Публикации >> Инфракрасная связь на службе телекомов. Решения АОЛС для операторов связи

В статье, опубликованной в журнале "Connect!" (Connect №11, 2006, с.2-5), описываются принципы работы и новинки на рынке атмосферных оптических систем связи.

Принципы организации ИК-систем
Немного истории
Достоинства и недостатки
Игроки на российском рынке: отечественные и зарубежные
Примеры использования и области применения
Сравнительные характеристики некоторых моделей FSO-систем

Принципы организации ИК-систем

Инфракрасные системы - развитие атмосферных оптических линий связи. Эти системы уже достаточно широко распространены и в мире, и в России. Достаточно хорошо определились сферы их применения. Позволим себе вкратце напомнить основные принципы построения инфракрасных оптических систем, их достоинства и недостатки.

Сигналы из кабельной среды поступают на вход беспроводной оптики. С помощью лазерного диода или светодиода и оптики создается узконаправленный поток промодулированного электромагнитного излучения, которое, пройдя через атмосферу, попадает через оптику в приемник и возбуждает лавинный или кремниевый фотодиод, а затем попадает в кабельную среду. Оптический канал связи представляет собой имитацию отрезка кабеля. Атмосферные линии связи могут работать в трех диапазонах длин волн: ультрафиолетовый 0,15 - 0,3 мкм; ближний инфракрасный 0,8 - 1,5 мкм и дальний инфракрасный 10,6 мкм. Большая часть имеющихся на рынке устройств работает в ближнем инфракрасном диапазоне.

Если проследить историю развития оборудования, то можно выделить некоторые этапы, определяемые сменой приоритетов и требований к системам связи, хотя нет четко выраженного деления на поколения. Появление лазеров в начале 60-х годов заставило задуматься об их использовании в качестве потенциального передатчика оптического сигнала. Свойства лазеров теоретически позволяли передавать по линиям связи огромные потоки данных. Это послужило толчком к развитию оптических систем связи в середине шестидесятых годов. Почти одновременно были испытаны устройства беспроводной оптической связи в гг. Москве и Санкт-Петербурге (тогда Ленинграде). В Санкт-Петербурге в 1964 г. была установлена линия, которая соединяла Ленинградский институт инженеров связи им. М.Д. Бонч-Бруевича и НИИ Дальней связи. Длина линии, по которой передавался сигнал многоканальной телефонии, составляла 4,5 км. На эту линию было выдано свидетельство, зарегистрированное в Комитете по делам изобретений и открытий в 1965 г.

В том же 1965 г. в Москве ЦНИИС МС СССР была построена экспериментальная атмосферная линия связи, которая имела длину также длиной 4,5 км и соединяла АТС МГУ и АТС на Зубовской площади. В конце 60-х ЦНИИС была разработана система "Кратер". Было выпущено пять комплектов этой аппаратуры. Ее основная задача - обеспечение максимальной длины пролета. Она была установлена на Зубовской площади в Москве, в Ереване между городской АТС и АТС обсерватории "Бюрокан" и еще ряде мест. Максимальная длина пролета составляла 28 км (в Армении), однако полученные данные о величине коэффициента готовности канала свидетельствовали о недостаточной надежности таких систем. В первых системах, в которых исходили из критерия обеспечения максимального расстояния передачи данных, применялся гелий-неоновый лазер. Он давал очень узкий луч для передачи данных, что повышало дальность передачи, однако снижало надежность первых систем.

В более поздних системах перешли на другие источники излучения: сине-зеленый лазер, полупроводниковый лазер, внедрение которого возобновило интерес к лазерным системам. Применение полупроводниковых лазеров и светодиодов позволило сократить вес и габариты оборудования и повысило конкурентоспособность этих систем по сравнению с традиционными системами связи. В это же время произошла смена приоритетов в использовании беспроводных оптических систем в телекоммуникационных системах. Разработчики пришли к пониманию того, что нужна максимальная надежность передачи данных, поскольку приложения стали критичны к состоянию связи. В настоящее время считается, что оборудование следует использовать на дистанциях в 1,5 - 2 км максимум.

Достоинства и недостатки

Достоинства и недостатки систем достаточно хорошо известны. Коротко их напомним. Достоинства FSO-систем заключаются в мобильности и оперативности развертывания, отсутствии необходимости получения разрешения, возможности провести линию связи через недоступные другим способом участки (например, взлетная полоса аэродрома).

Недостатки этих систем: зависимость от погодных условий (туман, плотный снежный заряд, сильный ливень и т.п.) и от тепловых, ветровых и механических нагрузок, смещающих положение геометрических центров приемника и передатчика. Последнее, как показывает практика, зачастую приводит к большим перерывам в связи, чем погодные условия. В современном оборудовании производители прибегают к различным специальным мерам для ликвидации потерь связи по указанным причинам.

Игроки на российском рынке: отечественные и зарубежные

За последние годы произошло укрупнение рынка, многие фирмы, работавшие в данном направлении, ушли с рынка. Примером может служить новосибирская компания "Гранч", которая еще в 2004 г. предлагала свою атмосферную систему, но сейчас ушла с этого рынка. Из крупных зарубежных фирм, выпускающих FSO-системы (fSona, LightPointe, MRV Communication Inc., Canon, PAV Data System, LaserBit Communication, CBL) наиболее широко представлены на нашем рынке продукция компаний PAV Data System - Англия и MRV Communication Inc. - США. Российских игроков на рынке не так много. Основные российские игроки на нашем рынке - ООО "Оптические ТелеСистемы" (так сейчас называется НПК "Катарсис") и Рязанский приборный завод (разработчик ООО "Мостком"), разработки есть еще и у НПП "Лазерные технологии" (г. Екатеринбург), который в последнее время ведет их совместно с КБ "Кроникс", известным российским производителем телекоммуникационного оборудования.

На современном этапе развития FSO-систем наибольшее продвижение достигнуто в сетях пакетной передачи данных, что соответствует общей тенденции в телекоммуникационной области, связанной с внедрением сетей NGN, которые предполагают пакетную передачу широкополосных сигналов по IP-сетям. В настоящее время производители предлагают различные решения для повышения надежности связи: различные варианты резервирования канала, помехозащищенные коды, используются приемники на лавинных диодах, системы автотрекинга, адаптации к линии.

Основные новшества ООО "Оптические ТелеСистемы" связаны с оборудованием для передачи трафика Ethernet. Кроме выпуска нового оборудования на 1 Гбит, которое было представлено впервые на выставке "Связьэкспокомм'-2006" модернизация затронула и 100 Мбитную серию. Так, в обновленной серии для передачи Fast Ethernet трафика применено избыточное кодирование, что подразумевает активное преобразование сигнала . По заявлению представителей фирмы, это ведет к увеличению уровня доступности на 20-30% (или увеличению дальности при сохранении уровня доступности).

В серии реализована возможность автоматического переключения скорости передачи данных между 100 Мбит/сек и 10 Мбит/сек и обратно при пересечении определенной границы уровня ошибок. Также автоматически происходит переключение между лазерным и светодиодными каналами при ухудшении качества связи. Организован сбор статистики работы канала в реальном режиме времени, реализована возможность наблюдения и управления каналом связи через последовательный порт терминала. В ближайшем будущем производитель обещает реализовать полноценное SNMP управление устройством. Устройства получили возможность связи через дополнительный голосовой канал, который подключается прямо в блок доступа, что упрощает процедуру установки и настройки оборудования.

Государственный Рязанский приборный завод (разработчик ООО "МОСТКОМ") также на выставке "Связьэкспокомм'-2006" представил новую линию FSO-систем под торговой маркой ARTOLINK типа МОСТ FE, которая оптимизирована для работы в сетях Fast Ethernet. По заявлению производителя, система имеет уровень доступности лучше 99,99% при длине соединения до нескольких километров.

ООО "Мостком" предлагает получить такие значения доступности канала FSO связи на участках последней мили за счет применения комплекса технологий: