FSO в действии Новинки оборудования атмосферных оптических линий связи

Идеология построения систем беспроводной оптики строится на том, что оптический канал связи представляет собой имитацию отрезка кабеля, что не требует дополнительных протоколов связи или их модификации, а также упрощает конфигурирование и настройку сети.

Беспроводные оптические системы могут найти применение в следующих ситуациях:

1. при срочной организации резервного канала в случае аварии на основном канале связи;
2. для создания временных каналов;
3. для передачи данных, когда организация других способов связи неэффективна;
4. на участках, разделенных препятствиями, но с сохранением прямой видимости.

Однако существующие технологии не позволяют организовать передачу данных с приемлемым качеством на дистанции более чем на 1,5-2 км. Старые версии оборудования обеспечивали рабочие дистанции связи до 1 км. Создание оборудования, работающего на значительные расстояния и обладающего большой пропускной способностью и помехозащищенностью, расширяет область его применения на магистральные сети.

Прежде всего, канал обладает хорошей защищенностью от несанкционированного доступа, что позволяет использовать его для приложений, требующих высокого уровня безопасности. Любая попытка взлома неизбежно приводит к прерыванию связи в основном канале и регистрации подобных инцидентов. Канал также обладает возможностью устойчивого криптографирования с высоким уровнем избыточности, поскольку информационные емкости каналов достигают десятков гигабит в секунду.

Кроме того, инфракрасные каналы имеют высокую помехозащищенность, не создают помех для соседнего канала и электромагнитного шума, на них не оказывает влияние шум других каналов. Для организации канала не требуется разрешение на частоту, что существенно удешевляет и ускоряет создание сети.

На российском рынке присутствует оборудование как российских, так и зарубежных производителей. Рассмотрим последние новинки.

Компания  MRV Communications, Inc.,  предлагающая решения на базе оптического (кабельного и беспроводного), оборудования выпустила новую модель TereScope 5000 из серии TereScope 155 Protocol Select. Эта серия оборудования предназначена для организации высокоскоростной беспроводной связи в условиях города и имеет несколько излучающих передатчиков для уменьшения флуктуаций сигнала. Оборудование отличается увеличенным диаметром приемника для уменьшения влияния атмосферной сцинтилляции в жаркую или холодную погоду и снабжено системой резервирования беспроводного оптического канала с помощью резервного радиочастотного. Это обеспечивает высокую степень надежности (99,999%), однако требует получения разрешения на частоту.

Системы серии TereScope 5000, использующие лазер для передачи сигнала между приемопередающими устройствами, способны работать на расстояниях до 5500 м при благоприятных погодных условиях, однако рабочие дистанции не должны превышать 2,7 км. Оборудование TereScope 5000 поставляется с разными входными интерфейсами,  протоколонезависимыми в диапазоне скоростей 1-155 Мбит/с.

В комплект поставки входят все необходимые для инсталляции и подключения аксессуары, кроме того, устройство имеет встроенный модуль SNMP.

Летом 2004 г. компания MRV Communications, Inc. объявила о выпуске оборудования TereScope Protocol Select (модели TS3101, TS3303, TS4000, TS4400, TS4900 и TS5000), со встроенной системой переключения основного инфракрасного канала связи на резервный, который может быть как радиочастотным, так и любым другим, по выбору заказчика. Оборудование указанных моделей предназначено для работы с разными протоколами на скоростях от 34 до 155 Мбит/с. Система резервирования, которая встраивается при изготовлении устройств TereScope и не может быть инсталлирована в уже установленные системы, осуществляет коммутацию между оптическими интерфейсами на устройствах в зависимости от улучшения или ухудшения качества передачи сигнала, вызванного погодными изменениями.

Резервирование для беспроводных оптических систем обычно реализуется с помощью системы RadioEthernet (2,4 ГГц), но возможны и другие варианты. Решение о переключении между основным и резервным каналами принимается на основе показаний встроенного во все системы TereScope датчика входной оптической мощности. При ухудшении погодных условий и соответствующем снижении уровня принимаемой оптической мощности осуществляются прямое замыкание основного и резервного оптических интерфейсов между собой и подключение резервного канала. При улучшении погодных условий и повышении принимаемой оптической мощности происходит обратное переключение с резервного канала связи на основной инфракрасный.

О новинке в линейке оборудования объявила и английская компания PAV Data Systems,  разработчик и производитель атмосферных оптических систем передачи данных.  Это PAVExpress 100 – новая система беспроводной оптической связи. Оборудование предназначено для объединения ЛВС Fast Ethernet в условиях плотной застройки современных мегаполисов. Подключение активного сетевого оборудования (коммутаторов, маршрутизаторов, серверов или сетевых компьютеров) осуществляется непосредственно к приемопередающему блоку с использованием стандартных кабелей UTP/STP категории 5 и разъемов RJ45. Скорость передачи данных – 100 Мбит/с, максимальное рабочее расстояние – до 200 м.

Пример крепления оборудования PAVExpress на вертикальную стену

В устройстве PAVExpress 100 в качестве излучателя применяется полупроводниковый инфракрасный лазерный диод, приемник – pin-фотодиод.

По конструктивному исполнению новое оборудование PAVExpress отличается от остальных систем компании, поэтому для монтажа применяются специализированные монтажные кронштейны и комплекты настройки, которые используются при первоначальной установке оптического канала связи и регламентных работах. В комплект настройки PAVExpress входит стрелочный измеритель уровня сигнала в оптическом приемнике. При наличии специально переходника для настройки канала может использоваться и комплект настройки, применяемый для систем SkyCell, SkyNet и PAVLight.

Российские участники рынка также заявили о новинках в данном классе устройств.

НПК «Катарсис» в начале 2004 г. произвел смену всей линейки оборудования, выпустив в серийное производство новые модели систем беспроводной оптической связи, которые были представлены на выставке «Связь-Экспокомм’2004».

Пример установки оборудования БОКС 100М-ТС1.  над железной дорогой и промзоной.

Оборудование установлено на внешней стене на уровне высокого четвертого этажа офисного здания и на коньке крыши высокого двухэтажного здания. Между ними на расстоянии 350 м.

Их главное отличие – применение новых запатентованных технологий: Hybrid Emission («гибридное излучение») и Super Avalanche («суперлавина»).  Сочетание обеих технологий в системах БОКС позволило увеличить энергетику канала и, как следствие, максимальную дальность. Рекомендованные рабочие дистанции остались прежними, что повысило устойчивость работы канала на них.

Новое оборудование в 2004 г. было выпущено и Рязанским приборным заводом (разработчик «Мостком»), которое Пример установки оборудования БОКС 100М-ТС1. Оборудование установлено на внешней стене на уровне высокого четвертого этажа офисного здания и на коньке крыши высокого двухэтажного здания. Между ними на расстоянии 350 м   расположена железная дорога и после выставки получило дальнейшее развитие. В нем  используется система пространственной стабилизации (СПС) направления излучения. Это решение расширило функциональные возможности и область применения оборудования.

В последние версии программного обеспечения оборудования МОСТ введена автоматическая регулировка мощности излучения, что позволило устранить недостаток старых моделей оборудования, когда на небольших дистанциях (50-200 м) из-за достаточно большой мощности лазерного излучения для устранения эффекта насыщения фотоприемника приходилось диафрагмировать линзы приемников.

Пример установки оборудования – МОСТ 100/500-FE.

Оборудование размещено на парапете крыш на шести- и семиэтажном зданиях. Расстояние между точками – 600 м.

Перед установкой оборудования с помощью ПО пользователя в каждый приемопередающий пост записывается ориентировочное значение длины линии связи. Это необходимо для того, чтобы при включении оборудования начальная мощность излучения не превышала порог насыщения приемника противоположного модуля на данной дистанции. После установки оборудования производится юстировка линии в режиме настройка, затем, после синхронизации оптического канала, оборудование переводится в режим работы. За счет использования встроенного служебного канала каждый пост получает информацию об уровне приема на противоположной стороне и подстраивает уровень собственного излучения под заранее заданный уровень приема. Введение автомата позволило расширить динамический диапазон и соответственно увеличить надежность работы АОЛС в условиях плохой видимости.

Обычно при монтаже систем МОСТ применяется система пространственной стабилизации, и процесс установки не вызывает особых проблем. Однако изготовители оборудования рекомендуют сигнальные кабели, особенно при большой их длине (более 30 м), экранировать от внешних электромагнитных помех. Сделать это можно, например, с помощью заземленного бронерукава. Как показала практика, без этой меры основные ошибки в канале обусловлены наводками на кабели снижения электромагнитных полей атмосферного и технотронного происхождения. Зарегистрированы случаи, когда из-за ударов молнии выгорало оборудование как МОСТа, так и пользователя. Для уменьшения наводок (но не защиты от молнии) рекомендуется также устанавливать на СК ферритовые фильтры.

Еще один российский производитель – новосибирская компания «Гранч» в начале 2003 г. выпустила лазерную систему Granch SBAL-2/3, рассчитанную на передачу со скоростью 2048 кбит/c и оснащенную линейным интерфейсом G.703. При необходимости система может быть укомплектована дополнительными сетевыми окончаниям в виде PCI адаптеров G.703 SBNI14-G.703 PCI (имеется широкий набор драйверов под различные ОС) либо внешними мостами/маршрутизаторами G.703<=>Ethernet. Дальность спуска по кабелю от оптического излучателя до точки включения при использовании модема может достигать 1500 м.

***

В последнее время интерес к беспроводным оптическим устройствам возрастает. Помимо исчерпания частотного ресурса, сложности и дороговизны получения лицензий на радиочастоты, это может быть вызвано и  повышением доверия к данному классу оборудования.