18 августа 2019, воскресенье, 04:53
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

10 мая 2012, 09:52

Лазерная альтернатива

Фото из журнала New Scientist
Фото из журнала New Scientist

Прыжок в будущее

Многие, кому доводилось подключать телефоны к компьютеру в начале двухтысячных годов, помнят, как неудобно было инфракрасное IrDA соединение. Телефон нередко приходилось класть на какую-нибудь подставку, чтобы обеспечить прямой контакт с инфракрасным датчиком компьютера, соединение было крайне медленным. Потом, когда в большинстве телефонов и ноутбуков появился Bluetooth и Wi-Fi, все вздохнули с облегчением и обычные пользователи забыли про инфракрасные порты.

Инженеры, однако, про атмосферные оптические технологии не забывали (атмосферными оптические линиями называются, чтобы не путать с оптико-волоконными сетями, в которых информация также передается световым сигналом, но по кабелю). Журнал New Scientist рассказывает о новой разработке сотрудников Национального Тайбэйского технологического института. Ученые во главе с профессором Хай Хань Лу собрали передатчик, использующий красные и зеленые лазеры из обычных «домашних» лазерных указок, работающих на батарейках и продающихся в любом радиотехническом магазине. Они заменили батарейки на специальный источник питания, который включает и выключает лазер 500 миллионов раз в секунду и направили его на сенсор, расположенный в 10 метрах.

Результат получился впечатляющий: объединив два лазера, они получили скорость передачи данных 1 гигабит в секунду, то есть почти в 10 раз быстрее, чем Wi-Fi стандарта 802.11n, при ошибках сигнала 1 бит на миллиард бит переданной информации, по сравнению с 1 бит на 100 тысяч у того же Wi-Fi. И хотя использование лазеров в атмосферных оптических линиях — не новинка, их стоимость измеряется тысячами и десятками тысяч долларов, в то время как, по утверждениям тайваньских инженеров, использование бытовых лазеров из обычных лазерных указок позволило им снизить стоимость прототипа всего до 600 долларов.

Хотя атмосферные оптические технологии в последние годы практически не доходят до массового потребителя, есть сферы, в которых они могли бы оказаться чрезвычайно полезными. Появление дешевых лазерных передатчиков имеет шанс дать серьезный технологический толчок.

Разумеется, у атмосферных оптических линий всё еще есть недостатки, с некоторыми из которых можно в той или иной степени бороться, а некоторые — неустранимы. В первую очередь, разумеется, это необходимость прямой видимости между передатчиками. Если некое препятствие пересекает оптическую линию, сигнал прерывается. Однако, если препятствие временное (например, птица), то использование протокола TCP/IP позволит передать потерянные данные повторно. На эффективность оптических линий влияют и погодные условия, в первую очередь туман. Дальность действия лазерного луча в тумане почти в два раза меньше, чем в ясную погоду. Прочие атмосферные явления, такие как дождь и снег оказывают меньшее воздействие на лазерный луч. В таких случаях скорость передачи данных понижается с целью уменьшить потери сигнала.

Другая проблема — необходимость очень точно нацеливать передатчики, особенно в случае с высоко концентрированным лазерным лучом. Сжатие или расширение металлов под воздействием температуры, ветер, вибрации могут сбивать «прицел» лазера. Современные системы могут предусматривать автоматическую корректировку направления до того как сигнал будет потерян. Более простой способ — использование «батареи» из нескольких лазеров, передающих один сигнал. Оба варианта, впрочем, дорогостоящи.

Нарушить оптическое соединение может и обычный солнечный свет, если солнце будет находиться непосредственно за лазером. Однако современные приемники способны игнорировать «постоянный» свет и регистрировать только мерцающий, который и передаёт сигнал.

Однако эти недостатки уравновешиваются множеством достоинств. Частота передачи данных для оптических линий свободна и не требует лицензирования, поэтому их можно разворачивать в кратчайшие сроки, и даже там, где радиосвязь запрещена. Они энергоэффективны и намного экономичнее радиопередатчиков при одинаковой скорости передачи данных. Оптические линии сложно незаметно перехватить или взломать из-за их узкой направленности на приемник — поэтому они могут использоваться для передачи секретных данных, например, в военных целях. Они не создают радиочастотных помех — с их помощью можно оборудовать беспроводную связь там, где раньше это было недопустимо из-за опасности нарушения работы приборов, например в самолётах или больницах. Передатчики можно устанавливать в непосредственной близости друг от друга. Они предоставляют высокие скорости передачи данных, полнодуплексный режим и низкий коэффициент помех. Иногда атмосферную оптическую линию проще «проложить», чем кабель, например, в горах или на воде. Наконец, они не являются источниками потенциального опасных излучений. Эти качества делают атмосферные оптические линии привлекательными не только для использования в специфических условиях на промышленных, медицинских или военных объектах, но и для обычного «домашнего» использования.

Чешский проект RONJA (Reasonable Optical Near Joint Access — недорогой близкодействующий оптический доступ) предлагает бесплатные инструкции по созданию атмосферных оптических передатчиков из доступных компонентов. RONJA позволяет собрать передатчик, действующий на расстоянии до полутора километров со скоростью передачи данных до 10 мегабит в секунду в дуплексном режиме. Все чертежи и инструкции распространяются свободной лицензии GNU  и поощряют усовершенствование исходников. Так как это некоммерческий проект, всего в мире установлено около 150 любительских передатчиков RONJA, один из них в России — адаптированный под российские комплектующие.

Самое интересное на данный момент применение атмосферных оптических линий было представлено летом 2011 года немецким учёным профессором Харольдом Хаасом. Он предложил использовать для передачи данных лампы освещения. Разумеется, для этого используются не лампы накаливания, а светодиодные лампы. Лампы-передатчики работают по той же технологии, что и обычные оптические линии, то есть передают информацию с помощью высокочастотного мерцания. Революционность идеи заключается в том, что разработанная профессором технология позволяет использовать лампы одновременно для освещения и для передачи данных. Например, встроенный в ноутбук приемник будет «ловить» свет от люстры, которая освещает комнату, или от настольной лампы. Таким образом, практически любой источник света можно будет превратить в передатчик, при этом, без вреда для человека — частота мерцания передающего информацию светодиода настолько велика, что человеческий глаз не способен его заметить. Больше того, яркость источника можно уменьшить до практически невидимого глазу, и он всё равно будет передавать информацию.

Применение такой технологии безгранично. Если встроить передатчики в фары автомобиля — и передние, и задние — то машины смогут обмениваться информацией друг с другом, получать данные о дорожной обстановке от светофоров. Любой фонарь или лампа смогут стать точкой доступа в интернет. Будущее же её сейчас зависит в первую очередь от стоимости оборудования и от того, смогут ли оптические передатчики стать доступными потребителю и побороть конкуренцию со стороны Wi-Fi.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus

Главные новости

17.08 18:50 Глава Еврокомиссии срочно доставлен в больницу
17.08 18:43 Умер режиссер-мультипликатор фильма про кролика Роджерса
17.08 18:30 Власти Перми назвали предварительную причину аварии с одним погибшим
17.08 18:17 Прокуратура проверит законность дела из-за заказанного в сети психотропного препарата
17.08 18:02 Госкомиссия одобрила дату вывоза «Союза МС» на старт
17.08 17:37 В Перми автобус протаранил здание
17.08 16:49 Российские дипломаты ищут похищенных с захваченного судна россиян
17.08 16:00 «Мосгортранс» объяснил иск к организаторам акции 27 июля
17.08 15:39 Граждане вышли в центр Москвы на одиночные пикеты
17.08 15:20 Минздрав не нашел отклонений в радиационном фоне врачей Северодвинска
17.08 15:02 Минздрав рекомендовал убрать чипсы из продажи на предприятиях
17.08 14:30 Врачи не нашли повреждений у якобы избитой кандидатки в депутаты
17.08 14:08 Кадыров поздравил Путина с 20-летием прихода к власти
17.08 13:55 Число пострадавших в ДТП на Урале выросло до девяти
17.08 13:42 Власти Сочи приготовились к эвакуации из-за непогоды
17.08 13:41 Стала известна программа "Киношока"
17.08 13:25 Зеленский взял следствие по пожару в одесской гостинице под личный контроль
17.08 13:07 Зюганов возглавил митинг КПРФ в Москве
17.08 12:52 СКР начал проверку возвращения самолета в Хабаровск
17.08 12:36 СМИ узнали о расшифровке записей черного ящика с Airbus A321
17.08 12:17 СМИ сообщили о продлении США отсрочки для Huawei
17.08 11:50 Движение на проспекте Сахарова перекроют из-за митинга
17.08 11:30 В Москве объявлен «желтый» уровень погодной опасности
17.08 11:09 СПЧ попросил проверить законность дел против участников акции 27 июля
17.08 10:46 Минобороны потребовало через суд 45 млн рублей за случайный пуск ракеты
17.08 10:34 Матери детей-инвалидов попросили Путина отменить запрет на ряд препаратов
17.08 10:04 В КНДР подтвердили испытания нового оружия
17.08 09:53 Умер известный актер Питер Фонда
17.08 09:41 Режим ЧС введен еще в двух районах Приморья из-за паводка
17.08 09:23 Дороги в Москве перекроют из-за фестиваля фейерверков
17.08 09:05 Медиков в Северодвинске не предупредили о заражении радиацией пострадавших от взрыва
16.08 21:01 МРОТ предложено сделать выше 12 тысяч рублей
16.08 20:51 Минтруда ответил на критику Счетной палаты по инвалидам
16.08 20:36 Кинематографисты назвали подвиг экипажа A321 достойным фильма
16.08 20:19 В пятигорском офисе общественной организации прошел обыск в связи с акциями в Москве
16.08 20:05 СМИ узнали о крысином яде в крови отравившихся подсолнечным маслом
16.08 19:31 Устроивший стрельбу в Котельниках мужчина взят под стражу
16.08 19:19 Названы самые непопулярные у работников профессии
16.08 18:59 Дмитрий Гудков обжаловал отказ в регистрации в Мосгорсуд
16.08 18:49 «Уральские авиалинии» отказались от покупки самолета взамен поврежденного
16.08 18:36 Полиция Камеруна не подтвердила захват судна с россиянами
16.08 18:25 К организаторам протестов в Москве поданы иски на 13 млн рублей
16.08 18:03 «Уральские авиалинии» изменят программу подготовки пилотов
16.08 17:55 Власти Гренландии раскритиковали предложение Трампа о покупке территории
16.08 17:33 РФ пригласила Трампа и Ким Чен Ына на День Победы
16.08 17:21 ФСИН подтвердила факты избиений и вымогательств в СИЗО «Кресты-2»
16.08 17:06 Купившая лекарства ребенку москвичка стала свидетелем по делу о контрабанде
16.08 16:38 Путин дал звания Героев России посадившим в поле самолет летчикам
16.08 16:36 Скрывающийся в Лондоне бывший замминистра заявил на генерала ФСБ Воронина
16.08 16:16 Главе Туапсе предъявлены обвинения
«АвтоВАЗ» «ВКонтакте» «Газпром» «Зенит» «Мемориал» «Мистраль» «Оборонсервис» «Роснефть» «Спартак» «Яблоко» Абхазия Австралия Австрия Азербайджан Антимайдан Аргентина Арктика Армения Афганистан Аэрофлот Башкирия Белоруссия Бельгия Бразилия ВВП ВКС ВМФ ВПК ВТБ ВЦИОМ Ватикан Великобритания Венгрия Венесуэла Владивосток Внуково Волгоград ГИБДД ГЛОНАСС Генпрокуратура Германия Голливуд Госдеп Госдума Греция Гринпис Грузия ДТП Дагестан Домодедово Донецк ЕГЭ ЕСПЧ Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет Екатеринбург ЖКХ Израиль Ингушетия Индия Индонезия Интерпол Ирак Иран Испания Италия Йемен КНДР КПРФ Казань Казахстан Калининград Камчатка Канада Каталония Кемерово Киев Киргизия Китай Коми Конституция Кремль Крым Куба Курилы ЛГБТ ЛДПР Латвия Ливия Литва Лондон Луганск МВД МВФ МГУ МКС МОК МЧС Малайзия Мексика Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минпромторг Минсельхоз Минск Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минэнерго Минюст Молдавия Мосгордума Мосгорсуд Москва НАСА Нигерия Нидерланды Новосибирск Норвегия ОБСЕ ООН ОПЕК Одесса ПДД Пакистан Паралимпиада Париж Пентагон Польша Приморье РАН РЖД РПЦ РФС Росавиация Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Россия Росстат СМИ СССР США Сахалин Сбербанк Севастополь Сербия Сирия Сколково Славянск Сочи Таджикистан Таиланд Татарстан Трансаэро Турция УЕФА Узбекистан Украина ФАС ФБР ФИФА ФСБ ФСИН ФСКН Филиппины Финляндия Франция Харьков ЦИК ЦРУ ЦСКА Центробанк Чехия Чечня Швейцария Швеция Шереметьево Эбола Эстония ЮКОС Якутия Яндекс Япония авиакатастрофа автопром алкоголь амнистия армия археология астрономия аукционы банкротство беженцы бензин беспилотник беспорядки биатлон бизнес бокс болельщики вандализм взрыв взятка вирусы вузы выборы гаджеты генетика гомосексуализм госбюджет госзакупки госизмена деньги дети доллар допинг драка евро журналисты законотворчество землетрясение импорт инвестиции инновации интернет инфляция ипотека искусство ислам исследования история казнь кино кораблекрушение коррупция космос кража кредиты культура лингвистика литература медиа медицина метро мигранты монархия мошенничество музыка наводнение налоги нанотехнологии наркотики наука недвижимость некролог нефть образование обрушение общество ограбление оппозиция опросы оружие офшор палеонтология педофилия пенсия пиратство планетология погранвойска пожар полиция похищение правительство право православие преступность продовольствие происшествия ракета рейтинги реклама религия ретейл рубль санкции связь сепаратизм следствие смартфоны социология спецслужбы спутники страхование стрельба строительство суды суицид тарифы театр телевидение теракт терроризм технологии транспорт туризм убийство фармакология физика фоторепортаж футбол хакеры химия хоккей хулиганство цензура школа шпионаж экология экономика экспорт экстремизм этология «Единая Россия» «Исламское государство» «Нафтогаз Украины» «Правый сектор» «Северный поток» «Справедливая Россия» «болотное дело» Александр Лукашенко Александр Новак Александр Турчинов Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев Амурская область Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антон Силуанов Аркадий Дворкович Арсений Яценюк Барак Обама Басманный суд Башар Асад Белый дом Борис Немцов Валентина Матвиенко Верховная Рада Верховный суд Виктор Янукович Виталий Мутко Владимир Жириновский Владимир Зеленский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин Вячеслав Володин Дальний Восток День Победы Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин Дональд Трамп Евгения Васильева Забайкальский край Интервью ученых Ирина Яровая Иркутская область История человечества Кирилл Серебренников Конституционный суд Космодром Байконур Краснодарский край Красноярский край Ксения Собчак Ленинградская область МИД России Мария Захарова Михаил Прохоров Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский Московская область Мурманская область Надежда Савченко Николас Мадуро Нобелевская премия Новосибирская область Новый год Олимпийские игры Ольга Голодец Павел Дуров Палестинская автономия Папа Римский Первый канал Пермский край Петр Порошенко Почта России Приморский край Рамзан Кадыров Реджеп Эрдоган Республика Карелия Ростовская область Саратовская область Саудовская Аравия Свердловская область Сергей Лавров Сергей Нарышкин Сергей Полонский Сергей Собянин Сергей Шойгу Следственный комитет Совбез ООН Совет Федерации Ставропольский край Счетная палата Тереза Мэй Франсуа Олланд Хабаровский край Хиллари Клинтон Человек дня Челябинская область Черное море Эдвард Сноуден Элла Памфилова Эльвира Набиуллина Южная Корея Юлия Тимошенко Юрий Чайка авторское право администрация президента акции протеста атомная энергия баллистические ракеты банковский сектор биология большой теннис визовый режим военная авиация выборы губернаторов газовая промышленность гражданская авиация гуманитарная помощь декларации чиновников дороги России информационные технологии климат Земли компьютерная безопасность космодром Восточный крушение вертолета легкая атлетика лесные пожары междисциплинарные исследования мобильные приложения морской транспорт некоммерческие организации общественный транспорт патриарх Кирилл пенсионная реформа пищевая промышленность права человека правозащитное движение преступления полицейских публичные лекции российское гражданство русские националисты русский язык сельское хозяйство сотовая связь социальные сети стихийные бедствия телефонный терроризм уголовный кодекс фигурное катание финансовый рынок фондовая биржа химическое оружие эволюция экономический кризис ядерное оружие Великая Отечественная война Вторая мировая война Ирак после войны Ким Чен Ын Революция в Киргизии Российская академия наук Стихотворения на случай Федеральная миграционная служба Федеральная таможенная служба борьба с курением выборы мэра Москвы здравоохранение в России связь и телекоммуникации тюрьмы и колонии Совет по правам человека аварии на железной дороге естественные и точные науки закон об «иностранных агентах» компьютеры и программное обеспечение видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» Новые технологии, инновации Сочи 2014 Кабардино-Балкария Левада-Центр Нью-Йорк Санкт-Петербург отставки-назначения шоу-бизнес Ростов-на-Дону ЧМ-2018 Книга. Знание ВИЧ/СПИД Apple Bitcoin Boeing Facebook G20 Google iPhone IT NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Telegram Twitter Wikileaks

Редакция

Электронная почта: [email protected]
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.