Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИИ
Посмотреть оригинал

Оптические линии связи без использования волоконно-оптического кабеля с большой дальностью связи

В литературе для таких линий связи используются также названия: «атмосферные оптические линии связи (АОЛС)», «бескабельные линии оптической связи», «беспроводная оптическая связь», «технологии беспроводной оптики FSO (Free Space Optics)».

Технология беспроводной оптики известна достаточно давно: первые эксперименты по передаче данных с помощью беспроводных оптических устройств были проведены более 40 лет назад. Однако её быстрое развитие началось с начала 1990 гг. с появлением систем компаний А.Т. Schindler, Jolt и SilCom, которые обеспечивали передачу данных на расстояние до 500 м и использовали инфракрасные полупроводниковые диоды. Современная технология FSO с использованием лазеров обеспечивает скорости передачи до 2,5 Гбит/с с максимальной дальностью до 10 км. При этом показатель реальной максимальной дальности связан с доступностью линии связи, г. е. процента времени, когда линия связи работает: можно иметь большую дальность, но малую доступность, что нерационально.

Беспроводные оптические линии связи используют диапазон инфракрасного излучения с длиной волны от 400 до 1400 нм, протокол связи такой же, как и у оптических линий связи с использованием волоконно-оптического кабеля.

Такие линии связи состоят из интерфейсного модуля, подключаемого к медной кабельной среде либо через разъём RJ45, либо через коаксиальный разъем, модулятора излучения, оптических схем передатчика и приемника, демодулятора приёмника и интерфейсного блока приемника.

В зависимости от типа используемых оптических излучателей различают лазерные и полупроводниковые инфракрасные диодные системы, имеющие разные скорости и дальность передачи.

Первые обеспечивают дальность до 15 км и скорость передачи данных до 155 Мбит/с. Следует отметить, что с ужесточением требований к доступности линии связи дальность снижается.

Вторые обеспечивают существенно меньшую дальность передачи (в среднем 500 м, максимально - 1500 м). Главное преимущество полупроводниковых диодов заключается в большом значении времени наработки на отказ. Кроме того, такие линии связи менее чувствительны к резонансному поглощению в атмосфере.

Существует еще и промежуточная группа оптических линий связи, в которых для передачи используются лазерные диоды VCSEL (Vertical Cavity Sufface Emitting Laser) - лазер с вертикальным эмиттированием через полость в поверхности. Такие передатчики обладают узкой полосой излучения, высоким значением времени наработки на отказ, а также круглой формой сечения луча. Однако на современном уровне технологии мощность их излучения не превышает 7 мВт на диод, поэтому для увеличения выходной мощности используют несколько излучателей, работающих одновременно, что усложняет синхронизацию между ними. Такие лазерные диоды установлены в передатчике модели Теге- Scope 1000 - Z компании MRV Communication.

В качестве приемников используются лавинные фотодиоды, кремниевые РШ-фотодиоды.

Отметим следующие достоинства FSO-систем:

  • 1. Мобильность и оперативность развертывания, сравнимая с радиолиниями, что дает возможность срочной организации резервного канала в случае аварии на основном канале связи, создания временных каналов.
  • 2. Высокая скорость передачи данных, недоступная радиолиниям.
  • 3. Возможность провести линии связи через недоступные для кабельных линий связи участки (водная преграда, железнодорожные пути, автострады, парки).
  • 4. Отсутствие необходимости получения разрешения на полосу частот в отличие от радиолинии.
  • 5. Высокая защищенность от перехвата, приближающаяся к кабельным оптическим линиям связи.

FSO-системы имеют существенные недостатки, препятствующие их применению.

  • 1. Фоновые засветки за счет солнечного излучения, рассеянного атмосферой и отраженного поверхностями в пределах поля зрения фо- топриемного устройства, приводящие к увеличению шума фотодстек- тора (уровню помех в фотоприемнике).
  • 2. Паразитная модуляция сигнала, вызванная перемещением воздушных масс, изменениями температуры и плотности воздуха.
  • 3. Зависимость от погодных условий. Туман, дым, плотный снежный заряд, ливень приводят к перерывам в связи. К еще большим перерывам в связи приводят тепловые, ветровые и механические нагрузки, смещающие положение геометрических центров приемника и передатчика.

В современном оборудовании FSO-систем производители прибегают к различным специальным мерам для устранения потерь связи по указанным причинам (правильная установка оборудования, увеличение мощности передатчика, уменьшение угловой расходимости светового пучка, сокращение расстояний, на которых осуществляется связь).

В связи с изложенным целесообразно применение FSO-систем для создания временных линий связи, когда не хватает пропускной способности имеющейся линии связи или её еще не проложили; срочной организации резервной линии связи в случае аварии на основной линии связи; связи между объектами в пределах прямой видимости.

В настоящее время в России эксплуатируется несколько сотен FSO- систем иностранных и отечественных производителей. Связь обеспечивается на расстояниях от 50 до 6800 м.

Отметим, что американские космические аппараты в будущем будут оборудованы оптической связью большой дальности с использованием лазеров.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы