Die Positionierung:

Bücher über Übertragungs-Technologien

Die Atmosphäre:

Bei der Datenübertragung mit Licht durch den freien Raum gibt es verschiedene Einflüsse in der Atmosphäre, die technologisch zu überwinden sind, wie z.B:

• Luftflimmern
• Umgebungslicht
• Abschattung
• Witterungseinflüsse
• Umweltverschmutzung / Rauch

Diese Einflüsse wirken sich auf Optische Richtfunk-Systeme dahingehend aus, dass das Signal gedämpft wird und/oder die Fehlerrate in der Übertragung steigt. Um diesen Einflüssen aus dem Weg zu gehen, haben gute FSO-Systeme eine "Diversity-Architektur" (mehrere Sender und meherer Empfänger in einem vernünftigen Abstand) und genügend "Fademargin" (Leistungsreserve gegen witterungsbedingte Signaldämpfungen)

Die Wellenlängen

Optische-Richtfunk-Systeme (FSO-Systeme) arbeiten im Infraroten Spektrum zwischen 760nm und 1550nm. Heute erhältlichen Systeme sind für kurze Entfernungen sehr gut geeignet. Fachleute streiten regelmäßig welche der o.a. Wellenlängen sich besonders für die Optische Freiraumübertragung eignen. Da sich aber in der Luft die selben störenden Atome befinden, wie in einer Glasfaser, ist es nahezu unerheblich, mit welcher Wellenlänge des Lichts gearbeitet wird.

Jede Wellenlänge hat da so seine Vor- und aber auch Nachteile:

760..780nm: Diese Wellenlängen werden in der Regel in sehr preiwerten Produkten eingesetzt, da die Laser selbst recht günstig in der Herstellung sind. Hier sollte der Anwender jedoch nach garantierten Laufzeiten fragen, da diese Laser nicht selten aus der Heimelektronik-Industrie kommen und somit sehr limitiert in den Betriebsstunden sind.

850 nm: Diese Wellenlänge ist gut geeignet. Bauteile sind verfübar. Wie auch bei anderen Wellenlängen ist die Sendeleistung solcher Systeme limitiert, um die Augensicherheit (Maximal: Laserklasse 1M ; Die Klasse 3B birgt bereits Gefahrenpotentiale !) ist zu gewährleisten. Trotz der limitierten Leistung können diese Systeme sehr leistungsfähig sein, da hochempfindliche Empfänger zur Verfügung stehen.

1310 nm / 1550nm: Diese Wellenlängen werden in der Regel von Systemen eingesetzt, welche hohe Sendeleistungen freisetzen und nicht selten sehr hohe Bitraten übertragen sollen (>2Gbit/S). Da das Auge diese Wellenlängen nicht ganz so stark auf die Netzhaut fokussiert, gibt es bei etwas görßeren Leistungen das für die Augensicherheit wichtige Limit. Die Empfänger sind in der Regel nicht ganz so empfindlich.

>1550nm: in diesem Bereich wird geforscht. Inwieweit höhere Wellenlängen Vorteile bringen wird sich sicher in den nächsten Jahren herausstellen.

Konstruktive Besonderheiten

Free Space Optics ist einerseits eine sichere Übertragungstechnologie (wegen des schmalen Lichtstrahls) andererseits, macht ein schmaler Strahl die Systeme empfindlich gegenüber Gebäudebewegungen. Daher werden die Strahlen etwas aufgeweitet. Typische Werte liegen zwischen 1mrad und 10mrad Strahlaufweitung. Diese Strahlaufweitung dämpft allerdings die Leistungs des Systems. Daher haben leistungsfähige FSO-Systeme eine Strahlaufweitung (Divergenz) die im unteren Bereich liegt. Diese Systeme müssen dann besonders sorgfältig montiert werden oder/und haben bestenfalls sogar eine automatische Strahlnachführung, die  großen Gebäudebewegungen entgegenwirkt.

Aus diesen Fakten  kann man feststellen:

Preisgünstige Einstrahl-Systeme sind gut geeignet Ethernet und IP über Entfernungen bis zu einigen hundert Metern zu übertragen. Für größere Entfernungen bzw. höhere Anforderungen hinischtlich der Bit-Fehler-Rate empfehlen sich Mehrstrahl-Mehrpfad-Systeme (Diversity).

Literaturempfehlung

www.freespaceoptics.org

Laser+Photonik 09/03, Seite 38   
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Telekom Praxis 08/03, Seite 23
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