Атмосферно-оптические системы передачи данных.

Прежде всего это линии передачи на лазерах и на обычных светоизлучающих приборах. Максимальная дальность при использовании лазера порядка 10км.

К основным атмосферным видам передачи информации относятся следующие:

1) FSO – беспроводная оптическая связь

2) БОКС – беспроводной оптический канал связи

3) БОЛС – Беспроводная оптическая линия связи

4) ЛАЛ – Лазерная атмосферная линия (АОСП)

Концепция передачи информации через атмосферу, используя модулирование света, наибольшее развитие получила в последние 20 лет. Согласно этой концепции луч света фокусируется в передающей системе и передается через атмосферу в приемную систему.

Лазерные используют свойство лазера монохроматичности, это значит, что излучение лазера имеет очень узкий спектр излучения, благодаря чему слабо рассеивается. Оптический спектр не подвержен лицензированию, поэтому в большинстве случаев использую обычную амплитудную модуляцию, также в последнее время стали использовать частотную модуляцию, что позволяет увеличить плотность сигнала и конструировать оптические системы с протоколом прозрачного соединения на физическом уровне. Необходимо учитывать внутренние и внешние параметры.

1. Конструкция системы

2. Мощность излучения

3. Длина волны

4. Полоса частот

5. Угол расходимости луча

6. Оптические потери

7. Чувствительность приемника

8. Диаметр приемных линз

9. Угол зрения приемника

Внешние:

1. Видимость

2. Атмосферное поглощение

3. Сцинтилляции

4. Дистанция связи

5. Потери на окнах

6. Потери наведения

7. Работа на больших и малых расстояниях

 

Работа канала оптической связи зависит от климатических условий и физических характеристик мест установки, прежде всего влияют погодные условия, параметры установки воздействующие на видимость.

Обычно оптическая система работоспособна на расстоянии в 2-3 раза превышающим расстояние прямой видимости.

К главным факторам относятся: атмосферное поглощение, потеря на оконных стеклах, наклоны и движения зданий, солнечная засветка и перекрытие прямой видимости, затухание в атмосфере, связано прежде всего с туманом, низкой облачностью, дождем, снегом, а также мелкими частицами, которые образуются в результате дымовых выбросов.

В случае тумана видимость снижается в 2-3 раза. В случае снега возможно полное прерывание связи.

Сцинцилляция – временное изменения интенсивности изменения в плоскости приемника, уровень принимаемого сигнала изменяется в результате температурных колебаний показателя преломления воздуха на пути прохождения луча или излучения, это происходит в следствие воздействия атмосферы на свет подобный ряду небольших линз, которые отклоняют часть излучения как наружу так и внутрь канал передачи. Временной масштаб таких движений имеет порядок миллисекунд приблизительно равно времени, которое требуется объему воздуха соразмерно поперечному разрезу луча и определяется скоростью ветра.

На расстояниях меньше километра системы оптической связи могут компенсировать действие сцинциляции. Так же данное действие может быть снижено за счет нескольких лазерных передатчиков.

Потеря на окнах относится к одним из преимуществ оптических систем…. Оптические системы при прохождении луча через стекла снижают свою эффективность, причем независимо от вида стекла. Снижение 4% на каждую поверхность. Окрашенные стекла и стекла с покрытием еще больше ослабляют сигнал. Так же при расположении оборудования нужно учитывать угол наклона (относительно перпендикуляра).

 

СГАНЯТЬ ВО ВТОРОЙ ОТДЕЛ!!!

 

Юстировка – используется для поддержания заданного направления оси приема передатчика, типичный приемопередатчик передает один или несколько пучков излучения, диаметр каждого составляет примерно 5см луч расширяется примерно до 1м на расстоянии в 1 км. Приемники имеют ограниченный угол зрения за счет использования ограниченного диаметра приемных линз. Любые приемно-передающие узлы расположенные в зданиях, на мачтах или других сооружениях находятся в постоянном движении, которые образуются в результате теплового расширения, влияния ветра и вибрации.

Чаще всего проблему создают угловые движения. Вибрации классифицируются на низкие средние и высокочастотные. Среднечастотные с периодом в несколько секунд. Высокочастотные – менее 1 секунды, вызываются работой оборудования и деятельностью человека.

Амплитуда деформаций зависит от размера зданий, их формы и конструкции. Движение зданий происходит достаточно медленно и так же может быть достаточно малым. В результате такие колебания не сильно влияют на передачу данных. В случае среднечастотных колебаний движения могут быть весьма существенными.

Высокочастотные колебания имеют различный характер, могут возбуждаться на разных уровнях зданий, от характера действий людей зависит и меняется в течение времени. Для компенсации этих колебаний необходима тщательная юстировка и планировка расположения оптической системы. Во всех случаях для компенсации используют юстировку, либо автоматизированную или множественную ……

Нестабильности опоры определяются некоторыми правилами:

1. Каменное здание менее 3х этажей – амплитуда ниже чем у остальных видов.

2. Перемещение приемопередатчика может оказаться более проблематичным чем движение здания. Менее 15 % процентов отклоняются более чем на 4 мрадиан

5% - 6

1% - 10

 

Влияние солнца – прежде всего как подсветка. При попадании прямого света в приемник возможно прерывание связи. В этих случаях используют или снижение угла зрения, применяют фильтры или используют козырьки. Так же необходимо учитывать отражение от различных