5.2. Аналіз існуючих рішень і ринка fso-систем

Ще раз про переваги і недоліки технології безпроводного зв’язку – АОЛЗ. На користь технології АОЛЗ свідчать такі факти:

• швидкість передавання даних може досягати декількох Гбіт/с;

• частота появи помилкових бітів (BER) від 10^-10 до 10^-9;

• в жодній країні світу не вимагається ліцензія на використання діапазону частот, який використовується в системах АОЛЗ;

• практично стовідсоткова захищеність від завад радіодіапазону (завади можуть впливати лише безпосередньо на кінцеве обладнання);

• невеликий час (близько до однієї-декількох годин) інсталяції системи;

• менша, у порівнянні з іншими аналогічними за пропускною здатністю технічними рішеннями, вартість.

Недоліком існуючих АОЛЗ є висока нижня границя вартості систем. Найдешевша на сьогодні АОЛС БОКС-10МЛ (50 – 250м, 10Мбіт/c) має вартість 1200 дол. США. Якщо говорити про аналоги, які виробляються в „далекому” зарубіжжі, то там ціни на порядок вище.(Flight Path 20/200, до 200м, до 20 Мбіт/c, 24000 дол. США). Це пояснюється тим, що на даний момент більшість АОЛЗ позиціонується саме як магістральні засоби.

Іншим стримуючим фактором є певна недовіра до АОЛЗ, що пояснюється новизною технології та залежністю від погодних умов. Для його подолання необхідно використовувати різні методи підвищення надійності АОЛЗ, зокрема використовувати алгоритми завадозахищеності передавання даних, криптографічний захист і т.д.

Загальний висновок такий – на сьогодні постає питання розробки надійної і функціональної, але в той же час дешевої АОЛЗ.

5.3. Огляд існуючих рішень

Побудова всіх інфрачервоних систем передавання практично однакова: вони складаються з інтерфейсного модуля, модулятора випромінювача, оптичних систем передавача і приймача, демодулятора приймача і інтерфейсного блока приймача. В залежності від типу оптичних випромінювачів, які використовують розрізняють лазерні і напівпровідникові інфрачервоні діодні системи, що мають різні швидкості і дальність передавання. Перші забезпечують дальність передавання до 15 км зі швидкостями до 155 Мбіт/с (комерційні системи) або до 10 Гбит/с (дослідні системи). Треба відзначити, що с підвищенням вимог до якості каналу дальність зв’язку знижується. Другий тип систем забезпечують суттєво меншу дальність передавання, хоча по мері розвитку технології дальність і швидкість зв’язку збільшуються.

Головна перевага напівпровідникових діодів заключається у великому часі напрацювання на відмову. Окрім цього, такі канали менш чутливі до резонансного поглинання в атмосфері. Форма перетину пучка від напівпровідникових світлодіодів практично кругла.

Недоліки світлодіодів і, відповідно переваги лазерних, заключаються в тому, що внаслідок широкої смуги випромінювання існують теоретичні складності в передаванні високошвидкісного сигналу. Передавач повинен передавати як можна більш вузько смуговий сигнал з найменшою кількістю мод. Лазерні діоди як раз і мають такі властивості, проте чім вужче смуга сигналу, тим більше потенційна імовірність того, що сигнал попаде в атмосфері в резонансну смугу поглинання певного газу і якість сигналу знизиться.

Форма перетину пучка від лазерних діодів – еліптична. Для боротьби з цим недоліком використовують різні методи: від використання призматичних лінз до обмеження апертури оптичної системи при втраті частини потужності.

Існує ще і проміжна група пристроїв, в яких для передавачів використовують лазерні діоди VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser -- лазер з вертикальним емітірованіем через порожнину в поверхні). Ці пристрої володіють вузькою смугою випромінювання і великим часом напрацювання на відмову, а також круглою формою перетину пучка. Проте на даному рівні розвитку технології потужності їх випромінювання не перевищують 7 мВт на діод у багатомодовому режимі, тому для збільшення вихідної потужності застосовують декілька випромінювачів, працюючих одночасно, що ускладнює синхронізацію між ними.

Можливо також створення резервного радіоканалу. В цьому випадку суттєво збільшується дальність передавання, так як не існує погодних умов, які перешкоджають роботі одночасно обом каналам, таким чином можливо використання АОЛЗ і радіо пристроїв практично на граничній дальності, не створюючи запас потужності на випадок поганих метеоумов.

На сьогодні на ринку існує велика кількість закордонних рішень. До їх недоліків треба віднести високу вартість, що робить неможливість їх використання для побудови недорогих (і як правило коротких) каналів, в яких виникає необхідність при створенні районних і кампусних мереж, для зв’язку сегментів ЛВМ з “тяжкопрохідною” (дорога, річка, залізна дорога) ділянкою між ними. Іншими словами необхідно відзначити, що на даний момент не виробляються системи в ніші недорогих (до 500 дол. США) АОЛЗ.

Іншим недоліком існуючих ОАЛЗ є відсутність будь-яких алгоритмічних систем підвищення завадостійкості в більшості АОЛЗ. Тобто. АОЛЗ являє собою продовження проводного каналу. Хоча плюсом даного рішення є те, що воно забезпечує повну прозорість для мережних протоколів навіть найбільш низького канального рівня, що дозволяє легко вбудовувати АОЛЗ в структуру будь-якої мережі с послідовним передаванням даних по каналу зв’язку.

На закінчення, можна відзначити такі перспективні напрямки розвитку АОЛЗ:

• розробку дешевих АОЛЗ;

• розробка алгоритмів підвищення завадозахищеності із збереженням прозорості каналу АОЛЗ для мережних канальних протоколів. Їх ефективна реалізація з врахуванням мінімізації вартості готової АОЛЗ.

5.4. FSO-системи, представлені на ринку

5.4.1. FSO-cистеми компанії PAV DATA SYSTEMS (Великобританія). Системи серії SkyCell і SkyNet

Системи серії SkyCell

Системи серії SkyCell призначені для роботи в мережах операторів проводного сзв’язку для вирешення проблеми «останньої мили» при подключенні абонентфв, а також в мережах сотового зв’язку для підключення базових станцій до контроллерів. Протоколи, які підтримуються: G.703/E1, G.703/E2 і G.703/E3.

Назва системи містить вказівку на характер передаваного потоку і оптимальну (граничну) дальність зв’язку. Наприклад, SkyCell E1-2000. Потік E1, дальність – 2км. Або SkyCell 4E1-4000. 4 потоки Е1, дальність 4км.

В таблиці 5.2 наведені деякі характеристики систем типу SkyCell.

Номенклатура систем SkyCell

Наприклад - SkyCell E1-2000. Система SkyCell E1-2000 призначена для організації безпроводного з’єднання типу «точка - точка» в умовах прямої видимості на дистанціях до 2 км з використанням протоколу G.703/E1.

SkyCell E1-4000. То саме для дистанцій до 4 км.

SkyCell 4E1-2000. То саме для дистанцій до 2 км і чотирьох потоків G.703/E1.

SkyCell 4E1-4000. То саме для дистанцій до 4 км і чотирьох потоків G.703/E1.

SkyCell E2-2000. То саме для дистанцій до 2 км і протоколу G.703/E2.

SkyCell E2-4000. То саме для дистанцій до 4 км і протоколу G.703/E2.

SkyCell E3-2000. То саме для дистанцій до 2 км і протоколу G.703/E3.

SkyCell E3-4000. То саме для дистанцій до 4 км і протоколу G.703/E3.

Системи серії SкyNet

Системи серії SkyNet з інтерфейсами Ethernet і Fast Ethernet застосовуються в корпоративних мережах передавання даних, а також в мережах операторів зв’язку для надання послуг доступу в Internet. Системи серії SkyNet ATM використовуються в якості основних і резервних каналів в ATM мережах операторів. Протоколи, які підтримуються: Ethernet, Fast Ethernet і ATM.

Таблиця 5.2

Деякі характеристики систем типу SkyCell

Характеристика	Тип FSO-системи
	SkyCell E1-2000	SkyCell 4E1-4000	SkyCell E3-2000	SkyCell E3-4000
Максимальна протяжність дистанції зв’язку, км	2	4	2	4
Передавач	Лазер	3 лазери	Лазер	3 лазери
Вихідна потужність, мВт	100	300	100	300
Довжина хвилі, нм	900...920	900...920	900...920	900...920
Розбіжність пучка, мрад	11	11	11	11
Приймач	Фотодіод	Лавинний фотодіод	Лавинний фотодіод	Лавинний фотодіод
Вхідна потужність, дБм	-45...-10	-60...-20	-60...-20	-60...-20
Довжина хвилі, нм	750...950	750...950	750...950	750...950
Зона приймання, мм	150 x 150	150 x 150	150 x 150	150 x 150
Системний інтерфейс	G.703/E1	4 потоки G.703/E1	G.703/E3	G.703/E3
Швидкість передавання, Мбіт/с	2,048	4 х 2,048	34,368	34,368
Інтерфейс	75 Ом Coax. / 120 Ом TP	75 Ом Coax. / 120 Ом TP, FO mm 1300 нм main link	75 Ом Coax., FO mm 1300 нм main link	75 Ом Coax., FO mm 1300 нм main link
Розніми	BNC / RJ-45	BNC / RJ-45/FO dual SC	BNC /FO dual SC	BNC /FO dual SC

Нове обладнання компанії PAV Data Systems

Новинка в лінійці обладнання компанії PAV Data Systems – система PAVExpress 100 – нова система безпроводного оптичного зв’язку. Обладнання призначено для об’єднання ЛВМ Fast Ethernet в умовах щільної забудови сучасних мегаполісів. Підключення активного мереженого обладнання (комутаторів, маршрутизаторів, серверів або мережених комп’ютерів) здійснюється безпосередньо до приймальних блоків з використанням стандартних кабелів UTP/STP категорії 5 і рознімів RJ45. Швидкість передавання даних – 100 Мбіт/с, максимальне робоча відстань – до 200 м.

В системі PAVExpress 100 в якості випромінювача застосований напівпровідниковий інфрачервоний лазерний діод, приймач – pin-фотодіод.

За конструктивним виконанням нове обладнання PAVExpress відрізняється від решти систем компанії, тому для його монтажу використовуються спеціалізовані монтажні кронштейні і комплекти налаштування, які використовують при початковому встановленні оптичного каналу зв’язку і регламентних роботах. В комплект налаштування PAVExpress входить стрілочний вимірювач рівня сигналу в оптичному приймачі. При наявності спеціального перехідника для налаштування каналу може використовуватися і комплект налаштування, що застосовується для систем SkyCell, SkyNet і PAVLight.