Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Поток Железо и гаджеты доступен 24/7 благодаря поддержке друзей Хабра
Комментарии 48
только это не радио у вас, а передача данных. Радио это когда передается/принимается аналоговый сигнал узкого (относительно несущей частоты) спектра и восстанавливается в приемнике на исходной низкой частоте.
Принципиальное отличие при приеме аналогового сигнала и данных (значений битов) в том что при приеме битов нужен четко определенный этап (фаза) синхронизации или, как меня когда-то учили, обнаружения сигнала. Аналоговый сигнал просто воспроизводится приемником, если он есть, если его нет воспроизводится шум как принятый аналоговый сигнал. Для аналогового сигнала приемнику не нужно различать есть сигнал или его нет.
Использование гетеродина - это признак организации аналогового тракта преобразования сигнала, это НЕ цифровая обработка. Цифровая обработка - это как раз когда гетеродин убрали, заменили его прямой оцифровкой. По сути генератор аналоговой частоты заменяется генератором импульсов оцифровки, но при этом требуется большая надстройка, которая конечно делает систему сложнее, но при этом добавляет кучу новых возможностей по управлению-настройке-адаптации этой системы.
В общем вы собрали очень много заблуждений по радиотехнике, но это очень интересно прочитать в законченных формулировках! Чтобы победить заблуждения нужно их сначала осознать.
Использование гетеродина - это признак организации аналогового тракта преобразования сигнала, это НЕ цифровая обработка. Цифровая обработка - это как раз когда гетеродин убрали, заменили его прямой оцифровкой. По сути генератор аналоговой частоты заменяется генератором импульсов оцифровки, но при этом требуется большая надстройка, которая конечно делает систему сложнее, но при этом добавляет кучу новых возможностей по управлению-настройке-адаптации этой системы.
Но есть же направление SDR обработки.
В пределе антенна подключается к АЦП, а далее все обрабатывается в софте.
Объем работы большой, просто супер. А для чего все это?
Лет 20 назад уже были коммерческие оптические системы(производитель MRV Израиль) 10/100мбит/с. На ебэе продовались бу достаточно дёшево после 2008г.
Т.е. брать готовую систему и смотреть как она построена и как работает.
Одномодовые модули 100мбит на 10км(фактически некоторые до 30км) оптики "пробивают" +-2см воздушного зазора.
Поискать старые коммутаторы, у которых есть сменные модули с оптическими портами. Где можно перепаивать трансиверы и играться с этим. (Трансиверы перепаивал наш, перепаивал многомод на одномод).
Поискать фото сотрудников mrv, у них было подписано кто чем занимается, и списаться с челом, кто этим занимался.
Общаться с теми кто dsp занимался/занимается.
---
Возможная коммерческая ниша у этого решения достаточно узкая. Например Нью-Йорк - дорогая земля, дорогие коммуникации, дорогие работяги. Два здания связать на пол км вполне себе решение.
Как кейс/направление для будущей релаксации в загнивающие страны - может быть. Только ещё нужны навыки с готовыми отладочными платами - как вы их получите в РФ?
Эта тема как автомобиль, его уже придумали, сделали и продавали.
А для чего все это?
Это иллюстрация для обучению практике цифровой обработки сигналов.
Своеобразная лабораторная работа.
Эта тема как автомобиль, его уже придумали, сделали и продавали.
Да. Вот хотя бы ЛАНтастИКа-TZR - БОКС-1000М-АСx-TZR
https://www.unisi.ru/catalog/free_space_optics/boks_1000m_asx_tzr/?ysclid=mp12e8bpt5388158085
Валяется 50mВт (по описанию) IR лазер (латунный цилиндрик). Поэкспериментировал и бросил Красный лазер - слишком чувствителен к засветкам и помехам.
Баловался когда то. Основная проблема таких модулей - фокусировка. Без доп. оптики - 120…150 метров предел (приблизительно).
Оказывается жилые здания (многоэтажка) шатаются :) и их колебаний достаточно что бы сфокусированное пятно уходило/плавало. Ну или не здание… пробовал “окно дома - приемник на крыше машины во дворе”.
Штатная фокусировка дешевых модулей - так себе. 150м пятно где то (в видеокамеру без IR фильтра) 10см с не четкими краями.
И это проблема, а не способ модуляции и пр. тонкости. Да просто меандром RS232 TTL на управляющий вход лазера и на 19200 вполне надежно работало.
В общем… баловство без практического применения.
только что вчитался в цифры…
несущая частота Hz 250
Какая несущая частота? У всех этик модулей ключ на входе. И лазер в них в принципе не может работать в аналоговом режиме выдавая 30% 50% и т.д. процентов мощности.
Подайте просто на вход лазерного модуля обычный TTL с выхода UART, а приемник - обычный компаратор и цифровой сигнал на другой UART вход STM32. Удивитесь скорости. Какие 25 бод… о чем Вы. Что за мазохизм.
вот как бы мы узнали (совершенно серьезно) что:
Оказывается жилые здания (многоэтажка) шатаются
Интересно же! Все таки полезный мазохизм, мне кажется, те кто вводят себя в заблуждения не проверяя прочитанное на собственном опыте, все равно найдут способ ввести себя в заблуждение, мне кажется.
Я не занимался попытками сделать какие то особые схемы модуляции. Лень было. Зачем извращаться. Убедился что обычный фотодиод (не IR) вообще для улицы не подходит. Даже рассеянный солнечный свет загоняет в насыщение.
И взял IR лазер с 3-м проводом с e-bay (тогда еще просто было) и обычный IR приемник (те что в телевизорах и пр. с пультиками инфракрасного управления) и все заработало сразу с минимум обвязки. Или не обычный… не помню. Тот что не занимается кодированием сам, а просто предусиливает и цифровой сигнал вадает. не помню подробностей. Давно было. Заработало сразу и заработало без особых сложностей
Зачем изобретать велосипед. Да еще велосипед на 25(!!!) бод.
Так что все эксперименты были на дальность.
Потом еще этим лазером пытался послесвечения люминофора получить на купюрах. И даже статью на тему в Хабре сделал про защиту купюр.
А передача данных лучом лазера - не зашла. Мизерные расстояния на штатной оптики дешевого лазера.
А кто будет решать какой порог назначать компаратору?
Подайте просто на вход лазерного модуля обычный TTL с выхода UART, а приемник - обычный компаратор и цифровой сигнал на другой UART вход STM32.
Ведь на принимающей стороне может быть абсолютно любое смещение нуля в зависимости от окружающего освещения.
я не помню подробностей. https://habr.com/ru/articles/401483/ я занимался уже после того как наигрался с IR лазером для передачи. т.е. это был как минимум 2017 (а скорее всего раньше)
Что на коленке собрал и заработало - точно могу сказать. Подробности схемы (ее не был… навесным монтажом) 10 лет назад… Вы много от меня хотите :) так эпизод…
так написано же:
обычный IR приемник (те что в телевизорах и пр. с пультиками инфракрасного управления)
он не восприимчив к окружающему освещению (насколько понимаю) он же инфракрасный, а не видимого диапазона, смещение нуля освещение не дает. И на засвеченном датчике синус будет хуже видно чем меандр.
Ок, а какую модуляцию распознает этот IR приемник?
амплитудную манипуляцию
Да. Несущая 36kHz, а биты кодируются амплитудой. Получается ASK
у меня же неcущая 250 Hz, а биты кодируются фазой PSK.
Лет 20 назад пробегала информация, что народ просто к сетевой карте цеплял лазерную указку и фотодиод с операциоником и работало в пределах сотни метров (с дома на дом передавали)
Какой тогда выл стандарт физики Ethernet? 10-BASE2 (thin Ethernet)?
10BASE-T уже существовал. Физически там это как раз проще реализовать - на одну пару приемник, на вторую передатчик. На 1Мбит вроде работало.
Ronja (Reasonable Optical Near Joint Access)
Если включить лазерный луч между домами ,то на него наверное будут пытаться сесть голуби, чтобы отдохнуть.
В тексте по ссылке Ronja (Reasonable Optical Near Joint Access) https://ronja.twibright.com/about.php
Отсутствуют какие-либо конкретные технические подробности реализации лазерного модема.
Файл ronja_wsfii.pdf https://ronja.twibright.com/slides/ronja_wsfii.pdf не содержит информации про BOM, электрическую цепь и алгоритмы прошивки.
Из слайда Simple encoding видно, что они тоже используют фазовую модуляцию, только чип длится у них один период несущей.
Частота несущей 10 MHz.
нет там никакой дополнительной модуляции кроме манчестера от непосредственно 10Base-T, который просто подаётся как есть на драйвер светодиода (из кучи запараллеленых 74HC04 :)).
Отсутствуют какие-либо конкретные технические подробности реализации лазерного модема.
https://ronja.twibright.com/transmitter/building.php
https://ronja.twibright.com/receiver/building.php
немного цифровой некромантии и вот что ещё нашлось
https://web.archive.org/web/20071012141322/http://ussr.to/Russia/svyaz/laser.html
https://web.archive.org/web/20180518003859/http://www.lazerlink.ru/1/sergey/shem_s.html
нет там никакой дополнительной модуляции кроме манчестера от непосредственно 10Base-T, который просто подаётся как есть на драйвер светодиода
К слову, манчестерский код можно тоже рассматривать как BPSK модуляцию в её самом предельном случае, когда длительность чипа равна самому минимальному значению - одному периоду несущей частоты.
модуляция нужна чтобы сигнал как радио-сигнал передавать. Только радио сигналы распространяются в радио эфире. Это точно НЕ радио сигнал, а значит он тем более не может быть модулированным радио-сигналом.
Определение: радиосигналом является сигнал ширина спектра которого во много раз (обычно в 10 и более) меньше несущей частоты. Вся математика там строится исходя из этой разницы.
Да, в каком то частном-узком смысле это можно назвать модуляцией, но тогда нужно привести веские обоснования за чем вам это надо. А так вы просто вносите вклад в большую терминологическую путаницу. И есть только два варианта зачем вы это делаете: либо по незнанию (и по нежеланию знать-разбираться со сложной мат.теорией), либо просто хотите, именно, внести вклад в эту большую путаницу.
модуляция нужна чтобы сигнал как радио-сигнал передавать.
В радиотехнике (как и в гидроакустике) несущая частота необходима, чтобы в принципе стало возможно сигнал передать.
Ибо только на высоких частотах излучения можно конструировать маленькие антенны. Ибо габариты антенны должны быть сопоставимы с длинной радио волны .
Удивляюсь, что до сих пор никто не упомянул фундаментальные физические основы необходимости модуляции.
В случае с лазером можно попробовать передавать данные без несущей частоты. То есть сырой манчестерский код, как это и делается в чешской установке Ronja (Reasonable Optical Near Joint Access) .
Баловался когда то. Основная проблема таких модулей - фокусировка. Без доп. оптики - 120…150 метров предел (приблизительно).
Всяко лучше, чем ИК передатчики приемники, которые уже после 12 метров перестают работать.
"Штатная фокусировка дешевых модулей - так себе. 150м пятно где то 10см с не четкими краями. "
Светить надо на белый лист A4-A3. напротив листа ставить фотодиод с операционником.
Отражение зарегистрирует фотодиод. Нужно уловить только переменную составляющую сигнала.
а где тут модуляция то ? Прямоугольники идут кажется. Как выглядит модулированный сигнал, вы же там синус рисовали с инверсиями, где этот синус?
150 метров… еще раз… 150 метров. Я из окна светил на крышу машины ночью. и смотрел через камеру с выдранным IR фильтром. подкручивая на лазере резьбу где линза. пара градусов оборота и пятно в метр 10см - это условно приблизительно
какая бумажка. какой белый лист… тут бы пятно хотя бы ближе к центру трубочки в которой фотопремние трубочку же на глаз на окно наводил
для таких экспериментов не набегаешься. даже с лифтом. несущая… да просто подайте на лазер TTL выход Tx uart а на выходе фотоприемника (не помню какой точно использовал) увидите этот же сигнал. ну или просто IR фотодиод (фильтр видимого света) + предусилитель c АРУ и RC цепочкой даже такой примитив будет достаточен (не обязательно даже в цифровой уровнеь превращать), uart вход STM32 воспринял это, зацепившись за стартовый бит Да осцилографом просто посмотрите на выходе фотоприемника банально, подавая 0x55 на Tx лазера
Вы пытаетесь родить лишние сущности гетеродин блин для лазера у которого канал управления в принципе цифровой.
Какие 25 бод… о чем Вы. Что за мазохизм.
А что вы хотите от микроконтроллера, который один семпл обсчитывает 750 us?
Я и так частоту ядра на предел прописал. Перевел всё на целочисленную арифметику. ФНЧ оптимизировал. Собрал прошивку с -Ofast.
Чтобы повысить битовую скорость приёма надо переносить демодулятор BPSK на FPGA, либо искать и покупать редкую микросхему от Analog Devices AD8339, трассировать под нее PCB.
Здесь описан способ передачи информации в том числе и по лазерному лучу, который не использует никаких средств модуляции/демодуляции. Нужно только излучать и принимать два немодулированных коротких импульса и использовать два счетчика времени.
Здесь описан способ передачи информации
Это похоже на стандарт UWB.
У меня про это был текст.
Обзор технологии Ultra-Wideband на основе трансивера DW1000 (переходник с SPI на UWB)
https://habr.com/ru/articles/715936/
Это похоже на стандарт UWB.
Нет, они принципиально различаются:
UWB это радио технология передачи данных со скоростью до ...6 Mbit/s на расстояния до 200м. UWB работает на частотах 3.1Ghz 10.6Ghz. В технологии UWB очень широкая ширина канала 500MHz...1,3GHz.
UWB использует так называемое pulse radio. Трансивер посылаются пульсы (вейвлеты) порядка 1 миллиарда раз в секунду.
Одноимпульсная модуляция занимает канал на 1% времени, 99% времени в эфир ничего не передается, канал не используется, спектр не занимается. В течение 1% времени излучается один период немодулированной несущей, т.е. в спектре используется одна частота. Это позволяет обеспечить мультиплексирование 20-30 каналов. При этом скорость передачи данных до 10 Гбит/с.
Одноимпульсная модуляция может быть использована в любом радиоканале на любой частоте, в том числе в сетях 5G и 6G, для дальней космической связи и т.д. Кроме того, она позволит увеличить дальность оптической связи во волокну за счет уменьшения межсимвольной интерференции и повысить пропускную способность локальных компьютерных сетей за счет одновременной работы 20-30 узлов.
Для ее реализации передатчик должен излучить короткий старт-импульс (один период несущей) и включить счетчик на вычитание, по достижении нуля - передать стоп-импульс. Приемник по получении старт-импульса включает счетчик на сложение, по получении стоп-импульса останавливает счет. Значение счетчика - переданная информация.
О, я тут вот что вдруг вспомнил: ht12e и tsop1738!
я тут вот что вдруг вспомнил: ht12e и tsop1738!
Я это пробовал.
Декодирование IR сигнала с TV (или исследование пультовых лучей) https://habr.com/ru/articles/950764/
Основная проблема в том что, одновременно работающие два пульта перебивают команды друг друга. На одной микросхеме ht12e можно сделать глушилку всех пультов в комнате, просто посылая во все стороны 0x555.
Плюс низкая дальнобойность.
Уличные эксперименты показали, что IR сигнал от пульта проходит на расстоянии до двадцати трех - двадцати пяти шагов (около 12 метров).
Как именно вы сделали вращение фазы лазера?
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Передача и прием данных по лазерному лучу (SDR декодирование BPSK в реальном времени)