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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 100Mbps FSO mit LEDs/LDs?


Autor: Leo L (Gast)
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Hallo!

Ich habe die Idee eine 100Mbit Base TX Ethernet Verbindung über LEDs/LDs 
zu machen. Ich möchte aber keine "richtige" Hardware (zB Ronja 
Projekt)dafür machen, also die Codeüberprüfungen etc. sondern nur die 
einzelnen Adern durch Funkstrecke ersetzten. Durch die 100m Begrenzung 
bei 100BaseTX wird man damit auch nicht viel mehr schaffen. (Ach ja von 
Elektronik hab ich kaum eine Ahnung und bin gerade dabei mich 
einzulesen, ein wenig zu basteln.)

TX: Blau / Blau-Weiß
RX: Grün / Grün-Weiß

100Mbit Base TX benötigt durch 4B5B-Codierung 125Mbit/s. Physikalisch 
durch MLT-3 hat man 3 Zustände +V/0V/-V. Das Bit "1" wird durch eine 
Zustandsänderung, das Bit "0" durch keine Zustandsänderung realisiert. 
Die Zustandsänderung erfolgt nach dem Schema 0V/+V/0V/-V/0V. Man hat ein 
festes Adernpaar zum senden, eines zum empfangen.

Ich muss also maximal alle 8ns bei 100BaseTX eine Zustandsänderung 
übertragen.

Folgender Gedanke:

Eine LED/Photodiode pro Ader. Also 4 pro Verbindung. Übertragung zB 
durch Hohlspiegel oder Linsen. Hohlspiegel hätten den Vorteil, dass man 
stark streuende LEDs/Photodioden in den Brennpunkt stellen und so 
halbwegs parallele Strahlen auf einer großen Fläche zum Empfänger 
bekommt. uU leicht mit Alufolie zum Umsetzen.

Daten:          0 1 1 1
4B5B-Code:      0 1 1 1 1
TX-Blau:      0  0 + 0 - 0
TX-Blau-Weiß: 0  0 - 0 + 0
aus/ein a/E:
LD:           a  a E a E a
oder Variante LED:
LED TX-Blau:  a  a a a E a
LED TX-B-W:   a  a E a a a

Eine Ader steuert einen Transistor der eine LED schaltet.
Eine LED hat 8ns zum "Ein" und 8ns zum "ausschalten" (- der Zeit für 
Tranistor etc.; vernachlässigbar?) bei 0ns "Volllast".
Maximal 4 gleiche Bits: 8ns "Ein" 2x8ns "Volllast" 8ns "Aus" = ?32ns
Danach hat sie mindestens 16ns Pause, maximal ?32ns.

LED?
10% auf 90% und zurück: 8ns
Ich habe eigentlich nur welche bis 50ns gesehen. Aber es müsste doch 
schnellere LEDs - nicht Laserdioden - für 100Mbit LWL geben. Oder sind 
die langsamer und arbeiten statt dessen mit Frequenzmodulation?

Photodiode
Gibts beim Conrad welche mit 5ns (alldg. nicht lagernd), sollte also 
kein Problem sein.

LD?
Statt 2xLED lieber eine teurere Laserdiode (LD)?
zB Conrad €18 IMK10A-4-780/2 KOLLIMATOR 780nm, leider eigentlich etwas 
zu stark: "3R bei max. Popt") (Bei ca. 780nm ist ein Fenster, bessere 
Lichtdurchlässigkeit in der Luft.)
Ein Problem könnte sein, dass bei Sendereingangssignal zu 
Empfängerausgangssignal die Spannung +/- sich umdrehen kann.
Da Zustandsänderung (1) und Nicht (0) aber im Endeffekt gleichbleiben, 
glaub ich es eher nicht.
Da müsste ich mich in die IEEE802.3 Spezifikation einlesen...

Im Prinzip der gleiche Gedanke, aber der Strom von beiden Sende-Adern 
schaltet die LD. Beim Empfang müsste der letzte Zustand gemerkt werden, 
und je nachdem +/- in die Adern gejagt werden. Falls ein Fehler passiert 
ist Ethernet wohl gscheit genug, das zu merken und neu zu beginnen.


Das wäre eigentlich reine Amplitudenmodulation. Frequenzmodulation wäre 
das hm ?125/2 MHz für eine LED...? FM ist mir zu komplex werde ich also 
lassen.

Ethernet
Die Spannung von den Sende-Adern liegt nach meinen Messungen (billig 
Hub) bei ca 1V~ und bei 0V. Was ich so in div. Foren gefunden habe, 
sollte die Spitze zwischen 2,5V und 0,85 Volt liegen. (?)


Weiß jemand vielleicht von einem konkreten Projekt in diese Richtung?
Habe ich grundsätzliche logische Fehler? Wenn nicht lese ich mich mal in 
die Richtung in die Elektronik ein und denk/bastel einmal.

lg Leo L

ps: klar Funk kaufen wär sicher billiger, einfacher und schneller; darum 
gehts mir aber nicht ... möcht bischin zielgerichtet mit 
Datenübertragung basteln ;) achja Klasse 1+2 Laser Datenübertragung 
sollte in Österreich erlaubt sein, zumindest im Wohnraum ...

Autor: Matthias (Gast)
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Meinst du nicht, dass mit Signalen im 100MHz Bereich doch für einen, der 
gerade "..a von
Elektronik hab ich kaum eine Ahnung und bin gerade dabei mich
einzulesen, ein wenig zu basteln.." das tut, doch etwas zu hoch 
angegriffen ist?

Wie wäre es zu Lenrzwecken mit dem guten alten UART? Da gibts genug 
falsch zu machen und zu lernen...

Autor: Leo L (Gast)
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Ja, ist wohl besser.

Ich werd mir zuerst eine LED-Grundschaltung zusammenlöten, und mich 
langsam einlesen.

g leo

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