Пређи на садржај

Оптичке бежичне мреже

С Википедије, слободне енциклопедије

Оптичка бежична мрежа (ОWЦ) је облик оптичке везе у којој је ненавођено (у смислу кретања) видљиво, инфрацрвено (ИР), или ултравиолет (УВ) светло коришћено за пренос сигнала.

ОWЦ системи који функционишу у висдљивом спектру (390–750 нм) често се називају и видљивим светлосним везама (енг. висибле лигхт цоммуницатион (ВЛЦ)). ВЛЦ системи искоришћавају предност диода које емитују светлост (ЛЕД диода) која се креће веома великим брзинама без приметних ефеката на осветљење и људско око. ВЛЦ може да се користи у широком опсегу примене укључујући бежичне локалне мреже, бежичне мреже за приватну употребу и мреже уграђене у возила (попут градских аутобуса, возова, ...).[1] Са друге стране, земљани тачка-по-тачка ОWЦ систем, познатији као фрее спаце оптицал систем (ФСО),[2] који функционише око ИР фреквенција (750–1600 нм). Ови системи типично користе ласерске предајнике и нуде финансијски погодне протокол-транспарентне везе са великим протоком података, као нпр., 10 Гбит/с по таласној дужини и обезбеђују потенцијално решење за разне проблеме уског грла (енг. бацкхаул боттленецк). Такође, посотјало је растуће интересовање о УВ везама комуникације (ултравиолет цоммуницатион (УВЦ)) као резултат напредка у солид/стате оптичким изворима и детекторима који функционишу унутар УВ спектра (200–280 нм). У овим такозваним УВ групама, сунчева радијација је занемарљива на површинском нивоу што чини могућим израђивање детектора, који могу да пребројавају фотоне, са пријемницима широког поља вида који повећавају величину примљене енергије без додатних спољашњих утицаја. Такав дизајн је специјално користан за спољашње конфигурације (енг. нон лине оф сигхт цонфигуратион) које подржавају УВЦ кратког домета које не троше пуно енергије, као нпр. бежични сензори и ад-хоц мреже.

Историја[уреди | уреди извор]

Развој бежичних мрежа се истиче као једна од најважнијих појава у историји технологије. Бежичне технологије су постале неизоставне, много брже у последње четири деценије и биће кључни елемент у развоју друштва у скоријој будућности. Радио-фреквенционе (РФ) технологије широке употребе су кључни фактор бежичних уређаја и експанзије ових система. Били како било, електромагнетни спектар на ком се користе бежичне мреже је ограничен по питању капацитета и цене што је назначено у дозволама за коришћење. Порастом бежичних комуникација са великом количином података, потражња за РФ спектром надмашује производњу што доводи до тога да ће произвођачи морати да узму у разматрање и виши део магнетног спектра, а не само РФ.

Оптичке бежичне мреже (ОWЦ) односе се на пренос ненавођених података кроз оптичке проводнике, као нпр., видљиве, инфраред (ИР)и ултраљубичасте (УВ) везе. Сигнализирањем помоћу сигналних ракета, дима, застава на броду и семафора[3] може се сматрати застарелим облицма ОWЦ-а. Сунчева светлост се такође користила за сигнализирање на велике даљине још од раних периода. Најраније коришћење сунчеве светлости у комуникационе сврхе је приписано древним Грцима и Римљанима који су користили њихове углачане штитове да пошаљу сигнал, одбијањем сунчеве светлости током битке.[4] Године 1810, Царл Фриедрицх Гаусс изумео је хелиограф који укључује пар оглеадала да би усмерио зрак светлости ка удаљеној станици. Иако је првобитно хелиограф изумљен за геодетска прегледања, претежно је коришћен у војне сврхе крајем деветнаестог века и почетком двадесетог века.Године 1880, Алеxандер Грахам Белл је изумео пхотопхоне, познатији као први бежични телефонски систем на свету.

Интересовање војске за пхотопхоне се наставило. На пример, године 1935, Немачка војска је развила пхотопхоне у коме ке специфична лампа са ИР емитујућим филтером коришћена као извор светлости. Такође, Америчке и Немачке војне лабораторије су наставиле са развијањем лучних лампи високог притиска за оптичку комумикацију све до 1950. године.[5] У модерном смислу, ОWЦ користи ласере или диоде (ЛЕДс) ас емиторе светлости. Године 1962, МИТ Линцолнове лабораторије су направиле експерименталан ОWЦ где су за везу користили ГаАс дидое које су могле да емитују ТВ сигнал на дистанци већој од 48 километара. Након открића ласера, за ОWЦ је предвиђено да ће бити једна од главних области за даље развијање ласерских технологија и многи тестови и истраживања су извршена коришћењем различитих типова ласера и модулационих схема.[6] Било како било, резултати су били генерално разочаравајући због велике дивергенције ласерских светлосних снопова и њихове неспособности да се носе са атмосферским ефектима. Са развићем фиберских оптика ниског губитка 1970. година, постали су очигледан избор за оптички пренос на дуге дистанце и склонили су фокус са ОWЦ система.

Тренутно стање[уреди | уреди извор]

Током деценија, интересовање за ОWЦ технологије остало је ограничено у главном у војне сврхе,[7] као и за примене у свемиру (комуникације између сателита итд.).[8] ОWЦ није успео да се порбије на тржиште са изузетком ИрДА система који је постао веома успешно решење у бежичном преносу кратког домета.[9] Развијање новитета и ефикасности бежичних технологија је неизоставно за грађење будућих хетерогених комуникационих мержа које би подржавале велики опсег сервиса који имају увек растуће захтеве за већи проток података. Варијације ОWЦ-а потенцијално могу бити коришћене у широком опсегу комуникационих примена које иду од комуникације унутар зграде односно између зграда до комуникације између сателита.


Примене[уреди | уреди извор]

У односу на домет преноса, ОWЦ могу бити испитиване/распоређиване у следећих пет категорија:

  1. Ултра-схорт ранге ОWЦ: комуникација између два чипа која су веома близу један другом или који се налазе у мулти-цхип пакету.[10]
  2. Схорт ранге ОWЦ: wирелесс бодy ареа нетwорк (WБАН) и wирелесс персонал ареа нетwорк (WПАН) који се примењују под стандардом ИЕЕЕ 802.15.7, подводне комуникације.[11]
  3. Медиум ранге ОWЦ: кућни ИР или висибле лигхт цоммуницатионс (ВЛЦ) за wирелесс лоцал ареа нетwоркс (WЛАНс) и комуникација између возила или комуникација између возила и станице.
  4. Лонг ранге ОWЦ,: комуникација између зграда, познатија као Фрее-Спаце Оптицал Цоммуницатионс (ФСО).
  5. Ултра-лонг ранге ОWЦ: веза између сателита.

Скорашњи трендови[уреди | уреди извор]

  • У Јануару 2015, ИЕЕЕ 802.15 формирали су групу са задатком да напису ревизију ИЕЕЕ 802.15.7-2011 који се односи на инфрацрвене и скоро ултраљубичасте таласне дужине, са додатком видљиве светлости, и да додају опције за "Оптицал Цамера Цоммуницатионс анд ЛиФи".[12]
  • За примену лонг ранге ОWЦ са 1 Гбит/с - 60 км домета, мрежа је успостављена између површине и летелице која лети брзинама око 800 км/х, "Еxтреме Тест фор тхе ВиаЛигхт Ласер Цоммуницатион Терминал МЛТ-20 – Оптицал Доwнлинк фром а Јет Аирцрафт ат 800 км/х Архивирано на сајту Wayback Machine (3. март 2016)", ДЛР и ЕАДС Децембар 2013.
  • Примена на потрошачевим уређајима и схорт-ранге ОWЦ телефонима; Пуни им се батерија и добијају податке од сунчеве светлости: ТЦЛ Цоммуницатион/АЛЦАТЕЛ ОНЕТОУЦХ и Сунпартнер Тецхнологиес су објавили први потпуно соларни телефон. Март 2014.
  • За примену ултра-лонг ранге ОWЦ, НАСА Лунар Ласер Цоммуницатион Демонстратион (ЛЛЦД) је пренела податке из месечеве орбите на Земљу са протоком од 622 Мегабитс-пер-сецонд (Мбпс), Новембар 2013.
  • Тхе Неxт Генератион оф ОWЦ / ВЛЦ је демонстрирана протоком од 10 Мбит/с преко "Полyмер Лигхт-Емиттинг Диодес" или ОЛЕД.[13]
  • Што се тиче активности истраживања ОWЦ-а постоји европски истраживачки пројекат ИЦ1101 ОПТИЦWИСЕ оф тхе ЦОСТ Программе (Еуропеан Цооператион ин Сциенце анд Тецхнологy) финансиран од стране Европске Научне Фондације, која дозвољава координацију национално финансираних истраживања на Европском нивоу. Циљ акције је да послужи као консолидована Европска научна платформа високог нивоа за интердисциплинарна ОWЦ истраживања. Започела је Новембра 2011 и трајала до Новембра 2015. Више од 20 земаља је учествовало.
  • Потрошачке и индустријске ОWЦ технологије прихваћене су од стране Ли-Фи Цонсортиум, основане 2011. као непрофитна оргаинизација, псовећена увођењу оптичких бежичних технологија. Промовише усвајање Лигхт Фиделитy (Ли-Фи) производа.
  • Као пример азијске свести о ОWЦ-у постоји ВЛЦЦ ВЛЦ конзорцијум у Јапану, основан 2007. године са циљем да остваре безбедан, свеприсутан телекомуникациони систем користећи видљиву светлост. Оствараивање покушавају да спроведу кроз истраживање тржишта, промоцију и стандардизацију.
  • У Сједињеним Америчким Државама постоји неколико ОWЦ иницијатива, укључујући "Смарт Лигхтинг Енгинееринг Ресеарцх Центер", основан 2008. године од стране Натионал Сциенце Фоундатион (НСФ) у партнерству са Ренсселаер Полyтецхниц Институте (водежим институтом), Бостон Университy и тхе Университy оф Неw Меxицо. Још неки од партнера су Хоwард Университy, Морган Стате Университy и Росе-Хулман Институте оф Тецхнологy.[14]

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ M. Уyсал анд Х. Ноури, “Оптицал Wирелесс Цоммуницатионс – Ан Емергинг Тецхнологy”, 16тх Интернатионал Цонференце он Транспарент Оптицал Нетwоркс (ИЦТОН), Граз, Аустриа, Јулy 2014
  2. ^ „А. Кхалигхи анд M. Уyсал, “Сурвеy он Фрее Спаце Оптицал Цоммуницатион: А Цоммуницатион Тхеорy Перспецтиве”, ИЕЕЕ Цоммуницатионс Сурвеyс анд Туториалс.”. дои:10.1109/ЦОМСТ.2014.2329501. 
  3. ^ А. А. Хуурдеман, Тхе Wорлдwиде Хисторy оф Телецоммуницатионс, Wилеy Интерсциенце, 2003.
  4. ^ Г. Ј. Холзманн анд Б. Пехрсон, Тхе Еарлy Хисторy оф Дата Нетwоркс (Перспецтивес), Wилеy, 1994.
  5. ^ M. Гротх, "Пхотопхонес ревиситед".
  6. ^ Е. Гоодwин,. „А ревиеw оф оператионал ласер цоммуницатион сyстемс,”. Процеедингс оф тхе ИЕЕЕ. 58 (10): 1746—1752. , Оцт. 1970.
  7. ^ D. L. Беглеy, "Фрее-спаце ласер цоммуницатионс: а хисторицал перспецтиве," Аннуал Меетинг оф тхе ИЕЕЕ, Ласерс анд Елецтро-Оптицс Социетy (ЛЕОС). 2  391–392, Нов. 2002, Гласгоw, Сцотланд.
  8. ^ Х. Хеммати, Дееп Спаце Оптицал Цоммуницатионс, Wилеy-Интерсциенце, 2006
  9. ^ Инфраред Дата Ассоциатион (ИрДА).
  10. ^ Кацхрис, Цхристофорос; Томкос, Иоаннис (2012). „А Сурвеy он Оптицал Интерцоннецтс фор Дата Центерс”. ИЕЕЕ Цоммуницатионс Сурвеyс & Туториалс. 14 (4): 1021—1036. С2ЦИД 1771021. дои:10.1109/СУРВ.2011.122111.00069. 
  11. ^ Ф. Хансон анд С. Радиц, "Хигх бандwидтх ундерwатер оптицал цоммуницатион", Апплиед Оптицс, ИССН 0003-6935 47  (2):  277–283, Јан. 2008. ОЦЛЦ 263929596
  12. ^ ИЕЕЕ 802.15 WПАН 15.7 Амендмент Студy Гроуп
  13. ^ Хаигх, Паул Антхонy; Бауси, Францесцо; Гхассемлооy, Забих; Папаконстантиноу, Иоаннис; Ле Минх, Хоа; Флéцхон, Цхарлотте; Цациалли, Францо (2014). „Висибле лигхт цоммуницатионс: Реал тиме 10 Мб/С линк wитх а лоw бандwидтх полyмер лигхт-емиттинг диоде”. Оптицс Еxпресс. 22 (3): 2830—2838. Бибцоде:2014ОЕxпр..22.2830Х. ПМИД 24663574. дои:10.1364/ОЕ.22.002830.  Фебруарy 2014.
  14. ^ „Тхе Смарт Лигхтинг Енгинееринг Ресеарцх Центер”. Архивирано из оригинала 20. 01. 2016. г. Приступљено 29. 12. 2017. 

Додатна литература[уреди | уреди извор]

Оптичке бежичне мреже на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Optičke_bežične_mreže&oldid=27861623”