RONJA - RONJA
RONJA ( Makul Optik Yakın Ortak Erişim ), Twibright Labs'den Karel Kulhavý tarafından geliştirilen ve 2001 yılında piyasaya sürülen Çek Cumhuriyeti menşeli bir serbest uzay optik iletişim sistemidir . Verileri ışık huzmelerini kullanarak kablosuz olarak iletir . Ronja, 10 Mbit/sn tam çift yönlü Ethernet noktadan noktaya bağlantı oluşturmak için kullanılabilir . Dünya çapında 1000 ila 2000 bağlantının kurulduğu tahmin edilmektedir.
Temel konfigürasyonun menzili 1,4 km'dir (0,87 mil). Cihaz, sağlam bir ayarlanabilir tutucu üzerine monte edilmiş bir alıcı ve verici borusundan (optik başlık) oluşur . Çatıdaki kurulumu, evde bir bilgisayarın veya anahtarın yakınında kurulu bir protokol çeviricisine bağlamak için iki koaksiyel kablo kullanılır . Verici borusu ikiye katlanarak veya üçe katlanarak menzil 1,9 km'ye (1,2 mil) kadar genişletilebilir .
Yapı talimatları, planlar ve şemalar GNU Özgür Belgeleme Lisansı altında yayınlanır . Geliştirmede yalnızca ücretsiz yazılım araçları kullanılır. Yazar bu özgürlük düzeyine "Kullanıcı Kontrollü Teknoloji" adını vermektedir. Ronja, Twibright Labs'ın bir projesidir .
imalat
İnşaat talimatları, deneyimsiz bir inşaatçı düşünülerek yazılmıştır. Delme , lehimleme gibi temel işlemler anlatılır. Kritik yerlerdeki hataları en aza indirmek ve işin hızlandırılmasına yardımcı olmak için delme şablonları, lehimleme sonrası ayrıntılı kontroller, test prosedürleri gibi çeşitli teknikler kullanılır. Baskılı devre kartları , fabrika binası için talimatlarla birlikte üretime hazır olarak indirilebilir. Bina elektroniği konusunda daha önce deneyimi olmayan kişiler, posta listesinde cihazın ilk denemede çalıştığını bildirdi.
Dünya çapında 154 kurulum, teknik veriler ve resimlerle bir galeriye kaydedildi.
Menzil
Lumileds HPWT-BD00-F4000 LED'in en parlak çeşidi ve 130 mm çaplı ucuz büyüteç lensleri ile menzil 1,4 km'dir. HPWT-BD00'ün daha az parlak, ancak satın alınması daha kolay olan E4000 çeşidi 1,3 km verim sağlar. Mesafeden bağımsız olarak hız her zaman 10 Mbit/s tam çift yönlüdür.
Modeller
- Ronja Tetrapolis : 1,4 km (0,87 mil) menzil, kırmızı görünür ışık. İle iletişime 8P8C bir içine konektör ağ kartı veya switch.
- Ronja 10M Metropolis : 1,4 km (0,87 mil) menzil, kırmızı görünür ışık. Eklenti Birimi Arayüzüne bağlanır .
- Ronja Inferno : 1.25 km (0.78 mi) menzili, görünmez kızılötesi ışık.
- Ronja Benchpress : Lens/LED kombinasyon kazancının fiziksel ölçümü ve bundan menzil hesaplaması için geliştiriciler için bir ölçüm cihazı
- Ronja Lopipe : Maksimum 115 kbit/s PPP/SLIP bağlantısı için kırmızı görünür ışık ve bir RS232 arabirimi kullanan orijinal (üretilmiyor) tasarım.
sınırlamalar
Tanım olarak, verici ve alıcı arasındaki net görüş esastır. Işın herhangi bir şekilde gizlenirse, bağlantı çalışmayı durduracaktır. Tipik olarak, kar veya yoğun sis koşullarında sorunlar ortaya çıkabilir . Bir cihaz 15,5 kg ağırlığındadır ve 70 saatlik yapım süresi gerektirir. Otomatik anlaşmayı desteklemediğinden, ağ kartında manuel olarak tam dupleks ayarlama veya tam dupleksten yararlanmak için geçiş yapma yeteneği gerektirir . Doğrudan PC'ye takılmalı veya entegre 1 m Ethernet kablosu kullanılarak değiştirilmelidir.
teknoloji
Eksiksiz bir RONJA sistemi 2 alıcı-vericiden oluşur : 2 optik verici ve 2 optik alıcı . Tek tek veya kombinasyon halinde monte edilirler. Komple sistem düzeni blok diyagramda gösterilmektedir .
Optik alıcı – Preamplifikatör aşaması
FSO (Serbest Alan Optiği) ön yükselticilerindeki genel yaklaşım, bir transpedans yükseltici kullanmaktır . Bir transempedans amplifikatörü, bir geri besleme döngüsüne sahip çok hassas geniş bant yüksek hızlı bir cihazdır . Bu gerçek, düzenin stabilite sorunlarıyla dolu olduğu ve PIN diyot kapasitansının özel telafisinin yapılması gerektiği anlamına gelir, bu nedenle bu, değişen kapasitanslara sahip çok çeşitli ucuz PIN fotodiyotlarının seçilmesine izin vermez.
Ancak Ronja, PIN'in toplam giriş kapasitansı (kabaca 8 pF, 5 pF PIN ve 3 pF giriş MOSFET kaskodu ) ile birlikte cihazın bir geçiş bandı ile çalışmasını sağlayan yüksek bir elektrik direncine (100 kilohms ) sahip olduğu geri beslemesiz bir tasarım kullanır . PIN çalışma direnci ve toplam giriş kapasitansı tarafından oluşturulan düşük geçişin 6 dB/oct eğimi. Ardından sinyal, sinyal gürültüsü ile kirlenme tehlikesini ortadan kaldırmak için hemen yükseltilir ve daha sonra bir NE592 video yükselticisinin programlama pinleri üzerindeki türev elemanı tarafından 6 dB/oct eğiminin bir telafisi yapılır. Şaşırtıcı derecede düz bir özellik elde edilir. PIN diyotu, düz bant modunda çalışmak için 3 kΩ çalışma direnci ile donatılmışsa, 3 kΩ direncinden gelen termal gürültü nedeniyle aralık yaklaşık %30'a düşürülür .
Optik verici – Nebulus kızılötesi LED sürücüsü
HSDL4220 kızılötesi LED , başlangıçta 10 Mbit/s işlem için uygun değildir. 9 MHz bant genişliğine sahiptir ve 10 Mbit/s Manchester modülasyonlu sistemlerin yaklaşık 16 MHz bant genişliğine ihtiyacı vardır. Akım tahrikli olağan bir devrede çalıştırma, önemli sinyal bozulmasına ve menzil azalmasına yol açacaktır. Bu nedenle Twibright Labs, LED'i doğrudan büyük kapasitörler aracılığıyla doğrudan LED'e sınırsız olarak uygulanan RF voltajına paralel olarak 15 kat 74AC04 kapı çıkışı ile doğrudan sürmekten oluşan özel bir sürüş tekniği geliştirdi. Nominal LED ortalama akımını (100mA) tutacak voltaj, sıcaklık ve bileşen toleranslarına göre değiştiğinden, LED ile seri olarak bir AC baypaslı akım algılama direnci konur. Bir geri besleme döngüsü, bu direnç üzerindeki voltajı ölçer ve 74AC04 kapılarının besleme voltajını değiştirerek önceden ayarlanmış bir seviyede tutar. Bu nedenle, nominal olarak dijital 74AC04, tamamen analog modda yapılandırılmış bir güç CMOS anahtarı olarak çalışır.
Bu şekilde LED bağlantısı , temel olarak kısa devre deşarjı ile mümkün olan en kısa sürede taşıyıcılardan arındırılır ve temizlenir . Bu, LED'in hızını maksimuma çıkarır, bu da çıkış optik sinyalini, menzil/güç oranının daha hızlı kırmızı HPWT-BD00-F4000 LED ile aynı olacak şekilde yeterince hızlı hale getirir. Bu acımasız sürüş tekniğinin yan etkileri şunlardır: 1) LED, daha uzun (5 MHz/1 MHz) darbelerin başlangıcında yaklaşık 2 kat parlaklığa ulaşır. Bunun menzil üzerinde olumsuz bir etkisi olmadığı ölçülmüştür. 2) 74AC04 anahtarlama dizisini yedekleyen bloke edici bir seramik kapasitör bankası, doğru çalışma için çok önemlidir, çünkü LED'in şarj edilmesi ve boşaltılması kısa devre ile yapılır. Boyutlandırma altında bu sıra, optik çıktının ön ve arka kenarlarının daha uzun büyümesine neden olur.
Telsiz – Ronja Twister
Ronja Twister, sayaç ve kaydırma yazmaç çiplerine dayalı boş alan optik veri bağlantısı için elektronik bir arayüzdür. Ronja tasarımının bir parçasıdır. Optik sürücü parçası olmayan etkin bir optik Ethernet alıcı-vericisidir.
Orijinal tasarımın yerini Twister2 aldı ancak mantık devresi aynı kaldı.
Açık kaynak donanım yaklaşımı
Ronja'yı sosyolojik olarak inceleyen Soderberg şöyle yazıyor: "Muhtemelen, özgür yazılım geliştirmenin yöntemlerini ve lisanslama planlarını doğrulayan, bu uygulamaları donanım geliştirmeyi açmak için uygulayan ve herhangi bir destek olmaksızın en son teknolojiyi ortaya çıkaran ilk projedir. üniversiteler veya firmalar, Ronja projesiydi."
Tüm araç zinciri kesinlikle ücretsiz araçlar üzerine kuruludur ve kaynak dosyalar GPL altında ücretsiz olarak sağlanır . Bu, herhangi birinin giriş maliyeti olmadan geliştirme sürecine girmesine, üretime başlamasına veya teknolojiye yatırım yapmasına olanak tanır . Bu tür maliyetler normalde yazılım lisansı maliyetlerini, tescilli uygulamalar arasındaki uyumluluk sorunlarının çözümü için harcanan zamanı veya fikri mülkiyet lisansı müzakerelerinin maliyetlerini içerebilir . Projeyi bu şekilde tasarlama kararı, Özgür Yazılım'ın gözlemlenen organizasyonel verimliliğinden ilham aldı .
2001 Noelinde, Ronja, ücretsiz kaynaklara sahip dünyanın ilk 10 Mbit/s Boş Alan Optik cihazı oldu.
Geliştirmede kullanılan araçlara örnekler:
- gEDA gschem ( Şematik yakalama )
- QCAD
- BRL-CAD
- PCB programı
- Vektör grafikleri için Sodipodi
Ayrıca bakınız
Notlar
Referanslar
- Andy Oram (19 Şubat 2007), 10 Mbit/s'de Ronja, kablosuz ağ ağ oluşturmada bir sonraki aşama mı? , O'Reilly Gelişen Telefon
- Jeffrey James (1 Ocak 2003), Küresel Dijital Bölünmeyi Birleştirmek , Edward Elgar Publishing , ISBN 9781843767169 sayfa 56
- Gerilmemiş: Da Doo Ron RONJA
- WSFII Londra 2005'te Ronja konuşması (archive.org)
- Bir Gün Hack: Ronja
- Bir Ronja- lightlink Oluşturma : Bir Kullanıcı Görüşü (web.archive.org)
- İlk olarak 1979'dan beri ABD Ordusu tarafından geliştirilen 3D modelleme yazılımı BRL-CAD, Ronja'yı BRL-CAD kullanan bir proje olarak sergiliyor.
- Phanumas Khumsat, Noppadol Wattanapisit, Karel Kulhavey, "Low-Cost Laser-Based Wireless Optical Transceiver for 10-Mbps Ethernet Link", Proceedings of IEEE Region 10 Conference (TENCON), Hong Kong, Çin (2006), Ronja tasarımını yayınlıyor küçük değişikliklerle, Ronja alıcı ve verici şemalarını neredeyse değişmeden yayınlar ve resmi Ronja PCB üzerine inşa edilmiş bir Ronja Twister'ın bir fotoğrafını içerir.
- Phanumas Khumsat, Noppadol Wattanapisit, Karel Kulhavey, "Düşük Maliyetli Lazer Tabanlı 10-Mbps Serbest Alan Optik Alıcı-Verici için Optik Ön Uçlar" (tam metin), IEEE Asya Pasifik Devreler ve Sistemler Konferansı Tutanakları 2006, 1911–1914 Ronja tasarımını küçük değişikliklerle yayınlayan (2006), Ronja alıcı ve verici şemalarını neredeyse değişmeden yayınlar ve resmi Ronja optik kafalarının ve tutucularının bir fotoğrafını içerir.
- I. Rukovanský, M. Horváth, L. Solárik, P. Cícha: Computer Networks (Çek), bir üniversite ders kitabı, European Polytechnic Institute – a Private University, 2015, sayfa 66-67
- Johan Söderberg: Donanımı açmak için özgür yazılım: Hacking'in sınırlarında kritik teori , Doktora Tezi, Göteborg Üniversitesi, ISBN 9789197544276 , İsveç, 2011.
- David Němec: Kablosuz optik iletim (Çek), Yüksek lisans tezi, Telekomünikasyon Enstitüsü, Elektrik Mühendisliği ve İletişim Fakültesi, Brno, Çek Cumhuriyeti, 2012.
- Santi Phasuk (สันติ ผาสุข): Bir Veri Alıcı-Vericisinin Görünür Işık Işını Yoluyla Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi (Tay dilinde İngilizce özet ile), Yüksek Lisans Tezi, Kasetsart Üniversitesi, Bangkok, Tayland, 2011.
- B. Bakala: Optik Bağlantının Gerçekleştirilmesi, Lisans projesi, Telekomünikasyon Mühendisliği Bölümü, Çek Teknik Üniversitesi, Prag, Çek Cumhuriyeti, 2011.
- Jan Matyáš: FPGA Tabanlı Ronja Twister (tam metin), Lisans Tezi, Bilgisayar Sistemleri Bölümü, Bilgi Teknolojisi Fakültesi, Brno Teknoloji Üniversitesi, Çek Cumhuriyeti, 2011.
- M.Ö. Lukáš Chobot: Optik modüller aracılığıyla kablosuz veri aktarımı (Çek), Diploma Tezi, Uygulamalı Bilgisayar Bilimleri Fakültesi, Tomas Bata Üniversitesi, Zlín, Çek Cumhuriyeti, 2011.
- M.Ö. Filip Němec: Optik Kablosuz İletim (Çek), Yüksek Lisans Tezi, Telekomünikasyon Bölümü, Elektrik Mühendisliği ve İletişim Fakültesi, Brno Teknoloji Üniversitesi, Çek Cumhuriyeti, 2010.
- T. Szabo: Kablosuz optik bağlantı tasarımı ve gerçekleştirilmesi RONJA (yıllık raporda belirtilmiştir), Yüksek Lisans tezi, Telekomünikasyon Bölümü, Elektrik Mühendisliği ve Enformasyon Fakültesi, Slovak Teknoloji Üniversitesi Bratislava, Slovakya, 2007.
- M.Ö. Ľubomír Adámek: Kablosuz Veri İletimi (Çek), Diploma Tezi, Uygulamalı Bilgisayar Bilimleri Fakültesi, Tomas Bata Üniversitesi, Zlín, Çek Cumhuriyeti, 2006.
- Libor Štěpán: LAN Ethernet için Kablosuz Optik Bağlantı (Çek), Lisans Tezi, Uygulamalı Bilgisayar Bilimleri Fakültesi, Tomas Bata Üniversitesi, Zlín, Çek Cumhuriyeti, 2006.
- MA Chancey: Kısa Menzilli Sualtı Optik Haberleşme Linkleri (tam metin), Yüksek Lisans Tezi, North Carolina State University, ABD, 2005.