Optimization the Effect of Rainfall on the Efficiency of Open Laser Atmospheric Communication

Abstract

Relevance. Open laser atmospheric communication systems are affected by weather conditions. A large number of model theoretical and experimental studies have been devoted to the influence of rains on the effectiveness of open laser atmospheric communication. However, the issue of choosing the parameters of an open laser atmospheric optical communication system with a star-shaped structure, taking into account the need to minimize signal loss, has not yet been considered. The aim of the study is to develop a method for optimizing the star-shaped structure of open laser atmospheric communication in order to minimize the total loss of the optical signal due to visibility limitations at many distances between the center and peripheral nodes. The essence of the method consists in compiling and solving a variational optimization problem for estimating the total losses in all directions of the star-shaped structure of the data transmission system using a selected well-known model of attenuation of the optical signal due to the effect of rain (in this model, the visibility indicator at distances from the center to the peripheral node is explicitly included). Experiments. The conducted approbation experimental studies have generally confirmed the reliability of the models used as the basis of the conducted research. As a result of theoretical model studies, an expression was obtained for calculating the maximum achievable total optical signal losses in star-shaped open laser atmospheric communication networks. In addition, it was found that in the star-shaped structure of open laser atmospheric communication, the maximum total losses of the optical signal in the case of accepting the integral constraint on the newly introduced functional dependence between the distances from the peripheral node to the center and local visibility occur in the case when the distance from the transmitting center to the peripheral receiving nodes is proportional to the square root of local visibility.Practical significance. Based on the results obtained, recommendations have been developed for determining the distance of the reception nodes from the center. It is planned to implement the results obtained in the projected open laser atmospheric communication network "Center-suburban hubs" on the Absheron Peninsula.

About the authors

A. M. Mammadov

National Aerospace Agency

Email: aflatunmasimoglu@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-5355-0493

References

  1. Mazin A.A., Ali A. Performance Analysis of Fog Effect on Free Space Optical Communication System // IOSR Journal of Applied Physics. 2015. Vol. 7. Iss. 2. PP. 16–24. doi: 10.9790/4861-07211624
  2. Twati M.O., Badi M.M., Adam A.F. Analysis of Rain Effects on Free Space Optics Based on Data Measured in the Libyan Climate // International Journal of Information and Electronics Engineering. 2014. Vol. 4. Iss. 6. doi: 10.7763/IJIEE.2014.V4. 485
  3. Mustafa F.H., Supaat S.M., Charde N.M. Effect of Rain Attenuations on Free Space Optic Transmission in Kuala Lumpur // Proceeding of the International Conference on Advanced Science, Engineering and Information Technology 2011 (Bangi, Malaysia, 14–15 January 2011). 2011. doi: 10.18517/ijaseit.1.4.70
  4. Korai U.A., Luini L., Nebuloni R. Model for the Prediction of Rain Attenuation Affecting Free Space Optical Links // Electronics. 2018. Vol. 7. Iss. 12. P. 407. doi: 10.3390/electronics7120407
  5. Forin D.M., Incerti G., Beleffi G.M.T., Teixeira A.L.J., Costa L.N., Andre P.S.B., et al. Free space optical technologies // In: Bouras C.J. (ed.) Trends in Telecommunications Technologies. 2010. PP. 257–296. URL: http://book.itep.ru/depository/opto_commun/InTech-Free_space_optical_technologies.pdf (Accessed 09.12.2025)
  6. Маммадов А.М., Ибрагимова А.Э.Г. Вопросы учета атмосферных и метеорологических факторов при построении систем открытой атмосферной оптической связи // Телекоммуникации и связь. 2025. № 3(6). С. 65–69. doi: 10.21681/3034-4050-2025-3-65-69. EDN:VLSPRW

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».