Optolinie - ciekawostka czy rewolucyjna technologia?

Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na pasmo, operatorzy coraz częściej stają przed potrzebą budowy stabilnych łączy punkt-punkt o przepustowościach 100Mbit/s czy nawet 1Gbit/s. Pierwsze rozwiązanie nasuwa się samo: światłowód. Jednakże w wielu przypadkach budowa łącza światłowodowego jest niemożliwa, pozostaje więc łącze bezprzewodowe. Problem w tym, iż budowa radiolinii 100Mbit/s pociąga za sobą duże koszty, a łącza 1Gbps leżą poza zasięgiem systemów radiowych.
W wielu wypadkach idealnym rozwiązaniem jest więc zastosowanie bezprzewodowego łącza optycznego –technologii, która obecnie zyskuje coraz liczniejszcze grono zwolenników.
Celem tego artykułu jest przybliżenie czytelnikom sposobu działania optolinii, szczegółów na które warto zwrócić uwagę podczas instalacji, oraz określenie przypadków, w których stosowanie optolinii jest szczególnie korzystne.

Technologia bezprzewodowej łączności optycznej (ang. Free Space Optics) rozwijana jest już od ponad 10 lat. Obecnie jest to dojrzała i sprawdzona technologia, pozwalająca na tworzenie zarówno połączeń szkieletowych, jak i typowych połączeń "ostatniej mili". Tysiące działających na całym świecie łącz laserowych jest najlepszym tego dowodem.

Oto jakie zalety mają bezprzewodowe łącza optyczne:

• Duże przepustowości - od 100Mbit/s do nawet 2.5Gbit/s.
• Żadnych zezwoleń –łącza optyczne nie wymagają żadnych licencji i zezwoleń, przez co montaż urządzenia można rozpocząć praktycznie natychmiast.
• Szybkość i łatwość instalacji –instalacja łącza trwa kilka godzin, jest to więc idealne rozwiązanie na wypadek uszkodzenia światłowodu.
• Ogromne bezpieczeństwo transmisji –w praktyce niemożliwe jest podsłuchanie transmisji bez jej przerwania.
• Niska cena –optolinie zapewniają najlepszy stosunek ceny do przepustowości.
  

Jak każde rozwiązanie, optolinie mają również wady:

• Ograniczony zasięg działania –w praktyce do 1000m.
• Wymagają stabilnego miejsca instalacji - nie mogą być instalowane na masztach i wieżach telekomunikacyjnych.

Optolinia działa na zasadzie przesyłania wiązki światła laserowego w przestrzeni. W uproszczeniu można powiedzieć, iż bezprzewodowe łącze optyczne to w zasadzie światłowód, tyle że bez włókna. Ponieważ stosowane jest tutaj światło podczerwone, wiązka laserowa jest zupełnie niewidoczna i bardzo trudna do wykrycia, co pozwala na zachowanie dużej dyskrecji transmisji. Jeżeli chodzi o sposób działania to możemy tutaj użyć bardzo trywialnego porównania do łącza IrDA. I w jednym i w drugim przypadku mamy do czynienia z podczerwienią, która jest nośnikiem informacji. W obydwu przypadkach do zestawienia połączenia wymagana jest wzajemna widoczność dwóch urządzeń. Różnica polega na tym, że optolinia pracuje w trybie pełnego dupleksu i ma dużo większą przepustowość oraz zasięg.

Głowica nadawczo-odbiorcza

Łącze laserowe składa się z pary głowic nadawczo-odbiorczych. Każda głowica nadawczo-odbiorcza posiada jeden lub kilka modułów nadawczych (transmiterów) oraz jeden lub kilka modułów odbiorczych. Taka konstrukcja umożliwia jednoczesną transmisję w obydwu kierunkach a więc pozwala na pracę w trybie pełnego dupleksu, podobnie jak radiolinie na pasma licencjonowane. W zaawansowanych urządzeniach stosuje się systemy automatycznego śledzenia i optymalnego pozycjonowania wiązek transmisyjnych, które kompensują ruchy budynku.
Łącza laserowe pracują wyłącznie w technologii punkt-punkt i do poprawnego działania wymagają niezakłóconej linii widoczności (line of sight). W porównaniu z systemami radiowymi, które wymagają widoczności w pierwszej strefie Fresnela, optolinie zadowalają się stosunkowo niewielkim prześwitem pomiędzy przeszkodami, gdyż wiązka laserowa jest spójna. Cechą charakterystyczną wiązki światła laserowego jest to, że daje się modulować bardzo wysokimi częstotliwościami. W rezultacie optolinie oferują wyjątkowo duże przepustowości - nawet 2,5 Gbit/s.
Ze względu na bardzo korzystny stosunek ceny do przepływności w zasadzie podstawowym interfejsem jest Fast Ethernet 100 Mbit/s, a coraz popularniejszy staje się Gigabit Ethernet 1,25 Gbit/s. Oprócz interfejsów Ethernet, dostępne są oczywiście interfejsy PDH (np. n*E1) oraz SDH (np. STM-1, STM-4). Możliwe jest również stosowanie multiplekserów, co pozwala na równoczesną i niezależną transmisję różnych sygnałów np. Fast Ethernetu i kanału E1. Wyjątkową cechą optolinii wyróżniającą je na tle innych urządzeń bezprzewodowych jest bardzo małe opóźnienie w transmisji pakietów, zazwyczaj 1 ms oraz zdolność do transmitowania dużych ilości małych pakietów w sieciach IP. Ponieważ łącza laserowe działają podobnie jak światłowody, z tą tylko różnicą, że wiązka przesyłana jest w atmosferze a nie w rdzeniu, to osiągane parametry transmisyjne są zbliżone.