Глава 14: Экзотические способы передачи данных
Атмосферные лазеры
Технология, использующая атмосферные лазеры как среду передачи информации, близка к реальному провайдингу.
Наряду с промышленными разработками в этой области, существует и множество любительских решений. Этот факт говорит о том, что не все еще с ней ясно, в плане применения и методов производства. Новейшие модели лазерных установок, выпущенные в промышленных условиях, уже способны решить множество вопросов. Но начнем с начала.
В России в 60-х годах прошлого столетия были проведены первые опыты по использованию лазера в качестве среды передачи данных на расстояние. Но эти попытки не увенчались весомым успехом, про технологию забыли. Спустя многие годы, с изобретением новых технологий, про атмосферные лазеры вспомнили вновь.
Всю аппаратуру, основанную на таком принципе, принято разделять на два вида: с узким лучом (угол излучения 0,5-5 мрад) и с широким (угол излучения 8-12 мрад). Аппаратура с узким лучом стоит дорого - она рассчитана на дальние дистанции и имеет автоподстройку луча. Второй тип имеет дальность меньше одного км., поэтому и стоит она дешевле.
Во многих странах мира были изобретены необычные установки, они имеют узкий луч и, при сохранении приемлемого уровня надежности, "бьют" на расстояния свыше нескольких км. Российским изобретением такого рода стала серия "МОСТ" государственного Рязанского Приборостроительного Завода.
"МОСТ" 100/500.
В этой модели данные передаются на скорости 4хЕ1 G.703, но уже более современные модели сделаны под Fast Ethernet. У этой модели излучателем служит нелазер, а приемником - pin фотодиод. Мощность излучения 500мВт. Кроме того, он содержит многолинейную оптическую систему, которая очень дорогая.
Параллельно, западные производители, выпускали свои продукты, в которых была предусмотрена автонастройку лазера и другие средства. Что дало возможность организовывать линии до пяти километров. Но и стоимость таких систем была очень высокой. При этом надежность такого канала была весьма сомнительной. Ее использование годилось только лишь, как запасное средство связи. Лазеры не применялись для резервирования по принципиально нетрадиционной технологии особо критичных проектов.
Примерно в 2002 году, наступил кризис во внедрении таких мощных систем. На основании подсчетов Lightwave Europe (April 2003) суммы продаж такой аппаратуры в США и Западной Европе к 2005 году должны были составлять 200-400 млн. долларов. Но эти прогнозы не оправдались.
Причиной тому было:
Первый недочет - это технический. Отсутствовала или не работала система автоматической подстройки. Второй носил рекламный характер. Производители пообещали больше, чем смогли воплотить в жизнь. Кроме того, существовала проблема проектирования. Эти системы требовали профессионального подхода к размещению и эксплуатации.
Эти недочеты и откровенные недоделки, привели к падению спроса и полному недоверию такому виду передачи данных. Однако, эти мощные приборы продолжают использоваться, но только в очень маленькой нише рынка. Ethernet-провайдеры, как и прежде, ими не интересуются.
После 2003 года настала эра любительских технологий, использовавших широкий луч. Этот период запомнился нам всем по повсеместному появлению "лазерных" указок (в их основе, естественно, был не совсем лазер). Но отечественные изобретатели смогли воспользоваться этим принципом, и создали несколько конструкций (удлинитель com-порта на лазере).
Были случаи создания сетей, использовавших атмосферные лазеры для связи узлов. Среди них самым известным стал чешский проект, разработанный Karel 'Clock' Kulhavy, под названием Ronja.
Эта технология предусматривала отделение приемника от передатчика и низкую дальность. При этом их стоимость была не высока и технология работала.
Технология, основанная на атмосферных лазерах, применялась и в промышленных конструкциях. Например, продукт "БОКС" от НПК "Катарсис".
"БОКС".
Реальное применения эта технология нашла в тех случаях, когда нельзя проложить провод, а нужен легальный канал. Такие случаи не часты, поэтому и спрос на нее не велик. Сама технология стоит не дорого - около $1 тыс. В Российских условиях, когда радио волну для своих нужд узаконить стоит очень дорого, такие технологии обходятся дешевле.
В тех случаях, когда полная легальность радио канала не принципиальна, radio-ethernet продолжает лидировать, т.к. стоит во много десятков раз дешевле.
2004 год ознаменовался появлением еще одного типа устройств - пассивный приемопередатчик. Принцип его особенности следующие: в головке отсутствует вся электроника, по оптическому кабелю подается моделированный сигнал, который попадает на антенну, представляющею собой систему линз. Электронная составляющая этой системы располагается в помещении. Если сказать упрощенно, то этот прибор является атмосферным преобразователем на обычный оптоволоконный медиаконвертер.
Такой подход сократил стоимость всей конструкции, и повысил защиту от криминальных элементов общества. В целом, это позволило говорить о рентабельности использования атмосферных лазеров для связи на не больших расстояниях. Но скажем сразу - это все теория.
Сейчас рынок предоставляет нам следующий ассортимент оборудования этого класса: MRV, Англия (Terescope 1, или TS1), НПП "Лазерные технологии", Екатеринбург (ОСС-2005). Кроме этого, ГРПЗ (Рязань) подготовил к производству аппаратуру Artolink-1Гб/с с пассивной оптикой и активным наведением.
Модификации Ethernet
Эти модификации направлены на разрешение узких задач, таких, как например, направленных на увеличение дальности передачи данных.
100C5
По сути, для того, чтобы увеличить дальность передачи данных в Fast Ethernet нужно произвести downgrade оборудованию типа 1000base-T.
Это означает снизить скорость. Ее опускают на десятки раз (способ кодировки остается прежний - PAM-5). В результате мы имеем частоту 6,22 МГц. Эта частота соответствует каждой паре и во много раз меньше 10base-T.
Новый кабель CAT-5 используют на отрезках до 1км, а кабель CAT-3 применяют на обычных стандартных расстояниях. Это чем-то схоже с протоколом 100VG, но с точностью до наоборот.
Фирмой Marvel был произведен чип, в основу которого легла описанная технология. Но постепенно от этой идеи отказались и больше к ней не вернулись.
10base-T4
Это так же модификация. Но он был выдвинут на присвоение стандарта ieee 802.3ah. Осуществлено все было на очень высоком технологическом уровне, по сравнению с его основой, давно устаревшим стандартом 100base-T4.
Суть его работы в следующем: во-первых, поток данных течет сразу по всем парам (их 4-ре), на каждую пару приходится по 2,5 МГб. Во-вторых, данные передаются на расстояние до четырех километров. В-третьих, скорость передачи может варьироваться - понижаться или повышаться.
Как мы уже указали, нет особых проблем в том, чтобы передавать данные со скоростью 2,5 мегабита по четырем парам (как это может делать 10base-T4). Стандарт xDSL имеет возможность передавать только по одной паре на такой скорости. Эти два стандарта имеют много общего - это касается и частоты, и кодировки сигнала. Само расстояние составляет 600 кГц, что, так же, является обычным.
Назревает вполне резонный вопрос: каким образом производители HomePNA умудрились получить такие низкие показатели своего изобретения? Самым разумным ответом будет - это было сделано намеренно. Дело в том, что производители специально оставили место для продаж своего же детища - xDSL. Ведь ее так же нужно было реализовывать. Другим ответом может быть - выпустили оборудование, которое стоит не дорого, и простое.
В России дальше кустарных переделок дело не пошло: переделанные сетевые адаптеры имели высокие показатели дальности, достигнутой за счет сокращения скорости передачи.
Downgrade 10base-TX
Делается это просто - умельцы перепаивают кварц на карте, который работает в два раза медленнее. В итоге, мы имеем дальность до трехсот метров при скорости пять мегабит.
Отрицательным моментом служит тот факт, что для этих манипуляций подходят только карты ISA, выпускаемые некоторыми производителями. Кроме того, необходим маршрутизатор с ISA-слотами.
Кустарные изобретатели и крупные производители совершили еще много десятков попыток улучшить Ethernet. Но из-за внедрения HomePNA, VDSL и снижением цены на xDSL, что-либо додумывать пропала необходимость.
Рассмотренные технологии сегодня ни имеют абсолютно никакой коммерческой ценности.
AuDSL
Волна переделок в сторону улучшения/упрощения затронувшая технологию Ethernet, не прошла мимо и xDSL. Это можно проиллюстрировать изобретением технологии AuDSL. Хоть она и не была принята серьезно, она заставила серьезно призадуматься многие умы.
Суть технологии в следующем: изобретатели предложили для получения выделенной линии вместо DSP процессора (который стоит очень дорого), использовать старую звуковую карту. Технология получила название - Audio Digital Subscriber Line (AuDSL). Есть сходства с Win-модемом.
По этой технологии количество вычислительных операций напрямую зависит от скорости, а при двух мегабитах информация должна очень быстро считываться. Как бы нереально это ни звучало, но и винмодемы считались когда-то нереальностью.
Как бы там ни было, но уже сейчас прототипы AuDSL устанавливают соединение на расстояниях в несколько километров. Соединение происходит по витой паре на скорости 96 кбит/с. Для этих нужд используют PC с AMD K6-2-333 со звуковыми картами Ensoniq AudioPCI. Правда, такой программный модем забирает до сорока процентов ресурсов центрального процессора.
Для использования в реальных условиях, такая загрузка чересчур большая. К тому же, xDSL все дешевеет. Но основные идеи этого изобретения в будущем будут использованы для производства новейших технологий Win-DSL.
Однопроводные линии
Что же собой представляют однопроводные линии? Волноводы - это покрытые слоем диэлектрика металлические проводники. Технология проиллюстрирована на рисунке ниже. Сам волновод изготовляют из меди или стали, покрытой медью. Это необходимо для того, чтобы проходящий по проводу сигнал имел как можно меньше потерь. Материал, который служит диэлектрическим слоем, так же обладает низкими показателями потерь.
Однопроводные линии.
Следующая »На всем протяжении электропроводящей линии, которая имеет поверхностную волну, электромагнитная энергия распределяется около волновода по всей его длине. Отрезок венчают два специальных устройства - рупоры. Их предназначение возбуждать волну и согласовывать коаксиальный кабель с однопроводной линией.
Касаться всех технических деталей принципа работы сети - мы не будем. Из всего выше описанного становится понятен общий принцип. На практике этот метод не используется - в городских условиях это просто не возможно.
В итоге, хочется сделать несколько общих выводов. Во-первых, сама рассматриваемая отрасль услуг - провайдинг, является самой быстроразвивающейся. Во-вторых, новые технологии будут появляться всегда и всегда найдутся те, которые будут забыты раз и навсегда. Будут и те, про которые неожиданно вспомнят через много лет. Найдутся и те, появление которых вообще никто не заметит.