RONJA
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Ronja (Reasonable Optical Near Joint Access, littéralement Accès optique raisonnable de proximité) est un appareil Free Space Optics en provenance de la République tchèque. Il transmet des données sans fil en utilisant des faisceaux de lumière. Ronja peut être utilisé pour remplacer un segment de LAN, et on peut profiter de toutes les activités, comme s'ils étaient directement connectés via 10MBit/s en full duplex Ethernet - jouer à des jeux, se connecter à l'Internet, utiliser des flux audio / vidéo ou partager des fichiers.
La portée de la configuration de base est de 1,4 km (0,9 mile). Le dispositif se compose d'un récepteur d'un émetteur dans un tuyau (tête optique) montés sur un pied robuste et réglable. Deux câbles coaxiaux, comme ceux utilisées pour les antennes de télévision, sont utilisés pour connecter l'installation sur le toit avec un module traducteur installé dans la maison près d'un ordinateur ou commutateur. La portée peut être étendue à 1,9 km (1,2 mille) en doublant ou de triplant le diamètre du tuyau (et la lentille) de l'émetteur (à vérifier).
La construction, les plans et schémas sont publiés dans le cadre de la licence de documentation libre GNU. Uniquement des logiciels libres sont utilisés dans le développement. L'auteur appelle ce niveau de liberté « technologie contrôlée par l'utilisateur ». Ronja est un projet de Twibright Labs.
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[modifier] Construction par des inexpérimentés
Les instructions de fabrication sont écrites avec l'idée que le constructeur est inexpérimenté. Les opérations de base comme le forage, la soudure, etc., sont expliqués. Plusieurs techniques – forage des modèles, vérifications détaillées après la soudure, procédures d'essais – sont employés à minimiser les erreurs à des endroits critiques et d'aider à accélérer les travaux. Les circuits imprimés sont téléchargeables prêt pour la fabrication. Des personnes sans expérience préalable à la construction de l'électronique ont signalé sur la liste de diffusion que l'appareil tournait dès la première tentative.
Environ 153 installations dans le monde ont été enregistrées dans la galerie.
[modifier] Modèles
- Ronja Tetrapolis : portée de 1,4 km (0,87 mile), lumière rouge visible. Connecteur RJ45 vers une carte réseau ou un commutateur réseau.
- Ronja 10M Metropolis : portée de 1,4 km (0,87 mile), lumière rouge visible. Connecteur Attachment Unit Interface.
- Ronja Inferno : portée de 1,25 km (0.78 mile), lumière infrarouge invisible.
- Ronja Benchpress : périphérique de mesure pour le développement et la mesure du gain lentille/DEL et calcul de la portée.
[modifier] Limitations
Par définition, une bonne visibilité entre l'émetteur et le récepteur est essentielle. Si le faisceau est obscurci d'une quelconque façon, le lien ne fonctionnera plus. Généralement, les problèmes se produiront suivant les conditions de densité du brouillard, ou de la neige. Une topologie étoile (du type utilisé dans un LAN sans fil) n'est pas possible en raison des liens directs privilégiés.
[modifier] Technologie
[modifier] Aperçu du système
Un système Ronja complet est constitué de 2 couples émetteurs/récepteurs, 2 émetteurs optiques et 2 récepteurs optiques. Ils sont assemblés individuellement ou en combinaison.
Texte anglais à traduire :
=== Optical Receiver - Préamplificateur stade ===
The usual approach in FSO (Free Space Optics) preamplifiers is to employ a transimpedance amplifier. A transimpedance amplifier is a very sensitive broadband high-speed device featuring a feedback loop. This fact means the layout is plagued with stability problems and special compensation of PIN diode capacitance must be performed, therefore this doesn't allow selection of a wide range of cheap PIN photodiodes with varying capacitances.
Ronja however uses a feedbackless design where the PIN has a high working electrical resistance (100 kiloohms) which together with the total input capacitance (roughly 7 pF, 5 pF PIN and 2 pF input MOSFET cascode) makes the device operate with a passband on a 6 dB/oct slope of low pass formed by PIN working resistance and total input capacitance. The signal is then immediately amplified to remove the danger of contamination by signal noise, and then a compensation of the 6 dB/oct slope is done by derivator element on the programming pins of an NE592 video amplifier. A surprisingly flat characteristic is obtained. If the PIN diode is equipped with 3 kΩ working resistor to operate in flat band mode, the range is reduced to about 30% due to thermal noise from the 3 kΩ resistor.
Optical Transmitter - Nebulus infrared LED driver
The HSDL4220 infrared LED is originally unsuitable for 10 Mbit/s operation. It has a bandwidth of 9 MHz, where 10 Mbit/s Manchester-modulated systems need bandwidth of around 16 MHz. Operation in a usual circuit with current drive would lead to substantial signal corruption and range reduction. Therefore Twibright Labs developed a spécial driving technique consisting of driving the LED directly with 15-fold 74AC04 gate output in parallel without any current limitation. As the voltage to keep the nominal LED average current (100 mA) varies with temperature and other component characteristic, an AC-bypassed current sense resistor is put in series with the LED. À feedback loop measures voltage on this resistor and keeps it at a preset level by varying supply voltage of the 74AC04 gates. Therefore the 74AC04 is operating as a structured power CMOS switch completely in analog mode.
This way the LED junction is flooded and cleared of carriers as quickly as possible, basically by short circuit discharge. This pushes the speed of the LED to maximum, which makes the output optical signal fast enough so that the range/power ratio is the same as with the faster red HPWT-BD00-F4000 LED. The side effects of this brutal driving
technique are: 1) the LED overshoots at the beginning of longer (5 MHz/1 MHz) impulses to about 2x brightness. This was measured to have no adverse effect on range. 2) A blocking ceramic capacitor bank backing up the 74AC04 switching array is crucial for correct operation, because charging and discharging the LED is done by short circuit. Under dimensioning this bank causes the leading and trailing edges of the optical output to grow longer.[modifier] Transceiver - Ronja Twister
Ronja Twister est une interface électronique pour les liens free space optical basée sur des compteurs et des registres à décalage. Le Ronja Twister fait partie des composants de Ronja. C'est un émetteur-récepteur Ethernet sans la partie émission[1] qui est elle assurée par d'autres modules Ronja.
La conception originale a été remplacée avec Twister2, toutefois, le circuit logique est resté le même[2].
[modifier] Organisation
L'ensemble de la chaîne de fabrication est strictement fondée sur des outils libres et les fichiers source sont fournis librement dans le cadre de la GPL. Cela permet à quiconque d'entrer dans le développement, la fabrication ou de commencer à investir dans la technologie sans les prix d'entrée. On ne perd pas de temps dans la résolution des problèmes de compatibilité entre les applications propriétaires, ni dans la négociation des coûts de licences de propriété intellectuelle. La décision de concevoir le projet de cette façon a été inspiré par d'observation de l'efficacité de l'organisation des logiciel libre.
À Noël 2001, Ronja est devenue le premier dispositif libre Free Space Optics mondial à 10 Mbit/s.
Exemples d'outils utilisés dans le développement :
Texte anglais à traduire :
* gEDA gschem (Schematic capture) [1]
- QCad
- BRL-CAD
- The PCB program [2]
- Sodipodi for Vector graphics
Voir aussi
Liens externes
- ronja.twibright.com — Ronja Homepage
- Gallery of Registered Installations
- Article about RONJA at Root.cz
- RONJA Adaptation for Underwater
- British council project - Promotion of ronja in community networks in UK 2004
Références
- Ronja Twister
- [Http://ronja.twibright.com/twister2/ Ronja Twister2]
