Не так давно, загорелся темой передачи данных оптическим способом, на большие расстояния.. Все это по мотивам предыдущего поста: Рассуждения на тему организации системы передачи данных Интернет трафика на подвижных составах РЖД
Так вот, не сильно много думая по поводу схемных решений, решил организовать все банальным способом, а именно: ретрансляцию оптического сигнала медиа конвертера, только в качестве среды, уже выступает не оптоволокно, а IrDA матрицы на большую мощность..
В общем и целом, на данный момент имеются составленных мной, два схемных решения, - это передатчик и приемник сигнала.. Соответственно таких приемо-передатчиков должно быть два, с одной стороны Rx/Tx и с другой стороны также Rx/Tx..
Мало того, реализованы должны быть не просто Rx и Tx, а подобие оптического дифференциала, когда с одной стороны есть два передатчика на разные длины волн, с другой стороны два приемника на эти же длины волн.. Причем когда Передатчик 1 передает сигнал, в это же время Передатчик 2, сигнал не передает.. и соответственно на оборот..
Делается это для того, чтобы как можно меньше терять данных, или неверно их воспринимать на стороне приемников.. В схемных решениях которые я демонстрирую ниже, это пока не реализовано, но поправлю и выложу позднее..
Ну собственно и сами схемные решения, с Вашего позволения, сильно не пинать.. т.к. набросал все часа за четыре, причем даже номиналы не успел рассчитать.. Но судя по всему, это меньшее из бед, с чем придется столкнуться при реализации такого устройства..
И так:
1) Структурная схема системы..
Что имеем:
A1 – обычный медиаконвертер, Ethernet to Optical..
A2 – наше разрабатываемое устройство: оптический репитер в IR диапазоне..
Б1 – матрица IR диодов на волну 950нм..
Б2 – матрица IR диодов на волну 810нм..
В1 – матрица PIN фотодиодов на волну 950нм..
В2 – матрица PIN фотодиодов на волну 810нм..
А2, должен превращать сигналы с медиаконвертера в сигналы IR диапазона, причем делать это дифференциальным способом, чтобы минимизировать ошибки в приемо-передачи данных.. Причем оптическое соединение в IR диапазоне, должно быть дуплексным..
Соответственно, есть сигнал на Б1, тогда нет сигнала на Б2, и наоборот.. нет сигнала на Б1, есть сигнал на Б2.. С матрицами приемников В1 и В2, ситуация аналогичная, но направленная на регистрацию сигналов..
2) Схема передатчика..
3) Схема приемника..
4) Ну собственно сами подопытные, которые ждут своего часа)
5) Сами приемники и передатчики планирую организовать в виде матрицы
Следующее, что стоит отметить, это замечания одного хорошего специалиста, по поводу схемных решений, возможно кому то будет полезно, да как собственно и мне..
На приемнике сигнал сильно уширится при таком параллельном включении. Для передатчика нужно по диодам пустить ток на постоянное смещение. Через кондюк полевик питать - хорошо для меандра, на малой скважности будет терять импульсы
Так что, как то так.. Прошу прощение за сумбурность статьи, кроме схем ничего особенного в ней нет, но так или иначе очень хочется обсудить данную тему..
Всем спасибо, что читаете, ну или хотя бы интересуетесь данной темой!!!
p.s.. надеюсь, это перерастет в что то большее!!!
Комментарии (23)
Traveller0968
19.12.2023 01:58Еще в 90-х один производитель решил сделать контроллер для светофоров, и что бы по перекрестку не растягивать много сигнальных кабелей он взял концепцию малого контроллера на 1-2 светофора, а они в свою очередь что бы договариваться меж собой должны были иметь лазерно-оптические каналы связи... Не взлетело ибо, туман, дождь, снег, явились не преодолимым фактором для того что бы это работало. Но это было в 90-х, сейчас технологии уже лучше, но все равно как это преодолевать вопрос остается открытым...
zhogar Автор
19.12.2023 01:58Можно подробнее?.. интересно ознакомиться! Спасибо
Traveller0968
19.12.2023 01:58Можно! :) Контроллер дорожный модульный КДМ ЗАО НПЦ "Спектр" Остальное в ЛС
FirstEgo
19.12.2023 01:58В 1977 году вышла книга "РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ ИГРУШКИ" Я. Вишневского. Такая была у меня дома в детстве, а потом, к сожалению, кто-то взял почитать. Лет двадцать уже читает... В частности, эта книга привила мне любовь к электронике и DIY. Я о ней вспомнил потому что там была статья про светотелефон, который позволял на расстоянии общаться при помощи, соответственно, света. Тогда мне такое казалось на грани волшебства, хотя обычный домашний радиотелефон и детские рации у меня были. В силу возраста, у меня не было возможности собрать хотя бы прототип, но читать было очень интересно.
Если желаете, могу приложить сканы по светотелефону из той книги, или дать на неё ссылку.
not-allowed-here
19.12.2023 01:58а почему только 2 длины волны?
на какие скорости вы рассчитываете?
что мешает протсо увеличить мощность готовых схемотехнических решений Типа 100/1000МБит/с лазеров от тех же медиа конвертеров?
zhogar Автор
19.12.2023 01:58а почему только 2 длины волны?
чтобы реализовать принцип дифференциальной (балансной) передачи данных. Суть заключается в передаче одного сигнала в двух оптических диапазонах (состояниях). Один диапазон (например 910нм) оригинальный сигнал, а по другой (например 850нм) – его инверсная копия, т.е. по факту его отсутствие, или присутствие, - в зависимости от первого сигнала. Другими словами, если в одном диапазоне передается условная “1”, то на другом условный “0”, - отсутствие сигнала.. и наоборот.. Таким образом, между двумя диапазонами всегда присутствует разность.. Делается это для того, чтобы.. в отличие от оптоволоконного кабеля, который собственно является средой передачи данных, а его оплетка, защищает канал от внешнего воздействия.. в нашем же случае мы пытаемся передавать сигнал открытым способом, где в качестве среды выступает воздух.. поэтому это минимизирует потерю данных при передаче во внешней среде, где на самом деле будет очень много помех.. внешних факторов.. по идеи это увеличит точность передачи данных..
на какие скорости вы рассчитываете?
Ну для начала, неплохо было бы и 10Мбит добиться.. А в теории, Li-Fi по своим характеристикам, во много раз быстрее, чем тот же Wi-Fi..
что мешает протсо увеличить мощность готовых схемотехнических решений Типа 100/1000МБит/с лазеров от тех же медиа конвертеров?
А представленное выше, что тогда по Вашему мнению?..
Спасибо.
not-allowed-here
19.12.2023 01:58А представленное выше, что тогда по Вашему мнению?..
а протсо взять готовое решение из старых медиа конвертеров, собрать из них матрицу и оптическую систему ?
при дальностях в 3-5 метров я думаю даже особо заморачиваться с оптикой не потребуется, если Использовать комбинированную реализацию на базе тех же MultiMode Медиа конвертеров (850нм до 300метров)
по сути надо найти подходящее сочетание оптической выводной линзы для волоконных лазерных систем способную работать на 850нм - гигабитов не обещаю но 100Мбит скорее всего с гарантией
Wizard_of_light
19.12.2023 01:58Для чего матрицы излучателей и приёмников? Защита от сбоев или попытка снизить требования к точности наведения? Могу сразу сказать, что дублирование на 850 и 910 нм как защита от помех смысла не имеет - слишком близкие длины волн, любая помеха будет действовать на оба канала.
mmMike
А может стоило вначале хоть что то практическое сделать. А не просто напасть статью по поводу "я тут решил сделать"
zhogar Автор
Так считайте это Вторая часть. В начале статьи указана ссылка с чего все началось.. Это можно сказать один из этапов..
Я бы понял Ваш комментарий, если бы я даже схемы не приложил того, что пытаюсь реализовать..
mmMike
Поскольку давно (лет 10) назад я пробовал сделать IR канал для передачи трафика, то прекрасно осознаю, что "нарисовать схему" - это "что нам стоит дом построить - нарисуем будем жить".
Проблемы возникнут на физическом уровне даже на расстоянии 50 метров для IR лазера.
Поэтому мой скептицизм к этой статье.
Нарисовать схему - это ни о чем. Вообще ни о чем.
zhogar Автор
Спасибо. За Ваш скептицизм к этой статье, - это тоже мнение, которое мне Важно знать..
Я лишь отмечу следующие:
Данной темой заинтересовался уже давно, и мне очень хочется реализовать это устройство хотя бы доведя его до опытного образца..
Тут интересен не сам принцип передачи данных оптическим способом, таких систем полно, и существуют они уже достаточно давно.. Интересно насколько (на какое расстояние) я смогу "пнуть" этот Ir сигнал..
Ну схемы по сути это тоже затраченное время.. Да и сами схемы, простите денег стоят..
Со своей стороны, в ближайшее время, конечно немного поправлю схемы, и добавлю описание.. Чтобы статья не выглядела такой "сухой"..
Ну и Вы утверждаете, что уже занимались данным вопросом, могли бы тогда дать дельные замечания..
Спасибо
mmMike
Из проблем, не связанных со схемой:
Даже на 50 метров направить пятно лазера (с учетом, что его не очень видно глазами и оно где то 2-3 см диаметром видно на камеру без IR фильтра) на приемник и обеспечить его неподвижность (дома оказывается на высоких этажах отнюдь не неподвижны) - это проблема. Большая.
фотодиод (нужен IR фильтр и корпус и линза) засвечивается солнцем и переходит в режим насыщения.
Схема ОУ на входе и ключом на полевике с ограничением тока диодов резистором и с обычными светодиодами диодами - несколько "наивная реализация".
такой репитер будет работать на 5 метров в комнате. Максимум.
Такие? :)
В общем зря я в эту полемику влез. Зряшная трата времени.