Читаем Компьютерные сети. 5-е издание полностью

С другой стороны, тот факт, что инфракрасные волны не проходят сквозь стены, является также и положительным. Ведь это означает, что инфракрасная система в одной части здания не будет интерферировать с подобной системой в соседней комнате, — вы, к счастью, не сможете управлять со своего пульта телевизором соседа. Кроме того, это повышает защищенность инфракрасной системы от прослушивания, по сравнению с радиосистемой. По этой причине для использования инфракрасной системы связи не требуется государственная лицензия, в отличие от радиосвязи (кроме диапазонов ISM). Связь в инфракрасном диапазоне применяется в настольных вычислительных системах (например, для связи ноутбуков с принтерами, поддерживающими стандарт IrDA (Infrared Data Association, ассоциация инфракрасной передачи данных)), но все же не играет значимой роли в телекоммуникации.

2.3.5. Связь в видимом диапазоне

Беспроводниковые оптические сигналы или оптические системы в свободном пространстве использовались в течение нескольких веков. Герой американской войны за независимость Пол Ревер (Paul Revere) в 1775 году в Бостоне использовал двоичные оптические сигналы, информируя с колокольни Старой Северной церкви (Old North Church) население о наступлении англичан. Более современным приложением является соединение локальных сетей в двух зданиях при помощи лазеров, установленных на крышах. Оптическая связь с помощью лазера является сугубо однонаправленной, поэтому для двусторонней связи необходимо на каждой стороне установить по лазеру и по фотодетектору. Такая технология позволяет организовать при очень низкой цене связь с очень хорошей пропускной способностью и относительно высокой безопасностью, так как перехватить узкий лазерный луч очень сложно. Кроме того, такая система довольно просто монтируется и, в отличие от микроволновой связи, не требует лицензии FCC (Федеральной комиссии связи США).

Сила и узкий луч являются сильными сторонами лазера, однако они создают и некоторые проблемы. Чтобы попасть миллиметровым лучом в мишень диаметром 1 мм на расстоянии 500 м, требуется снайперское искусство высочайшей пробы. Обычно на лазеры устанавливаются линзы для небольшой расфокусировки луча. Чтобы еще усложнить задачу, ветер и температурные изменения способны искажать луч. Кроме того, лазерные лучи не способны проходить сквозь дождь или густой туман, хотя в солнечные ясные дни они работают прекрасно. Однако многие из этих факторов теряют всякую значимость, когда речь заходит о передаче данных между двумя космическими станциями.

Один из авторов однажды присутствовал на конференции в современной европейской гостинице, где организаторы заботливо предоставили комнату, полную терминалов, чтобы участники конференции могли читать свою электронную почту во время скучных презентаций. Поскольку местная телефонная станция не желала устанавливать большое количество телефонных линий всего на три дня, организаторы установили лазер на крыше и нацелили его на здание университетского компьютерного центра, который находился на расстоянии нескольких километров. В ночь перед конференцией они проверили связь — она работала прекрасно. В 9 часов следующего утра, в ясный солнечный день связь была полностью потеряна и отсутствовала весь

день. Это повторилось и в последующие два дня. Когда конференция закончилась, организаторы обсудили эту проблему. Как выяснилось, в дневное время солнце нагревало крышу, горячий воздух от нее поднимался и отклонял лазерный луч, начинавший танцевать вокруг детектора (рис. 2.12). Этот эффект можно наблюдать невооруженным глазом в жаркий день на шоссе или над горячим радиатором автомобиля. Какой из этого можно извлечь урок? Прилагать усилия нужно не только для решения задачи в сложных условиях. Даже в хороших условиях беспроводниковые оптические системы связи необходимо проектировать с учетом возможных погрешностей.

Рис. 2.12. Конвекционные потоки мешают работать лазерной системе связи. На рисунке изображена двунаправленная система с двумя лазерами

Беспроводниковая оптическая связь в современных условиях может казаться некой экзотической технологией, но у нее большой потенциал. Мы окружены камерами (распознающими свет) и дисплеями (излучающими свет с помощью светодиодов и других устройств). Обмен данными можно организовать на основе таких дисплеев. Светодиоды будут включаться и отключаться по определенному шаблону, излучая свет, который человеческий глаз увидеть не в состоянии. Коммуникация при помощи видимого света по своей природе безопасна; в непосредственной близости от дисплея создается удобная низкоскоростная сеть. Можно придумать множество причудливых сценариев с этой технологией в главной роли. Мигающие огни автомобилей экстренных служб могут передавать сигналы на ближайшие светофоры, помогая освобождать дорогу. На информационных табло можно выводить карты с данными в реальном времени. Даже праздничные гирлянды можно будет применить для воспроизведения музыки синхронно с миганием огоньков.