webdonsk.ruЛазерная связь своими руками
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 05.09.2024
Калифорнийская компания Aoptix тестирует новый гибридный способ связи, сочетающий радиосвязь и лазерную коммуникацию с использованием корректирующего зеркала. В тестировании бывшей военной разработки принимают участие ведущие телекоммуникационные компании, которые надеются внедрить более дешёвую альтернативу наземному оптоволокну.
Разработчики говорят, что новое оборудование можно без проблем интегрировать в существующую инфраструктуру, в том числе установить на мачты сотовой связи. В этом случае оно обеспечит передачу данных со скоростью 2 Гбита/с на расстояние до 10 км. Стоимость при этом на порядок ниже, чем оптоволокно. К примеру, в пригородах Нью-Йорка стоимость прокладки оптоволоконного кабеля может достигать $800 000 за километр, так что десятикилометровый фрагмент обойдётся в $8 млн.
Изначально технологию Aoptix Enhanced Air Ground Lasercom System (EAGLS) разработали для нужд американской армии около 15 лет назад.
Компания Aoptix была основана в 2000 году для изучения возможностей коммерческого применения нового способа коммуникации на лазерах и зеркалах адаптивной формы. Форма зеркала подстраивается под условия окружающей среды. Фокусировка изменяется в реальном времени для коррекции атмосферных искажений лазерного луча.
Сейчас испытания EAGLS проводят три американских телекома, один провайдер в Мексике и один в Нигерии. Последняя страна только недавно подключилась к интернету по нормальному подводному каналу.
Анатолий Ализар
Лазерный луч очень хорошо модулируется звуковыми колебаниями. Достаточно подключить модуль от лазерной указки к выходу низкочастотного усилителя и у вас получится готовый передатчик звукового сигнала по световому диапазону. Принять и преобразовать свет в звук способна любая солнечная батарея. Даже без усилителя достаточно подключить к ее выходу высокоомный наушник и вы услышите переданный звук по свету.
Понадобится
Схема
Представленную схему можно поделить на две части: слева приемник, справа передатчик. Звук от смартфона поступает на усилитель низкой чистоты. Далее поступает на лазерный диод. Колебания модулируют лазерный луч, который направлен на солнечную батарею. С нее сигнал идет на другой усилитель. Усиливается и поступает на динамические головки.
Собираем схему для передачи звука при помощи лазерного луча
Передатчик звука готов. Переходим к изготовлению приемника. Перемычкой соединяем входа каналом и припаяем к ним выход от солнечной батареи.
Испытание в действии
В итоге, в динамических головка слышен чистый отчетливый звук. Наглядно смотрите видео ниже.
В ночное время данной установкой возможно передать звук на расстояние до километра. Естественно все ограничивается мощностью лазерного модуля.
Смотрите видео
В статье описано изготовление мощного лазера (300мВт ~ мощность 500 китайских указок), который может нанести вред вашему здоровью и здоровью окружающих! Будьте предельно осторожны! Используйте специальные защитные очки и не направляйте луч лазера на людей и животных!
На Хабре всего пару раз проскакивали статьи о портативных лазерах Dragon Lasers, таких, как Hulk. В этой статье я расскажу, как можно сделать лазер, не уступающий по мощности продаваемым в этом магазине большинству моделей.
Для начала нужно подготовить все комплектующие:
- — нерабочий (или рабочий) DVD-RW привод со скорость записи 16х или выше;
- — конденсаторы 100 пФ и 100 мФ;
- — резистор 2-5 Ом;
- — три аккумулятора ААА;
- — паяльник и провода;
- — коллиматор (или китайская указка);
- — стальной светодиодный фонарь.
Это необходимый минимум для изготовления простой модели драйвера. Драйвер — это, собственно, плата которая будет выводить наш лазерный диод на нужную мощность.
Подключать напрямую источник питания к лазерному диоду не стоит — выйдет из строя. Лазерный диод нужно питать током, а не напряжением.
Коллиматор — это, собственно, модуль с линзой, которая сводит всё излучение в узкий луч. Готовые коллиматоры можно купить в радиомагазинах. В таких уже сразу имеется удобное место для установки лазерного диода, а стоимость составляет 200-500 рублей.
Можно использовать и коллиматор из китайской указки, однако, лазерный диод будет сложно закрепить, а сам корпус коллиматора, наверняка, будет сделан из металлизированного пластика. А значит наш диод будет плохо охлаждаться. Но и это возможно. Именно такой вариант можно посмотреть в конце статьи.
Сначала необходимо добыть сам лазерный диод. Это очень хрупкая и маленькая деталь нашего DVD-RW привода — будьте аккуратны. Мощный красный лазерный диод находится в каретке нашего привода. Отличить его от слабого можно по радиатору большего размера, нежели у обычного ИК-диода.
Рекомендуется использовать антистатический браслет, так как лазерный диод очень чувствителен к статическому напряжению. Если браслета нет, то можно обмотать выводы диода тонкой проволочкой, пока он будет ждать установки в корпус.
По этой схеме нужно спаять драйвер.
Не перепутайте полярность! Лазерный диод также выйдет из строя мгновенно при неправильной полярности подводимого питания.
На схеме указан конденсатор 200 мФ, однако, для портативности вполне хватит и 50-100 мФ.
Прежде чем устанавливать лазерный диод и собирать всё в корпус, проверьте работоспособность драйвера. Подключите другой лазерный диод (нерабочий или второй, что из привода) и замерьте силу тока мультиметром. В зависимости от скоростных характеристик силу тока нужно выбирать правильно. Для 16х моделей вполне подойдет 300-350мА. Для самых быстрых 22х можно подать даже 500мА, но уже совсем другим драйвером, изготовление которого я планирую описать в другой статье.
Выглядит ужасно, но работает!
Собранным на весу лазером похвастаться можно только перед такими же сумасшедшими техно-маньяками, но для красоты и удобства лучше собрать в удобный корпус. Тут уже лучше выбрать самому, как понравится. Я же смонтировал всю схему в обычный светодиодный фонарь. Его размеры не превышают 10х4см. Однако, не советую носить его с собой: мало ли какие претензии могут предъявить соответствующие органы. А хранить лучше в специальном чехле, дабы не запылилась чувствительная линза.
Это вариант с минимальными затратами — используется коллиматор от китайской указки:
Использование фабрично-изготовленного модуля позволит получить вот такие результаты:
Луч лазера виден вечером:
И, разумеется, в темноте:
Да, я хочу в следующих статьях рассказать и показать, как можно использовать подобные лазеры. Как сделать гораздо более мощные экземпляры, способные резать металл и дерево, а не только поджигать спички и плавить пластик. Как изготавливать голограммы и сканировать предметы для получения моделей 3D Studio Max. Как сделать мощные зеленый или синий лазеры. Сфера применения лазеров довольно широка, и одной статьёй тут не обойтись.
Внимание! На забывайте о технике безопасности! Лазеры — это не игрушка! Берегите глаза!
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Традиционные решения связи: проводные каналы (медный кабель, волоконно-оптические линии связи) и беспроводные радиолинии – еще используются, но уже отживают свой век. Сегодня все чаще используют технологию передачи данных через атмосферу по лазерному лучу. Звучит фантастически, но в свое время и беспроводные радиосоединения казались чем-то нереальным.
История создания
Все началось в 1880 году, основоположник технологии – американский ученый и изобретатель Александр Белл. Именно он первым решил передавать звуки на расстоянии с помощью света. Запатентованный им фотофон модулировал голосом отраженный от зеркала солнечный луч и передавал его на детектор через атмосферное пространство. Так, задолго до изобретения лазера, оптического волокна и даже радио, появился прототип современных атмосферных оптических линий связи.
У нас в стране первую АОЛС создали в Москве в 1965 году. Была пущена телефонная линия между зданием МГУ на Ленинских горах и Зубовской площадью протяженностью около 5 км. После этого в СССР было построено еще несколько АОЛС: в Ереване, Красногорске, Куйбышеве, Клайпеде. После ряда успешных испытаний технологию признали неперспективной. Первые лазерные системы не прижились: малейшие колебания здания от проезжающего мимо самосвала или даже ветра сбивали луч с курса.
Сегодня это одна из новейших технологий в телекоммуникационной отрасли России, и доступна она широкому кругу пользователей. Информационные технологии развиваются стремительно, что увеличивает в разы потребность в лазерной связи: увеличивается число абонентов, развивается Интернет, IP-телефония, кабельное телевидение с большим числом каналов, компьютерные сети и т.д.
Принцип работы
Беспроводные оптические системы используют технологии организации высокоскоростных каналов связи посредством инфракрасного излучения. Это делает возможной передачу любых данных: текстовых, звуковых, графических через атмосферное пространство без использования стекловолокна.
На принимающей стороне оптическая система фокусирует оптический сигнал на высокочувствительный фотодиод, который преобразует оптический пучок в электрический сигнал. Далее сигнал демодулируется и преобразуется в сигналы выходного интерфейса.
Скорость передачи информации, достигаемая в беспроводном оптическом канале, сравнима с оптоволоконным. Некоторые модели позволяют построить соединение пропускной способностью 100/200 Мбит/с. В настоящий момент также есть модель со скоростью 10 Гбит/с в полнодуплексном режиме, это система Artolink, единственная представленная на мировом рынке беспроводная система связи, осуществляющая передачу данных на такой скорости. Производится на предприятии КРЭТ – Государственном Рязанском приборном заводе (ГРПЗ).
Преимущества
Водные и транспортные магистрали не являются помехой для АОЛС, равно как и любые непроходимые местности, где прокладка кабельных соединений невозможна или затруднена. Системы вне конкуренции в случае сжатых сроков, так как запуск канала занимает всего несколько часов.
Вопрос безопасности имеет особое значение в системах беспроводной связи. Однонаправленный луч света атмосферной оптической линии связи перехватить трудно. АОЛС-системы нечувствительны к электромагнитному шуму, не производят его. У них лучшая, чем у радио, защищенность.
Именно поэтому эти системы активно используются в силовых ведомствах для организации временных линий связи, беспроводных высокоскоростных защищенных каналов связи на дистанциях от 50 м до 7 км. При этом АОЛС Artolink производства ГРПЗ – единственное на рынке подобное оборудование, обеспечивающее дальность связи до 7 км.
Атмосферную оптическую линию связи Artolink можно было увидеть на выставке Interpolitex 2014.
Читайте также: