Kuidas Laseriga Suhtlemine Toimib

{h1}

Laserseade võib olla kosmoselahendus ja siin maal. Lisateavet WordsSideKick.com laserkasutamise kohta.

Kui laserid leiti esmakordselt, nimetati neid lahenduseks probleemi otsima. Igaüks arvas, et nad on nii lahe kui Bose-Einsteini kondensaat, kuid keegi ei teadnud, mida teha nende seadmetega, mis võivad tekitada väga kontsentreeritud valguse kiirguse.

Laserid on tänaseks saanud maailma kõige olulisemateks tehnoloogiateks, mida kasutatakse tööstusharudes, alates infotehnoloogiast kuni telekommunikatsiooni, meditsiini, tarbeelektroonika, õiguskaitse, sõjavarustuse, meelelahutuse ja tootmisega.

Laseri arendamise esimestel päevadel teadsid teadlased, et valguse võimsus võib kiirust ja tihedust paremini edendada. See tuli füüsika juurde. Kerge lainepikkus on pakitud palju tihedamalt kui heli lained, ja nad edastavad rohkem teavet sekundis ja tugevam signaal. Laserikommunikatsioon, kui see saavutati, oleks raadioseadme rongile kuulide rong (allikad: Hadhazy; Thomsen].

Mõnes mõttes on lasereid aastaid kommunikatsioonis kasutatud. Andmeülekanne toimub laseriga iga päev kas CD-de või DVD-de lugemisel, telefoni või internetiteenuste kiudoptiliste selgroogide skaneerimisel vöötkoodidega kassettliinidel. Praeguseks on silmapiiril otsesem lähenemine, mis võimaldab suure jõudlusega punktist-punkti kommunikatsiooni - suurel vahemaal, õhu või ruumi kaudu, vähese andmekadu tõttu.

Siiani on jõudnud. Juba 1964. aastast läksid NASA idee kasutada laseriga sidevahendeid. Idee oli muuta piloodi hääl esiteks elektrilisteks impulssideks, seejärel valguskiireks. Kohapealne vastuvõtja muudaks seejärel protsessi [allikas: Science News Letter]. 2013. aasta oktoobris täheldas NASA selle nägemuse ja ületas seda kaugelt, kui kuue pöörlevad veesõidukid saatsid maajaamale andmed impulsslaserkiirguse teel - 239 000 miili (384 600 kilomeetrit) ülekande kohta 622 megabiti sekundis allalaadimiskiirusega (Mbps) [allikas: NASA]. Võrdluseks mõõdetakse kiirete tarbijaandmete plaane tavaliselt kümneid megateid.

Ja kiire, suur tihedus on mängu nimi. Enamiku selle ajaloo jaoks on NASA tegelema otsekohete uurimisülesannetega, mis takistavad ainult allalaadimiskiiruste sissehelistamist. Laserseadmega jõuab agentuur kiirusajastusse, avab uks muuhulgas ka tulevase roveri kõrgekvaliteedilise video edastamiseks.

NASA ei ole üksi. Krüptograafid ja turvateenistused näevad lasereid lühikeste, peaaegu hetkeliste tarnetehnikatena, samal ajal kui Wall Street'i uus kõrgsagedusettevõtete tõug on valmis maksma suuri tasusid ühegi ühenduvuse eest, mis võib rentida millisekundi oma kaubandustähist. Arvutitootjad, lähtudes vasest ja räni saavutatavatest piiridest, uurivad ka võimalikke laserlahendusi.

Kui kiirus on kõike ja kerge märgib universumi kiirusepiirangut, peavad laserid vastama - kui seda saab teha praktiliseks.

Järgmine parim asi, mis seal viibib

Sidetehnoloogia eesmärk on edastada teavet kiiresti, täielikult ja täpselt. Kui sa oled kunagi õhtusööma hakanud, sa tead, kui vähe teavet võib sisaldada müra sein; kui olete mängukonsooli kunagi mänginud, olete kogenud, kui halvasti edastatavat tähendust saab häkkida.

Ajalooliselt on pikamaa-side suurendanud neid raskusi. Edastamine - trummel, lõkkepliit, suits, lipp või valgus - peab esmalt nõudma tõlkimist tingimata lihtsasse koodi. Telegraafi kaablid ja Morse koodi komplekteeritud edastamine on võimalikud, kuid kallid, jälle lühidalt.

Kaasaegne elektrooniline side nõuab saatmisseadet, mis suudab kodeerida mis tahes andmeid edastatavasse vormi ja vastuvõtjat, mis võib eristada sõnumit (signaali) ja selle ümbritsevat joont staatilist (müra). Teabe teooria, 1948. aastal Ameerika Ühendriikide inseneri Claude Shannoni poolt algatatud matemaatiline mudel, mis võimaldas lahendada probleemi ja muutis selliseid tehnoloogiaid nagu mobiiltelefon, Internet ja modem võimalikuks [Source: National Geographic].

Põhimõtteliselt sarnanevad laserikommunikatsioonisüsteemid modemitega, mida oleme oma kodudes kasutanud alates Interneti tõusust. Modem tähistab MODULATION-DEModulation, protsess, mille käigus digitaalne info teisendatakse analoogiks ja seejärel uuesti. Varasemad akustilised modemid kasutasid helilaineid telefoniliinide edastamiseks. Optilised modemid liiguvad helitugevusest kõrgema sagedusega spektriosa, valguse juurde.

See pole täiesti uus mõiste. Optilise heli audiovisuaalsed seadmed, näiteks paljud DVD-mängijad, kasutavad modemi tüüpi seadet edastusmoodul digitaalsete signaalide teisendamiseks LED-i või laserkiirguseks, mis seejärel liigub fiiberoptilise kaabli abil sihtkoha komponenti, näiteks televisiooni- või heli vastuvõtja. Seal on a valgusrežiimi moodul teisendab valguse kõlarite või kõrvaklappide jaoks sobiva digitaalse elektrilise signaali.

NASA kontseptsioon Lunar Laser kommunikatsiooni näidis (LLCD), mille on välja töötanud MIT Lincoln Laboratory, kasutab sarnast süsteemi, kuid vabaneb kiududest, mis soodustavad laseriülekannet õhu ja kosmose kaudu (mõnikord nimetatakse seda vaba ruumi optiline side, või FSO) LLCD kasutab kolme komponenti:

  1. Modemi moodul (MM)
  2. Optiline moodul (OM), mis saadab ja võtab vastu moduleeritud laserkiire 4-tollise (10-sentimeetrilise) teleskoobi abil
  3. Kontrolleri elektroonika (CE) moodul, mis ühendab esimesed kaks koos. CE seob ka LLCD orbiidi, NASA Looni atmosfääri ja tolmu keskkonnamõõdikuga (LADEE) ning täidab olulisi ülesandeid, nagu järjestamine, stabiliseerimine ja releeerimine ning telemeetria (allikad: Britannica; NASA; NASA].

Eksperimendi edukuse tagajärjel sai lasertehnoloogia tulevik just natuke heledamaks, kuid kas sellise tehnoloogia olemasolu väljaspool kosmoseagentuuri on olemas? Sa panustad seal.

Fiber Optics Still King

Kiudoptika, mille tegi 1952. aastal Briti füüsik Harold Hopkins, praktikas kasutas elektroonilist kaablit järk-järgult, kuna tehnoloogiat täiustasid täpsemalt häälestatavad laserid ja kõrgema kvaliteediga kiud. Täna on kommunikatsioonistrateegia - vähemalt seni, kuni FSO kommunikatsioon muutub tõhusamaks ja tõhusamaks. Tehnoloogia, mis edastab andmeid, kasutades valgusimpulsse, mis on põrkunud piki sisemist peegeldavat klaasist või plastikust kaablit, võivad vedada rohkem teavet sekundi pikkuste vahemaade ja ilma lagunemiseta kui vase juhtmetega elektrilised impulsid [allikas: National Geographic; Thomsen].

Laseri kommunikatsioonirakendused: kosmosest kuni Wall Streeti

Lasersehendus võib olla kosmoseuuringute õnnistuseks, kuid palju rohkem mainekaid teadmisi määrab oma saatuse kui kommertstehnoloogia.

Võtame näiteks Wall Street'i väljakujunenud kiirete ettevõtjate tõu, kes mõjutavad kvantitatiivse analüüsi võimsust, lisatasu lairibaühenduse kiirust ja mitut mikrotasandit, et koguda kasumit ühe murdarviku kohta korraga. "Robot-ettevõtjate" jaoks ehitatud ettevõttel on arvutusalgoritmid, mis teevad millisekundilise kauplemise vastavalt reeglitele, edastusaeg on raha, ja laserid on kiireim mäng linnas [allikad: Adler; CBS News; Strasburg].

Selleks, et iga kaubanduse jaoks kõige paremini ära kasutada, said firmad nagu Spread Networks investeerima parima saadaoleva kiududesse ja lõigasid iga kinki ja kõvera, mida nad võiksid kasutada kaubanduskapitalidega ühendatud andmevoolikutest nagu Chicago, New York, London ja Tokyo (iga täiendav miil lisab kaheksa mikrosekundid edasi-tagasi reisideks). Kui see ei olnud piisavalt kiire, võtsid teised rühmitused, nagu McKay Brothers ja Tradeworx, kõrvale õhku läbinud mikrolainete poolt kiudoptilisi asju. Kuigi ainult raadiosaatja võimsus ja kiirus ületab mikrolaineid kiiremini läbi õhu kiiremini, kui valgus läbib kiudoptilisi komponente [allikas: Adler; Strasburg].

Laserid annaksid potentsiaalselt kõige kiirema kiiruse; valguse kiirus läbi õhu on peaaegu sama kiire kui vaakumis ja võib läbida New Yorgi ja Chicago vahelisi 720 miili (1160 kilomeetrit) ligikaudu 3,9 millisekundit - läbisõidul (ka latentsus) 7,8 millisekundit, võrreldes 13,0-14,5 millisekundit uute kiudoptiliste süsteemide jaoks ja 8,5-9,0 millisekundit mikrolaine saatjate jaoks [allikas: Adler].

Turvalisuse valdkonnas pakuvad laserid ja muud optilised kommunikatsioonisüsteemid turvalisemat sidet - ja vahendeid nende pealtkuulamiseks. Quantum-krüptograafia kasutab ära kvantfüüsika omadusi - nimelt see, et kolmas isik ei suuda fotonikausta krüpteerimisvõtme kvant seisundit ilma selle muutmata tuvastada, et luua kõrge turvalisusega side, mille abil luuakse fotoneid nõrgestatud laserid [allikad: toetus; Waks et al.]. 2008. aasta sügisel hakkasid teadlased Viinis eksperimenteerima selle põhimõtte osaliselt kvanteeritud internetiga [allikas: Castelvecchi]. Kahjuks on selliseid signaale mittekvantuaalselt ka selliseid signaale peegeldanud ja lüüesid kasutades lasereid, mistõttu nad avastavad. Quantum krüpteerimisfirmad töötavad probleemi lahendamiseks [allikad: Dillow; Lydersen jt.].

Tegelikult on atmosfääris lasersidetööstuse peamised puudused seotud vihma-, udu- ja saasteainete sekkumisega, kuid tehnoloogiliste eeliste tõttu ei pruugi need probleemid takistada tehnoloogia edasist arengut. Seega, sõna otseses mõttes või piltlikult, on taevas lasertehnoloogiate piirang.

1, 000 kasutab laseriga suhtlemiseks

Võimalik võrkude vaheline kiire andmeside on jäämägi, mis on võimalik laseriga sidepidamiseks, millest paljud on vajalikud füüsilise ühenduse puudumisest. Beams võib ühendada arvuteid arvutis, maastikul ja teedel, ilma et oleks vaja õigusi või omandiõigust, ning ehitada lahingute ajal või katastroofi tingimustes ajutiseks võrgustikuks. Nad võivad pakkuda võrgu koondamist, ühendada olemasolevaid optilisi võrke või lähendada meid lähenenud hääl andmeside infrastruktuuri - kõik on kiire, madal veamäära ja elektromagnetiliste häirete eest (allikad: Carter ja Muccio; Markoff].

Autori märkus: kuidas laserkiirte töötab

Laser-kommunikatsioon on veel üks suurepärane näide sellest, kuidas me tulevikus elame, kuid ma seostan selle kontseptsiooniga alati episoodiga minevikust. Külma sõja ajal tegi Léon Theremin - video-põimimise leiutaja ja ka paljudes uurimuslikes filmides kuulsate nimekautiga elektrilised vahendid - välja töötanud valgussõbraliku kuulamisseadme, mis suudab bürood kaugjuhitavalt häkkida (see oli tegelikult väikese võimsusega infrapunakiirgus, mitte laser). See töötas, tuvastades klaaspinnale esinevaid vibratsioone, mis on tingitud hääletundlikust helirõhust sihtruumis. Nõukogude Liit kasutas seda seadet, kaasaegsete lasermikrofonide esivanemat, varjamaks Moskvas erinevatel saatkondadel.


Video Täiendada: SCP 713 Click Anywhere Computer | Object Class Safe | Computer scp.




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com