ВКР (1208163), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Поэтому перед провайдерами возникла"проблема последней мили" - необходимость дешево и просто обеспечитьабонентов быстрым доступом в интернет.Некоторые операторы используют для борьбы с проблемой «последнеймили» технологию Ethernet, радиосвязь, коаксиально-кабельную сеть и проч.Но все эти варианты имеют свои существенные минусы. В последнее времяпровайдеры стали все чаще обращаться к технологии АОЛС, которая позволяетсоединить провайдерское оборудование с конечным пользователем эффективнои надежно.1.2.2.
Принципы построения открытой оптической линии связиВ основе беспроводных оптических систем лежат технологии организациивысокоскоростных каналов связи посредством инфракрасного излучения,которыеделаютвозможнойпередачуданных(текстовые,звуковые,графические данные) между объектами через атмосферное пространство,предоставляя оптическое соединение без использования стекловолокна.Лазерная связь двух объектов осуществляется только посредствомсоединения типа «точка — точка». Технология основывается на передачеданных модулированным излучением в инфракрасной части спектра черезатмосферу.Передатчиком служит мощный полупроводниковый лазерный диод.Входной электрический сигнал поступает в приёмопередающий модуль, в21котором кодируется различными помехоустойчивыми кодами, модулируетсяоптическим лазерным излучателем и фокусируется оптической системойпередатчика в узкий коллимированный лазерный луч и передается в атмосферу.На принимающей стороне оптическая система фокусирует оптическийсигнал на высокочувствительный фотодиод (или лавинный диод), которыйпреобразует оптический пучок в электрический сигнал.
При этом чем вышечастота, тем больше объём передаваемой информации. Далее сигналдемодулируется и преобразуется в сигналы выходного интерфейса.Длина волны в большинстве реализованных систем варьируется в пределах700-950 нм или 1550 нм, в зависимости от применяемого лазерного диода.Оборудование не зависит от протокола, однако настроено на определённыестандарты. Универсальность интерфейсов и широкая полоса пропусканияпозволяют использовать самые различные передовые криптографическиеалгоритмы, и это никак не влияет на скорость передачи данных.
Сигнал,передаваемый через атмосферу, может быть только цифровым.Современное состояние АОЛС позволяет создавать надежные каналы связина расстояниях от 50 до 2000 м в условиях атмосферы и до 100 000 км воткрытомкосмосе,напримердлясвязимежду спутниками.Являясьальтернативным решением по отношению к оптоволокну, атмосферныеоптические линии передачи данных (АОЛП) позволяют сверхоперативносформировать беспроводный оптический канал связи (мобильные системы савтонаведением обеспечивают установление связи за 10-15 минут) призначительно меньших затратах.В данном проекте будет производиться наружный монтаж оборудования наконструкциях зданий – на крышах и стенах. При наружном размещенииприемо-передатчики устанавливают на кромке крыши или внешнем подвесе,чтобы не портить внешний вид зданий. Лазер монтируется на специальнойжесткой опоре, обычно металлической которая крепится к стене здания.
Опоратакже обеспечивает возможность регулировки угла наклона и азимута луча.22В этом случае для удобства монтажа и обслуживания системы ееподключение осуществляется через распределительные коробки (РК). Вкачестве соединительных кабелей обычно используют витую пару илиоптоволокно для цепей передачи данных и медный кабель для цепей питания иконтроля.
Если оборудование АОЛС не имеет оптического интерфейса данных,то возможно использование внешнего оптического модема.Блок питания (БП) приемопередатчика всегда устанавливается внутрипомещения и может крепиться на стене или в стойке, которая используется дляоборудования ЛВС или кросса структурированных кабельных систем. Рядомможет быть установлен и монитор состояний, который служит длядистанционногоиспользованиеконтроляпозволяетфункционированияосуществлятьприемопередатчиков.диагностикулазерногоЕгоканала,индикацию величины сигнала, а также закольцовывание сигнала для егопроверки.Правильный выбор приемопередатчика гарантирует устойчивую работуканала во всем диапазоне климатических условий России. Например, прибольшом диаметре луча уменьшается вероятность сбоев, связанных сатмосферными осадками.Транспорт является источником газов и пыли, которые влияют нараспространение излучения и, следовательно, на надежность и качествопередачи.Лазерное оборудование не являетсяисточником электромагнитногоизлучения (ЭМИ).
Однако если разместить его вблизи приборов с ЭМИ, тоэлектронное оборудование лазера будет улавливать это излучение, что можетвызвать изменение сигнала как в приемнике, так и в передатчике. Это повлияетна качество связи, поэтому не рекомендуется размещать лазерное оборудованиевблизи таких источников ЭМИ, как мощные радиостанции, антенны и т.п.Одна из основных проблем систем АОЛС – установка и поддержаниезаданного направления оси приемопередатчика в направлении приемника.Передатчик передает узконаправленный пучок излучения, который должен23попадать в приемную апертуру приемника на противоположном конце линиисвязи.
Типичный приемопередатчик передает один или несколько световыхпучков, каждый из которых составляет 5-8 см в диаметре непосредственно напередатчике и обычно расширяется примерно до 1-2 м в диаметре нарасстоянии 1 км.В добавление к этому, АОЛС-приемники имеют ограниченный угол зрения,который может быть представлен как “конус приема” приемника и подобенконусу света, проецируемому передатчиком.Для работы системы АОЛС очень важно согласование передаваемого пучкаи угла зрения приемника с теми же параметрами приемопередатчика напротивоположной стороне линии связи.Несмотря на общепринятые представления, здания фактически находятся впостоянном движении. Это движение - результат ряда факторов, включаятепловое расширение, влияние ветра и вибрации.
Из-за узкой направленностиизлучения и ограниченного угла зрения приемника движение зданий можетвлиять на юстировку приемопередатчика и нарушать связь. Это влияниеобычно упоминается как “движение опоры”. В большинстве случаев угловыедвижения (по азимуту и склонению), в противоположность прямолинейномудвижению, составляют основную проблему для юстировки приемопередатчика.Движение опоры обычно классифицируется как низко-, средне- ивысокочастотное. Низкочастотное – это движение с периодом колебаний отминут до месяцев, определяется суточными и сезонными колебаниямитемпературы.
Температурные градиенты приводят к изгибу и скручиваниюзданий. Амплитуда этих деформаций очень сильно зависит от размеров здания,их формы и конструкции. Это движение настолько малое и медленное, что идетнезаметно для жителей зданий. Отклонение имеет тенденцию к увеличению свысотойздания,номожетбытьсущественнодляоборудования,установленного на крыше даже для невысоких зданий.Среднечастотное движение имеет период масштаба секунд и связано сдвижением зданий под воздействием ветра.
Данные колебания могут быть24вызваны только на высоких зданиях. Прерывание связи у систем АОЛС поданной причине будет кратковременным, поскольку по прекращении порываветра здание возвращается в исходное положение. Приемопередатчики сдостаточно широким пучком, а также с достаточно эффективной системойавтоматического наведения и слежения способны компенсировать даже этиредкие и сильные отклонения без прекращения связи.Высокочастотные колебания с периодом меньше чем 1 с, обычноназываемые вибрацией, имеют частоту выше нескольких герц и сильно зависятот способа установки терминала АОЛС.
Установка на этаже, стене или крыше(то есть на поверхности кровли или парапетной стенки) может дать весьмаразличающиеся уровни колебаний. Вибрации вызываются работой крупногооборудования (например, больших вентиляторов), деятельностью человека(ходьба, закрытие дверей) и могут сильно меняться в течение некотороговремени для одного здания. Установка оборудования должна быть тщательноспланирована таким образом, чтобы не усиливать колебания, испытываемыетерминалом АОЛС.Имеются два подхода к компенсации влияния колебаний опоры: системыбез наведения и системы с автоматическим определением направления инаведением.Приоптимизироватьпроектированииуголсистемырасходимостибезпередатчиканаведениядлястремятсяуменьшениягеометрических потерь и согласования с углом зрения приемника, чтобыотработатьдвижениеопоры.Системысавтоматическимнаведением(автотрекингом) могут в значительной степени компенсировать колебанияопоры до того, как они скажутся в ошибках наведения.
Это дает возможностьиметь малые геометрические потери (за счет узконаправленных передатчиков),а также низкий уровень потерь на приеме (даже при малых углах зренияприемника). В связи с тем, что системы с автотрекингом значительно болеесложны и дорогостоящи, выбор между ними и системами без автонаведениязаставляют пользователя выбирать между качеством связи и стоимостьюрешения.251.2.3.
Преимущества и недостатки систем АОЛСВ некоторых случаях, например в условиях больших городов, получениесвободных радиочастот на некоторых направлениях затруднительно, чтосвязаноспроблемойэлектромагнитнойсовместимостисдругимирадиотехническими системами (РТС). Верхняя граница радиоспектра, накоторую необходимо получать разрешение на его использование, — 400 ГГц.Частоты, используемые в АОЛС, на три порядка выше.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
