Kuwa au kutokuwa mitandao ya laser. Tofauti juu ya mada ya mawasiliano ya laser ya nafasi

Wiki hii matokeo ya aina ya mwezi mwandamo yalijulikana. mawasiliano ya laser. Jaribio hilo lilifanyika kwa muda wa siku 30 chini ya hali ngumu kutokana na vumbi la mwezi. Kulikuwa na kondakta maalum ambaye yuko ndani wakati huu ndani ya mzunguko wa mwezi. Mtihani huu ilionyesha kuwa mfumo wa mawasiliano unafanya kazi kikamilifu licha ya umbali. Inawasiliana kwa mafanikio kama mawimbi yoyote ya redio kutoka NASA.

Teknolojia hii inaonyesha matumizi ya vitendo ya leza za broadband kwa muunganisho na mawasiliano. Muunganisho huu, au tuseme upakiaji wake, unafanywa kwa kasi zaidi kuliko mawasiliano sawa ya redio. Mbinu hii hukuruhusu kupokea ishara Duniani kwa kasi ya 622 Mbit na kutuma na 20 Mbit. Kasi hii ilirekodiwa mnamo Oktoba 20. Ilipitishwa kutoka kwa Mwezi hadi Duniani kwa kutumia mapigo boriti ya laser. Ishara hii ilipokelewa na kituo cha New Mexico, ambacho ni sehemu ya ushirikiano USA na Uhispania.

Lasers zina faida kubwa juu ya ishara za redio. Hao ndio walio na matokeo makubwa zaidi. Pia ni muhimu kusambaza data kwa kutumia boriti maalum ya kushikamana. Hii inachangia matumizi kidogo ya nishati wakati wa kusambaza mawimbi kwa umbali mrefu.

Watafiti katika NASA wanadai kuwa mtihani wa mpango huo ulipita na mafanikio makubwa. Hawakutarajia matokeo ya aina hii. Ujumbe wa leza ulipokelewa na kurudishwa kwenye obiti hata katika hali ngumu zaidi. Hii inathibitisha nadharia kwamba bila kujali kuingiliwa kuna nini, ishara itawasili duniani. Wala vumbi la cosmic wala umbali sio kikwazo kwa ishara ya laser. Hata wakati ambapo safu ya anga iliongezeka, maambukizi ya ishara yalifanywa bila matatizo maalum, ambayo inaonyesha ufanisi ya kifaa hiki. Hakukuwa na dalili ya kutoaminiana kati ya wakosoaji katika NASA wakati hata mawingu hayakuwa kikwazo cha kuashiria maambukizi.

Kwa kushangaza, hakukuwa na hitilafu moja kwenye ishara. Utaratibu unakumbusha mawasiliano Simu ya rununu. Aidha, inafanya kazi bila kuingilia kati kwa binadamu. Mfumo unaweza hata kujifungia wakati kwa muda mrefu Hakuna ishara inayokuja kutoka kwa vituo vya chini.

Mifumo ya maambukizi ya data ya laser imeundwa kupanga njia moja na mawasiliano ya duplex kati ya vitu vilivyo ndani ya mstari wa kuona.
Optiki za Nafasi za Bure - teknolojia ya FSO, ambayo inajumuisha mawasiliano ya anga ya anga (AOLC) na chaneli ya mawasiliano ya wireless (BOX) ni njia usambazaji wa wireless habari katika sehemu ya mawimbi fupi ya wigo wa sumakuumeme. Inategemea kanuni ya uhamisho ishara ya digital kupitia angahewa (au anga ya nje) kwa kurekebisha mionzi (infrared au inayoonekana) na ugunduzi wake unaofuata na detector ya macho.
Hali ya sasa ya mawasiliano ya macho ya wireless inafanya uwezekano wa kuunda njia za mawasiliano za kuaminika kwa umbali kutoka 100 hadi 1500-2000 m katika anga na hadi kilomita 100,000 katika anga ya nje, kwa mfano, kwa mawasiliano kati ya satelaiti. Kuwa suluhisho mbadala kuhusiana na fiber optics, anga mistari ya macho maambukizi ya data (DOT) hukuruhusu kuunda haraka chaneli ya mawasiliano ya macho isiyo na waya.

1. Kiungo cha mawasiliano ya anga ya anga

Ukuaji wa haraka wa soko la mawasiliano ya simu unahitaji njia za upitishaji wa data za kasi. Hata hivyo, gasket fiber ya macho inamaanisha uwekezaji mkubwa, na kimsingi haiwezekani kila wakati.
Njia mbadala ya asili katika kesi hii ni mistari ya mawasiliano isiyo na waya katika safu ya microwave, lakini shida ya kupata haraka ruhusa za masafa huzuia sana matarajio ya matumizi yao, haswa katika miji mikubwa.
Njia nyingine mawasiliano ya wireless ni mistari ya mawasiliano ya macho (mawasiliano ya laser au ya macho) kwa kutumia topolojia ya uhakika-kwa-uhakika au modi ya kufikia ya uhakika-kwa-multipoint. Mawasiliano ya macho hufanywa kwa kusambaza habari kwa kutumia mawimbi ya sumakuumeme masafa ya macho. Mfano wa mawasiliano ya macho ni uwasilishaji wa ujumbe uliotumiwa zamani kwa kutumia mioto ya moto au alfabeti ya semaphore. Katika miaka ya 60 ya karne ya 20, lasers ziliundwa na ikawa inawezekana kujenga mifumo ya mawasiliano ya macho ya broadband. Laini ya kwanza ya mawasiliano ya anga (ALC) huko Moscow ilionekana mwishoni mwa miaka ya 60: ilizinduliwa. laini ya simu kati ya jengo la Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow kwenye Milima ya Lenin na Zubovskaya Square yenye urefu wa zaidi ya kilomita 5. Ubora ishara iliyopitishwa kikamilifu kuzingatia viwango. Katika miaka hiyo hiyo, majaribio ya ALS yalifanyika Leningrad, Gorky, Tbilisi na Yerevan. Kwa ujumla, vipimo vilifanikiwa, lakini wakati huo wataalam waliona kuwa walikuwa mbaya hali ya hewa kufanya mawasiliano ya laser kuwa ya kuaminika, na ilionekana kuwa isiyo na matumaini.
Utumiaji wa ishara zilizo na urekebishaji unaoendelea (analog), ambao ulitumika katika miaka hiyo, ulisababisha kupungua kwa kawaida. ishara ya macho kutokana na ushawishi wa angahewa.
Matumizi ya kisasa ya ALS katika nchi nyingi duniani yalianza mwaka wa 1998, wakati lasers za semiconductor zisizo na gharama na nguvu ya 100 mW au zaidi ziliundwa, na matumizi. usindikaji wa kidijitali ishara ilifanya iwezekane kuzuia upunguzaji wa ishara usio wa kawaida na kufanya kusambaza tena pakiti ya habari wakati hitilafu imegunduliwa.
Wakati huo huo, hitaji la mawasiliano ya laser liliibuka, kwani walianza kukuza haraka Teknolojia ya habari. Idadi ya waliojisajili wanaohitaji utoaji wa huduma za mawasiliano ya simu kama vile mtandao, simu za IP, cable TV Na idadi kubwa njia, mitandao ya kompyuta nk. Matokeo yake, tatizo la "maili ya mwisho" lilitokea (kuunganisha njia ya mawasiliano ya broadband kwa mtumiaji wa mwisho) Kuweka mpya mitandao ya cable inahitaji uwekezaji mkubwa wa mitaji, na katika hali zingine, haswa katika maeneo yenye miji minene, ni ngumu sana au hata haiwezekani.
Suluhisho mojawapo kwa tatizo la sehemu ya mwisho ni kutumia mistari isiyo na waya uhamisho.
Faida za mistari ya mawasiliano ya wireless ni dhahiri: ni ya gharama nafuu (hakuna haja ya kuchimba mitaro ya kuweka nyaya na kukodisha ardhi); gharama ya chini ya uendeshaji; juu matokeo na ubora mawasiliano ya kidijitali; upelekaji wa haraka na kubadilisha usanidi wa mtandao; rahisi kushinda vikwazo - reli, mito, milima n.k.
Mawasiliano yasiyotumia waya katika masafa ya redio yanadhibitiwa na msongamano na uhaba masafa ya masafa, usiri wa kutosha, uwezekano wa kuingiliwa, ikiwa ni pamoja na kwa makusudi na kutoka kwa njia za karibu, kuongezeka kwa matumizi ya nguvu. Kwa kuongezea, mawasiliano ya redio yanahitaji idhini ya muda mrefu na usajili na ugawaji wa masafa na Mamlaka ya Usimamizi wa Mawasiliano ya Jimbo la Shirikisho la Urusi, kukodisha kwa chaneli, uthibitisho wa lazima vifaa vya redio na Tume ya Jimbo juu ya Masafa ya Redio. Matumizi ya njia za laser huondoa suala hili ngumu. Hii ni kutokana na ukweli kwamba, kwanza, mzunguko wa mionzi mifumo ya laser mawasiliano huenda zaidi ya anuwai ambayo uratibu ni muhimu (huko Urusi), pili, ukosefu uwezekano wa vitendo utambuzi wao na utambulisho kama njia ya kubadilishana habari.
Tabia kuu za mifumo ya laser:
karibu usalama kamili wa chaneli kutoka kwa ufikiaji usioidhinishwa na, kwa sababu hiyo, ngazi ya juu kinga ya kelele na kinga ya kelele kwa sababu ya uwezekano wa kuzingatia nishati nzima ya ishara katika pembe za sehemu za dakika za arc (katika laser). mifumo ya nafasi mawasiliano) hadi makumi ya digrii (mifumo ya mawasiliano ya ndani inayopatikana kikamilifu);
juu vyombo vya habari chaneli (hadi makumi ya Gbit/s)
hakuna ucheleweshaji katika uwasilishaji wa habari (ping<1ms) как у радиолиний
kutokuwepo kwa ishara zilizotamkwa za kufunua (haswa mionzi ya sumakuumeme ya dhamana) na uwezekano wa kuficha zaidi, ambayo inafanya uwezekano wa kuficha sio tu habari iliyopitishwa, lakini pia ukweli wa kubadilishana habari.
Kwa kuongezea, wataalam wengi wanaona usalama wa kibaolojia wa mifumo hii, kwani wastani wa wiani wa nguvu ya mionzi katika mifumo ya laser kwa madhumuni anuwai ni takriban mara 3-6 chini ya mionzi iliyoundwa na Jua, na vile vile unyenyekevu wa kanuni zao. ujenzi na uendeshaji, na gharama ya chini ikilinganishwa na njia za jadi za kusambaza habari kwa madhumuni sawa.
Muundo:
Mstari wa mawasiliano ya laser una vituo viwili vinavyofanana vilivyowekwa kinyume na kila mmoja ndani ya mstari wa kuona (Mchoro 1).

Mchele. 1. Muundo wa ALS

Muundo wa vituo vyote vya ALS ni karibu sawa: moduli ya interface, moduli, laser, mfumo wa macho wa transmitter, mfumo wa macho wa mpokeaji, demodulator na moduli ya kiolesura cha mpokeaji. Transmitter ni emitter kulingana na diode ya laser ya pulsed semiconductor (wakati mwingine LED ya kawaida). Kipokeaji mara nyingi hutegemea picha ya pini ya kasi ya juu au picha ya avalanche.
Mtiririko wa data iliyopitishwa kutoka kwa vifaa vya mtumiaji huenda kwenye moduli ya kiolesura na kisha kwa moduli ya emitter. Kisha mawimbi hubadilishwa na leza ya sindano yenye ufanisi wa hali ya juu kuwa mionzi ya macho ya infrared, iliyogongwa na optics kuwa boriti nyembamba na kupitishwa kupitia angahewa hadi kwa kipokeaji. Katika hatua ya kinyume, mionzi ya macho iliyopokelewa inalenga na lenzi inayopokea kwenye tovuti ya kigundua picha chenye nyeti sana cha kasi (banguko au picha za pini), ambapo hugunduliwa. Baada ya amplification zaidi na usindikaji, ishara inatumwa kwa interface ya mpokeaji, na kutoka huko hadi kwa vifaa vya mtumiaji. Vile vile, katika hali ya duplex, mtiririko wa data ya kukabiliana hutokea wakati huo huo na kwa kujitegemea.
Kwa kuwa boriti ya laser inapitishwa kati ya pointi za mawasiliano katika anga, usambazaji wake unategemea sana hali ya hewa, kuwepo kwa moshi, vumbi na uchafuzi mwingine wa hewa. Walakini, licha ya shida hizi, mawasiliano ya laser ya anga yamethibitishwa kuwa ya kuaminika kabisa kwa umbali wa kilomita kadhaa na inaahidi sana kutatua shida ya "maili ya mwisho".
Hebu fikiria ushawishi wa anga juu ya ubora wa mawasiliano ya infrared ya wireless. Uenezi wa mionzi ya laser katika anga hufuatana na idadi ya matukio ya mwingiliano wa mstari na usio wa mstari wa mwanga na wa kati. Kulingana na sifa za ubora, matukio haya yanaweza kugawanywa katika vikundi vitatu kuu:
1. ngozi (mwingiliano wa moja kwa moja wa boriti ya photon na molekuli za anga);
2. kueneza kwa erosoli (vumbi, mvua, theluji, ukungu);
3. mabadiliko ya mionzi kutokana na mtikisiko wa anga.

Mawasiliano ya boriti ya laser kupitia angahewa sasa imekuwa ukweli. Inahakikisha uhamisho wa kiasi kikubwa cha habari na kuegemea juu kwa umbali wa hadi kilomita 5 na kutatua matatizo mengi magumu. Kwa hiyo, riba katika aina hii ya mawasiliano imeongezeka hivi karibuni.

¹Kushuka kwa thamani (kutoka Kilatini fluctuation - fluctuation), mikengeuko ya nasibu ya kiasi halisi kutoka kwa thamani zake wastani.
²Chanzo cha mtandao: http://laseritc.ru/?id=93

2. Njia ya mawasiliano ya macho isiyo na waya

Njia ya mawasiliano ya macho isiyo na waya (BOX) ni kifaa kinachopitisha data kupitia angahewa. Imeundwa ili kuunda kituo cha upitishaji data cha kiwango cha Ethernet. BOXING ina transceivers mbili zinazofanana (mabomba ya macho) yaliyowekwa kwenye pande zote za njia ya mawasiliano. Kila kitengo kina moduli ya transceiver, visor, kebo ya kiolesura (urefu wa m 5), mfumo wa mwongozo, mabano, usambazaji wa nguvu na kitengo cha ufikiaji.
Moduli ya transceiver inajumuisha transmita ya mionzi ya macho yenye mwelekeo mkubwa katika safu ya IR (iliyo na LED ya semiconductor ya infrared) na mpokeaji - LED nyeti sana. LED zinafanya kazi kwa urefu wa mawimbi ya mikroni 0.87. Mifano kadhaa ya wazalishaji wa ndani wa mifumo ya BOX na sifa zao zimeelezewa katika Jedwali 1.
Jedwali 1. Vifaa vya kuunda njia za mawasiliano ya macho

Jina la kifaa	Mtengenezaji	Viwango vya mawimbi	Umbali	Aina ya emitter	Bei, dola
LAL2+	ITC, Novosibirsk	G.703, IEEE802.3	kutoka 1000 m hadi 5000 m	Laser	7030 9230
DARAJA 100/500	Kiwanda cha Kutengeneza Ala cha Ryazan	G.703, IEEE802.3, IEEE802.3u	1200-1400 m	Laser	4890
BOX-10M	"Catharsis"	IEEE802.3	500 m	Diode inayotoa mwanga	2450
BOX-10MPD	"Catharsis"	G.703, IEEE802.3	1000 m	Diode inayotoa mwanga	4344

Mchoro wa 2 unaonyesha wazi BOX-10M.

Mchele. 2. BOX-10M

Kanuni ya uendeshaji:
Hebu fikiria mchakato wa maambukizi ya data kwa kutumia njia ya macho (Mchoro 3). Ishara ya umeme kutoka kwa bandari ya Ethernet husafiri kwa njia ya kebo ya kiolesura hadi kwa kisambazaji, ambapo LED huibadilisha kuwa mionzi ya IR, ambayo hupita kupitia mgawanyiko wa boriti na inaelekezwa na lenzi kwenye boriti nyembamba. Baada ya kupita angahewa, sehemu ya mionzi hupiga lenzi ya transceiver nyingine, inalenga na kutumwa kwa mpokeaji na mgawanyiko wa boriti. Mpokeaji hubadilisha mionzi ya IR kwenye ishara ya umeme, ambayo hutumwa kupitia kebo ya kiolesura kwenye bandari ya Ethernet. Ugavi wa nishati huwezesha kisambazaji, kipokeaji, kitengo cha kuonyesha na mfumo wa kuzuia ukungu/barafu wa lenzi.

Mchele. 3. Kanuni ya jumla ya uendeshaji wa kifaa cha familia ya BOX.

Uaminifu wa upitishaji hupatikana hasa kupitia mwongozo sahihi na hifadhi ya nishati. Kwa lengo sahihi, hifadhi ya nishati ya mfumo inapaswa kuwa mara nne kwa mifano ya BOX-10ML na BOX-10M (kwa maneno mengine, kwa kufunika 4/5 ya lenses lengo, tuna chaneli ya kuaminika 100% katika hali ya hewa nzuri). Mfano wa BOX-10MPD una hifadhi ya nishati mara 16. Katika kesi hii, upatikanaji wa chaneli kwa mwaka mzima itakuwa 99.7-99.9%. Kadiri hifadhi ya nishati ya mfumo inavyoongezeka, ndivyo kuegemea kwa chaneli inavyoongezeka, ambayo kwa kweli hufikia 99.99%.
Kwa kuongeza, uendeshaji wa mfumo wa kuaminika unatokana na njia ya kufikia vyombo vya habari vya CSMA/CD inayotumiwa katika mitandao ya Ethernet. Mgongano wowote - hali mbaya ya hali ya hewa au kuonekana kwa kizuizi cha muda mfupi husababisha kupitisha tena pakiti kwa kiwango cha kimwili, lakini hata ikiwa hutokea kwamba mgongano hautasikika (hii inawezekana, kwa mfano, katika BOX-). Mifano ya 10ML na BOX-10M kutokana na ukweli kwamba wakati wa kubadili kutoka kwa mapokezi hadi maambukizi ni, bila shaka, sawa na 4 μs) na pakiti imepotea, basi itifaki za kiwango cha juu zinazofanya kazi na dhamana ya utoaji zitafuatilia tukio hili. na ombi hilo litarudiwa.
Uunganisho kupitia anga hautoi kamwe dhamana ya 100% ya uunganisho, hivyo inawezekana kwamba, kwa mfano, katika hali mbaya ya hali ya hewa (theluji kubwa, ukungu mnene sana, mvua kubwa, nk) kituo hakitafanya kazi. Lakini katika kesi hii, kukomesha mawasiliano itakuwa ya muda mfupi, na baada ya hali kuboresha, uunganisho utarejeshwa peke yake. Ili kupunguza uwezekano wa kupoteza mawasiliano kutokana na hali ya hewa, ni muhimu kufunga mifano na umbali mkubwa wa uendeshaji, ambayo huongeza nishati ya flux ya mwanga na, kwa sababu hiyo, kuegemea kwa mfumo kwa ujumla.
Hali nyingine ya uendeshaji wa kuaminika na imara wa mfumo ni bahati mbaya ya katikati ya doa ya kijiometri ya kuangaza kwa transmitter na katikati ya lens ya mpokeaji. Mizigo ya upepo, pamoja na vibrations ya mitambo na msimu wa msaada inaweza kuondoa mfumo kutoka eneo la mwanga, kwa sababu ambayo uunganisho utatoweka. Muundo mzima wa mifumo na saizi ya mahali pa kuangaza kutoka kwa mtoaji huratibiwa kwa njia ambayo uwezekano wa kupoteza mawasiliano kutokana na sababu zilizo hapo juu hupunguzwa. Wakati wa kuashiria, shida ifuatayo ya kijiometri inatatuliwa: kutoka kwa hatua iliyopatikana wakati wa kuashiria mbaya, inahitajika kuhamisha mfumo hadi kituo cha kijiometri cha mahali pa kuangaza kutoka kwa flux ya mwanga ya emitter, hatimaye kurekebisha mfumo wa kuashiria katika nafasi hii. Kwa kutumia mfumo wa mwongozo wa kawaida, tatizo hili hutatuliwa kwa marudio 35.
Usakinishaji:
Transceivers inaweza kuwekwa kwenye nyuso za paa au ukuta. BOX imewekwa kwenye usaidizi wa chuma, ambayo inakuwezesha kurekebisha angle ya mwelekeo kwa usawa na kwa wima (Mchoro 4). Transceiver imeunganishwa kupitia kitengo maalum cha ufikiaji; jozi iliyopotoka kitengo cha 5 (UTP) kawaida hutumiwa kama nyaya za kuunganisha. Kwa upande wa kituo cha macho, kitengo cha ufikiaji kinaunganishwa na transceiver na kebo ya kiolesura, ambayo hutumia kebo ya kawaida iliyopotoka iliyo na viunganishi maalum. Kwa upande mwingine, kitengo cha kufikia huunganisha kwenye kompyuta au kifaa cha mtandao (router au kubadili).
Kitengo cha ufikiaji na usambazaji wa umeme wa transceiver daima huwekwa ndani ya nyumba karibu na kila mmoja. Wanaweza kupandwa kwenye ukuta au kuwekwa kwenye racks sawa ambazo hutumiwa kwa vifaa vya LAN.
Kwa operesheni ya kuaminika, mapendekezo yafuatayo yanapaswa kuzingatiwa:
majengo lazima iwe ndani ya mstari wa kuona (boriti haipaswi kukutana na vikwazo vya opaque kwenye njia nzima);
ni bora ikiwa kifaa kiko juu juu ya ardhi iwezekanavyo na mahali pagumu kufikia;
wakati wa kufunga mfumo, unapaswa kuepuka kuelekeza transceivers katika mwelekeo wa mashariki-magharibi (mahitaji haya maalum yanaelezwa kwa urahisi kabisa: mionzi ya jua wakati wa jua au machweo inaweza kuzuia mionzi kwa dakika kadhaa, na maambukizi yataacha);
Haipaswi kuwa na motors, compressors, nk karibu na hatua ya kuongezeka, kwani vibration inaweza kusababisha kuhama kwa bomba na kuvunja uhusiano.

Mchele. 4. Mchoro wa mfumo wa mwongozo

Aina za uunganisho:
Mchoro wa 5 unaonyesha aina zinazowezekana za viunganisho vya BOX.

Mchele. 5. Aina za viunganisho vya BOX

Katika vyanzo mbalimbali kuna idadi kubwa ya majina ya vifaa vya upitishaji wa data bila waya katika safu ya mawimbi ya infrared. Nje ya nchi, darasa hili la mifumo kawaida huitwa FSO - Optics ya Nafasi ya Bure; katika nafasi ya baada ya Soviet, kuna idadi ya majina ya mifumo ya mawasiliano ya macho isiyo na waya. Kama msingi, unapaswa kuchukua kifupi BOX - njia ya mawasiliano ya macho isiyo na waya, kama inavyoonyeshwa katika cheti cha mfumo wa Mawasiliano (CCS).

E. N. Chepusov, S. G. Sharonin

Leo haiwezekani kufikiria maisha yetu bila kompyuta na mitandao kulingana nao. Ubinadamu uko kwenye kizingiti cha ulimwengu mpya ambamo nafasi moja ya habari itaundwa. Katika ulimwengu huu, mawasiliano hayatazuiliwa tena na mipaka ya kimwili, wakati au umbali.

Siku hizi kuna idadi kubwa ya mitandao duniani kote ambayo hufanya kazi mbalimbali na kutatua matatizo mengi tofauti. Hivi karibuni au baadaye, daima huja wakati ambapo uwezo wa mtandao umechoka na mistari mpya ya mawasiliano inahitaji kuwekwa. Hii ni rahisi kufanya ndani ya jengo, lakini matatizo huanza wakati wa kuunganisha majengo mawili ya karibu. Vibali maalum, vibali, leseni za kufanya kazi zinahitajika, pamoja na utimilifu wa idadi ya mahitaji magumu ya kiufundi na kuridhika kwa maombi makubwa ya kifedha kutoka kwa mashirika ya kusimamia ardhi au maji taka. Kama sheria, mara moja inakuwa wazi kuwa njia fupi kati ya majengo mawili sio mstari wa moja kwa moja. Na sio lazima kabisa kwamba urefu wa njia hii utalinganishwa na umbali kati ya majengo haya.

Bila shaka, kila mtu anajua ufumbuzi wa wireless kulingana na vifaa mbalimbali vya redio (modemu za redio, mistari ya relay ya redio ya njia ndogo, transmita za digital za microwave). Lakini idadi ya shida haipunguzi. Mawimbi ya hewa yamejaa kupita kiasi na kupata ruhusa ya kutumia vifaa vya redio ni vigumu sana, na wakati mwingine hata haiwezekani. Na matokeo ya vifaa hivi inategemea sana gharama yake.

Tunapendekeza kutumia aina mpya, ya kiuchumi ya mawasiliano ya wireless ambayo imeibuka hivi karibuni - mawasiliano ya laser. Teknolojia hii ilipata maendeleo makubwa zaidi huko USA, ambapo ilitengenezwa. Mawasiliano ya laser hutoa suluhisho la gharama nafuu kwa tatizo la mawasiliano ya kuaminika, ya kasi ya juu ya masafa mafupi (kilomita 1.2) ambayo yanaweza kutokea wakati wa kuunganisha mifumo ya mawasiliano ya simu kutoka kwa majengo tofauti. Matumizi yake yataruhusu kuunganishwa kwa mitandao ya ndani na ile ya kimataifa, kuunganishwa kwa mitandao ya ndani iliyo mbali na kila mmoja, na pia kukidhi mahitaji ya simu za kidijitali. Mawasiliano ya laser inasaidia miingiliano yote muhimu kwa madhumuni haya - kutoka RS-232 hadi ATM.

Je, mawasiliano ya laser yanatimizwaje?

Mawasiliano ya laser, tofauti na mawasiliano ya GSM, inaruhusu miunganisho ya uhakika na viwango vya uhamisho wa habari hadi 155 Mbit / s. Katika mitandao ya kompyuta na simu, mawasiliano ya laser huhakikisha kubadilishana habari katika hali kamili ya duplex. Kwa programu ambazo hazihitaji viwango vya juu vya maambukizi (kwa mfano, ishara za video na udhibiti katika mchakato na mifumo ya televisheni ya kufungwa), suluhisho maalum, la gharama nafuu la nusu-duplex linapatikana. Wakati ni muhimu kuchanganya sio tu kompyuta lakini pia mitandao ya simu, mifano ya vifaa vya laser na multiplexer iliyojengwa inaweza kutumika wakati huo huo kusambaza trafiki ya LAN na mitiririko ya simu ya kikundi cha dijiti (E1/ICM30).

Vifaa vya laser vinaweza kusambaza mkondo wowote wa mtandao unaowasilishwa kwao kwa kutumia nyuzi za macho au kebo ya shaba katika mwelekeo wa mbele na wa nyuma. Transmita hubadilisha mawimbi ya umeme kuwa mionzi ya leza iliyorekebishwa katika safu ya infrared yenye urefu wa nm 820 na nguvu ya hadi 40 mW. Mawasiliano ya laser hutumia angahewa kama njia ya uenezi. Kisha boriti ya leza hugonga kipokeaji ambacho kina unyeti wa hali ya juu ndani ya safu ya urefu wa mawimbi ya mionzi. Mpokeaji hubadilisha mionzi ya leza kuwa ishara kutoka kwa kiolesura cha umeme au cha macho kinachotumiwa. Hivi ndivyo mawasiliano yanafanywa kwa kutumia mifumo ya laser.

Familia, mifano na sifa zao

Katika sehemu hii, tungependa kukujulisha kwa familia tatu za mifumo ya leza maarufu nchini Marekani - LOO, OmniBeam 2000 na OmniBeam 4000 (Jedwali 1). Familia ya LOO ni ya msingi na inaruhusu mawasiliano ya data na sauti hadi mita 1000. Familia ya OmniBeam 2000 ina uwezo sawa, lakini inafanya kazi kwa umbali mrefu (hadi mita 1200) na inaweza kusambaza picha za video na mchanganyiko wa data na sauti. Familia ya OmniBeam 4000 inaweza kutoa uhamisho wa data wa kasi: kutoka 34 hadi 52 Mbit / s juu ya umbali hadi 1200 m na kutoka 100 hadi 155 Mbit / s hadi m 1000. Kuna familia nyingine za mifumo ya laser kwenye soko, lakini zinaweza kufunika umbali mfupi, au zinaauni itifaki chache.

Jedwali 1.

Familia
Ethaneti (Mbps 10)
Pete ya Ishara (416 Mbps)
E1 (2 Mbit/s)
Picha ya video
Mchanganyiko wa data na hotuba
Uhamisho wa data wa kasi ya juu (34-155 Mbps)
Uwezekano wa kisasa

Kila familia inajumuisha seti ya mifano inayounga mkono itifaki tofauti za mawasiliano (Jedwali 2). Familia ya LOO inajumuisha mifano ya kiuchumi ambayo hutoa umbali wa maambukizi hadi 200 m (barua "S" mwishoni mwa jina).

Jedwali 2.

Faida isiyo na shaka ya vifaa vya mawasiliano ya laser ni utangamano wao na vifaa vingi vya mawasiliano ya simu kwa madhumuni mbalimbali (hubs, routers, repeaters, madaraja, multiplexers na PBXs).

Ufungaji wa mifumo ya laser

Hatua muhimu katika kuunda mfumo ni ufungaji wake. Kuwasha halisi huchukua muda usio na maana ikilinganishwa na uwekaji na usanidi wa vifaa vya laser, ambayo huchukua saa kadhaa ikiwa inafanywa na wataalam waliofunzwa vizuri na wenye vifaa. Wakati huo huo, ubora wa uendeshaji wa mfumo yenyewe utategemea ubora wa shughuli hizi. Kwa hivyo, kabla ya kuwasilisha chaguzi za kawaida za ujumuishaji, tungependa kuzingatia maswala haya.

Wakati wa kuwekwa nje, transceivers inaweza kuwekwa kwenye paa au nyuso za ukuta. Laser imewekwa kwenye usaidizi maalum wa rigid, kwa kawaida chuma, ambacho kinaunganishwa na ukuta wa jengo hilo. Msaada pia hutoa uwezo wa kurekebisha angle ya mwelekeo na azimuth ya boriti.

Katika kesi hiyo, kwa urahisi wa ufungaji na matengenezo ya mfumo, uunganisho wake unafanywa kupitia masanduku ya usambazaji (RK). Kebo za kuunganisha kwa kawaida ni fibre optic kwa saketi za upitishaji data na kebo ya shaba kwa saketi za nguvu na udhibiti. Ikiwa vifaa havi na interface ya data ya macho, basi inawezekana kutumia mfano na interface ya umeme au modem ya nje ya macho.

Kitengo cha usambazaji wa nguvu (PSU) cha transceiver daima huwekwa ndani ya nyumba na inaweza kuwekwa kwenye ukuta au kwenye rack ambayo hutumiwa kwa vifaa vya LAN au mifumo ya cabling iliyopangwa. Kichunguzi cha hali pia kinaweza kusakinishwa karibu, ambacho hutumika kufuatilia kwa mbali utendakazi wa transceivers za familia za OB2000 na OB4000. Matumizi yake huruhusu utambuzi wa chaneli ya laser, kiashiria cha ukubwa wa ishara, na pia kuzunguka ishara ili kuiangalia.

Wakati wa kufunga transceivers ya laser ndani, ni muhimu kukumbuka kuwa nguvu ya mionzi ya laser hupungua wakati wa kupitia kioo (angalau 4% kwenye kila kioo). Tatizo jingine ni matone ya maji yanayotiririka nje ya glasi wakati mvua inaponyesha. Wanafanya kama lenzi na wanaweza kusababisha kutawanyika kwa boriti. Ili kupunguza athari hii, inashauriwa kufunga vifaa karibu na juu ya kioo.

Ili kuhakikisha mawasiliano ya hali ya juu, ni muhimu kuzingatia mahitaji kadhaa ya kimsingi.

Muhimu zaidi kati yao, bila ambayo mawasiliano haitawezekana, ni kwamba majengo lazima yawe ndani ya mstari wa kuona, na haipaswi kuwa na vikwazo vya opaque katika njia ya uenezi wa boriti. Kwa kuongeza, kwa kuwa boriti ya laser katika eneo la mpokeaji ina kipenyo cha m 2, ni muhimu kwamba transceivers iko juu ya watembea kwa miguu na trafiki kwa urefu wa angalau m 5. Hii ni kutokana na kuhakikisha kanuni za usalama. Usafiri pia ni chanzo cha gesi na vumbi, vinavyoathiri kuaminika na ubora wa maambukizi. Boriti haipaswi kuonyeshwa kwa ukaribu au kuvuka njia za umeme. Ni muhimu kuzingatia ukuaji unaowezekana wa miti, harakati za taji zao wakati wa upepo wa upepo, pamoja na ushawishi wa mvua na usumbufu unaowezekana kutokana na ndege za kuruka.

Chaguo sahihi la transceiver inahakikisha operesheni thabiti ya chaneli katika anuwai ya hali ya hewa nchini Urusi. Kwa mfano, kipenyo kikubwa cha boriti hupunguza uwezekano wa hitilafu zinazohusiana na mvua.

Vifaa vya laser sio chanzo cha mionzi ya umeme (EMR). Hata hivyo, ikiwa imewekwa karibu na vifaa vilivyo na EMR, vifaa vya elektroniki vya leza vitachukua mionzi hii, ambayo inaweza kusababisha mabadiliko katika ishara katika kipokeaji na kisambazaji. Hii itaathiri ubora wa mawasiliano, kwa hivyo haipendekezwi kuweka vifaa vya leza karibu na vyanzo vya EMR kama vile vituo vya redio vyenye nguvu, antena, n.k.

Wakati wa kufunga laser, inashauriwa kuzuia transceivers za laser zinazoelekezwa katika mwelekeo wa mashariki-magharibi, kwa kuwa siku kadhaa kwa mwaka mionzi ya jua inaweza kuzuia mionzi ya laser kwa dakika kadhaa, na maambukizi hayatawezekana, hata na vichungi maalum vya macho kwenye chombo. mpokeaji. Kujua jinsi jua linavyosonga angani katika eneo fulani, unaweza kutatua shida hii kwa urahisi.

Mtetemo unaweza kusababisha transceiver ya leza kuhama. Ili kuepuka hili, haipendekezi kufunga mifumo ya laser karibu na motors, compressors, nk.

Kielelezo 1. Uwekaji na uunganisho wa transceivers laser.

Mbinu kadhaa za kawaida za kujumuisha

Mawasiliano ya laser itasaidia kutatua tatizo la mawasiliano ya muda mfupi katika uhusiano wa uhakika. Kama mifano, hebu tuangalie chaguzi kadhaa za kawaida au njia za kuingizwa. Kwa hivyo, una ofisi kuu (CO) na tawi (F), ambayo kila moja ina mtandao wa kompyuta.

Mchoro wa 2 unaonyesha lahaja ya kupanga chaneli ya mawasiliano kwa ajili ya kesi ambayo ni muhimu kuchanganya F na DSO, kwa kutumia Ethernet kama itifaki ya mtandao, na kebo ya Koaxial (nene au nyembamba) kama njia halisi. Katika CO kuna seva ya LAN, na katika F kuna kompyuta zinazohitaji kushikamana na seva hii. Ukiwa na mifumo ya leza kama vile miundo ya LOO-28/LOO-28S au OB2000E, unaweza kutatua tatizo hili kwa urahisi. Daraja imewekwa katikati ya kati, na kurudia katika F. Ikiwa daraja au repeater ina interface ya macho, basi minimodem ya macho haihitajiki. Transceivers za laser zimeunganishwa kupitia optics ya nyuzi mbili. Mfano wa LOO-28S utakuruhusu kuwasiliana kwa umbali wa hadi 213 m, na LOO-28 - hadi 1000 m na angle ya "ujasiri" ya mapokezi ya 3 mrad. Mfano wa OB2000E unashughulikia umbali wa hadi 1200 m na angle ya "ujasiri" ya mapokezi ya 5 mrad. Mifano hizi zote zinafanya kazi katika hali kamili ya duplex na hutoa kasi ya uhamisho ya 10 Mbit / s.

Kielelezo 2. Kuunganisha sehemu ya mbali ya Ethernet LAN kwa kutumia kebo ya coaxial.

Chaguo sawa la kuchanganya mitandao miwili ya Ethaneti kwa kutumia kebo ya jozi iliyopotoka (10BaseT) kama nyenzo ya kimwili imeonyeshwa kwenye Mchoro 3. Tofauti yake ni kwamba badala ya daraja na kirudisho, viunganishi (hubs) vinatumika ambavyo vina idadi inayotakiwa ya 10BaseT. viunganishi na kiolesura kimoja cha AUI au FOIRL ya kuunganisha vipitishio vya laser. Katika kesi hiyo, ni muhimu kufunga transceiver ya laser ya LOO-38 au LOO-38S, ambayo hutoa kasi ya maambukizi inayohitajika katika hali kamili ya duplex. Mfano wa LOO-38 unaweza kusaidia umbali wa mawasiliano hadi 1000 m, na mfano wa LOO-38S unaweza kuwasiliana hadi 213 m.

Kielelezo 3. Kuunganisha sehemu ya mbali ya Ethernet LAN kulingana na jozi iliyopotoka.

Kielelezo cha 4 kinaonyesha lahaja ya upitishaji data uliounganishwa kati ya LAN mbili (Ethernet) na mkondo wa dijiti wa kikundi E1 (PCM30) kati ya PBX mbili (katika CO na F). Ili kutatua tatizo hili, mfano wa OB2846 unafaa, ambayo hutoa data na maambukizi ya sauti kwa kasi ya 12 (10 + 2) Mbit / s kwa umbali wa hadi m 1200. LAN imeunganishwa na transceiver kwa kutumia fiber mbili za macho. kupitia kiunganishi cha kawaida cha SMA, na trafiki ya simu hupitishwa kupitia kebo ya coaxial 75 Ohm kupitia kiunganishi cha BNC. Ikumbukwe kwamba multiplexing ya data na mito ya hotuba hauhitaji vifaa vya ziada na hufanywa na transceivers bila kupunguza throughput ya kila mmoja wao tofauti.

Kielelezo 4. Kuunganishwa kwa mitandao ya kompyuta na simu.

Chaguo la uhamisho wa data wa kasi kati ya LAN mbili (LAN "A" katikati ya kati na LAN "B" katika F) kwa kutumia swichi za ATM na transceivers za laser imewasilishwa kwenye Mchoro 5. Mfano wa OB4000 utasuluhisha tatizo la juu. -kasi ya mawasiliano ya masafa mafupi kwa njia bora. Utakuwa na fursa ya kusambaza mitiririko ya E3, OC1, SONET1 na ATM52 kwa kasi zinazohitajika kwa umbali wa hadi 1200 m, na 100 Base-VG au VG ANYLAN (802.12), 100 Base-FX au Fast Ethernet (802.3) , FDDI, TAXI 100/ 140, OC3, SONET3 na ATM155 na kasi zinazohitajika - kwa umbali wa hadi m 1000. Data iliyopitishwa hutolewa kwa transceiver ya laser kwa kutumia fiber ya kawaida ya mbili ya macho iliyounganishwa kupitia kontakt SMA.

Kielelezo 5. Kuunganishwa kwa mitandao ya mawasiliano ya kasi ya juu.

Mifano iliyotolewa haimalizi matumizi yote yanayowezekana ya vifaa vya laser.

Ambayo ni faida zaidi?

Hebu jaribu kuamua mahali pa mawasiliano ya laser kati ya ufumbuzi mwingine wa waya na wireless, kutathmini kwa ufupi faida na hasara zao (Jedwali 3).

Jedwali 3.

Gharama iliyokadiriwa	Cable ya shaba	Fiber ya macho	Kituo cha redio	Laser channel
Gharama iliyokadiriwa	kutoka dola 3 hadi 7 elfu. kwa kilomita 1	hadi dola elfu 10 kwa kilomita 1	kutoka dola 7 hadi 100 elfu. kwa seti	12-22 dola elfu. kwa seti
Muda wa maandalizi na ufungaji	Maandalizi ya kazi na ufungaji - hadi mwezi 1; ufungaji wa modem za HDSL - saa chache

Alexander Lobinsky

Katika toleo la mwisho la SR tulijaribu mbinu mpya ya kuwasilisha habari "kwa majadiliano na maoni" na inaonekana kwamba wasomaji wetu walipenda mpango huo. Wakati huu, nyenzo zilizochapishwa kwenye tovuti ya habari inayojulikana ya ZDNet kwenye mifumo ya mawasiliano ya leza yanachunguzwa tena. Na mtaalamu kutoka kampuni ya Kibelarusi Belana anashiriki mawazo yake juu ya mada hii na wewe.

uchapishaji kwenye ZDNet:

Lasers kutatua tatizo la bandwidth

Watoa huduma na watengenezaji wa vifaa wamekuwa wakijaribu teknolojia ya data ya kasi ya juu kwa biashara kwa miezi kadhaa, inayoitwa "laser katika nafasi wazi" au "wireless ya macho", ambayo hadi hivi majuzi ilibaki mada ya mjadala wa kinadharia, utafiti na miradi ya majaribio.
Terabeam na FSONA Communications wanapanga kutambulisha bidhaa na huduma za kwanza za kibiashara kulingana na teknolojia hii katika siku za usoni. "Tayari ni wazi kuwa iko tayari kwa matumizi mengi," anasema mchambuzi huru wa tasnia ya mawasiliano Jeff Kagan. "Ni wakati wa kuitoa kwenye soko na kuona jinsi itatokea. Ni wazi kuwa haitakuwa na matatizo. Lakini ikiwa inafanya kazi, tunaweza kutegemea mafanikio makubwa."

Lasers ya upeo usioonekana wa macho hauna madhara kwa jicho la mwanadamu na hufanya iwezekanavyo kutoa upatikanaji wa kasi wa mtandao na mitandao ya ushirika kupitia boriti inayopita kwenye dirisha la ofisi.
Teknolojia hutoa utendakazi wa haraka zaidi kuliko mitandao iliyopo ya pasiwaya na ni nafuu kuliko mawasiliano ya nyuzi macho, ambayo yanahitaji nyaya kutandazwa barabarani. Lasers zina uwezo wa kutatua tatizo muhimu linalokabili sekta ya mawasiliano ya simu.

Ingawa mitandao mikubwa ya nchi nzima tayari ipo, ujenzi na uboreshaji wa mitandao ya ndani inaanza tu. Kwa hivyo, makampuni ya biashara mara nyingi hulazimika kusubiri miezi kadhaa kabla ya kupewa ufikiaji wa mtandao au mawasiliano na ofisi ya mbali. Walakini, mafanikio ya teknolojia ya laser hayana dhamana yoyote. Kwanza, boriti ya laser inathiriwa na ukungu mnene, ambayo inaweza kuingilia kati uenezi na kupunguza uaminifu wa mawasiliano. Kwa kuongezea, wachambuzi wanasema mawasiliano ya leza yatakabiliwa na changamoto kama vile wasiwasi wa soko na matumizi machache ikilinganishwa na redio za laini na viungo vya moja kwa moja vya fiber optic.

mshindani hatari

Bado, wasimamizi katika kampuni zinazofanya kazi na teknolojia ya leza wanaamini kuwa iko tayari kushindana na njia mbadala za usambazaji wa data. "Tunahisi kama ni wakati wa kutangaza hadharani," anasema Mkurugenzi Mtendaji wa Terabeam Dan Hesse, ambaye aliacha kazi ya malipo ya juu katika AT&T Wireless ili kuongoza kampuni ya laser. Terabeam inatoa kasi ya data ya hadi Gbps 1 huko Seattle na inajiandaa kuzindua kampeni kuu ya uuzaji katika mwezi ujao. Terabeam inahudumia wateja wawili wa ndani - wakala wa utangazaji wa kidijitali wa Avenue A na Simpson Investment - huku wa tatu wakijiunga katika siku zijazo. Mwishoni mwa mwaka, imepangwa kuanza kuuza huduma katika miji mingine mitano ya Marekani. "Teknolojia zingine zinahitaji kibali cha muda mrefu na cabling.

Tunaweza kutuma ishara ya macho moja kwa moja kupitia dirisha, ambayo kawaida hupitishwa kupitia nyaya nene. Tunaona teknolojia yetu kama upanuzi wa fiber optics, "anasema Hesse.
Mkakati wa kampuni ni tofauti kwa kuwa inapanga kufanya kazi kama mtoa huduma na kama mtengenezaji wa vifaa vya leza. AT&T ilifuata mkakati huo huo katika miaka yake ya awali, ilipofanya kazi kama mtoa huduma na mtengenezaji wa vifaa vya simu. Tera-boriti imetia saini makubaliano ya kuunda maunzi kwa pamoja na Lucent Technologies. Lucent anamiliki asilimia 30 ya hisa katika Terabeam Labs, kampuni ya ubia ya maunzi ambayo wasimamizi wake wana ndoto ya kuhama na kuwa kampuni yake baada ya miaka michache. FSONA inapanga kutangaza bidhaa za kwanza za laser kwa waendeshaji wa mawasiliano ya simu wiki ijayo.
Mnamo Aprili, kampuni itaanza kuuza mfumo wake wa leza wa SONAbeam 155-2, wenye uwezo wa kusambaza data kwa 155 Mbps kwa umbali wa hadi kilomita 2, bei ya $ 20,000 ya kusambaza na kupokea vifaa. "Tutakuwa tukitoa bidhaa ya kwanza ya soko kubwa ya mawasiliano isiyo na kebo," anasema mhandisi mkuu wa FSONA Stephen Mecherle. "Inapaswa kuwa msingi wa teknolojia hii."
FSONA hivi majuzi iliongeza mara tatu uwezo wake wa uzalishaji kwa kufungua jengo jipya huko Vancouver na eneo la takriban mita za mraba elfu 27. m.
Ikipanga kupanua zaidi, kampuni ilifanya mazungumzo ya awali na washirika wanaowezekana wa ng'ambo. Mwaka huu ina nia ya kutoa toleo la bei nafuu la mfumo wa laser 155 Mbit / s, unaofanya kazi kwa umbali mfupi, pamoja na mfumo wa 622 Mbit / s.

Wachambuzi wengi wanasifu sifa za teknolojia, lakini hawana uhakika wa kutegemewa kwake. FSONA inakadiria kiwango cha nyongeza kuwa 99%, ambayo haitoshi kwa viwango vya tasnia ya mawasiliano. Lakini kampuni inakusudia kutoa mifumo ya ziada ya chelezo ili kuongeza kuegemea hadi 99.9%.
Wasimamizi wa Terabeam wanaamini kuwa mtandao wao unaweza kutoa muda wa ziada kwa 99.9% ya muda, ambayo huongeza hadi takriban siku moja ya muda wa mapumziko kwa mwaka.
Uwezo wa teknolojia ya laser na kuegemea kwake vilitosha kumvutia Lucent. Avenue A pia imefurahishwa na huduma ya Terabeam kufikia sasa, hasa jinsi kampuni ilivyoipokea kwa haraka ikilinganishwa na muda wa kusubiri kuunganishwa na huduma za kampuni za simu na huduma nyingine za mtandao kama vile WorldCom na Sprint. "Lazima ungojee chaneli milele," anasema Avenue A CIO Jamie Marra. - "Unaposikia kuhusu muda wa siku 90, hutataka tena kuwasiliana na watoa huduma hawa." Avenue A iligeukia Terabeam badala yake. “Ilikuwa majuma matatu tu tangu tulipouliza, ‘Unaweza kutoa nini?’ hadi kuwekwa kwa vifaa hivyo,” asema Marra. - "Tulipokea huduma haraka na kwa bei inayolingana na bei za kampuni ya simu."
Terabeam na FSONA sio peke yao katika harakati zao za soko la mawasiliano ya simu. Watoa huduma wengine wa mawasiliano ya leza ni pamoja na AirFiber, ambayo imetia saini mikataba na Nortel Networks, Optical Access (suluhu za kampuni hii zilijadiliwa kwa kina katika toleo la awali la CP - dokezo la mhariri) na LightPointe Communications.

Kampuni hizi zote zinaweza kuwa tishio kubwa kwa watoa huduma wa redio ya laini na gigabit Ethernet. Kwa uwezo wa kuangaza boriti ya leza moja kwa moja kupitia dirishani, watoa huduma wanaweza kuepuka kununua leseni za gharama kubwa za masafa ya redio na kujadiliana na wenye mali kuhusu haki za kufikia paa. "Kiwango hiki cha uhuru wa ushindani kinaweza kuwafanya Teligent, Winstar na watoa huduma wengine wa redio ya simu kuwa na wasiwasi," anasema Pat Brogan, mkurugenzi mshiriki katika kampuni ya utafiti ya The Precursor Group.
Maoni haya yanashirikiwa na wachambuzi wengine. Teknolojia ya mtandao wa laser, wanasema, inaweza kuwa maarufu ikiwa programu hizi za mapema zitathibitisha kuaminika na kuvutia wateja. "Ikiwa teknolojia hii itafanya kazi kama ilivyoahidiwa, inaweza kuwa maarufu," Kagan anasema. "Kwa viwango vya juu vya uhamishaji data, muda mfupi wa usakinishaji, na hakuna haja ya kusumbua na ruhusa, hii inawezekana kabisa."
Corey Grice, ZDNet

Majadiliano ya makala: maoni ya mtaalamu wa Velana

"Wazo la kusambaza habari kwa kutumia boriti ya laser sio geni." Mwishoni mwa miaka ya 80, nikiwa bado mtoto wa shule, niliona usakinishaji wa majaribio huko BSUIR (wakati huo MRTI), ambayo boriti ya laser ilitumiwa kusambaza. sauti. Majaribio ya kutumia mifumo kama hiyo (t .n. "atmospheric laser") kwa uwasilishaji wa data inaendelea maadamu mitandao ya utumaji data ipo. Matokeo ya majaribio mengi, ambayo baadhi yake yalisababisha kutolewa kwa bidhaa za kibiashara, yalijitokeza. Maoni ya wataalamu na watumiaji yaligawanywa.
Wengine wanasema kuwa teknolojia ya "anga" inaahidi sana, lakini inahitaji uboreshaji, wengine wanasema kuwa ni kupoteza muda na pesa. Huu hapa ni mfano wa kawaida wa mtazamo wa kushuku: "Ndio ... Poa sana. Chaneli imeanguka.
Sababu zinazowezekana: upepo unaendesha majani, kuna smog kwenye yadi (KRAZ iliendesha chini ya dirisha), mvua, theluji, mwanamke wa kusafisha hajaosha dirisha kwa muda mrefu, mshambuliaji wa kujitoa mhanga akiruka nje ya dirisha. alivuka boriti :), bango lilipachikwa barabarani, ndege wanaruka. Muunganisho bora, wa kuaminika, hakuna cha kuongeza. Tafadhali niwekee kebo.

Mbali na hilo, "laser za macho zisizoonekana hazina madhara kwa jicho la mwanadamu" ni upuuzi. Ukweli kwamba mbegu za jicho hazijibu kwa mionzi chini ya mzunguko fulani haimaanishi kwamba tishu za jicho haziingizi mionzi.
Kinyume chake, mnururisho usioonekana ni hatari kwa sababu muda fulani hupita kabla ya mtu kuhisi kwamba kuna kitu kibaya. Unaweza kupoteza macho yako kwa urahisi. Kuhusu mipangilio, kwa umbali wa mita 100 (10,000 cm), usumbufu wa angular wa 10/10,000 = 0.001 rad inatosha kupotosha boriti kwa cm 10. Siwezi kufikiria jinsi ya kuhakikisha utulivu kama huu."
Kimsingi, maoni yaliyowasilishwa hayakosi mantiki, kama yale yenye matumaini yaliyowasilishwa katika makala inayojadiliwa.
Hebu jaribu kufikiri, ingawa. Ukweli kwamba mifumo ya macho ya wireless bado haijapokea kukubalika kwa wingi (kutokuwepo kwa haja ya kuweka mistari ya gharama kubwa ya fiber-optic huwafanya kuvutia sana kiuchumi) inaelezwa na sababu kadhaa. Hebu jaribu kuzichambua.

1. Teknolojia inayozingatiwa inafaa tu wakati wa kusambaza data kwa umbali mrefu. Kwa umbali mfupi (makumi ya mita), teknolojia ya infrared isiyo ya mwelekeo hutumiwa, na kwa ufanisi sana. Mfumo wa laser ni utaratibu wa ukubwa duni kwa wote kwa gharama na kubadilika. Kwa umbali mrefu, teknolojia ya laser inakabiliwa na matatizo na kati ya maambukizi ya data - anga, ambayo, kwa bahati mbaya, sio wazi kila wakati, hasa katika mazingira ya mijini. Kuondokana na tatizo hili ni kuongeza nguvu ya laser.
Miaka michache iliyopita, suluhisho hili lilisababisha kuundwa kwa vifaa ambavyo vilitumia nishati nyingi, gharama ya fedha nyingi na kuonekana kama bunduki za turbolaser kutoka Star Wars. Leo tatizo hili limetatuliwa kwa kiasi kikubwa, kwani aina mpya za emitters za laser za kompakt, zenye nguvu na za gharama nafuu zimevumbuliwa.

2. Boriti inaweza kuingiliwa na kila aina ya vitu vinavyotembea, kama ndege, ndege za chini, majani, matone, nk. Mwanzoni mwa teknolojia za mtandao, hata usumbufu wa muda mfupi wa boriti ulisababisha mapumziko katika kituo cha upitishaji data, ambacho kilichangia utoaji wa jina "isiyo na utulivu" kwa mawasiliano ya laser. Alfajiri, lakini si leo.
Tangu wakati huo, mfululizo mzima wa itifaki za safu ya kiungo zimetengenezwa, iliyoundwa kwa ajili ya mawasiliano ya wireless na yenye uwezo wa kurejesha kituo kiotomatiki baada ya usumbufu wa muda mfupi. Na mwendelezo wa mtiririko wa data unahakikishwa na itifaki za kiwango cha juu (kwa mfano TCP/IP).
Kwa hivyo, hadithi juu ya kutokuwa na utulivu wa mawasiliano ya laser inaweza kukanushwa leo.

3. Mfumo wa mawasiliano ya laser ni vigumu kuanzisha. Kwa kweli, na kipenyo cha boriti ya milimita kadhaa (au hata sehemu za milimita), mitetemo ya eneo nyepesi na amplitude ya sentimita kadhaa inaweza kutatiza sana utaratibu mzima wa kuashiria mpokeaji. Hili ni mojawapo ya matatizo makubwa zaidi ya kiufundi katika mawasiliano ya laser ya anga leo. Kweli, ripoti za hivi karibuni zimeanza kuonekana juu ya maendeleo ya sensorer nyeti sana za macho zinazofanya kazi katika safu nyembamba za spectral, ambayo inafanya uwezekano wa kuunda paneli za bei nafuu na eneo la makumi kadhaa ya sentimita za mraba, zisizojali mwanga wa mchana, na kwa hiyo. kuruhusu mapokezi ya boriti imara.

Nina shaka kwamba teknolojia ya mawasiliano ya laser ya anga itakuwa nafuu ya kutosha kutumika nyumbani wakati wowote hivi karibuni (na si kila mtu anaishi katika majengo ya juu-kupanda ambapo mstari wa kuona unaweza kuhakikisha).
Walakini, teknolojia hii inaweza kuwa mshindani anayestahili kwa mawasiliano ya redio ya kudumu katika mitandao ya data ya kampuni. Kwa takriban gharama sawa ya vifaa, teknolojia ya laser haitahitaji taratibu za uchungu (na za gharama kubwa sana) za kutenganisha chaneli za masafa ya redio, kufanya kazi ya usakinishaji wa vifaa vizito na vikubwa kwa urefu wa juu na, kama ilivyotajwa hapo awali, inageuka kuwa kidogo. madhara kwa afya ya wengine.

Mawasiliano hufanyaje kazi?

Mawasiliano ya laser inaruhusu miunganisho ya uhakika na viwango vya uhamisho wa habari hadi 155 Mbit / s. Katika mitandao ya kompyuta na simu, mawasiliano ya laser huhakikisha kubadilishana habari katika hali kamili ya duplex. Kwa programu ambazo hazihitaji viwango vya juu vya maambukizi (kwa mfano, ishara za video na udhibiti katika mchakato na mifumo ya televisheni ya kufungwa), suluhisho maalum, la gharama nafuu la nusu-duplex linapatikana. Wakati ni muhimu kuchanganya sio tu kompyuta lakini pia mitandao ya simu, mifano ya vifaa vya laser na multiplexer iliyojengwa inaweza kutumika wakati huo huo kusambaza trafiki ya LAN na mitiririko ya simu ya kikundi cha dijiti (E1/ICM30).

Familia, mifano na sifa zao

Jedwali 1.

Familia	LOO	OmniBeam 2000	OmniBeam 4000
Ethaneti (Mbps 10)	+	+	-
Pete ya Ishara (416 Mbps)	+	+	-
E1 (2 Mbit/s)	+	+	-
Picha ya video	-	+	-
Mchanganyiko wa data na hotuba	-	+	-
Uhamisho wa data wa kasi ya juu (34-155 Mbps)	-	-	+
Uwezekano wa kisasa	-	+	+

Jedwali 2.

Faida isiyo na shaka ya vifaa vya mawasiliano ya laser ni utangamano wao na vifaa vingi vya mawasiliano ya simu kwa madhumuni mbalimbali (hubs, routers, repeaters, madaraja, multiplexers na PBXs).

Ufungaji wa mifumo ya laser

Ili kuhakikisha mawasiliano ya hali ya juu, ni muhimu kuzingatia mahitaji kadhaa ya kimsingi.

Mtetemo unaweza kusababisha transceiver ya leza kuhama. Ili kuepuka hili, haipendekezi kufunga mifumo ya laser karibu na motors, compressors, nk.

Picha 1.
Uwekaji na uunganisho wa transceivers laser.

Mbinu kadhaa za kawaida za kujumuisha

Kielelezo cha 2.
Kuunganisha sehemu ya mbali ya Ethernet LAN kwa kutumia kebo Koaxial.

Kielelezo cha 3.
Kuunganisha sehemu ya mbali ya Ethernet LAN kulingana na jozi iliyopotoka.

Kielelezo cha 4.
Ujumuishaji wa mitandao ya kompyuta na simu.

Kielelezo cha 5.
Ujumuishaji wa mitandao ya mawasiliano ya kasi ya juu.

Mifano iliyotolewa haimalizi matumizi yote yanayowezekana ya vifaa vya laser.

Ambayo ni faida zaidi?

Hebu jaribu kuamua mahali pa mawasiliano ya laser kati ya ufumbuzi mwingine wa waya na wireless, kutathmini kwa ufupi faida na hasara zao (Jedwali 3).

Jedwali 3.

Gharama iliyokadiriwa	Cable ya shaba	Fiber ya macho	Kituo cha redio	Laser channel
Gharama iliyokadiriwa	kutoka dola 3 hadi 7 elfu. kwa kilomita 1	hadi dola elfu 10 kwa kilomita 1	kutoka dola 7 hadi 100 elfu. kwa seti	12-22 dola elfu. kwa seti
Muda wa maandalizi na ufungaji	Maandalizi ya kazi na ufungaji - hadi mwezi 1; ufungaji wa modem za HDSL - saa chache	Maandalizi ya kazi na kuwekewa miezi 1-2	Maandalizi ya kazi huchukua miezi 2-3, ufungaji - masaa machache	Maandalizi ya kazi wiki 1-2, ufungaji - saa chache
Upeo wa kupita	Hadi Mbps 2 kwa kutumia HDSL	Hadi 155 Mbit / s	Hadi 155 Mbit / s	Hadi 155 Mbit / s
Upeo wa upeo wa mawasiliano bila marudio	Hadi kilomita 20 kwa kutumia HDSL	Angalau kilomita 50-70	Hadi kilomita 80 (kulingana na nguvu ya ishara)	Hadi 1.2 km
BER	>1E-7		1E-10	1E-10...1E-9

Hebu tuanze na cable inayojulikana ya kawaida ya shaba. Baadhi ya sifa zake hufanya iwezekanavyo kuhesabu kwa usahihi vigezo vya kituo cha mawasiliano kilichoundwa. Kwa chaneli kama hiyo, haijalishi mwelekeo wa upitishaji ni nini na ikiwa vitu viko kwenye mstari wa kuona; hakuna haja ya kufikiria juu ya ushawishi wa mvua na mambo mengine mengi. Hata hivyo, ubora na kasi ya maambukizi iliyotolewa na cable hii huacha kuhitajika. Kiwango cha makosa kidogo (BER) kiko kwenye mpangilio wa 1E-7 au zaidi, ambayo ni ya juu zaidi kuliko ile ya fiber optics au mawasiliano ya wireless. Cables za shaba ni kiungo cha mawasiliano ya kasi ya chini, hivyo kabla ya kufunga nyaya mpya, fikiria ikiwa zinafaa kutumia. Ikiwa tayari una cable, basi unapaswa kufikiri juu ya jinsi ya kuongeza uwezo wake kwa kutumia teknolojia ya HDSL. Hata hivyo, inapaswa kuzingatiwa kuwa haiwezi kutoa ubora unaohitajika wa mawasiliano kutokana na hali isiyofaa ya mistari ya cable.

Fiber optic cables zina faida kubwa juu ya nyaya za shaba. Ubora wa juu wa usambazaji na upitishaji (BER)

Siku hizi mawasiliano ya redio yanatumika sana, haswa njia za redio na modemu za redio. Pia wana seti yao ya faida na hasara. Teknolojia zilizopo za redio zitakupa ubora wa juu (BER) unapounda chaneli ya kusambaza data

Mawasiliano ya laser - kwa haraka na kwa ufanisi, kwa uhakika na kwa ufanisi kutatua tatizo la mawasiliano ya muda mfupi kati ya majengo mawili yaliyo umbali wa hadi 1200 m na kwa kuonekana moja kwa moja. Bila masharti haya kufikiwa, mawasiliano ya laser haiwezekani. Faida zake zisizo na shaka ni:

"uwazi" kwa itifaki nyingi za mtandao (Ethernet, Token Ring, Sonet/OC, ATM, FDDI, nk);
kasi ya juu ya uhamisho wa data (hadi 155 Mbit / s leo, hadi 1 Gbit / s kwa vifaa vilivyotangazwa na wazalishaji);
ubora wa juu wa mawasiliano na BER=1E-10...1E-9;
kuunganisha trafiki ya mtandao kwa transceiver ya laser kwa kutumia kebo na/au vifaa vya kiolesura cha fiber optic;
hakuna haja ya kupata ruhusa ya kutumia;
gharama ya chini ya vifaa vya laser ikilinganishwa na mifumo ya redio.

Laser transceivers, kutokana na nguvu ndogo ya mionzi yao, haitoi hatari ya afya. Ikumbukwe kwamba ingawa boriti ni salama, ndege huiona na kujaribu kuizuia, ambayo hupunguza kwa kiasi kikubwa uwezekano wa kushindwa. Ikiwa habari iliyopitishwa itawasilishwa na kutoka kwa kipitishio cha leza kupitia kebo ya kawaida ya fiber optic ya multimode, basi upitishaji wa data unahakikishwa bila mawimbi ya redio na mionzi ya sumakuumeme. Hii sio tu kuhakikisha kuwa hakuna athari kwa vifaa vinavyofanya kazi karibu, lakini pia hufanya ufikiaji usioidhinishwa wa habari usiwezekane (inaweza kupatikana tu kwa kumkaribia transceiver moja kwa moja).