prenos podataka Archives - Automatika.rs

Fiber optički kabl i optičko vlakno – Osnove i istorijat

Marko Nikolić — Sun, 22 Mar 2020 22:27:35 +0000

Fiber optički kablovi ili kraće optički kablovi uglavnom se koriste u telekomunikaciji i ali kao ukrsni detalji npr. zvezdano nebo u sobi. Ali mi ćemo se ipak držati ove prve primene jer svakako je telekomunikaciju kao granu industrije podiglo na jedan viši nivo i još uvek ima mesta za napredak.

Optički kabl se koristi u telekomunikacijama za prenos signala. Prenosni medijum je optičko vlakno, a informacija se prenosi putem svetlosti. U Srbiji se najviše koriste optički kablovi kapaciteta od 6 do 240 optičkih vlakana, strane i domaće proizvodnje. Na ulasku u optičko vlakno električni signal se konvertuje u svetlost pomoću svetleće ili laserske diode, a na prijemu se pretvara ponovo u električni signal pomoću fotodiode.

Razvoj fiber optičkih kablova

Široka oblast savremenih telekomunikacija veoma intenzivno razvija se posle 1980. godine. Postoje i brojni primeri iz ranije prošlosti koji ne mogu da se svrstaju u optičke komunikacije u današnjem smislu. Koristili su postupke za prenos poruka koje su bile vidljive korisnicima. (signalizacija, zastavice, semafori, svetionici, razni optički sistemi kao francuski telegrafski sistem koji je za 15 min prenosio poruku na udaljenost od 200 km, itd.). Prvi naučni pokušaj je bio kroz mlaz vode.

Kao rezultat, možemo da zaključimo sledeće: svetlost može da se kreće prateći zakrivljenost svetlovoda. Primenu optike u današnjem smislu pokrenuo je izum lasera 1958.godine, poluprovodničkog lasera 1963.godine i nakon nekoliko godina, prvih optičkih vlakana.

Optičko vlakno je tanka staklena nit sačinjena od silicijuma. Staklo koje se koristi ima izuzetnu čistoću. Ne može se ni uporediti sa staklom na koje smo navikli. Staklo debljine nekoliko kilometara ima providnost običnog prozorskog stakla debljine 3-4 mm. Svetlost putuje kroz staklena vlakna zahvaljujući pojavi koja se naziva totalna unutrašnja refleksija.

Relacije kojima je opisano zarobljavanje svetlosti unutar ravne staklene ploče izveo je Fresnel još 1820.godine, 1962.god. optičko vlakno imalo je slabljenje 1000dB/km, 1966. godine Čarles Kao i Georges Hockham utvrdili su da veliki gubici u optičkom vlaknu teoretski nastaju zbog malih nečistoća unutar stakla, a ne zbog unutrašnjih ograničenja samoga stakla. Procenili su da se gubici svetlosti koja putuje vlaknom mogu drastično smanjiti, sa 1000 db/km na manje od 20 db/km.

Zahvaljujući otkriću Čarlsa Kaoa i Georgea Hockmana 1970.godine počeo je vrlo intenzivan razvoj optičkih komunikacija kada je tim stručnjaka iz kompanije “Corning Glass” proizveo optičko vlakno dužine stotinu metara. 1976.godine započela je eksperimentalna primena optičkih vlakana u telefonskim sistemima Atlante i Čikaga, a 1984.godine pušteno je u rad optičko vlakno kompanije AT&T povezujući Boston i Wašington. 1988. godine postavljen je prvi transatlantski optički kabel, sa regeneratorima na udaljenostima od 64 km.

Tokom osamdesetih godina uloženi su ogromni napori da se otklone problemi vezani za popravku prekinutih optičkih kablova i da se poboljša tehnika njihovog postavljanja. 1991. godine prikazani su optički pojačavači koji su ugrađeni u same optičke kablove i koji su u stanju da obezbede 100 puta veći kapacitet od sistema sa elektronskim pojačavačima. 1996. godine postavljeni su kablovi sastavljeni isključivo od optičkih vlakana i preko Tihog okeana.

U Srbiji, postavljanje optičkih sistema je počelo 1984 u Beogradu, a pre skoro 30 godina, 1991.godine, postavljena je optička veza Novi Sad – Sremski Karlovci. Uprkos ratu, inflaciji i svemu što se dešavalo, optički sistemi i kod nas preovlađuju u novoizgrađenim komunikacionim sistemima. Primena optičkog vlakna kao provodnika svetlosnog signala značajno je zavisila od tehnologije izrade vlakna, prvenstveno eliminacije nečistoća koje utiču na slabljenje, mehaničke izdržljivosti i zaštite vlakna od lomljenja.

Optičko vlakno

Optičko vlakno je vrsta optičkog talasovoda radijalne simetrije, koja „vođenje“ elektromagnetskog talasa zasniva na efektu totalne unutrašnje refleksije. Vlakno mikrometarskih dimenzija, izrađeno od stakla ili plastike, služi kao medijum u optičkom kablu za prenos informacija pomoću svetlosti. Vlakna imaju koncentričnu slojevitu strukturu. U sredini se nalazi jezgro, koje vodi svetlost, okruženo sa omotačem sa nešto nižim indeksom prelamanja i zaštitnim slojem plastike.

U zavisnosti od primene, prečnik jezgra je u rasponu od nekoliko do više stotina mikrona. A od dijametra i profila indeksa prelamanja između jezgra i omotača, zavisi broj režima (modova) sposobnih da propagiraju kroz vlakno. Optička vlakana mogu biti jednorežimska i višerežimska. Kroz jednorežimska se prostire samo jedan mod laserske svetlosti i ovakva vlakna se koriste za prenos informacija na veće udaljenosti, dok se kroz višerežimska vlakna prostire više modova i ova vlakna se koriste za pristupne mreže. Ovakav prenos informacija je brži, pouzdaniji i sigurniji od prenosa bakarnim kablovima.

Prednosti i mane

Prednosti optičkih kablova su sledeće:

njihove daleko manje dimenzije u odnosu na bakarne kablove,
mogućnost prenosa velike količine informacija,
malo slabljenje signala što dozvoljava domete i do 200 km bez pojačanja signala
manja težina po dužnom metru
lakše polaganje kako u zemlju, tako pod vodu, na stubove ili dalekovode
sve niža cena
neosetljivost na električne smetnje, vodu, niske i visoke temperature.

Najveća i jedina mana je to što su optički kablovi jedino osetljivi na radioaktivno zračenje.

The post Fiber optički kabl i optičko vlakno – Osnove i istorijat appeared first on Automatika.rs.

Bluetooth 5.1 – Šta je novo i šta sve trebamo znati

Marko Nikolić — Wed, 27 Mar 2019 10:00:43 +0000

Bluetooth 5.1 donosi novu funckiju ”pronalaženja pravca”, koja će omogućiti Bluetooth uređajima da odrede fizičku lokaciju u centimetar, poboljšavajući pozicioniranje u zatvorenom prostoru. Najnovija verzija sadrži funkcije koje će omogućiti i pouzdanije Bluetooth veze.

Bluetooth uređaji sada mogu odrediti vašu lokaciju

Sadašnji Bluetooth uređaji mogu da odrede na koliko se metara udaljenosti nalazi određeni uređaj poput pametnog telefona ili sata – direktnom upotrebom signala. Moguće je utvrditi da je uređaj udaljen nekoliko metara, ali ne i tačan pravac. Upravo ovo je vrednost i poboljšanje koje pruža nova 5.1 verzija, koja je nedavno predstavljena od strane Bluetooth Special Interest grupe (SIG). Sistem pozicioniranja sada može odrediti odakle dolazi Bluetooth signal. Kombinujući udaljenost i pravac, Bluetooth uređaji od sada mogu da definišu tačnu lokaciju uređaja sa kojima se povezuju.

Postoji dve metode koje se koriste pri određivanju tačne lokacije, a to su ”Angle of Arrival” (AoA) i ”Angle of Departure” (AoD). Jedan od povezanih uređaja mora imati niz višestrukih antena, a podaci primljeni sa tih antena mogu se koristiti za identifikaciju smera iz kog dolazi Bluetooth signal. Ukoliko ste vlasnik nekog od pametnih telefona, a telefon ima ugrađenu 5.1 Bluetooth funkciju, sistem pozicioniranja može odrediti vašu tačnu lokaciju. Ova prednost se može iskoristiti i za poboljšanje navigacije u zatvorenom prostoru, pronalaženje izgubljenih ključeva, novčanika i drugih stvari.

Brže uspostavljanje konekcije uz manje potrošene snage

U ovoj Bluetooth verziji 5.1, nije napravljen veliki broj promena, ali su ipak veoma značajne. Bluetooth uređaji sa niskom potrošnjom energije koriste nešto što se naziva ”Generic Attribute Profile” ili GATT. Svaki put kada se klijentski uređaj poveže, izvršava se ”otkrivanje servisa” kako bi se utvrdilo šta sve serverski uređaj podržava. Konekcija se ostvaruje brže, uz manje potrošene energije.

Unapređenja oglašavanja konekcije

Bluetooth 5.1 uključuje nekoliko unapređenja oglašavanja(vidljivost). Reč ”oglašavanje” ovde se odnosi na to kako Bluetooth uređaj emituje da je dostupan za povezivanje, oglašavajući drugim obližnjim uređajima svoju dostupnost. Ovo treba da omogući samoj konekciji da bude jača i pouzdanija. Jedna od novih karakteristika je i nasumično indeksiranje prenosnih kanala. Bluetooth 5.0 verzija je zahtevala od uređaja da kruže kroz kanale 37, 38 i 39, u strogom redosledu. Sada, uređaji mogu nasumično birati kanale. Ova mogućnost umanjuje verovatnoću da će jedna konekcija ometati drugu kada na istim kanalima oglašavaju svoju spremnost za povezivanje.

Bluetooth 5.0 omogućio je uređajima da sinhronizuju svoje skeniranje radi povezivanja sa oglasnim rasporedom drugog uređaja. Na primer, ako povezujete telefon sa televizorom preko Bluetooth veze, televizor može da kaže vašem telefonu tačno kada će se oglasiti sa podacima u delu SincInfo. Telefon ne mora stalno da skenira televizor, ali tačno zna kada će se oglašavati. Ovaj pristup štedi energiju i potencijalno može pomoći ukoliko uređaji treba da razmene podatke u tačno određeno vreme.

Međutim, ova periodična sinhronizacija oglašavanja koristi određenu energiju, a uređaji male snage možda neće moći da je podrže. Pomoću periodičnog prenosa sinhornizacije oglašavanja, povezani uređaji mogu da prenesu te podatke jedni drugima – na primer, vaš telefon može preneti informacije o rasporedu oglašavanja televizije direknto na pametni sat, umesto da je neophodno da ovu informaciju pametni sat iskomunicira sa televizorom. To može znatno uštedeti energiju kod uređaja manje snage, čineći njihove baterije dugotrajnijim.

The post Bluetooth 5.1 – Šta je novo i šta sve trebamo znati appeared first on Automatika.rs.

Li-Fi svaki izvor svetlosti pretvara u ultra brzu bezžičnu mrežu

Aleksandar Arsić — Mon, 21 Oct 2013 20:58:42 +0000

Bezžične mreže koje se danas koriste postaju sve popularnije ali i sporije tako da ne mogu da odgovore zahtevima korisnika. Istraživači sa Univerziteta Fudan u Šangaju razvili su prototip nove tehnologije Li-Fi, koja koristi izvor svetlosti kao predajnik bezžičnog signala i do 10 puta brže od bezžičnih mreža koje se danas koriste.

Frekvencija prenosa signala preko svetlosnog izvora može biti mnogo veća od postojeće Wi-Fi tehnologije, u nivou slobodnih opsega za prenos signala svake zemlje. Svetlost kao i radio talas jeste elektromagnetni talas koji može da ima 100000 puta veću frekvenciju emitovanja od Wi-Fi signala, a dozvola za pravljenje sijalica nije potrebna.

Za ovu tehnologiju koriste se Led sijalice, koje mogu osvetljavati sobu ili radnu površinu, paralelno emitujući ljudskom oku neprimetan signal koji prijemnik nekog uređaja može da registruje. To praktično znači da je svakom izvoru svetlosti koji će se u ove svrhe koristiti potreban mikro čip za generisanje signala za slanje, a uređajima (računar, mobilni telefon, tablet, …) biće potreban prijemnik tog signala. Iz ovoga se može zaključiti da izvor svetlosti (sijalica) mora stalno biti uključen, međutim intezitet svetla može takođe biti sveden na minimum, tako da ljudsko oko ne može da ga registruje.

Jasno je da ova tehnologija, bar za sada, neće u potpunosti zameniti Wi-Fi, zbog ograničenja koje ima u pogledu potrebe za optičkom vidljivošću između predajnika i prijemnika. Međutim postoji bezbroj slučajeva u kojima se može koristiti, ne ograničavajući se na prenos samo određene vrste podataka. To mogu biti javne ustanove, saobraćaj, industrija i sl.

The post Li-Fi svaki izvor svetlosti pretvara u ultra brzu bezžičnu mrežu appeared first on Automatika.rs.

Naučnici uspeli da teleportuju 10.000 bita informacija u jednoj sekundi

Marko Nikolić — Sun, 08 Sep 2013 22:00:00 +0000

Po prvi put u istoriji, naučnici sa švajcarskog Federalnog tehnološkog instituta u Cirihu (ETH) su uspeli da teleportuju 10.000 bita informacije u jednoj sekundi, sa određene tačke A do tačke B. Distanca na koju su prenešeni podaci je oko šest milimetara, to je rastojanje od čipa koji je slao podatke do čipa koji je služio kao prijemnik, ova elektronska kola su nalik kompjuterskim čipovima.

Tim naučnika je prvenstveno pripremio dva elektronska kola tako što ih je ohladio do temperature jednake apsolutnoj nuli. Strujni snopovi koji su prikazani na slici uspeli su da pobude kubite u kolu koje služi za slanje i oni su počeli da se ponašaju po zakonima kvantne mehanike. Prvenstveno su kubiti(kvantni bitovi informacije) postali upleteni sve dok se na prijemnom kolu nije pojavila određena količina informacija, što je potvrdilo da su naučnici sa ETH u Cirihu uspeli da teleportuju neku količinu informacija.

Ovo je potpuno drugačiji način od onog na koji računari šalju informacije, preko žice elektroni prenose informacije ili putem radio talasa. Budući da nisu potrebne nikakve žice i da se ne mala količina informacija pojavila na jednom mestu a nestala sa drugog, možemo reći da se otvara novo poglavlje u razvoju novih računara, poručuju naučnici švajcarskog Federalnog tehnološkog instituta.

Bilo je još eksperimenata sa prenosom podataka na ovaj način i svi oni su uspeli da prenesu neku količinu informacije u neko određeno vreme. Ono u čemu se razlikuje ovaj eksperiment i može da se kaže da je uspeo, je u tome što su istraživači uspeli da svake sekunde teleportuju po 10.000 bita informacije. Hrabriji i smeliji naučnici tvrde da daljim proučavanjem teleportacije na nivou atoma mogu da se stvore i teoretske pretpostavke za teleportovanje živih bića, dok konzervativniji istraživači u to sumnjaju.

The post Naučnici uspeli da teleportuju 10.000 bita informacija u jednoj sekundi appeared first on Automatika.rs.

Novi Touchscreen interfejs za prenos podataka između realnog i virtuelnog sveta

Milica Đekić — Mon, 22 Apr 2013 22:00:00 +0000

Fujitsu Laboratorija je razvila novu generaciju koriničkog interfejsa koji je u stanju tačno da detektuje korisnikov prst i to što korisnik dodiruje, kreirajući interaktivni touchscreen sistem i koristeći objekte u realnom svetu. Koristeći ovu tehnologiju, informacije mogu da se uvezu iz dokumenata kao što su podaci, selektujući neophodne delove pomoću prsta.

“Mi smatramo da papirom i mnogim drugim objektima može da se manipuliše jednostavim dodirom po njima, baš kao što se to radi sa touchscreen-om. Ovaj sistem ne koristi nikakav specijalni hardver; on se sastoji od običnih uređaja kao što je web-kamera i komercijalni projektor. Njegove sposobnosti su postignute pomoću tehnologije za obradu slike.”

Ova tehnologija meri oblik objekta u realnom svetu i automatski podešava koordinantni sistem za kameru, projektor i realni svet. Na ovaj način, sistem može da koordiniše displej koristeći dodir i to ne samo za ravne površine kao što su tabele i papiri, već i zakrivljene površine objekata kao što su knjige.

“Do sada, gestikuliranje je bilo korišćeno za rad PC računara i drugih uređaja. Ali, pomoću ovog interfejsa, mi ne radimo sa PC računarom, već dodirujemo stvarni obajekat direktno i sve to kombinujemo sa ICT opremom.”

“Sistem je projektovan da ne reaguje kada se načini uobičajeni pokret na tabeli. On može da radi kada se nešto obeleži samo jednim prstom. To sve znači da sistem služi kao interfejs koji kombinuje analogni rad i digitalne uređaje.”

Da bi se detektovao dodir tačno, sistem treba da detektuje položaj prsta tačno. Zapravo, sa kamerom male rezolucije koja se koristi ovde (320 x 180), položaj prsta se pomera za jedan piksel ako se realni položaj promenio za 1 cm. Drugim rečima, sistem zahteva tehnologiju za prepoznavanje dodira sa velikom preciznošću.

“Korišćenjem web-kamere niske rezolucije dobija se maglovita slika, ali sistem računa 3D poziciju sa velikom preciznošću, koristeći pri tome sistem za obradu slike.”

Ovaj sistem takođe uključuje tehnologiju za upravljanje bojom i osvetljenošću. Na ovaj način, moguće je identifikovati dodir konzistentno, sa malim uticajem okruženja ili individulanih razlika.

“Na primer, mi mislimo da bi ovaj sistem mogao da bude korišćen da prikaže detaljne informacije na brojaču putujućeg trgovca ili kada je potrebno popuniti formulare u opštini.”
“Mi planiramo da razvijemo komercijalnu verziju ovog sistema do 2014. godine. On se još uvek nalazi na nivou demnostriranja i nisu načinjena konačna podešavanja. Dalje, mi bismo voleli da ljudi počnu da ga koriste za realne zadatke, vide kako problemi narastaju i ocene njegovu korisnost.”

The post Novi Touchscreen interfejs za prenos podataka između realnog i virtuelnog sveta appeared first on Automatika.rs.