Реферати українською » Информатика, программирование » Технології FSO для корпоративної зв'язку


Реферат Технології FSO для корпоративної зв'язку

Георгій Башилов

Повітряний візник

Широкосмуговий доступ, отже, і швидкості, обчислювані одиницями і десятками мегабит/с, сьогодні явища повсякденні. Вартість передачі мегабайта інформації із На пункт У продовжує знижуватися, а якість зв'язку, враховуючи повсюдний перехід до промисловим технологіям масового надаваних послуг і зростання професіоналізму операторів, навпаки, підвищується. Як наслідок, користувачам стають доступні дедалі більше якісні послуги з дедалі привабливішою ціні. Проте, побудова власної регіональної магістральної інфраструктури, об'єднуючою кілька офісів чи точок присутності, часом як і виявляється найкращим варіантом. Передусім у ситуаціях, коли необхідно передавати великі масиви даних, забезпечувати мінімальні затримки чи підвищений рівень безпеки та цивільного захисту даних. Недоліки, пов'язані з побудовою традиційних, провідних чи кабельних магістралей, загальновідомі (необхідність тривалих погоджень, розробки і затвердження проектів тощо. буд.). Якщо точки, які потрібно зв'язати в високошвидкісну мережу передачі, перебувають у умовах прямий видимості, а дистанція вбирається у кількох кілометрів, бездротовий оптична лінія то, можливо побудована кілька днів, інколи ж (коли всі необхідне вже близько рукою) протягом кількох десятків хвилин. І водночас без стомливих узгоджень і навіть частотних присвоєнь. Додатковим аргументом на користь рішень, які розглядають у цій статті, може бути відсутність орендної чи, тим паче, абонентської плати. Проте й мінус - досить значні (тисячі і навіть десятки тисяч доларів) початкові витрати.

Друг мій - ворог мій

Почнемо, як сьогодні, по старшинству - з бездротових оптичних ліній зв'язку (БОЛС), чи, як його часто називають, атмосферних оптичних ліній. Інше, щонайменше поширене визначення - Free Space Optical (FSO).

Основу такий лінії становлять два оптичних прийомопередавача, використовують для генерації світла інфрачервоні свето-диоды чи лазери, а прийому модулированных оптичних коливань - фотодиоды. Завдяки щасливому випадку, вікна прозорості - діапазони довжин хвиль з мінімальним загасанням - для оптоволокна і атмосфери збігаються. Це дозволяє вживати для генерації і детектування світла широко поширену і тому - дешеву і надійну елементну базу. Основну частина вартості БОЛС становлять оптика і чималі ноу-хау, на які пишаються - інколи ж роблять надбанням громадськості - фірми-виробники.

Нелицензируемость, власне, необмеженість використовуваного оптичного частотного спектра, дозволяє уникнути складних схем модуляції - більшість систем FSO застосовує найпростіше кодування за принципом «включено/выключено» (On-Off Keying - ООК), таку ж, як і волоконно-оптичних системах передачі. Загальний метод модуляції забезпечує реалізацію прозорості систем FSO щодо різноманітних протоколів передачі (ATM, Ethernet, Feber Channel, тощо. буд.), котрий іноді зовсім уникнути яких би не пішли перетворень, використовуючи пасивні оптичні приемопередатчики (за приклад може бути системи Terescope компанії MRV).

Швидкості - високі. Час розгортання - мінімально. Частотные дозволу - непотрібні. Усе б нічого, але сама середовище передачі - атмосфера. У разі відмінній видимості ослаблення інфрачервоних оптичних сигналів вбирається у кількох децибел на кілометр. У разі сильний туман ослаблення може становити 200 дБ/км, в особливо складних умовах - 350 дБ/км. З огляду на настільки катастрофічних затуханий коефіцієнт доступності оптичної бездротового лінії слабко від запасу потужності каналі. Наприклад: в московських умовах збільшення запасу потужності на 24 дБ (супроводжуване значне зростання вартості лінії) на трасі довжиною 3 км змінює коефіцієнт доступності тільки 1% (рис. 1). У середньому, така 3-километровая атмосферна лінія буде працездатна лише 98-99% загального часу (за умови цілодобової експлуатації).

У результаті високого загасання і мінливості погодних умов у додатках, потребують високої надійності і доступності каналу передачі, прийнято вважати, що довжина оптичної бездротового лінії маєш бути у межах 500-1000 м - крім південних та пустельних районів, де тумани — явище досить рідкісне. У цих регіонах БОЛС здатна забезпечити надійність зв'язку лише на рівні 99,9% і від при довжині з'єднання перетворені на кілька кілометрів. Великий запас потужності, який закладається в БОЛС, забезпечує щодо невисоку залежність швидкості від оптичного тракту, що визначається переважно використовуваної елементної базою, схемотехникой і ціною. БОЛС добре масштабируются щодо передачі даних, і, як говорилося, за цим параметром мало від оптоволоконних ліній.

Атмосферное згасання, викликане туманом та інші атмосферними аэрозолями, надає визначальним чином вплинути на параметри систем FSO. Проте, в розробці й експлуатації таких систем доводиться враховувати чимало інших чинників, серед яких:

- дрібні неоднорідності, викликані конвекцией - переміщенням нагрітих верств повітря з різними показниками оптичного заломлення, можуть спричинить випадковим помилок, особливо у спекотні літні дні. Як наслідок, доводиться збільшувати апертуру (діаметр об'єктива приемника/приемников) і використовувати кілька працюючих одночасно оптичних випромінювачів, найчастіше лазерів;

- помилки наведення, зумовлені вузькими діаграмами спрямованості систем FSO і механічної нестабільністю щогл і будинків (наприклад, внаслідок вітрової навантаження чи температурних градієнтів), де встановлено приемопередатчики. Щоб не допустити таких похибок у системи FSO встановлюють контури автоматичного спостереження, управляючі становищем оптичних променів і/або фотоприймачів (наприклад, з допомогою микроподвижек і навіть микроминиатюрных електромеханічних пристроїв - MEMS). У деяких системах FSO компанії LightPonte використовуються аналогові микрозеркала компанії Texas Instruments;

- сонячна та інші паразитні засвітки можуть призвести до перевантаження фотоприемника і перериванню зв'язку. Для боротьби з тими явищами використовуються бленды, спектральні і поляризаційні фільтри;

- обледеніння і забруднення зовнішніх оптичних елементів приймача і передавача; перешкоди зворотного розсіювання, викликані зворотним відбитком світла на опадах і снігові.

Отже, за здавалося б простотою систем FSO може приховуватися ціла ліс технічних рішень (докладніше про деякі їх можна почути на http://www.moctkom.ru/brief.htm).

Усі, вище і вище...

Проте, завдяки високим швидкостям передачі, відсутності частотного регулювання, мобільності і зрілості рішень, FSO отримують всі ширше поширення. В усьому світі працюють вже тисячі бездротових оптичних ліній зв'язку, вони знаходять дедалі ширше застосування саме в випадках, коли визначена висока надійність, наприклад, у мережах операторів стільникового зв'язку, для підключення базових станцій, в держструктурах, навчальних закладах, корпоративному секторі та т. буд.

Непрямим чинником, який доводить зрілість технології, є що прокотилася нинішнього року низка поглинань і об'єднань виробників систем FSO. Деякі їх прагнуть розширити спектр запропонованих бездротових рішень, доповнюючи їх «традиційними» радіочастотними системами. Наприклад, компанія Terabeam поглинула цього літа збанкрутілу Proxim - щоб, що з сайту самої Terabeam не залишилося, а пошук з сайту «новоспеченої» Proxim Networks абревіатури FSO це не дає ніяких збігів. Хоча самі системи FSO з сайту, по крайнього заходу поки, представлені. Хтось об'єднує маркетингові зусилля і діяти навіть продуктові лінійки. Так, fSona і LaserBit вирішили, що розширене пропозицію стимулюватиме попит (http://www.lightreading.com/document.asp?doc_id=71586).

Всерйоз зацікавилася FSO відома RAD Group, утворивши підрозділ RAD-OP, що займається розробкою і просуванням малогабаритних систем FSO з дальністю кількох сотень метрів, внутрикомнатным розміщенням, вагою менше кілограма і споживанням трохи більше 5 Вт - при швидкості 100 Мбіт/с і навіть 1000 Мбіт/с.

Компанія LightPointe запропонувала «коробочное» рішення - RAPID DEPLOYMENT KIT - набір, спеціально «заточений» у разі природних катаклізмів, техногенних аварій та терористичних актів. У компактному ящику - повністю готові до застосування системи FSO разом із триногою та всіма комплектуючими й інструкціями, необхідними, повідомляє LightPointe, до швидшого відновлення провідного інфраструктури.

Отже, виробники FSO досягли зрілості і пропонують сьогодні найширший спектр рішень, про всяк смак і гаманець - з харчуванням по Ethernet-кабелю (РоЕ), для зовнішнього чи кімнатного розміщення, щодо різноманітних дальностей, швидкостей й виконання вимог за надійністю передачі. Додаткову інформацію з російським виробникам і постачальникам систем FSO можна знайти, наприклад, на сайтах www.infrared.ru, www.moctkom.ru, www.micromax.ru.

Швидкісна радіопередача

Наступний крок до підвищення надійності оптичного каналу - його резервування. Зазвичай, системи FSO використовують резервні радіоканали нижчого класу: зі значно нижчими швидкостями передачі, ширшими діаграмами спрямованості, у своїй працюють у не-лицензируемых діапазонах як наслідок, значною мірою підвладні впливу перешкод. Ситуація починає ме няться з освоєнням міліметрового діапазону довжин хвиль (ММДВ) і радіочастот вище 40 ГГц. З огляду на малої довжини хвилі досить легко і зробити антени з великим коефіцієнтом посилення (лише на рівні 40 дБ), малими бічними пелюстками (лише на рівні - 20 дБ) і малими розмірами. Діаметр тарілки для міських ліній, працівників дальностях кілька кілометрів, їх може становити всього 30 див при коефіцієнті посилення лише на рівні 40 дБ, що дозволяє вживати передавач з вихідний потужністю лише на рівні 100 мВт. Використання антен Кассегрена дає можливість значно зменшити глибину антени й виконати її у всепогодном корпусі, захищеному від зовнішніх впливів і погодних умов (рис. 3), заодно забезпечивши необхідну жорсткість конструкції. Завдяки вузьким диаграммам спрямованості двухточечные лінії мало заважають одна одній - у світі ММДВ діють майже самі правила, що у оптиці.

Порівняння систем передачі «точка — точка» оптичного і ММДВ-диапазонов

Характеристика FSO Радиолинии діапазонів 71 - 76 і 81 - 86 ГГц
Максимальна швидкість комерційних зразків, Гбит/с 1,25-2,5 1 (10 Гбит/с - 2006 р.)
Послаблення у прозорій атмосфері, дБ/км Менш 1 Менш 1
Максимальне згасання у атмосфері, дБ/км 225, туман 50, злива
Середня дальність для коефіцієнта доступності 99,9% -600 -4800
Середня дальність для коефіцієнта доступності 99,999% -150 -1600
Частотное регулювання Ні Так
Ліцензування частоти Ні Спрощене ліцензування США (100 дол., 30-минутная процедура реєстрації) та Європі

Понад те, як у разі оптичних ліній, досить висока несуча частота дозволяє радикально, тоді як Wi-Fi і WiMAX, збільшити швидкість передачі. Лінії ММДВ-диапазона зі швидкістю 1 Гбит/с виробляються сьогодні й США (GigaBeam, BridgeWay), у Росії. Компанія ДОК пропонує клієнтам поступовий перехід на гігабітні швидкості - молодші моделі, по уже звичного у Росії традиції, використовують устаткування стандарту 802.llg з перенесення несучою частоти з 2,4 ГГц в діапазон 40,5-43,5 ГГц (за ціни лінії майже п'ять тис. дол.), а старші - реалізують «чесний» гига-бит трохи більше як 30 тис. дол. У цьому гигабит для ММДВ зовсім на межа.

Влітку 2005 р. компанія Gigabeam уклала ексклюзивне угоди з Vitesse Semiconductor про використання її СВЧ-микросхем з урахуванням фосфида індію до створення ММДВ-линий зі швидкістю передачі 10 Гбит/с. Як повідомляє, такі лінії стануть доступні вже наступного року.

Сьогодні компанія BridgeWay пропонує ММДВ-системы, використовують нелицензируемый США (насамперед, через високого загасання у атмосфері) діапазон частот 60 ГГц передачі даних із швидкістю 1 Гбит/с на відстань межах 1 км. Вартість такий лінії США становить близько 19 тис. дол. За повідомленнями представників компанії, настільки невисоку ціну вдалося забезпечити значною мірою завдяки використанню тих-таки MEMS, чи нанотехнологій.

Слід зазначити велику технологічність і простоту конструкції ММДВ-систем - але немає незалежних приемопередающих каналів, потрібно юстировать щодо одне одного, немає складних линзовых систем і систем автоматичного спостереження (завдяки ширшим, ніж в лазерних джерел, діаграмі спрямованості). У цьому сама антена просто штампується із листя металу, нехай і з меншими, ніж супутникові антени, допусками і посадками. Отже, очікується, що зі збільшенням обсягів продажу лінії ММДВ-диа-пазона зможуть скласти дуже серйозної конкуренції звичним вже нині FSO, а водночас і - забезпечити побудова гібридних бездротових ліній з дуже високими швидкістю і надійністю передачі при дальності не більше 4-5 км. Адже туман і дощ дуже рідко ходять разом...

Щоправда, щоб це сталося однієї, окремо взятій країні, у ній, певне, варто прийняти правила ліцензування хвиль ММДВ-диапазона, що сьогодні стають звичайними у багатьох країн світу. Тим більше що 100 дол. чи 100 євро за реєстрацію двухточечной ММДВ-линии передачі у створенні непомітні, а масштабах госудрства можуть бути ще однією джерелом доходів. Сама собою реєстрація необхідна у тому, щоб користувачі надалі не заважали одна одній ані за яких умовах.

Список літератури

www.moctkom.ru/kmb.htm

www.systemsupportsolutions.com/

bridgewave.htm

www.gigabeam.com

www.dokltd.ru

Журнал «Connect!», №11.2005

Схожі реферати:

Нові надходження

Замовлення реферату

Реклама

Навігація