Performance analysis of the visible light communication in seawater channel

Abstract: The wireless visible light communication technology has received great attention for high-data rate services in the room and underwater. However, performance of a visible light seawater link is limited by multiple constraints from the current light source and detector technology, and underwater channel conditions. In this paper, performance of the line of sight underwater link was analyzed in terms of signal to noise ratio and bit error rate of the detector. Roles of different parameters such as data rate, transmission distance, and attenuation coefficient, are studied. Through the modeling and simulation of the OOK and L-PPM modulation technologies for undersea environment application, the advantages and limitations are described in detail. Keywords: Underwater communication, Visible light communication, Seawater optical channel, Attenuation co-efficient 1. 서 론 수중통신에 관한 최근의 연구동향을 살펴보면 해안 감시시스템, 해양환경연구, 수중자율운동체 등의 다양한 응용을 위한 수중센서네트워크 구축에 상당한 관심과 기초연구가 보고되고 있다 [1] . 이러한 시스템들 간의 연동은 궁극적으로 수중의 통신 인프라를 요구하게 된다. 현재 수중 통신을 위한 방법은 음파, 고주파 및 광파로 크게 분류되며 각각의 기술에는 장점과 제한적 요소가 동시에 존재한다. 음파를 이용한 통신기술은 수중에서 신호감쇠가 작고 열적 안정성이 우수하여 가장 다양하게 그리고 광범위하게 사용되고 있으며 특히 심해에서 장거리 통신방식으로 주목받고 있다. 그러나 얕은 바다에서는 온도 변화와 분포에 영향을 받게 되고 수면에서 발생하는 잡음에 민감하며 음파의 반사와 굴절에 의한 다중경로 진행파의 간섭을 고려하여야 한다. 수중에서의 음파속도는 진공에서보다 5배정도 빠르지만 전자파에 비하여 매우