Andrey KLIMENKO,
director tehnic al ADVANTEK SYSTEMS LLP,
orașul Almaty
Atunci când construirea unei companii tehnologice capete de sisteme de comunicații, contorizare, controlul proceselor și automatizare a serviciilor de sistem de control de supraveghere, servicii ale principalelor companii energetice, șefii de departamente de comunicare a obține de multe ori înainte de tipuri de alegere de canale de comunicare. Trebuie remarcat faptul că în prezent, în grade diferite să aibă loc aplicarea practică a canalelor cu fir de comunicare (cablu de cupru, fibra optica), soluție de radio (canale de radioreleu, Broadband Wireless Access) și, desigur, nu doar mai popular din cauza liniilor sale de noutate atmosferice de comunicații optice - FSO . Este clar că alegerea unei tehnologii pentru organizarea canalelor de comunicare preferă, subconștient, așa-numitele soluții tradiționale.
Pentru astăzi pot fi incluse și legături radio prin cablu și fără fir. Dar totul este relativ în timp. Deci, în prima jumătate a secolului trecut, soluțiile radio erau neconvenționale în ceea ce privește liniile cu fir. Progresul nu se oprește, iar acum în categoria tradiționale pot fi atribuite conexiuni radio wireless. Dar liniile de comunicare optice atmosferice, care au apărut la începutul secolului XXI, sunt încă percepute cu suspiciune de către designeri și specialiști în sectorul telecomunicațiilor. Deci, ce este AOLS și care este avantajul lor față de liniile de comunicare "tradiționale"?
Tehnologia dezvoltată de AOLC - Free Space Optics, se bazează pe transmiterea datelor din gama optică prin atmosferă. Limita superioară a spectrului de frecvențe radio, pentru care este necesară obținerea permisiunii de utilizare a acestuia, este de 400 GHz. Frecvențele utilizate în AOLS sunt de trei ordine de mărime mai mari. Prin urmare, utilizarea echipamentului AOLS nu necesită măsuri de proiectare, reconciliere, de autorizare, inclusiv plata pentru utilizarea spectrului de frecvențe radio. Acesta este cu siguranță unul dintre cei mai importanți factori în favoarea utilizării unor astfel de tehnologii și echipamente în sistemele de telecomunicații.
Desigur, linii de comunicații moderne parametru de pregătire trebuie să fie de cel puțin 99,999%, pentru că nu este vorba doar de comunicații de voce, dar, de asemenea, cele mai importante aplicații în producția și procesele tehnologice de schimb de informații fluxurilor (control de la distanță, telemetrie, SCADA, etc.). Introducerea bazate pe IP și utilizarea bazei elementului moderne permis numai în secolul XXI pentru a crea imagini de înaltă FSO, pentru a asigura punerea în aplicare a acestei tehnologii de comunicare în industria telecomunicațiilor.
Pentru a vorbi despre avantajele opticelor fără fir asupra soluțiilor tradiționale, este în primul rând necesar să înțelegem cum funcționează acest lucru.
La centrul de sisteme optice fără fir se află organizarea de canal de comunicare de mare viteză prin tehnologia infraroșu, care fac posibilă transmiterea datelor (text, audio, date grafice) între obiecte prin spațiul atmosferic, oferind conexiunea optică fără utilizarea de fibra de sticla.
Comunicarea prin laser între două obiecte se realizează numai printr-o conexiune punct-la-punct. Tehnologia se bazează pe transmiterea datelor prin radiații modulate în partea infraroșie a spectrului prin atmosferă. Transmițătorul este o diodă laser cu semiconductor puternică. Un semnal electric de intrare intră în modulul de recepție, în care este codificat codul autoprotejat diferit, modulate cu laser emițător optic și focalizează sistemul transmițător optic într-un fascicul laser colimat îngust se transmite în atmosferă.
Pe partea de recepție, sistemul optic focalizează semnalul optic pe o fotodiodă foarte sensibilă (sau diodă avalanșă), care convertește fasciculul optic într-un semnal electric. În același timp, cu cât frecvența este mai mare, cu atât este mai mare cantitatea de informații transmise. Semnalul este apoi demodulat și transformat în semnale de interfață de ieșire.
Lungimea de undă în majoritatea sistemelor realizate variază între 700-950 nm sau 1550 nm, în funcție de dioda laser utilizată.
Echipamentul nu depinde de protocol, dar este adaptat la anumite standarde: Ethernet, Fast Ethernet, G.703. Interfețele versatile și lărgimea de bandă largă permit utilizarea unei game largi de algoritmi criptografici avansați. iar acest lucru nu afectează în nici un fel rata de transfer a datelor. Semnalul transmis prin atmosferă poate fi numai digital.
Caracteristici principale ale FSO
Termenul "atmosferă absolut curată", care determină starea atmosferei, în care atenuarea semnalelor optice în ea este de 0 dB / km. Având în vedere că locale atmosfera indicatorilor de impact privind radiațiile optice sunt foarte dependente de regiune și locații geografice, compararea și evaluarea liniilor atmosferice ale sistemelor de comunicații ar trebui să fie efectuate de către un singur criteriu.
Intervalul de comunicare este o caracteristică a bugetului energetic al sistemului AOLS în kilometri. Valoarea calculată - valoarea care se obține prin măsurarea marjei energetice specifice a unei comunicații optice fără fir pe pista de referință la condiții atmosferice normale folosind atenuatoare optice, filtre, diafragme. Reducerea transmitanței radiației se realizează la un nivel dat de BER (de obicei 10-6). Diametrul locului de iluminare în acest caz la intrarea receptorului ar trebui să fie mai mare decât diametrul receptorului și se calculează prin formula:
unde: Lmax - intervalul maxim de comunicare (km), Lat. - lungimea liniei de referință (km), К - transmisia atenuatorului optic la lungimea de undă emisă.
Este această caracteristică include deja toate tipurile de pierderi reale disponibile în punerea în aplicare a acestor sisteme, datorită divergența mărimea deschiderii, câmpul vizual, pierderea unităților optice și filtre, rezoluția, dimensiunea și sursele de elemente fotosensibile, etc. În absența acestei caracteristici, calculul energiei și disponibilității în sistemele de comunicații optice fără fir devine incorect.
"Efectul atmosferei"
Pentru utilizarea corectă a sistemelor de comunicații optice fără fir, este necesar să se ia în considerare statisticile de observare vizibilitatea meteorologică (MDV), într-o anumită locație geografică, serviciile meteorologice locale colectate.
Statisticile DVA, colectate de serviciile meteorologice, trebuie să fie legate de radiația utilizată într-un sistem optic wireless particular. Aceste date pot fi furnizate numai de producătorul fiecărui sistem anume pe baza propriilor observații. Pentru astăzi este o lipsă de unificare a calculelor bugetului de energie AOLS.
După o evaluare cantitativă a caracteristicilor descrise mai sus, devine posibilă calcularea disponibilității comunicării pentru un model specific la o anumită distanță într-o anumită regiune.
Astăzi, gama maximă de sisteme în "atmosfera absolut curată" (O dB / km) este de 320 km, ceea ce asigură nivelul necesar de disponibilitate în condiții climatice reale. Astfel, pentru disponibilitatea operatorului de 0,999 (aceasta corespunde unui interval de vizibilitate meteorologică> 100 m), distanța recomandată a instalației va fi de 1 km. Viteza de transmisie a informațiilor obținute într-un canal optic wireless este comparabilă cu cea din fibră optică. Unele modele vă permit să creați o conexiune cu o lățime de bandă de 100/200 Mbit / s. Și există modele cu o viteză de transfer de 155 Mbit / s. În prezent, există și modele cu o interfață Gigabit Ethernet - 1 Gb / s.
Atunci când două obiecte sunt în linia de vedere și distanța nu este mai mare de 2 km, conexiunea fibreless optica nu devine mai puțin eficientă decât sârmă. Desigur, atunci când o conexiune cu fibră optică este posibilă și profitabilă din punct de vedere economic, nu este nevoie de nimic altceva. Cu toate acestea, din păcate, dificultățile legate de organizarea conexiunilor cu fibră optică încep aproape întotdeauna atunci când părăsesc clădirile. În primul rând, lungimea de conectare a cablului este de 2-3 ori mai mare decât distanța reală dintre obiectele, și valoarea sumei costurilor nu numai pe cablu, dar, de asemenea, pentru serviciile de stabilire a acestuia pentru fiecare metru. În al doilea rând, munca în afara clădirii ar trebui întotdeauna să fie coordonată cu cineva și să se aștepte un timp considerabil. În al treilea rând, este bine când sunteți proprietarul clădirilor, iar teritoriile dintre ele vă aparțin. Și dacă nu, atunci va trebui să treceți prin toată succesiunea aprobărilor și este posibil să construiți o infrastructură suplimentară. Toate aceste aspecte nu sunt relevante atunci când folosiți AOL. Printre altele, va fi capabil să organizeze canalul de comunicare necesare, cu investiții în aspectul celor de mai sus, în afară de această investiție se va achita rapid, iar echipamentul este în contrast cu cablul de fibră optică prevăzute pot fi reutilizate la alte site-uri dezmembrate în câteva ore.
Sistemele standard AOLS au o rată de transfer de date de la 6 Mb / s la 1,25 Gb / s. Pe un obiect real în majoritatea sistemelor, viteza de transmisie este limitată de lățimea de bandă a rețelei locale pe care o poate suporta. Lățimea de bandă a liniei AOLL nu este determinată de frecvența de transmisie a semnalului, dar depinde de capacitatea de a trimite și de a primi un semnal optic la cea mai mare rată posibilă. Dacă este transmisă și primită suficientă energie în fasciculul de lumină în sistemul AOL, rata de transfer a datelor rămâne ridicată.
Într-o rețea cu fibră optică, rata de date nu scade din cauza atenuării semnalului, iar datele fie nu sunt transmise deloc, fie transmise cu un număr mare de erori. Dacă nivelul de pierdere a inserției (atenuare) din legătura cu fibră optică este prea mare, transmisia de date nu va fi posibilă. Dimpotrivă, sistemul AOLC fără fir răspunde la atenuarea puterii semnalului recepționat prin reducerea ratei de transmisie. Canalul de pe echipamentul FSO, care funcționează la 24 MB / s în condiții meteorologice limitate, va transmite date la 18 MB / s, 12 MB / s sau 6 MB / s în condiții meteo nefavorabile.
De asemenea, dacă vorbim despre o evaluare calitativă a canalelor AOLS, putem spune următoarele: principiul cheie al AOLS se bazează pe un compromis. Cu cât este permisă durata perioadelor de nefuncționare datorate condițiilor meteorologice nefavorabile (ceață), cu atât este mai mare distanța canalului de comunicare.
Protecție împotriva accesului neautorizat
Securitatea are o importanță deosebită în toate sistemele de comunicații fără fir. Deoarece sistemele de radiofrecvență emite semnale în toate direcțiile, semnalele pot fi ușor și ușor interceptate. Prin urmare, pentru a îmbunătăți siguranța rețelelor de radiofrecvență, codificarea și diferitele mijloace de protejare a informațiilor transmise sunt de obicei utilizate. Un fascicul unidirecțional de lumină din linia de comunicare optică atmosferică este dificil de interceptat. Deoarece sistemele AOLS sunt instalate de obicei pe acoperișuri, infractorul trebuie să depășească obstacolul fizic și să ajungă pe acoperiș. Da, trebuie să interceptați un fascicul de lumină și să încercați să nu întrerupeți transferul de date. În mulți producători de sisteme AOLS, modelele simple de puncte de acces sunt foarte asemănătoare camerelor de securitate, ceea ce este un factor de descurajare a potențialilor dăunători.
Și în final, mai multe despre avantajele sistemelor FSO. Optica fără fibre depășește cu ușurință apa și transportul autostrăzilor, căilor ferate și liniilor electrice. Este în afara concurenței în cazul unor termene limită, deoarece Lansarea canalului durează doar câteva ore. Sistemele pot fi utilizate numai pe conexiuni punct-la-punct și pot funcționa cu un model de radiație foarte îngust, astfel încât să puteți crea un număr aproape nelimitat de canale în imediata apropiere unul de celălalt. În cazul legăturilor radio, debitul lor depinde nu numai de interferența electromagnetică, ci și de posibila apropiere a acestor canale. Sistemele AOLS sunt insensibile la zgomotul electromagnetic, nu-l produc. Ei au o securitate mai bună decât radioul. În cele din urmă, radiația infraroșie este inofensivă pentru sănătate, iar întreținerea echipamentului este redusă la prevenirea anuală a opticii (înainte de începutul sezonului toamna-iarnă).
Principalele avantaje ale utilizării sistemelor AOLS includ următoarele:
- organizarea rapidă a canalului de comunicare;
- nu este necesară obținerea permiselor de frecvență;
- nici o influență a canalelor adiacente și a zgomotului electromagnetic;
- lipsa chiriei pentru canal;
- grad ridicat de siguranță.
Tehnologia FSO este folosită de multe întreprinderi și organizații pentru a implementa rapid legături de comunicare în bandă largă fiabile, ieftine și securizate.
Astfel de obstacole fizice cum ar fi drumurile și căile ferate și chiar alte clădiri din zona industrială sunt factorul principal în utilizarea sistemelor de comunicații fără fir.
Utilizarea sistemului AOLS pentru transmiterea datelor între clădiri face practic imposibilă citirea și interceptarea imperceptibilă a semnalului.
Este important să recunoaștem că nu există o tehnologie care să fie la fel de adecvată în toate situațiile și că fiecare mijloc de comunicare are avantajele sale. Sistemele wireless eficiente, bazate pe tehnologia FSO, reprezintă o alternativă reală în sistemele de telecomunicații pentru liniile de comunicații radio și fibră optică fără fir. Abilitatea de a implementa rapid un sistem fără fir fără licență și fără fir, care are o lățime de bandă mare și independență față de protocolul de transfer de date, permite FSO să fie utilizat atunci când se construiesc rețele de date corporative.
Compania "ADVANTEK SYSTEMS", fiind un integrator în telecomunicații, utilizează în soluțiile sale sistemul de linii de comunicații optice atmosferice.
Adesea, când ne adresăm, întâlnim întrebări frecvente: "Și cât de fiabile sunt aceste sisteme și la ce distanțe funcționează AOLS de fapt?".
Ca orice alt sistem de comunicare, AOLS proiectat corespunzător va oferi un nivel adecvat de fiabilitate cu factorii standardi de disponibilitate reglementați și indicatorii de calitate corespunzători.
Cu privire la problemele de interes și pentru furnizarea de informații suplimentare, puteți contacta ADVANTEK SYSTEMS.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: