Técnicas OCDMA con códigos ópticos aleatorios para redes de telecontrol / telemetría en entornos cerrados

摘要

Los sistemas ópticos inalámbricos presentan numerosas ventajas que los hacen interesantes candidatos para las comunicaciones en entornos cerrados. En estos entornos la implantación de redes de telecontrol y telemetría impone requisitos particulares que permitan la comunicación de todos los nodos sin afectar la velocidad de transmisión y las condiciones de trabajo. Los sistemas basados en OCDMA suponen una buena alternativa para estos entornos por sus especiales características. En este trabajo se ha realizado una validación experimental de un sistema de comunicaciones ópticas inalámbricas para entornos cerrados, utilizando técnicas OCDMA para permitir la comuncación de un elevado número de terminales autónomos. Se presenta un estudio de diferentes familias de códigos para codificación, con especial énfasis sobre las familias de códigos ópticos aleatorios (ROC) y algorítmicos (AOC) recientemente propuestas. Se ha implementado un sistema que simula el funcionamiento de este sistema, consistente en diferentes nodos sensores y actuadores autónomos, y un nodo central que gestiona las comunicaciones del sistema y procesa los datos recogidos. Los nodos han sido diseñados de forma modular para facilitar su reconfiguración y reprogramación, permitiendo su utilización para probar diferentes técnicas de codificación y/o diferentes entornos. A partir de los datos obtenidos del funcionamiento del sistema se realiza la validación conforme a las simulaciones obtenidas en trabajos previos, confirmando el buen comportamiento del sistema y su adecuación para entornos con un elevado número de usuarios simultáneos. Abstract Optical wireless systems feature interesting characteristics which make them good candidates for communicating in closed environments. Usage of telecontrol/telemetry networks in such environments present particular constraints to allow communication between all nodes without limiting the data rate nor the work conditions. OCDMA based systems are a good choice for these environments because of their behaviour. In this work an experimental validation of an optical wireless system for closed environ¬ment is presented. OCDMA techniques have been used to communicate a large number of autonomous terminals. An study of different code families is presented, with particular interest on recently proposed families like random optical codes (ROC) or algorithmic optical codes (AOC). A test system consisting on a number of node with sensosing and actuating capabilities have been implemented to validate the overall behaviour, as well as a master node to manage the communication scheme and process the incoming data. Nodes have been designed using a modular approach to improve the reconfigurability and ease reprogramming tasks, allowing multiple coding techniques to be tested. A validation is presented comparing the data acquired with that coming from previous simulations, asserting the system’s functionalities and its good behaviour for closed environments with a large number of simultaneous users.