Сетевой журнал: галерея ИТ-проектов

"Катарсис": широкополосная связь без проводов и радиочастот

Говоря о беспроводной связи, мы обычно подразумеваем соединение по радио, хотя промышленная аппаратура, обеспечивающая беспроводную связь в оптическом инфракрасном диапазоне, выпускается и используется все более активно. Научно-производственная компания "Катарсис" начала разработку устройств БОКС (беспроводных оптических каналов связи) десять лет назад. К настоящему времени установлено около 1200 систем. Оборудование с успехом применяется для передачи данных, голоса и видео как по внутрикорпоративным сетям самых разных предприятий и организаций, так и по сетям телекоммуникационных операторов, предоставляющих коммерческие услуги связи.

Своими корнями технология беспроводной оптики (Wireless Optics – WO, или Free Space Optics – FSO) уходит в 60-е годы, а первыми, кто проявил интерес к организации связи по беспроводным оптическим каналам, были оборонные и космические ведомства СССР и США. В 90-е годы, с появлением широкополосной передачи данных, развитие FSO ускорилось, но прогресс сдерживался отсутствием достаточно мощных и надежных источников излучения. Их появление позволило перейти от узкоспециализированных областей применения к более массовым.

До 2004 года НПК "Катарсис" выпускала лишь системы со светодиодными источниками, уделяя максимальное внимание совершенствованию их приемной части. Уже тогда системы БОКС обеспечивали дальность, которую многие производители FSO получали исключительно на лазерах. Так появилась модель с максимальной дальностью только на светодиодном источнике 30 км при угловой расходимости 8 мрад. Именно в ней НПК "Катарсис" реализовала свою первую запатентованную технологию Super Avalanche (суперлавина) для лавинных фотодиодов (ЛФД). Поскольку системы могут использоваться в очень широком температурном диапазоне, а зависимость чувствительности от температуры представляет собой сложную функцию, в приемниках была применена специальная компоновка схемы АРУ (автоматической регулировки усиления), позволившая достигать предельных значений чувствительности (долей нановатта) во всем температурном диапазоне.

С 2004 года НПК "Катарсис" начала выпуск моделей, оснащенных одновременно некогерентным светодиодом с широким спектром излучения, большим углом расходимости и равномерным распределением энергии в апертуре и когерентным лазерным диодом с существенно меньшей угловой расходимостью. Соответствующая технология, также запатентованная компанией, получила название Hybrid Emission (гибридное излучение). В результате в системах БОКС достигается соотношение энергий в потоках до 10 000. При этом оба излучателя установлены в одной оптической системе. Это позволило одновременно работать в разных окнах прозрачности, обеспечить устойчивость системы к воздействиям сильного ветра и сезонным подвижкам зданий, а также (благодаря широкой спектральной характеристике светодиодного источника) ее независимость от сцинтилляций в атмосфере. И, самое главное, появилась возможность использовать высокоплотное излучение лазера в сложных погодных условиях, прежде всего в тумане, когда нет ветра, но есть рассеяние атмосферой!

Сегодня дальность систем БОКС в "абсолютно чистой атмосфере" (0 дБ/км) составляет 320 км, что обеспечивает в реальных климатических условиях средней полосы России необходимый уровень доступности. Так, для доступности 0,997 (что соответствует метеорологической дальности видимости от 200 м), вполне достаточной для корпоративных соединений, рекомендованная дистанция установки составляет около 1700 м.

Скорость передачи информации, достигаемая в беспроводном оптическом канале, сравнима с оптоволоконным. Например, модель БОКС-100M позволяет построить соединение с пропускной способностью 100/200 Мбит/с. В настоящий момент НПК готовит модели с интерфейсом Gigabit Ethernet.

Итак, в тех случаях, когда два объекта находятся в прямой видимости и расстояние не превышает 2 км, соединение посредством беспроводной оптики становится не менее эффективным, чем проводное. Безусловно, если оптоволоконное соединение возможно и экономически выгодно, то ничего другого и не надо. Однако, к сожалению, сложности в организации оптоволоконных соединений начинаются почти сразу при выходе за пределы здания. Во-первых, кабельное соединение между объектами обычно вдвое длиннее, а стоимость складывается из затрат не только на кабель, но и на услуги по его прокладке за каждый метр. Во-вторых, работы за пределами здания всегда надо с кем-либо согласовывать и значительное время ожидать результатов согласования. В-третьих, хорошо, когда вы – собственник зданий и территории между ними; если же помещение арендуется, то при прекращении аренды и переезде инвестиции в кабельное соединение будут потеряны.

Беспроводная оптика без труда преодолеет водные и транспортные магистрали, железнодорожные пути и ЛЭП. Она вне конкуренции, если работа должна быть выполнена в сжатые сроки, – запуск канала занимает несколько часов. FSO-системы могут применяться только на соединениях типа "точка – точка" и оперируют очень узкой диаграммой направленности излучения, поэтому можно создать почти неограниченное количество каналов в непосредственной близости друг от друга. Если говорить о радиолиниях, то их пропускная способность зависит не только от электромагнитных помех, но и от близости подобных каналов. FSO-системы нечувствительны к электромагнитному шуму, не производят его сами и соответственно не требуют никаких согласований. У них лучшая, чем у радио, защищенность. Наконец, инфракрасное излучение безвредно для здоровья, а обслуживание этого оборудования сводится к ежегодной профилактике оптики (перед началом осеннего сезона).

Спектр предлагаемых решений БОКС охватывает сети Ethernet, Fast Ethernet и G.703 (один, два или четыре потока Е1). Подобрать конкретную модель можно на базе прилагаемых номограмм, для чего достаточно знать тип интерфейса, реальную дистанцию и требуемый уровень доступности. Особенности технологии определили основные сферы ее применения. В корпоративных сетях это прежде всего организация связи между зданиями в кампусах, в сетях операторов связи – организация "последней мили" для обслуживания абонентов. Под кампусом понимается группа близко расположенных зданий, между которыми осуществляется информационное взаимодействие. Это может быть территория вуза, завода, больницы и т.п. Нередко экономический расчет подсказывает комбинированное решение, когда часть соединений реализуется по проводному или радиоканалу, а часть – по беспроводной оптике. К примеру, системному интегратору "Акрополис" удалось на 20% дешевле объединить локальные сети отдельных корпусов завода, применив беспроводную оптику вместе с оптоволокном (проект для пивоваренной компании "Балтика"). В более раннем проекте того же интегратора, выполненном для "Тульского пива", экономия за счет использования БОКС составила, по его собственной оценке, 60%.

Беспроводная оптика способна с успехом исполнить роль "последней мили" при подключении абонентов к интернету, к корпоративной информационной системе или к телефонной сети. Так, например, "Голден Телеком" предоставил канал Е1 филиалу AVON (Екатеринбург); представительство Siemens (Москва) подключило телефонную станцию в соседнем здании; "Уралэлектротяжмаш" (Екатеринбург) соединил сегменты сетей Fast Ethernet; межрегиональный оператор "Южная телефонная компания" обеспечивает телефонной связью ряд санаториев; в "Мегафоне" (Санкт-Петербург) подключили зону радиодоступа в интернет (Wi-Fi); в "Скай Линк" соединили базовые станции, а в МТС кроме базовых станций подключают также микро- и пикосоты. В декабре контракт с НПК "Катарсис" заключил межрегиональный оператор связи "Северо-Западный Телеком", и тогда же ему были поставлены два первых комплекта беспроводной оптики.

Иногда провайдеры связи используют системы БОКС для оперативного предоставления услуги, пока не проложен кабель, однако решения на основе беспроводной оптики для данной группы задач постепенно приобретают статус типовых. Причем задуманные как временные, они нередко превращаются в постоянные. К примеру, один из сотовых операторов Дальнего Востока подключил базовую станцию на расстоянии 1800 м. Через несколько месяцев был проложен кабель и комплект перенесли на другую трассу (около 1300 м), где он уже почти год работает как основной и, по-видимому, заменяться не будет. Данный эпизод показывает, что заказчики, поначалу, может быть, не очень верившие в возможности FSO-каналов, со временем убеждаются в их надежности и эффективности.

Тем более, если оценки рекомендованных дистанций, выдаваемые производителем, соответствуют заявленной доступности и устраивают клиента.

сетевой форум
поиск
подписка на журнал
о сетевом