Рубрика: Лазерные технологии

Система Атмосферной Лазерной Связи (АЛС) предназначена для безпроводного соединения компьютерных сетей построенных по технологии Ethernet 10base-t. Соединение осуществляется в режиме точка-точка при наличии прямой видимости на расстоянии до 500 метров во время хороших погодных условий.

Конструкция и устройство данной системы частично позаимствовано и опирается на первоисточник — Чешскую систему RONJA. Разница в том, что данная конструкция больше адаптирована под Российскую элементрую базу. А также другие комплектующие, которые легко достать практически в любом городе.

Система имеет модульную конструкцию и состоит из четырех основных модулей:
— блок питания;
— интерфейсная схема;
— передатчик;
— приемник.

Приведем рисунок, на котором изображена блок схема системы и взаимосвязи между модулями: Читать далее «Система атмосферной лазерной связи»

Интерфейсный модуль служит для преобразования сигналов интерфейса Ethernet 10base-t в коаксиальный интерфейс для передатчика и приемника. Приведем основные характеристики модуля:

скорость передачи информации — 10 Мбит фулл-дуплекс;
разъем подключения к локальной сети — RJ45;
подключение к коммуратору (switch) — прямой патчкордный кабель;
подключение к компьютеру (сетевая карта) — кроссоверный патчкордный кабель;
длина кабеля витой пары (UTP) — 10 метров;
выход на приемник и вход с передатчика — коаксиальный 75 ом, разъем F-Type;
длина коаксиальных приемных и передающих кабелей — 50 метров;
амплитуда сигнала в коаксиальном кабеле — 0,7 — 1 В;
напряжение питания схемы — 12 В;
ток потребления схемы — 150 мА. Читать далее «Интерфейсный модуль UTP»

Приемник предназначен для приема сигнала в оптическом диапазоне частотного спектра. Приведем основные характеристики модуля:

приемный элемент — PIN фотодиод BPW43;
чувствительность в спектре — 400 — 900 nm;
диаметр приемной линзы (лупа) — 100 мм (лучше ставить 130 мм);
фокусное расстояние линзы (100 мм) — 23 см;
фокусное расстояние линзы (130 мм) — 32 см;
напряжение питания схемы — 12 В;
ток потребления схемы — 50 мА.

Конструкция приемника устроена таким образом, что свет от удаленного передатчика фокусируется при помощи линзы на фотодиод. Сигнал с фотодиода предварительно усиливается двухзатворным полевым транзистором, после чего еще раз усиливается микросхемой видео усилителя. У микросхемы видео усилителя есть два выхода. С первого выхода сигнал через ограничительный каскад на 2 транзисторах передается в коаксиальный кабель на интерфейсный модуль. Со второго выхода сигнал выпрямляется при помощи диодов и подается на датчик уровня приемного сигнала. В качестве датчика я применил обычный стрелочный микроамперметр, который установил прям в корпусе приемника. Данный датчик очень полезен для осуществления наведения системы по максимальному приемному уровню. При этом если удалось добиться максимального уровня, то можно перед линзой приемника временно поставить заслонку, чтобы уменьшить сигнал и потом опять настроить максимальный уровень по датчику. Получится что когда уберем заслонку будет еще запас по приему. Максимальный уровень приемного сигнала это 3 вольта постоянного напряжения. При данном максимальном уровне будет 100% работоспособность линка. Если же уровень приемного сигнала будет составлять только половину, то примерно 50% в линке будут сбойные пакеты, а следовательно произойдет снижение скорости в 2 раза. Читать далее «Приёмник оригинальный Ronja»

Передатчик предназначен для передачи информации в оптическом диапазоне частотного спектра. В качестве источника излучения используется светодиод видимого или ИК спектра.

Приведем основные характеристики модуля для видимого диапазона:

тип излучателя — светодиод HPWT-BD00-F4000;
длина волны излучения — 625 nm (красный цвет);
расходимость луча — 4 мрад для 100 мм линзы и 3 мрад для 130 мм линзы;
диаметр выходного луча — 100 или 130 мм;
рабочее расстояние в хорошую погоду — 300 м для 100 мм линзы и 500 м для 130 мм линзы;
напряжение питания схемы — 12 В с коаксиального входа;
ток потребления схемы — 95 мА.
ток поджига светодиода — 140 мА (при 50% модуляции 70 мА).

Приведем основные характеристики модуля для инфракрасного диапазона:

тип излучателя — светодиод TSFF5200;
длина волны излучения — 870 nm (инфракрасный);
расходимость луча — 4 мрад для 100 мм линзы и 3 мрад для 130 мм линзы;
диаметр выходного луча — 100 или 130 мм;
рабочее расстояние в хорошую погоду — 400 м для 100 мм линзы и 600 м для 130 мм линзы;
напряжение питания схемы — 12 В с коаксиального входа;
ток потребления схемы — 150 мА.
ток поджига светодиода — 250 мА (при 50% модуляции 125 мА). Читать далее «Передатчик оригинальный Ronja на светодиоде»

Передатчик предназначен для передачи информации в оптическом диапазоне частотного спектра. В качестве источника излучения используются полупроводниковые лазеры видимого спектра. Приведем основные характеристики модуля:

тип лазеров — лазерные указки 1 мвт;
количество лазеров — 3 шт;
длина волны излучения — 625 nm (красный цвет);
расходимость луча — 2,5 мрад;
диаметр выходного луча — 2 мм;
рабочее расстояние в хорошую погоду — 500 м;
напряжение питания схемы — 12 В с коаксиального входа;
ток потребления схемы — 70 мА.
ток поджига лазеров — 25 мА (при 50% модуляции 12,5 мА).

Конструкция данного передатчика опирается на статью «курс молодого бойца» отечественного промышленного производителя оптических систем связи ООО «Мостком».

Главное преимущество данной конструкции передатчика это дешивизна и доступность излучающих элементов. В статье приводятся графики работоспособности связи на различных дистанциях, разным количеством излучателей для среднегодовых погодных условий. 1 лазер дает предельную дистанцию — 200 м, 3 лазера — 400 м, а 5 лазеров — 500 м. В моей конструкции применяется 3 лазера, что обеспечивает работоспособность в хорошую погоду примерно 500 м, в плохую погоду до 300 м. Если посмотрите на схему то увидите, что количество лазеров можно наращивать. Например 10 шт. лазеров обеспечат связь уже на расстоянии до 1 км при хороших погодных условиях. Читать далее «Передатчик на лазерах»

Блок питания работает от сети переменного напряжения 220 вольт и на выходе выдает стабилизированное напряжение 12 вольт и током нагрузки 1 ампер. Также на выходе блока питания с дополнительной обмотки трансформатора выдается переменное напряжение 24 вольт.
Постоянное напряжение 12 вольт подается и питает интерфейсный модуль и далее через коаксиальные кабели питает передатчик с приемником. Переменное напряжение 24 вольт подается через отдельный кабель на передатчик и приемник для обогрева линз. Обогрев необходим для предотвращения запотевания и намораживания инея на линзах. Для обогрева одной линзы применяется 4 последовательно включенных резистора по 24 ом мощностью 0,5 Вт. Читать далее «Блок питания и подогрев»