|
Kategorie: Skripta |
Tento dokument chci!
V úvodní kapitole společně projdeme cestou objevů, nápadů i omylů, které umožnily vývoj prostředků pro bezdrátovou komunikaci až do jejich současné podoby. Dříve, než se vydáme na procházku historií, definujme si cíl, ke kterému chceme dojít. Komunikace je obecně charakterizována výměnou informací mezi dvěma (nebo více) uživateli.
Strana 102 z 170
«
Vámi hledaný text obsahuje tato stránku dokumentu který není autorem určen k veřejnému šíření.
»
Jak získat tento dokument?
Poznámky redaktora
9. Optick´a hlavice obsahuje jak vys´ılaˇc optick´eho sign´alu, tak
optick´y pˇrij´ımaˇc.99 %.
Rok 1960 byl pro optick´e komunikace revoluˇcn´ı d´ıky vyn´alezu laseru. optick´e komunikaˇcn´ı syst´emy se
zamˇeˇrily v´yzkumy arm´ady, ale v´yzkum NASA. roce 1998 v´yzkumn´a skupina Lucent technology Astro
Terra zveˇrejˇnuj´ı v´ysledky sv´e pr´ace. Optick´y svazek veden optick´ym vl´aknem
ke coupleru, kde dojde vyz´aˇren´ı optick´eho svazku vys´ılac´ı ˇcoˇcky. re´aln´em pˇr´ıpadˇe potˇreba
m´ıru turbulenc´ı vyhodnotit stanovit jejich vliv optick´y sign´al. Zaˇc´atkem devades´at´ych let minul´eho
stolet´ı objevuj´ı publikace praktick´ych vyuˇzit´ıch optick´ych spoj˚u voln´em prostoru at-
mosf´erick´em pˇrenosov´em prostˇred´ı. Tento zp˚usob komunikace stal z´akladem heliografu, kdy pˇred´av´an´ı infor-
mace vyuˇz´ıv´a zrcadlo, kter´e sv´ym nat´aˇcen´ım vytv´aˇr´ı jednotliv´e z´ablesky.
Pˇrenosov´e rychlosti tˇechto spoj˚u dosahuj´ı aˇz deset Gb/s jejich dostupnost m˚uˇze b´yt aˇz 99.1 V´yvoj optick´ych bezdr´atov´ych komunikaˇcn´ıch syst´em˚u
Historie optick´ych bezkabelov´ych spoj˚u velmi zaj´ımav´a. Tato
”
technologie“
byla vyuˇz´ıv´ana jeˇstˇe minul´em stolet´ı. Pro nastaven´ı divergence
optick´eho svazku vyuˇzita vhodn´a vys´ılac´ı optick´a apertura.
Bˇehem bitev vyuˇz´ıvali staˇr´ı ˇRekov´e sv´e leˇstˇen´e ˇst´ıty odrazu sluneˇcn´ıho z´aˇren´ı pˇred´avali si
takto informace. Bellov´ych laboratoˇr´ıch vyvinuli optick´y bezkabelov´y spoj
s pˇrenosovou rychlost´ı 2,5 Gb/s vzd´alenost´ı 2,4 mezi vys´ılaˇcem pˇrij´ımaˇcem [9. ´Uˇcelem interfe-
renˇcn´ıho filtru (IF filtr) eliminace okoln´ıho ruˇsiv´eho z´aˇren´ı pozad´ı, ˇs´ıˇrka p´asma tohoto filtru se
.Fakulta elektrotechniky komunikaˇcn´ıch technologi´ı VUT Brnˇe 101
9 Bezdr´atov´a optick´a komunikace
Idea optick´ych bezdr´atov´ych spoj˚u zn´am´a jiˇz nˇekolik des´ıtek let, ale aˇz d´ıky modern´ım tech-
nologi´ım v´yroby optick´ych komponent optick´e spoje staly cenovˇe dostupnou technologi´ı. Jedn´a vˇsak o
”
neprav´e“ optick´e spoje. Prvn´ı pokusy pˇrenos informace
pomoc´ı optick´eho z´aˇren´ı jsou zn´am´e jiˇz dob antiky.
Pˇrenos sign´alu optick´ym bezkabelov´ym spojem ovlivnˇen atmosf´erick´ym pˇrenosov´ym
prostˇred´ım.1]. ˇCasto pouˇz´ıv´a Fresnelova ˇcoˇcka, pro minimali-
zaci hmotnost´ı pˇrij´ımaˇce. Tyto
spoje pracuj´ı bezlicenˇcn´ım p´asmu nen´ı potˇreba povolen´ı ˇCesk´eho telekomunikaˇcn´ıho ´uˇradu
pro jejich provoz.
Vys´ılac´ı ˇc´ast jednotky tvoˇr´ı optick´y vys´ılac´ı prvek, pro kr´atk´e spoje (ˇr´adovˇe des´ıtky aˇz stovky
metr˚u) lze pouˇz´ıt jak laserov´e diody tak LED, pro delˇs´ı spoje ohledem v´ykonov´e
pomˇery vhodn´e pouˇz´ıt laserov´e diody anebo lasery. Souˇc´ast´ı pˇrij´ımac´ı ˇc´asti b´yv´a ˇcasto interferenˇcn´ı filtr. Dosah Bellova
”
photophone“ byl aˇz 200 moˇznost komunikace pomoc´ı optick´eho z´aˇren´ı nˇejakou
dobu zapomnˇelo, kv˚uli rozvoji r´adiov´ych komunikac´ı [9. nutn´e vybrat vlnovou d´elku zdroje optick´eho z´aˇren´ı, kter´a atmosf´erick´em
oknˇe propustnosti. Vzd´alenost mezi dvˇema body optick´eho komunikaˇcn´ıho syst´emu m˚uˇze dosa-
hovat nˇekolik kilometr˚u aˇz des´ıtky kilometr˚u, divergence optick´eho svazku nastavuje tˇri
aˇz osm miliradi´an˚u pro kratˇs´ı spoje, spoje vyˇsˇs´ım dosahem maj´ı divergenci podstatnˇe niˇzˇs´ı.2]. p´ar let pozdˇeji
spatˇrily svˇetlo svˇeta prvn´ı laserov´e diody LED diody. Kryc´ı sklo slouˇz´ı jako ochrana
syst´emu pˇred hydrometeory prachem.
Na pˇrij´ımac´ı stranˇe nach´az´ı pˇrij´ımac´ı ˇcoˇcka, jej´ım ´uˇcelem soustˇredit dopadaj´ıc´ı op-
tick´y v´ykon aktivn´ı plochu fotodiody. Vznikly prvn´ı optick´e bezkabelov´e spoje ve
vesm´ıru, kdy prob´ıhala komunikace mezi dvˇema satelity. ide´aln´ım pˇr´ıpadˇe optick´y bezdr´atov´y spoj
provozov´an m´ıstech, kde atmosf´erick´e turbulence nevyskytuj´ı. Atmosf´erick´e turbulence vn´ım´ame jako negativn´ı jev, jelikoˇz m˚uˇze doj´ıt
k ´uniku fluktuaci ´urovnˇe optick´eho sign´alu.2 Konstrukce optick´eho bezdr´atov´eho spoje
Optick´y bezkabelov´y spoj urˇcen´y pro optick´e komunikace pracuje jako pˇrenosov´y syst´em vy-
sok´ymi pˇrenosov´ymi rychlostmi. Koncem devaten´act´eho stolet´ı Alexander Graham Bell
vyvinul
”
photophone“, coˇz byl podstatˇe telefon, kter´y fungoval b´azi mechanick´eho chvˇen´ı
zrcadla, kter´ym odr´aˇzelo sluneˇcn´ı z´aˇren´ı smˇeˇrovalo pˇr´ıjemci zpr´avy.
9. Optick´y sign´al m˚uˇze b´yt kr´atkodobˇe nebo dlouhodobˇe pˇreruˇsen, stejnˇe tak
m˚uˇze b´yt utlumen
