FSO: незаметная «правнучка» оптического телеграфа

4 2320
+1

 FSO: незаметная «правнучка» оптического телеграфа 

Эта статья написана «по горячим следам» публикации на портале об оптико-механическом телеграфе, функционировавшем в Европе полтора века назад. Технологии изменились до неузнаваемости, но ключевой принцип – атмосферный оптический канал – остался прежним.

 

Итак…

Free Space Optics (FSO), буквально – «оптика в свободном пространстве». Это технология, которая к концу первого десятилетия 21-го века, без шума и помпы, по плотности передачи информации переплюнула все средства каналообразования на радиочастотах, если речь идет об относительно коротких расстояниях.

А между тем, пару десятков лет назад «гадкий утенок» технологии передачи информации по лазерному лучу, предшествовавшей FSO и с которой «возились» с середины 60-х годов прошлого века, была во всеуслышанье объявлена абсолютно бесперспективной; так сказать «тупиковой ветвью эволюции» в области телекоммуникаций.

 

Однако же нашлись подвижники, которые в это не поверили и продолжали работать над темой создания атмосферных оптических (лазерных) линий связи, в конце концов достигнув несколько лет назад результата стабильной передачи трафика в 1 Гбит/с на дистанцию в 1 километр при размере оборудования, сравнимом с буханкой хлеба. А сейчас уже проводятся испытания с каналами в 10 Гбит/с. Судя по всему – с применением многомодовой технологии, позволяющей объединить в общий канал несколько промодулированных информацией оптических лучей, каждый из которых функционирует на своей длине волны.

 

Хотите посмеяться над несчастным помянутым километром дистанции? Напрасно. Если вы городской житель, выгляньте в окно и посмотрите на уродливую картину переплетения десятков кабелей между крышами домов. Как минимум половина из них – составляющая сетей высокоскоростного доступа в Интернет, организованного по оптическим кабелям. Но - мало визуального уродства: нещадно деформируемые ветром, гололедом и перепадами температур, воздушные линии весьма недолговечны. А вот создавая каналы связи на невидимых инфракрасных лазерных лучах, можно в принципе избежать как неприглядной кабельной «паутины», так и износа материальных проводников информации. И уж в городском квартале для «раздачи» оптического гигабита километра дистанции более чем достаточно. Впрочем, если требуется канал всего несколько мегабит в секунду, некоторое оборудование FSO позволяет «простреливать» и до семи километров.

О других плюсах (и минусах) атмосферных оптических линиях связи - АОЛС - поговорим чуть позже. Пока же заметим, что наиболее удачливые из разработчиков оборудования FSO – вовсе не публика из какой-нибудь Калифорнии, Германии или Южной Кореи, а – родные рязанцы.

Разработчик – компания «Мостком», производитель – «Государственный Рязанский приборный завод». Серия оборудования (кстати, успешно экспортируемого) носит название «Artolink». Если объяснять «на пальцах», то работает оно так: луч инфракрасного лазера проходит через оптический модулятор и уходит в пространство к чувствительному фотоприемнику, за которым стоит демодулятор (см.схему).

FSO: незаметная «правнучка» оптического телеграфа 

Фокус в том, что самое сложное в технологии FSO – это не создание самого оптического канала связи, а система «удержания» луча точно на линии между лазерным передатчиком и оптическим приемником: ведь, скажем, даже на дистанции всего 150 метров и диаметре фокусирующей системы фотоприемника 5 см, угловое отклонение луча (например, при вибрации здания от проезжающего в нем лифта) не должно быть больше одной сотой (!) градуса. Вот эту-то проблему успешней других и решили рязанские разработчики. Как – разумеется, умалчивается, но рискну предположить, что используются гироскопы; подобно тем, которые стабилизируют оптическую систему в современных «продвинутых» электронных фотокамерах.

 

Теперь – самое время поговорить о плюсах и минусах АОЛС.

Начнем с «ложки дегтя»: нетрудно догадаться, что в плотном тумане, сильном ливне или в  снегопаде оптический канал длиной более сотни-двух метров работать не будет.

Не то, чтобы минус, но ограничение - это возможность создания каналов исключительно топологии «точка – точка».

Зато «бочкой меда» будет целый спектр характеристик, не доступных беспроводным радиотехнологиям.

Во-первых, АОЛС заканчивается фотоприемником, не распространяясь за него.

Во-вторых, оптический луч невидим и крайне узкий, что делает невозможным несанкционированный отбор информации вне окончаний линии и практически исключает  возможность пересечения с другими аналогичными оптическими каналами.

В-третьих, нет условий для необходимости размещения средств каналообразования с учетом электромагнитной совместимости.

В-четвертых, не требуется разработка частотного планирования, что всегда становится «головной болью» при ограниченном частотном ресурсе и в условиях столпотворения в каком-либо районе аналогичных радиосредств.

В-пятых, атмосферный оптический канал абсолютно нечувствителен к внешним шумам электромагнитной природы: от разрядов молний до индустриальных помех.

 

Так что межузловой сегмент телекоммуникационных сетей городского уровня (MAN; Metropolitan area network), скорее всего, в ближайшем будущем ждет «тихое» завоевание технологией FSO.

 

DIM


Источник | Опубликовал: DIM


и поделитесь с друзьями в соц сетях:


Комментарии (4)

  1. DIM
    Репутация: (6|6|0)

    Хотел добавить, да забыл: первый реально использовавшийся прототип оптического модулятора изобрел знаменитый Александр Белл еще в 1880-м году, применив свойство селена изменять электропроводность в зависимости от количества падающего на него света. Световой поток меняло зеркальце, вибрируя непосредственно от звука голоса. Лишнее подтверждение тому, что все гениальное - просто.


    --------------------

    1. RD3AVG
      Репутация: (3|3|0)

      Вот с просторов комменты на твою статью:

      1)Представляю заявку провайдеру на тему постоянных разрывов связи :) и их ответ.
      -Вы знаете, у вас в доме живет очень много голубей, и они постоянно летают мимо наших модулей, еще они на них какают, а возможности поставить там человека с метлой нет. В общем ничем не можем помочь...

      2) Не, помимо представленных минусов забыли еще пару упомянуть: в жаркие дни эта система будет работать только ночью, ибо потоки воздуха, идущие от нагретых поверхностей, будут портить сигнал, ну и мыть от грязи постоянно надо будет их. Поэтому да, системы имеют право на существование, но только там, где ничего иного нет возможности проложить.

      1. DIM
        Репутация: (6|6|0)

        Бытовые "теоретизмы" и сомнения имеют право на жизнь и даже иногда будут подтверждаться :-)
        Что касается тепловых "флюидов" - проведите эксперимент с лазерной указкой над раскаленным асфальтом: всё будет визуально и наглядно. Микрокапли тумана куда страшней, ибо представляют из себя череду реально преломляющих объектов, но на коротких дистанциях (конечно, с определенными потерями) пробивается и такая среда. С кратким прерыванием луча пролетом "дичи" наверняка справляются так же, как это делалось в профессиональной передаче данных с давних пор: квитированием информации и повтором "выпавших" фрагментов (в конце 80-х сам занимался радиоинтерфейсами для таких вот случаев). При достаточно длинных фрагментах передаваемой информации - это незначительный отъем емкости канала, и короткая задержка буферизации данных. Зато надежность канала близка к 100%. А вот как решается вопрос загрязнения и, возможно, обмерзания оптики - врать не буду: просто не знаю.


        --------------------

Добавить комментарий

Похожие новости