 12MHz, e com a modula¸c˜ao utilizada poderia com seguran¸ca prover um enlace de 10Mb/s na distˆancia executada.

Al´em disso pela an´alise do SNR, verificou-se que a probabilidade de obter perda de pacotes em uma interface Ethernet por exemplo seria baixa. O desenvolvimento do FSO focou em garantir com qualidade que essa transmiss˜ao fosse poss´ıvel.

O ajuste de foco como mostrado foi crucial para obter um alinhamento de maior facilidade visto que o mesmo ´e cr´ıtico para esse tipo de enlace. Importante lembrar que as pe¸cas para este m´odulo interno do FSO Lajos foram reaproveitadas de pe¸cas que n˜ao mais utilizadas e de f´acil obten¸c˜ao em centros de reciclagem.

As pe¸cas em 3D podem ser desenvolvidas de forma f´acil visto que as geometrias n˜ao s˜ao complexas, permitindo assim o menor custo para manufatura. Caso o sistema n˜ao fosse modelado previamente seria dif´ıcil garantir o alinhamento e jun¸c˜ao de todas as pe¸cas envolvidas. O desenvolvimento dos c´odigo-fonte utilizados est˜ao dispon´ıveis no apˆendice do trabalho e podem ser reaproveitados para trabalhos futuros.

Excepcionalmente devido `a pandemia enfrentada no per´ıodo de execu¸c˜ao deste

56 projeto, houve uma dificuldade observada durante os testes em campo. N˜ao foi poss´ıvel utilizar o ambiente interno da UFF que poderia ter expandido as op¸c˜oes na execu¸c˜ao dos testes.

Como n˜ao foram desenvolvidas as interfaces Ethernet para completar o trabalho como um todo, ´e sugerido remodelar o projeto para que funcione com um conversor eletro-´optico comercial a exemplo do projeto Koruza. Haveria maior facilidade para de- senvolvimento visto que o uso do m´odulo SFP simplificaria a camada f´ısica e o conversor seria respons´avel pela camada de enlace.

O restante do encapsulamento poderia ser mantido com tubos de PVC, mas seriam alterados os jogos de lente e adicionaria um suporte para conector de cord˜ao ´optico que seria ligada ao m´odulo SFP. Do ajuste de foco s´o seriam mantidos o motor de passo e os c´odigos-fonte.

Um modelo do que foi citado acima pode ser visto abaixo, sem os conversores eletro-´opticos citados.

Referˆencias Bibliogr´aficas

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[2] DANIEL EDWARD RAIBLE; ”Free Space Optical Communications with High In- tensity Laser Power Beaming”, ETD Archive. 251, 2011, pp. 1-196

[3] Laser link offers high-speed delivery

Dispon´ıvel em:http://www.esa.int/Applications/Observing the Earth/Copernicus/Sentinel- 1/Laser link offers high-speed delivery

Acesso em: 05 junho 2020 [4] EDRS Archive

Dispon´ıvel em: https://www.esa.int/Applications/

Telecommunications Integrated Applications/EDRS/(archive)/0 Acesso em: 09 junho 2020

[5] NASA USES LASER TO COMMUNICATE FROM ISS

Dispon´ıvel em: https://www.redsharknews.com/technology-computing/item/1747- nasa-uses-laser-to-communicate-from-iss

Acesso em: 10 junho 2020

[6] ARTEMIS (Advanced Relay and Technology Mission Satellite) Dispon´ıvel em: https://earth.esa.int/web/eoportal/satellite-missions/a/artemis Acesso em: 11 junho 2020

[7] Mynaric raises $12.5 million from mystery constellation customer

58 constellation-customer/

Acesso em: 10 junho 2020

[8] V´ıdeo mostra momento em que os sat´elites Starlink s˜ao soltos no espa¸co Dispon´ıvel em: https://olhardigital.com.br/ciencia-e-espaco/noticia/video-mostra- momento-em-que-os-satelites-starlink-sao-soltos-no-espaco/101947

Acesso em: 10 junho 2020

[9] SpaceX targets backhaul business with 60 new satellites

Dispon´ıvel em: https://www.capacitymedia.com/articles/3824738/spacex-targets- backhaul-business-with-60-new-satellites

Acesso em: 10 junho 2020

[10] CHARLES CASEY; CHARLES PRINCE; PETER ATESHIAN; GURMINDER SINGH; JOHN GIBSON, ”Suitability of free space optical communication in mili- tary environments”, 20th International Command & Control Research & Technology Symposium, 2015, pp. 1-12

[11] Facebook tested plane-mounted lasers that fire super high-speed internet over California — here are the photos

Dispon´ıvel em: https://www.businessinsider.com/photos-facebook-aquila-lasers- wireless-internet-california-tests-2018-6

Acesso em: 10 junho 2020

[12] DARTORA, C.A. et al . ”Conceitos b´asicos sobre a difra¸c˜ao e a dispers˜ao de ondas eletromagn´eticas”, Rev. Bras. Ensino F´ıs., Mar¸co 2011, v. 33, n. 1, p. 01-10

[13] MOHAMMAD ALI KHALIGHI; MURAT UYSAL, ”Survey on Free Space Opti- cal Communication: A Communication Theory Perspective”, IEEE Communications Surveys & Tutorials, Junho 2014, pp. 72-84

[14] PROAKIS, John G., SALEHI, Masoud, Digital Communications, 5ª edi¸c˜ao, McGraw- Hill, 2007

[15] M. Grabner and V. Kvicera, “Multiple scattering in rain and fog on freespace optical links,” J. Lightw. Technol., Fevereiro 2014, vol. 32, no. 3, pp. 513–520

[16] D. L. Hutt, “Modeling and measurements of atmospheric optical turbulence over land,” Opt. Eng., vol. 38, no. 8, pp. 1288–1295

[17] KOTSOPOULOS, Stavros A., IOANNOU, Konstantinos G., Handbook of Research on Heterogeneous Next Generation Networking: Innovations and Platforms, 1ª edi- ¸c˜ao, IGI Global, 2009

[18] Ronja (Ronja from Twibright Labs) Dispon´ıvel em: http://ronja.twibright.com Acesso em: 15 junho 2020

[19] fSONA no Brasil (Artigo na revista RTI)

Dispon´ıvel em: http://www.fsona.com/comp/fSONA RTI April2013.pdf/ Acesso em: 15 junho 2020

[20] LIGHTPOINTE AIRE-X-STREAM (Folder de apresenta¸c˜ao do produto) Dispon´ıvel em: https://www.lightpointe.com/aire-x-stream-fso–ultra-low-latency- .html

Acesso em: 15 junho 2020

[21] Guia definitivo de uso da Ponte H L298N

Dispon´ıvel em: https://blog.eletrogate.com/guia-definitivo-de-uso-da-ponte-h-l298n Acesso em: 10 julho 2020

[22] Arduino Mega 2560 Current Sourcing

Dispon´ıvel em: https://forum.arduino.cc/index.php?topic=270675.0 Acesso em: 10 julho 2020

[23] Labview

Dispon´ıvel em: https://www.ni.com/pt-br/shop/labview.html Acesso em: 10 julho 2020

Apˆendice A

Diagrama de blocos LabVIEW

Figura A.1: Condi¸c˜ao ”Parada do motor”habilitada

Figura A.2: Condi¸c˜ao ”Parada do motor”desabilitada, ”Habilitar passo ma- nual”desabilitado, ”Hor´ario<>Anti=Hor´ario”habilitado

Figura A.3: Condi¸c˜ao ”Parada do motor”desabilitada, ”Habilitar passo ma- nual”desabilitado, ”Hor´ario<>Anti=Hor´ario”desabilitado

62

Apˆendice B

C´odigo-fonte Arduino

#include <S t e p p e r . h> // I n c l u i b i b l i o t e c a S t e p p e r

char LAB ; // D e f i n e a v a r i ´a v e l de c o n t r o l e d o s comandos de movimento do motor // de p a s s o const i n t s t e p s P e r R e v o l u t i o n = 2 0 ; // D e f i n e a q u a n t i d a d e de p a s s o s p o r // r e v o l u ¸c ˜a o , de a c o r d o com o d a t a s h e e t i n t s t e p c o u n t = 0 ; // V a r i ´a v e l de c o n t r o l e de p a s s o s b o o l e a n a n t i h o r a r i o = f a l s e ; // I n i c i a l i z a v a r i ´a v e l que c o n t r o l a s e o s e n t i d o // ´e a n t i h o r ´a r i o ou n˜ao S t e p p e r myStepper ( s t e p s P e r R e v o l u t i o n , 8 , 9 , 1 0 , 1 1 ) ; // I n i c i a l i z a a b i b l i o t e c a // s t e p p e r nos p i n o s 8 a 11 void s e t u p ( ) {

S e r i a l . b e g i n ( 9 6 0 0 ) ; // I n i c i a l i z a a comunica¸c˜ao s e r i a l com baud r a t e de 9600 myStepper . s e t S p e e d ( 3 0 ) ; // D e f i n e a v e l o c i d a d e do motor de p a s s o em rpm }

void l o o p ( ) {

i f ( S e r i a l . a v a i l a b l e ( ) ) { // C o n t r o l a a i n i c i a l i z a ¸c ˜a o da comunica¸c˜ao s e r i a l LAB = S e r i a l . r e a d ( ) ; // Faz a l e i t u r a da p o r t a s e r i a l

i f (LAB == ’\= ’ ){ // V e r i f i c a se o s e n t i d o ´e a n t i h o r ´a r i o

a n t i h o r a r i o = true ; // C o n t r o l a s e o s e n t i d o e s t ´a d e f i n i d o como a n t i h o r ´a r i o }

i f (LAB == ’A ’ ) { // Condi¸c˜ao p a ra f a z e r o motor g i r a r no s e n t i d o h o r ´a r i o myStepper . s t e p ( 1 ) ; // Faz com que o motor dˆe um p a s s o no s e n t i d o h o r ´a r i o

64

s t e p c o u n t = 0 ; // R e i n i c i a l i z a a v a r i ´a v e l de contagem de p a s s o s

}

e l s e i f (LAB == ’B ’ ) { // Condi¸c˜ao p a r a f a z e r o motor g i r a r no s e n t i d o // a n t i=hor´ario

myStepper . s t e p ( \=1); //Faz com que o motor dˆe um passo no s e n t i d o // a n t i=hor´ario

s t e p c o u n t = 0 ; // R e i n i c i a l i z a a v a r i ´a v e l de contagem de p a s s o s }

e l s e i f (LAB == ’C ’ ) { // Condi¸c˜ao p a r a f a z e r a p a r a d a do motor s t e p c o u n t = 0 ; // R e i n i c i a l i z a a v a r i ´a v e l de contagem de p a s s o s }

e l s e {

i f ( s t e p c o u n t == 0 && a n t i h o r a r i o ) { // Condi¸c˜ao p a r a f a z e r o motor g i r a r // na q u a n t i d a d e d e t e r m i n a d a p e l o programa

myStepper . s t e p (=LAB) ; //Faz com que o motor dˆe uma // d e t e r m i n a d a q u a n t i d a d e de p a s s o s no s e n t i d o h o r ´a r i o s t e p c o u n t ++; // Conta o n´umero de p a s s o s a n t i h o r a r i o = f a l s e ; // R e i n i c i a l i z a a v a r i ´a v e l de c o n t r o l e a n t i h o r ´a r i o } e l s e i f ( s t e p c o u n t == 0 ) { // Condi¸c˜ao p a ra f a z e r o motor g i r a r na q u a n t i d a d e // d e t e r m i n a d a p e l o programa

myStepper . s t e p (LAB ) ; // Faz com que o motor dˆe uma d e t e r m i n a d a q u a n t i d a d e de // p a s s o s no s e n t i d o h o r ´a r i o s t e p c o u n t ++; // Conta o n´umero de p a s s o s } } } }