Optimizacija performansi hibridnih Radio Frequency/Free Space Optics komunikacionih sistema u različitim propagacionim uslovima

Razvoj bežičnih komunikacija ubraja se među najznačajnije tehnološke prekretnice savremenog doba. Bežični uređaji i sistemi postali su sastavni deo svakodnevnog života znatno brže nego što se moglo predvideti pre tri decenije i očekuje se da će zadržati ključnu ulogu u društvu i u narednom periodu. Kako zahtevi za bežičnim sistemima sa visokim brzinama prenosa kontinuirano rastu, potražnja za RF spektrom premašuje raspoložive resurse, što nameće potrebu za razmatranjem alternativnih i održivih rešenja zasnovanih na višim frekvencijskim opsezima elektromagnetnog spektra. Optičke bežične komunikacije (OWC) podrazumevaju prenos informacija kroz nevođeni propagacioni medijum uz upotrebu optičkih nosilaca, odnosno signala iz vidljivog, infracrvenog (IR) i ultraljubičastog (UV) dela spektra. FSO sistemi omogućavaju prenos podataka velikim brzinama između dve fiksne tačke na udaljenostima koje mogu dostići nekoliko kilometara. Eksponencijalni porast multimedijalnih aplikacija dovodi do generisanja ogromnih količina mobilnog saobraćaja, čime se dodatno povećava potreba za bežičnim komunikacijama velikih brzina. Očekuje se da će nadolazeće 5G i 6G tehnologije omogućiti razvoj novih servisa sa izuzetno velikim kapacitetom, masovnom povezanošću uređaja, ultra-niskom latencijom, unapređenom bezbednošću, veoma niskom potrošnjom energije i visokim kvalitetom korisničkog iskustva (QoE). Podrška ovako velikim količinama podataka predstavlja značajan izazov za buduće komunikacione mreže. U odnosu na radio-frekventne (RF) sisteme, FSO veze raspolažu izuzetno velikim optičkim propusnim opsegom, što im omogućava ostvarivanje znatno viših brzina prenosa podataka. Zahvaljujući tim karakteristikama, FSO sistemi su veoma pogodni za širok spektar primena, uključujući proširenje metropolitanskih mreža (MAN), međusobno povezivanje lokalnih mreža (LAN-to-LAN), realizaciju rezervnih optičkih veza, bežični backhaul u mobilnim mrežama, uspostavljanje komunikacija u postkatastrofalnim uslovima, prenos HDTV sadržaja i medicinskih slika i video-zapisa, bežični video-nadzor i sisteme monitoringa, kao i kvantnu distribuciju kriptografskih ključeva. Hibridni RF/optički i optički/optički bežični sistemi predstavljaju efikasan pristup za prevazilaženje ograničenja pojedinačnih tehnologija, uz istovremeno iskorišćavanje njihovih prednosti. RF/optički hibridni sistemi objedinjuju radio-frekventne i optičke tehnologije, dok optički/optički hibridi integrišu dve ili više tehnologija optičkih bežičnih komunikacija (OWC). Njihova zajednička primena može značajno unaprediti mrežne performanse, naročito u pogledu propusnog opsega, pouzdanosti i energetske efikasnosti, pri čemu se posebna pažnja posvećuje hibridnom RF/FSO pristupu kao naročito značajnom sa aspekta pouzdanosti veze u promenljivim propagacionim uslovima. U ovom radu optimizacija performansi hibridnih RF/FSO komunikacionih sistema ostvaruje se kroz analitičku evaluaciju i izbor odgovarajućih statističkih modela i sistemskih parametara u različitim propagacionim uslovima.