LÉZER wireless jellemzői

Kérje egyedi árajánlatunkat emailben: Lézer Hálózat árajánlat kérés

Mi a Free Space Optics (FSO) szabadtéri lézer - optikai adatátviteli wireless hálózati rendszerek jellemzői?

A Free Space Optics (FSO) szabadtéri lézer - optikai adat átviteli, wireless rendszerek láthatatlan, az emberi szemet nem veszélyeztető fénysugarakat továbbítanak az adótól a vevőig. Leggyakrabban alacsony energiájú infravörös lézert használunk az adatátvitelhez, de a lehetőségek ennél sokkal szélesebb körűek. A kereskedelemben kapható rendszerek a 100 Mbps - 2.5 Gbps tartományban kínálnak kapacitásokat, azonban a demonstrációs rendszerek adatai szerint akár 160 Gbps adatátviteli sebesség is elérhető.

A Free Space Optics (FSO) szabadtéri lézer - optikai adat átviteli, wireless rendszerek több kilométeres távolságban is működhetnek. A LaserNetworks Rendszerház által kínált megoldások esetében, amennyiben a szabad rálátás adott a forrás és a cél között, és elegendő az átviteli teljesítmény (ez a kiválasztott lézer fej erősségétől függ), akkor a lézer adatátvitelei összeköttetés akár 5- távolságon is megvalósítható, akár több gigabites sebességen.

A rádiós és mikrohullámú rendszerekkel ellentétben a lézer adatátvitelnél nincs szükség frekvenciaengedélyre, vagy koordinációra más felhasználókkal, nem zavar más rendszereket, és soha nem lép fel interferencia. Mivel a közvetlen pont-pont lézerjelet lényegében lehetetlen lehallgatni, ezért rendkívül biztonságos is. A szabadtéri optikai átviteli rendszerekben a száloptikai átvitelhez hasonló sebesség érhető el, tökéletes adatátvitel minőségben, miközben a rendkívül keskeny lézernyaláb lehetővé teszi, hogy gyakorlatilag ne legyen korlátja a különálló szabadtéri optikai átviteli kapcsolatok számának, amelyet egy adott helyszínen telepíteni lehet.

A Free Space Optics (FSO) szabadtéri lézer - optikai adat átviteli, wireless rendszerek rendkívül rugalmas hálózati megoldást és azon lényeges jellemzők kombinációját nyújtják, ami ahhoz szükséges, hogy a forgalmat a száloptikai gerinchálózatra tereljük. A lézer megoldás gyakorlati előnye a korlátlan sávszélesség, és az a reakciókészség, hogy telepítéséhez nincs szükség engedélyeztetésre, s így egyszerűen, gyorsan telepíthető. Sőt a lézer megoldásaink akár ablak üvegen keresztül is tudnak működni, tehát igény esetén akár bel térben is elhelyezhetőek, ami egyszerűsíti a vezetékezést és kábelezést, és így a berendezések is nagyon kedvező körülmények között üzemelhetnek. A szabadtéri lézer átviteli rendszer egyetlen lényeges telepítési követelménye, hogy a két kapcsolati pont között szabad rátás legyen.

A szabadtéri lézer - optikai kommunikáció egy általános megközelítés szerint az a szélessávú adathozzáférési technológia, amely megoldást kínál az úgy nevezett -last-mile bottleneck - problémára (amelynek a lényege, hogy míg a városokat és országokat összekötő gerinc kábelek mérhetetlen gyorsasággal és terhelhetőséggel rendelkeznek, addig az utolsó kilométereken, a szétosztásnál a hálózati elosztó pontok fejletlensége miatt szűk keresztmetszett és adatforgalmi torlódás alakul ki-), azáltal, hogy a adatforgalmi gerinchálózatokra rendkívül nagy sebességen képes bekötni az intézményi hálózatokat.

Ezek a robusztus rendszerek, kommunikációs összeköttetéseket hoznak létre lézer (laser) sugarak kibocsátásával, közvetlenül az atmoszférán keresztül. Maguk az eszközök fejlettsége, igen hosszú fejlesztési időszak után megvalósították ahol már a technológia igen kiforrott és alkalmas tömeggyártásra. Az optikai wireless (vezeték nélküli) rendszerek rengeteg értékes tulajdonsággal rendelkeznek, mint például a rendkívül gyors telepíthetőség, a fizikai kábelezésnél kedvezőbb telepítési költség (városi területen belüli költségmutató),és az igen magas optikai kábel szerű sebesség és stabilitás, és mindenek előtt szuperbiztonság. Ezek a rendszerek teljesen kompatibilisek nagyon sok alkalmazással és iparággal, s így rendkívül könnyen beintegrálhatóak igen sokféle struktúrához. Pontosan az teszi ezeket a briliáns megoldásokat könnyen integrálhatóakká, hogy a mai fejlettségi szintükön ezek az eszközök már igen összetettek.

Nagyon sok alrendszer olyan megközelítést igényel, amely nagyon sokféle technológia elvárás vegyületét adja. Az alábbi lista azokat a szempontokat és fejlesztési területeket veszi sorba, amelyekkel a leginkább fókuszáltak az optikai fejlesztő mérnökök. Ezek ugyan azok a szempontok, amelyeket egy wireless rendszer vásárlásakor értékelni kell.

Milyen hullám hosszon üzemeltessünk optikai wireless kapcsolatokat?

A jelenleg elérhető Free Space Optics (FSO) szabadtéri lézer - optikai adat átvitel esetében a hardware két osztályba sorolhatóak az alkalmazott hullámhosszúság alapján- egyrészt azok a rendszerek amelyek 800nm és azok amelyek közel 1550 nm. Van jó néhány szempont, amely azt mondja, hogy míg 500M távolságig a költség hatékony megoldás még általában elégséges, viszont 500M távolság felett sokkal inkább érdemes 1550 nm hullám hosszúságot használó vezeték nélküli adatkapcsolatot választani. Nagyon értékes tulajdonsága ennek a hullám hossznak hogy itt a lézer már a nem látható fényként terjed ebben a tartományban. Egyéb szempontokban mindkét típus elég egyforma jellemzőkkel bír, pl. mindkét technológiánál kiforrott megoldások vannak a különböző infrastruktúrákhoz való integrálásra.

Látás védelem

az úgynevezett -laser eye safety-, azaz szem biztos lézer tekintetében, ami annyit jelent, hogy ha valaki még egészen közel néz bele a lézerbe, (mondjuk akár belül és 10s alatt), akkor sem károsodik a szem. Azért itt ki kell hangsúlyozni, hogy tényleg nem ártalmas a szemre ha valaki 10s alatti időtartamig folyamatosan belebámul a lézer linkbe, de ennél hosszab ideig tartó nagyon kis távolságból való érintkezés nem hasznos. A távolság növekedésével ennek hatása természetesen már logaritmikusan csökken.
A legfontosabb tudnivalók ennek kapcsán, hogy a 400 és 1400 nm hullámhosszon kibocsátott lézer esetén a fénysugár átmegy a szaruhártyán és a szem lencséken és egyenesen a retinában végződik, miközben az 1400 nm fölötti hullámhosszon a fény jórészt eltűnik a szaruhártyán a és szem lencséken és így nem zavarják a retinát. Így lehetséges, hogy mindkét tartományban lehet „Eye Safe” laser megoldást készíteni, de 1550 nm esetében 50X nagyobb laser jelerővel lehet dolgozni. Ez az 50X faktor igen fontos szempont, 17dB pluszt jelent amikor arról beszélnünk, hogy vajon milyen távolságokat és milyen adatsebességgel tudunk megvalósítani hálózati adatátviteli optikai megoldásainkkal.

Légköri jellemzők

Free Space Optics (FSO) szabadtéri lézer - optikai adatátvitel esetében a rendszereknek mindenképpen meg kell felelniük igen nehéz légköri körülmények között is, különösen, ha a legérzékenyebb lézer jellemzőt, a ködöt vizsgáljuk. Általánosságban hogy 500M távolság alatt annyira erőteljesek a lézer megoldások, hogy jellemző alkalmazásoknál még backup rendszereket sem építenek ki hozzá. De ez egyben azt is jelenti, hogy 500M távolság fölött viszont a légköri tényezők átlagosan (földrajzi elhelyezkedéstől függően) 10-25 óra / naptári ÉV erejéig, megszakíthatják a laser link működését. Ahol ez az időtartam zavaróan sok (jellemzően a kora reggeli és esti időszakokra korlátozódik, s abból is az átlag felettien ködös részeire), ott mindenképpen érdemes egy Wi-Fi backup rendszer beépíteni, hogy a rendszer automatikusan átálljon.

Fogadó egység érzékenység

Nagyon sok tényezőt meg kell vizsgálni, amikor egy Free Space Optics (FSO) szabadtéri lézer optikai átviteli fogadóegység érzékenységét vizsgáljuk. Ilyen faktorok, a detektor típusa, érzékenységi szint, a detektor nagysága, az optikai fogadóegység tervezése, és a működési hullámhosszúság. Természetesen annak érdekében, hogy korrekten meghatározhassuk egy rendszer teljes hatékonysági szintjét, ahhoz számításba kell vennünk a laser jelet generáló egységek erejét és számát is.

Az optikai detektorok két típusát használják jellemzően a Free Space Optics (FSO) szabadtéri lézer - optikai adat átvitel esetében: PIN és APD. A PIN detektor jóval kevesebbe kerül és nincs belső egysége, míg az APD jóval összetettebb és ennek megfelelően drágább is.

Az APD technológia különböző szempontok szerint is előnyösebb mint a PIN típusú eszközök, de a leggyakrabban mért összehasonlítási szempontja az, hogy kb. 4X érzékenyebb, mint a PIN detektor.

Annak ellenére, hogy első pillantásra úgy tűnik, hogy azok a rendszerek, amelyek APD detektort használnak jelentős teljesítmény előnnyel is rendelkeznek, ennek számításhoz figyelembe kell venni a megfelelő lézer kibocsátási jellemzőket is.

Például a SONAbeam155-M lézer adatátviteli link az olcsóbb PIN detektort használja, de mert 20-40 X erősebb adó jelet alkalmaznak ezért hatékony tud lenni összehasonlítva azokkal a rendszerekkel, amelyek APD vevőt használnak.

A Free Space Optics (FSO) szabadtéri optikai átviteli rendszerek működési hullámhossza szintén hozzájárul a fogadó egység teljesítményéhez. Általánosságban igaz, hogy a jó minőségű fotódiódák mindkét hullámhosszon (800nm és 1550nm) tekintélyes kvantum hatékonyságot tudnak megvalósítani, azonban a hosszabb hullámhosszon azonban az érzékelő egységeknél kedvezőbb eredményeket tapasztalunk a kisebb foton energiának köszönhetően. Tehát mivel egy 1550nm foton fele annyi energiával rendelkezik mint egy 800nm foton, így ugyanazzal a tejes energia szinttel (Watts), az 1550nm fénysugár kétszer annyi fotonnal rendelkezik mint egy 800nm fény. Ez természetesen kétszer annyi fotóelektront eredményez az érzékelő diódákon. Mivel egy bizonyos számú fotóelektron szükséges egy optikai impulzus érzékeléséhez, ezért a 1550Nm esetében ez ~3dB optikai energia nyereséget jelent. Összegzésképpen elmondhatjuk, hogy 3 dB előnyt érhetünk el az érzékelőknél1550nm hullámhosszon a 800nm viszonylatában.

Hálózati Protokollok

Egy adatátviteli rendszerben természetesen az egyik legfontosabb kérdés, hogy milyen szinteken tudnak együttműködni az egyes komponensek. A legtöbb Free Space Optics (FSO) szabadtéri optikai átviteli rendszer, ami jelenleg elérhető, a fizikai réteg szintjén dolgoznak, azaz rendkívül hasonló módon, mint a hagyományos optikai kábelek és érzékelők, ennek megfelelően az összes létező protokollal tökéletesen együtt tudnak dolgozni, mindenféle kompromisszum nélkül.

Megbízhatóság: Mennyire tartósnak építették?

Természetesen érdemes megnézni hogy mennyi egy terméknél a meghibásodási arány, még mielőtt komoly összegeket invesztálna bele valaki. Ez annál hangsúlyosabb kérdés, hogy ha az eszköz egyrészt kültéri, másrészt pedig ipari vagy szolgáltatói környezetben kerül alkalmazásra. Természetesen vannak speciálisan olyan eszközök, amelyek kifejezetten átlag fölötti terhelésre vannak kialakítva. Ezen utóbbi megoldások amellett, hogy jellemzően természetesen magasabb árkategóriába esnek, rendkívül szelektált, kitűnő minőségű és hosszú élettartamú alkatrészekből kerülnek kiépítésre, amelyeket rendkívül ellenőrzött gyártóktól vásárolnak. A gondos alkatrész kiválasztás mellett a komolyabb gyártók igen ügyelnek arra, hogy az eszközök tervezésénél már az optimális működési környezetet alakítsák ki az alkatrészeknek és alrendszereknek.

Egy kültérbe kihelyezett Free Space Optics (FSO) szabadtéri lézer - optikai átviteli rendszert igen komoly kültéri házba érdemes szerelni, mivel ez az első szintű védelem az időjárási viszontagságokkal szemben. Megfelelő fűtés és hűtés mechanizmusnak szintén integráltan benne kell lennie a rendszerben, hogy állandóan garantálni lehessen az optimális hőmérsékletet és páratartalmat. Ezen kívül egy komoly, szolgáltató rendszer tervezéskor ügyelnek arra, hogy egy mechanika beillesztésével csökkenteni tudják a lézer áramfelhasználását, s így tiszta időben, amikor az időjárási körülmények lehetővé teszik, akkor kisebb jelszinttel tudnak sugározni a jeladók, s így kímélni lehet a diódákat, ami természetesen meghosszabbítja a termék élettartamát.

Természetesen nagyon meg lehet hosszabítani a termék élettartamát, aktív hűtés beépítésével is, ami viszont csak a magasabb kategóriájú termékek találunk meg. Ipari és szolgáltató rendszereknél komolyan figyelembe kell venni a várható élettartamra vonatkozó irányszámokat, amit MTBF ként jelölnek (mean time before failure).

Teljesítmény- Jeladó teljesítmény szint és vevő érzékenység

A Free Space Optics (FSO) szabadtéri optikai átviteli termékek teljesítménye a következő jellemzők szerint osztályozhatóak (természetesen mindig azonos sebesség tekintetében kell vizsgálni!):