Атмосферные оптические линии связи нового поколения

06.09.2006

Бурное развитие телекоммуникационного рынка требует высокоскоростных линий передачи данных. 

Журнал "Технологии и средства связи", № 4 сентябрь–октябрь 2006

Касаткин Н.Ф., директор по маркетингу компании "RayCom Wireless™"

 

Бурное развитие телекоммуникационного рынка требует высокоскоростных линий передачи данных. Однако прокладка оптического волокна подразумевает солидные инвестиции, да и в принципе не всегда возможна.

Естественной альтернативой в этом случае являются беспроводные линии связи СВЧ-диапазона, но проблема оперативного получения частотных разрешений резко ограничивает перспективы их применения, особенно в крупных городах.

Pro… & contra

Сегодня без преувеличения можно говорить о взрывном росте интереса к беспроводной оптике. Основным полем для развертывания оптических каналов связи становятся комплексы зданий, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга. При этом инфракрасная оптическая связь позволяет обеспечить соединения типа "точка – точка" или "звезда" для подключения домашних сетей или офисов к сети Интернет, а также для организации резервных каналов связи или расширения существующих каналов при работе в часы пиковых нагрузок.

Беспроводные оптические каналы связи, использующие лазерные или светодиодные излучатели ИК-диапазона, практически не отличаются по параметрам от каналов, организуемых по ВОЛС. Они не требуют согласования частот, не налагают существенных ограничений на оборудование, не требуют разработки дополнительных протоколов связи.

Кроме того, чрезвычайно широкая полоса пропускания позволяет увеличивать скорость передачи данных, причем делать это независимо от числа пользователей или объема передаваемой информации.

К недостаткам беспроводной оптики, как известно, относятся:

  • необходимость обеспечения прямой видимости между излучателем и приемником;
  • ограниченная дальность связи;
  • зависимость от погодных условий.

Некоторую проблему для установления надежной связи представляют также пролетающие птицы. Но основной враг оптической связи – это, конечно, туман. Так, затухание сигнала в оптическом канале при сильном тумане может доходить до критических 50–100 дБ/км.

Вместе с тем опыт эксплуатации различных оптических систем даже при сильном тумане свидетельствует о том, что действительно непреодолимые проблемы со связью возникают лишь при сильном снегопаде с видимостью до 40 метров в сочетании с плотным туманом. При должном моделировании канала связи с учетом местных погодных условий реально выбрать оптимальный вариант канала и исключить неприятные неожиданности.

LaserLink 4E1

О потенциале современных атмосферных систем оптической связи можно судить по параметрам оптической системы LaserLink 4E1 немецкой компании CBL GmbH. В умеренноконтинентальном климате уверенная связь с пропускной способностью от 4Е1 до 8Е1 обеспечивается системой LaesrLink на расстоянии 500–800 м, а в южных районах – до 2 км. Выходная мощность системы составляет 4х10 мВт, дивергенция – 9 мрад, чувствительность приемника составляет 45 дБм, бюджет линии (на 800 м) – 27 дБ, потребляемая мощность – 10 ВА. Такая энергетика способна, например, обеспечить надежную связь между базовыми станциями сетей сотовой связи.

Отличительной особенностью системы LaserLink является использование многолучевой технологии. При этом в оптическом передатчике 4 излучателя работают параллельно, что гарантирует увеличение апертуры и выходной мощности, а также 100-процентную защиту от птиц. В результате достигается исключительно высокий системный коэффициент усиления в 85 дБм. Стабильность и надежность системы в целом обеспечивают время наработки на отказ не менее 20 лет. Передающая и приемная части системы скомпонованы во всепогодном корпусе, допускающем эксплуатацию в широком диапазоне температур от -40 до +50 °С. Для северных регионов предлагается специальная система антиобледенения. LaserLink 4Е1 имеет очень удобную и простую систему регулировки – грубая настройка реализуется с помощью оптического визира, более точная – по светодиодному индикатору. Отсутствие волоконно-оптического кабеля между мультиплексором и блоком трансивера также существенно упрощает инсталляцию системы. Все управление системой осуществляется с задней панели без использования компьютера. При этом обеспечивается возможность оценки уровня принимаемого сигнала, измерения выходной мощности, включения петель для тестирования потоков Е1 на ближнем и удаленном конце. Для передачи аварийных сигналов предусмотрены "сухие" контакты реле.коэффициент усиления в 85 дБм. Стабильность и надежность системы в целом обеспечивают время наработки на отказ не менее 20 лет. Передающая и приемная части системы скомпонованы во всепогодном корпусе, допускающем эксплуатацию в широком диапазоне температур от -40 до +50 °С. Для северных регионов предлагается специальная система антиобледенения. LaserLink 4Е1 имеет очень удобную и простую систему регулировки – грубая настройка реализуется с помощью оптического визира, более точная – по светодиодному индикатору. Отсутствие волоконно-оптического кабеля между мультиплексором и блоком трансивера также существенно упрощает инсталляцию системы. Все управление системой осуществляется с задней панели без использования компьютера. При этом обеспечивается возможность оценки уровня принимаемого сигнала, измерения выходной мощности, включения петель для тестирования потоков Е1 на ближнем и удаленном конце. Для передачи аварийных сигналов предусмотрены "сухие" контакты реле.

Надежность работы оборудования подтверждается практикой. При тестировании в реальных условиях передачи данных между двумя базовыми станциями на расстояние до 250 м за 2 недели испытаний (во время которых, в частности, шли сильные дожди) было зафиксировано только 2 битовые ошибки.

Подписка: