Передмова
Рано чи пізно перед кожним оператором постає проблема у швидкій організації швидкісного каналу зв'язку до певного місця. Місця найчастіше трапляються непрохідні або довго-занадто-дорого-прохідні. Причини можуть бути самі різні: від банального відсутності стовпів і забитої проводами каналізації до войовничих бабусь і жодних незговірливих ТСЖ і інших мешканців транзитної землі.
Радіоканал (РРЛC, WI-FI, WI-MAX. PROPRIETARY WIRELESS) при необхідних швидкостях від 10 Мбіт / с і вище не завжди надійне рішення в умовах міської забудови та зашумленности (мінливості) радіоефіру. Більш того, вимагає присвоєння частоти, вимірювань і реєстрації в ГКРЧ і Роскомсвязьнадзоре, експертизи проекту в столиці нашої Батьківщини, що все разом за часом можна порівняти з будівництвом невеликого житлового будинку, а також з чималими $ витратами. Тому доводиться шукати альтернативні варіанти організації зв'язку на ethernet швидкостях в адекватні терміни. Однією з таких технологій є - атмосферна оптична передача даних FSO (Free Space Optics).
Оптична зв'язок в різних формах використовується людством вже тисячі років. Наприклад, стародавні греки полірували свої щити для передачі сигналів під час битви, використовували вогонь, дим вогнищ, факели та інші світлові сигнали для передачі повідомлень. У новій історії до прикладів оптичної передачі інформації можна віднести семафорна абетку і геліограф - оптичний телеграф.
Робота пристрою грунтувалася на властивості селену змінювати електропровідність під дією світлових променів, які відображало дзеркало, вібруючи під впливом звуку. В якості одержувача сигналу використовувалися кристалічні селенові комірки.
В ході експерименту, що пройшов у Вашингтоні, Белл і Тайнтер передали звуковий сигнал на відстані близько 213 метрів, використовуючи лише сонячне світло. Сигнал отримало параболічне дзеркало з селеновими осередками, які змінювали електричний опір в діапазоні від 100 до 300 Ом.
Комплект обладнання для лазерної зв'язку представляє собою дві пари передавач-приймач. Передавач, звичайний напівпровідниковий лазер, перетворює електричні сигнали в модульоване оптичне випромінювання в інфрачервоному діапазоні (0,82 мкм). Поширюючись в атмосфері, лазерний промінь досягає приймача, що представляє собою фотодіод (чутливість в середньому близько 1 мкВт). Приймач виробляє зворотне перетворення, і на виході виходить вихідний електричний сигнал.
У технології FSO є кілька очевидних переваг:
- економічність при будівництві та експлуатації в порівнянні з прокладкою оптичного кабелю
- відсутність необхідності отримання спеціальних дозволів та частотних присвоєнь
- захищеність - практично неможливо перехопити сигнал
Особистий досвід
У малоповерховому історичному центрі міста з одного з висотних будинків відкривався обширний вид на околиці, там і вирішили розгорнути тестову лінію протяжністю 350м. До вибору майданчика потрібно було підійти з особливою ретельністю - лінія не повинна розташовуватися в зоні сонячної засвічення, тобто сонце не повинно ні в якому разі потрапляти в лінзи лінії зв'язку.
З погодою не пощастило
Монтаж не зайняв багато часу, довелося повозитися з юстировкой «гармат», і ось чому: конструктивно в пристроях БОКС канали RX і TX розділені на дві Незалежний лінії, кожну з яких потрібно орієнтувати окремо за допомогою трубки холодного пристрела (ТХП) або ППВН - Прилад попереднього Візуального Наведення. ТХП є якоюсь подібністю прицілу з відкаліброваним оптичним центром, яка жорстко кріпиться до корпусу БОКС. Так як «гармати» з метою безпеки були встановлені на висоті недоступною для людського зросту, настройку лінії доводилося проводити зі сходів. Виглядало це приблизно так - один інженер піднімався сходами до «гармат» і спостерігаючи за орієнтиром через ТХП юстіровать свою сторону, другий на віддаленій стороні в свою чергу дивився на рівень сигналу, і при необхідності коригував напрямок свого боку.
У відсутності досвіду, процедура настройки першої такої лінії зв'язку зайняла кілька днів. Після того як все запрацювало, в ящик віддаленої сторони був поміщений ноутбук з запущеним Iperf і почалися тести. Протягом тижня-двох Iperf справно навантажував лінію зв'язку на 60-70 Мбіт / c (повільний диск ноутбука), система моніторингу Cacti стежила за інтерфейсами на комутаторах. У погану погоду (туман) зрідка з'являлося невелика кількість помилок на інтерфейсах, але перерв зв'язку не було. В цілому після тестів було вирішено, що обладнання можна використовувати в комерційній експлуатації.
Через деякий час виникла необхідність в організації зв'язку до невеликої групи будинків на більшу відстань - 1 км. У «Оптичних Телесистем» на той час вийшла нова лінійка пристроїв Лантастіка, серед яких було обладнання з адаптивним каналом. При погіршенні погодних умов лінія переключалася з 100 на 10 Мбіт.
Крім цього нові пристрої оснащувалися т.зв. Буками - «блок управління і комутації» (мудрі абревіатури у нас до сих пір в моді) до яких можна було підключитися через RS-232 і відстежувати якість каналу зв'язку. Крім функцій моніторингу та управління каналом БУК дає можливість підключити до нього стандартні мікрофон і навушники для переговорів з віддаленою стороною.
Ще однією особливістю оновленого пристрою була вимога виробника для виконання гарантійних зобов'язань надіслати йому дані по лінії зв'язку з одягненою на лінзу паперової діафрагмою.
На відміну від перших бокс пристрої серії Лантастіка пропрацювали в промисловій експлуатації близько півтора років і за цей час можна було наочно оцінити ступінь якості лінії і надійності. В цілому в нашому регіоні (Воронеж) тумани бувають не дуже часто і відносний показник МДВ (метеорологічна дальність видимості) в порівнянні з тим же Пітером набагато вище. Але, зізнатися, і на Лантастіке періодично пропадала зв'язок в сильний туман. Одна зі сторін лінії була змонтована на новому будинку, який з плином часу «давав усадку» і довелося два-три рази за весь час проводити юстування і протирання лінз (до речі, ця процедура передбачена щорічно інструкцією по експлуатації). Спостереження за якістю роботи лінії проводилися за допомогою системи моніторингу Cacti і відкритих джерел інформації про погоде- «Погода Росії»
Дальше більше. Черговий рубіж по відстані - 4,7км на швидкості 100 Мбіт / c. Устаткування Artolink.
Пристрої залучили наявністю автонаведенія і автопідстроювання (що вкрай важливо для обладнання цього типу), SNMP сигналізації, каліброваного резервного каналу в комплекті.
Після прибуття пристроїв на базу торпедних катерів до нас в офіс у нас вже були ретельно обстежені майданчика установки і спроектована майбутня лінія зв'язку. Устаткування приїхало в досить нестандартній упаковці: всюди де тільки можна було прокладено дерев'яні дощечки і бруски в розмір, до транспортування виробник підійшов ґрунтовно.
В інструкції також досить докладно описаний процес розпакування.
Для настройки досить було спершу грубо навести пристрої один на одного через «приціли», вбудовані в пристрій. Після грубого наведення, магнітним ключем запускається точна автоподстройка, яка буквально за кілька хвилин фокусує пристрої більш точно. Автопідстроювання взагалі штука чудова якщо, наприклад, покласти руку на стійку кріплення з невеликим зусиллям - в пристрої відразу запрацюють шарніри, які відновлять юстування.
Після трьох випадків використання систем FSO висновок був зроблений один - якщо правильно розрахувати лінію, зробити грамотний монтаж і точну юстування, а також підстрахуватися резервним каналом, АОЛС можна використовувати як альтернативу оптоволокну.
Трішки гумору
Виступає американець: «Ми провели розкопки і на глибині 50 метрів знайшли шматки скла. Це доводить, що 5.000 років тому на всій території Америки діяла оптоволоконна мережа зв'язку. »
Виступає російська: "Ми провели розкопки до глибини 100 метрів і нічого не знайшли. Це доводить, що 10.000 років тому на всій території Росії діяла мережа стільникового зв'язку"