Файл: Методические рекомендации по разработке, оформлению и защите дипломных работ, проектов и задач. Спб. Вас, 2013. 10с.docx

В аппаратуре используется канал Passive Optics с системой Active Tracking в единую функционирующую систему. Необходимость такого механизма обусловлена тем, что датчик углового отклонения (матричный фотоприемник) и объект управления (торец оптического волокна) находятся в разных физических объектах, расположенных в разных точках пространства и связанные между собой только через конструктивные элементы, подверженные деформациям, прежде всего температурным, что является одним из факторов выбора для оборудования. Для работы алгоритма используется решение по использованию воздействия атмосферного канала на наклон волнового фронта в качестве естественного модулятора пространственных координат. Особенность алгоритма проявляется в том, что чем выше турбулентность канала или его протяженность, тем быстрее происходит подстройка всей системы, что в условиях ведения боевых действиях будет большим подспорьем. Наличие такого механизма эффективно решает очень серьезную проблему стабильности взаимного наведения оптических осей основного канала друг на друга в широком диапазоне изменения температур и в течение всего срока эксплуатации оборудования. Упрощенная функциональная блок-схема оборудования приведена на рисунке 1.1



Рис.1.1. Функциональная блок-схема оборудования.

В оборудовании Artolink используется вся совокупность представленных подходов в сочетании с применением других, более известных и традиционных решений, среди которых: оптическая система дифракционного качества; оптический усилитель передаваемого сигнала; пространственное волновое мультиплексирование; прецизионный механизм наведения на шаговых двигателях; коммутатор входных сигналов с поддержкой резервного канала; - прецизионное опорно-поворотное устройство с малыми угловыми ошибками наведения; оптический прицел; герметизированные оптоволоконные стыки и другие решения и др. Использование всего комплекса приведенных решений в структуре оборудования обеспечивает в серийных образцах скорость передачи 1,25 Гбит/с на трассах до 5 километров с уровнем битовой ошибки не хуже 10

---

^-9, что для полностью будет соответствовать требованиям военных систем передач в случае использования АОЛС в качестве резерва линии связи на различных узлах связи. [4]

---

1.2.2 Технические характеристики

Название технологии: FSO\АОЛС\ Wireless Optic.

Частота: 400 Tерра Гц, не требует лицензии.

Скорость передачи данных: 100 Мбит/с (на дистанциях до 1800 м, при хороших условиях),10 Мбит/с (при плохих погодных условиях и других негативных факторах).

Максимальная дальность передачи сигнала: 1-1,8 км.

Стоимость базового оборудования: от 100 до 950 тыс. руб.

Надежность: высокая, при правильном креплении оборудования и небольшой дистанции.

Помехозащищенность: подверженности воздействию электромагнитных помех нет.

Зависимость от погодных условий: достаточно сильная, особенно от туманов и снегопадов.

Безопасность: очень высокая (узкая направленность лазерного луча почти исключает вмешательство посторонних).

1.2.3 Особенности и преимущества.

Организационные преимущества.

• 
  Не использует радиодиапазон и не создает помех в радиочастотном спектре.
  

Вследствие этого данное оборудование не попадает под действие Закона, регламентирующего работу с радиосредствами, т.к. под радио оборудованием подразумеваются системы, работающие в диапазоне до 400 ГГц. Реальные частоты оптических систем в тысячи раз выше установленного предела. Установка оптических систем не приводит к нарушению работы радио систем и оборудования.

• 
  Не требует разрешений ГКРЧ и других регулирующих органов.
  

Это прямое следствие первого преимущества оптических систем. В городах, а особенно, в мегаполисах доступные частоты настолько сильно «заселены», что это очевидное преимущество играет доминирующую роль. Время, необходимое на подготовку и получение документов для эксплуатации радиосистем составляет около полугода, если вообще свободный диапазон есть в наличии.

• 
  Простота установки и подключения.
  

Оптическое оборудование требует минимальных мощностей для работы, подключается, чаще всего, непосредственно в порты стандартного сетевого или телекоммуникационного оборудования и не требует много места для размещения.

• 
  Малое время развертывания.
  

Это прямое следствие предыдущего преимущества. В некоторых случаях необходимо быстрое развертывание соединений. ИК системы здесь вне конкуренции, так как пара подготовленных специалистов может установить систему за 1–2 часа для больших дистанций (более 1 км), и за 15–20 минут – для коротких дистанций. При сравнении всегда надо учитывать подготовительный этап, который для микроволновых систем может растянуться на месяцы из-за необходимости в различных согласованиях и разрешениях.

---

Технические преимущества

• 
  Не чувствительна к радиопомехам.
  

Установка беспроводных оптических систем возможна даже в зонах с высокими помехами от радиооборудования или промышленного оборудования, где использование радиосистем проблематично.

• 
  Полная пропускная способность канала.
  

Пропускная способность канала связи используется полностью, без издержек на организацию соединения и поддержания его в активном состоянии.

• 
  Прозрачный механизм передачи.
  

Прозрачность технологии передачи приводит к тому, что, на самом деле, ИК системы являются всего лишь конверторами среды передачи и логически эквивалентны обычному оптическому кабелю, для которого нет особой разницы в протоколах передачи т.п.

• 
  Близкая к нулю задержка в канале.
  

Отсутствие сложных преобразований сигнала приводит к тому, что задержка в канале передаче, вносимая оптической системой, становится ничтожной.

• 
  Отсутствует принципиальное ограничение на скорость передачи.
  

Это одно из ключевых технических преимуществ оптических систем связи, которое вызвало бурный рост интереса к технологии среди производителей и потенциальных заказчиков.

• 
  Устойчивость к температурным и климатическим изменениям.
  

В подтверждение этому можно сказать, что беспроводные оптические системы работают как в районах крайнего севера, так и в условиях тропической жары.

• 
  Высокая закрытость канала.
  

Ни одна беспроводная технология передачи не может предложить такую конфиденциальность связи. Перехватить сигнал можно только установив сканеры-приемники непосредственно в луч от передатчиков. Реальная сложность выполнения этого требования делает перехват практически невозможным. Наличие лазерных лучей нельзя определить с помощью различных сканеров.

---

1.2.4 Недостатки технологии АОЛС/FSO.

1. Зависимость от погодных условий (тумана, снегопадов, но зато даже сильный ливень не уменьшает качество сигнала);

2. Строгий лимит по расстоянию между передатчиком и приемником;

3. Для качественной работы сети нужно прочное крепление оборудования, поскольку смещение (ветер, механические нагрузки и проч.) передатчика или приемника ухудшает связь;

4. Обязательное условие использования оборудования-зона прямой видимости.

1.3 Сравнительный анализ оборудования АОЛС различных производителей

Основные производители на рынке оборудования АОСП отечественных и зарубежных производителей являются: ЛАНтастИКа (Россия), БОКС (беспроводные оптические каналы связи) (Россия), Artolink (Россия), PAVLight (Англия), ONAbeam ™(Канада). Ниже приведен подробный анализ ТТХ и выбор модели для дальнейшего исследования и разработки АОЛС военного назначения.

Система ЛАНтастИКа-3Speed



Рис. 1.2: Модель ЛАНтастИКа-3Speed

• 
  Система позволяет создавать помехозащищенное беспроводное оптическое Ethernet carrier class соединение на скорости до 2000 Мбит/с между сегментами Ethernet c адаптивно изменяемой скоростью и энергетикой в зависимости от состояния оптического тракта. Преимущественно (до 99% времени) такое соединение будет работать как канал Gigabit Ethernet, а в остальное время как Fast Ethernet (200Мбит/с) и/или Ethernet (20Мбит/с) и/или со скоростью резервного WiFi или DSL канала.
  

Основные характеристики

• 
  Скорость 1000 или 100 или 10 Мбит/с в полнодуплексном режимах, адаптивно выбираемая в зависимости от состояния оптического тракта.
  
• 
  Стандарт IEEE 802.3az 1000Base-T (медная витая пара), IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet (медная витая пара), IEEE 802.3 10Base-T Ethernet (медная витая пара).
  
• 
  Приемники на лавинных фотодиодах обеспечивают высочайшую чувствительность на пределе возможного.
  
• 
  Помехозащищенное кодирование в оптическом тракте.
  
• 
  Поддержка переключения на резервный DSL или WiFi канал при выборе нижнего из разрешенных в системе скоростных режимов.
  
• 
  Поддержка протоколов TELNET, SNMP, FTP, DHCP, NTP, DNS, HTTP, TFTP + VLAN.
  
• 
  Возможность обновления программного обеспечения.
  
• 
  Поддержка режимов Auto Negotiation и Auto MDIX.
  
• 
  Автоматическое управление обогревом оптических элементов.
  
• 
  Рекомендованная дистанция для использования 1000 м.
  
• 
  Среднее время безотказной работы (MTBF) 50000ч.
  
• 
  Максимальная потребляемая мощность устройства, Вт: 15 Ватт в теплое время года и 65 Ватт в холодное время года
  
• 
  Диапазон рабочих температур: -50°C...+50°C
  
• 
  Влажность: 0...100%
  
• 
  Размеры одного устройства, мм: 505 х 142 х 250
  
• 
  Количество X Вес устройства (без кронштейнов), кг: 2 х 10 [12]
  

---