Was ist Freiraumoptik?
Die Freiraumoptik (FSO) ist eine Kommunikationstechnologie, bei der sich das Licht in offenen Räumen bewegt, um die Übertragung von Informationen zwischen Punkten zu ermöglichen. Der Begriff „Freiraum“ kann sich auf jeden offenen Raum beziehen, z. B. Luft oder Weltraum. Freiraumoptiken werden in der Regel in Situationen eingesetzt, in denen Glasfaserkabel nicht verlegt werden können oder deren Kosten zu hoch sind.
Die Implementierung von FSO kann auf verschiedene Arten erfolgen. Die Verwendung von Infrarotlaserlicht ist ein gängiger Modus, ebenso wie die Verwendung von Leuchtdioden (LED) in kürzeren Entfernungen mit einer geringeren Datenrate. Die Freiraumoptik wird üblicherweise für die Kommunikation zwischen Raumfahrzeugen verwendet, und die derzeitige Reichweite der optischen Freiraumkommunikation liegt im Bereich von Tausenden von Kilometern. Mit dem Einsatz von optischen Teleskopen zur Aufweitung der Strahlen könnten die Entfernungen viel weiter reichen.
An Land beträgt die Reichweite für Freiraumoptiken nur etwa ein bis zwei Meilen. Die Qualität des Signals hängt auch vom Wetter und anderen atmosphärischen Bedingungen ab. Lichtstrahlen, die in der Freiraumoptik verwendet werden, sind besonders eng und sehr einfach zu verschlüsseln, was sie zu einer relativ sicheren Kommunikationsform macht. Mit einem bestimmten Lasertyp kann ein Signal erzeugt werden, das sich auflöst, wenn es auf irgendeine Weise unterbrochen wird.
Freiraumoptiken haben viele Vor- und Nachteile. Die Hauptvorteile sind, dass diese Systeme einfach zu implementieren, sicher sind, eine hohe Bitrate mit wenigen Signalfehlern ermöglichen und im Gegensatz zu einem Funksignal, das lizenziert werden muss, kostenlos sind. Das Signal kann zwar nicht durch elektromagnetische Wellen unterbrochen werden, es kann jedoch durch atmosphärische Bedingungen wie Regen, Nebel und Schnee gestört werden. Die Dämpfung, die sie verursachen, kann jedoch unter Verwendung eines Mehrsignalgeräts oder eines höheren Endgeräts, das das Signal verstärkt, moduliert werden.
Die Freiraumoptik hat trotz ihrer Mängel ein breites Anwendungsspektrum. Große Universitätsgelände können beispielsweise FSO verwenden, wenn sie ohne Verwendung von Kabeln eine Verbindung zu lokalen Netzwerken (LANs) herstellen müssen. Großstädte nutzen die Technologie häufig aus dem gleichen Grund. Neben Raumfahrzeugen kann auch eine Freiraumoptik verwendet werden, um die Kommunikation von Satelliten in Gruppen zu unterstützen. Es kann auch als Backup-System für den Fall eines Ausfalls eines landgestützten Netzwerks verwendet werden oder um eine schnelle Kommunikation zwischen zwei Glasfaserkabelnetzen zu ermöglichen. Freiraumoptiken sind auch eine praktische Methode zum Einrichten einer temporären Installation, z. B. einer Konferenz, und ermöglichen eine Glasfasergeschwindigkeit ohne die Belastung durch Kabel.