Etude et évaluation des performances d'un système de communication sous-marine par lumière visible

Abstract

Les besoins croissants en matière de transmission de données à haut débit et l'énorme volume de données traitées dans les applications sous-marines rendent les communications optiques sous-marines par lumière visible UVLC (pour Underwater Visible Light Communications), une alternative prometteuse aux communications acoustiques qui sont souvent limitées en débit. Cependant, le choix de la technologie de modulation approprié dans le système UVLC est crucial, car il affecte directement les performances, la précision et la sécurité du système. Cette étude suggère d'utiliser la modulation optique à phase continue optique (CPM) et plus particulièrement la modulation optique par déplacement minimum (MSK) pour les systèmes UVLC. Cette approche est proposée pour optimiser la performance des systèmes UVLC en raison des spécificités de l'environnement sous-marin et des exigences de transmission de données, tout en profitant des avantages de la MSK, notamment son spectre compact, sa phase continue et sa complexité de réalisation réduite. Ce mémoire vise donc à étudier les systèmes optiques sous-marins UVLC en utilisant la modulation optique MSK, notamment MSK-IPS (independent pulse shaping) dans des environnements sans visibilité directe (NLOS), pour évaluer leur faisabilité pour des communications sous-marines à longue distance, à haut débit et avec un faible taux d'erreur binaire, tout en surmontant les défis liés à la grande capacité de communication. Dans ce contexte, des simulations ont été réalisées à l’aide du logiciel OptiSystem, pour modéliser et évaluer les performances du système UVLC proposé dans diverses conditions sousmarines, telles que différents types d'eau (eau de mer pure, eau océanique claire et eau côtière), la

distance de transmission, la profondeur et les niveaux de turbulence. Les paramètres-clés utilisés

sont le taux d’erreur binaire (BER), le facteur de qualité (Q), le diagramme de l’œil, le débit binaire

de

données, la variation du SNR (signal to noise ratio) et la puissance reçue. Les résultats démontrent l'efficacité de la modulation optique MSK pour atteindre des débits de données élevés tout en maintenant de faibles taux d'erreur binaire, et que ce système offre une amélioration par rapport aux systèmes UVLC utilisant d'autres techniques de modulation, notamment dans l’eau clair.