ИНФОТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО ТЕХНОЛОГИИ LI-FI НА БОРТУ ВОЗДУШНОГО СУДНА

INFOTELECOMMUNICATION SYSTEM FOR DATA TRANSMISSION USING LI-FI TECHNOLOGY ON BOARD AN AIRCRAFT

Rishat Zinnatov

student, Department of Electronic and Quantum Information transmission media, Kazan National Research Technical University named after A. N. Tupolev - KAI,

Russia, Kazan

Alexander Usanov

scientific supervisor, candidate of Sciences in Technical, associate professor, Kazan National Research Technical University named after A. N. Tupolev - KAI,

Russia, Kazan

АННОТАЦИЯ

В статье представлена функциональная схема инфотелекоммуникационной системы передачи данных по технологии Li-Fi на борту воздушного судна.

ABSTRACT

The article presents a functional diagram of an infotelecommunication data transmission system using Li-Fi technology on board an aircraft.

Ключевые слова: Li-Fi, передача данных на борту воздушного судна, оптические системы связи.

Keywords: Li-Fi, data transmission on board the aircraft, optical communication systems.

Li-Fi (Light Fidelity) представляет собой технологию беспроводной связи, работающую на основе светодиодного освещения. В отличие от Wi-Fi, использующего радиочастоты для передачи данных, Li-Fi использует видимый свет, инфракрасный и ультрафиолетовый диапазоны, что позволяет создавать более безопасные и эффективные сети для передачи данных. В контексте использования на борту воздушных судов, такая система предлагает ряд преимуществ.

Преимущества Li-Fi в самолётах:

- Высокая скорость передачи данных: Li-Fi способен поддерживать очень высокие скорости передачи данных, что идеально подходит для систем развлечений на борту, позволяя пассажирам смотреть видео высокой четкости и пользоваться интернетом без заметных задержек.

- Безопасность: Поскольку свет не может проникать через твердые объекты, такие как стены самолета, системы Li-Fi намного безопаснее в плане утечки данных в сравнении с Wi-Fi, что делает их идеальными для использования в условиях, где необходим высокий уровень безопасности передачи информации.

- Нет помех радиоэлектронным средствам: В отличие от традиционных радиочастотных технологий, Li-Fi не создает электромагнитных помех, которые могут влиять на работу других систем воздушного судна.

Реализация и технические аспекты:

Для реализации системы Li-Fi на борту воздушного судна потребуется установка светодиодных ламп, которые могут с высокой скоростью изменять интенсивность света, для кодирования данных. Каждое место пассажира будет оснащено фотоприемником для приема оптических сигналов и преобразования их в электрические сигналы, которые могут быть воспроизведены на личных устройствах пассажиров или встроенных колонках.

Функциональная схема инфотелекоммуникационной системы передачи звукового сигнала по технологии Li-Fi на борту воздушного судна.

Рисунок 1. Функциональная схема инфотелекоммуникационной системы звукового сигнала по технологии Li-Fi на борту воздушного судна

Источник сообщения - голосовое сообщение, с микрофона или запись.

АЦП - в данной схеме служит для преобразования аналоговых сигналов в цифровой код.

Модулятор преобразует цифровые сигналы под соответствие стандарту IEEE 802.11, кодируя и декодируя данные для передачи через светоизлучающие диоды (СИД).

Понижающий DC-DC преобразователь - это устройство, которое преобразовывает высокое напряжение на входе, в меньшее напряжение на выходе. В нашей схеме понижающий DC-DC преобразователь преобразует бортовую сеть ВС постоянного тока +27В, в +5В для питания электронных блоков.

Световой драйвер - это устройство, которое преобразует импульсы сигнала в токи и напряжения для управления светодиодами. Возможности зрительного аппарата человека исключают восприятие мерцания диодов, а модуляционные методы передачи информации обеспечивают скорость до 10 Гбит в секунду.

Светоизлучающие диоды (СИД) - светодиодные лампочки димминируют на очень высоких скоростях.

Фотоприемник с детектором обеспечивают регистрацию и преобразование светового потока в электрический сигнал. При мерцании светодиода, фотоприемник преобразует эти импульсы света в электрический сигнал, который в свою очередь расшифровывается в цифровые данные.

Демодулятор преобразует сигналы, соответствующие стандарту IEEE 802.11 в цифровые сигналы.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — устройство преобразующее цифровой код в аналоговый сигнал.

Усилитель низкой частоты (УНЧ) - усиливает мощность сигнала, т.е. при подаче на вход УНЧ электрического сигнала малой мощности получаем на нагрузке сигнал той же формы, но большей мощности. Для усиления мощности УНЧ преобразует энергию источника питания с помощью усилительных приборов. Так же УНЧ может осуществлять коррекцию формы сигнала.

Колонка - выходное устройство, воспроизводящая передаваемый звуковой сигнал.

Применение инфотелекоммуникационной системы передачи данных по технологии Li-Fi на борту воздушного судна потенциально позволит решить ряд проблем безопасности связи и улучшить качество телекоммуникационных услуг для пассажиров и экипажа. Вот некоторые из этих проблем:

1. Пропускная способность и скорость передачи данных: Li-Fi может предложить значительно более высокую скорость передачи данных по сравнению с традиционным Wi-Fi, что позволит пассажирам наслаждаться высокоскоростным доступом в интернет, включая стриминговое видео высокого разрешения, онлайн-игры и другие сервисы, требующие больших объемов данных.

2. Уменьшение помех: Поскольку Li-Fi использует световой спектр вместо радиочастот, это снижает вероятность возникновения помех с другими устройствами или системами на борту, обеспечивая более стабильное и надежное соединение.

3. Электромагнитная совместимость: Технология Li-Fi снижает проблемы, связанные с электромагнитной совместимостью, что критично для авиации, где использование радиочастотных устройств строго регулируется из-за потенциальных помех с бортовым оборудованием.

4. Плотность подключений: Li-Fi может обеспечить более высокую плотность подключений в ограниченном пространстве, что идеально подходит для обстановки внутри воздушного судна, где множество пользователей могут получить высокоскоростной доступ к интернету без значительных помех и перекрытий друг другу.

Список литературы:

1. Кучерявый А. А. Бортовые информационные системы: Курс лекций: под. ред. В.А. Мишина и Г.И. Клюева.- 2-е изд., перераб. и доп. – Ульяновск: УлГТУ, 2004. – 504 с.
2. Васин, В.А. Информационные технологии в радиотехнических системах: учебное пособие. – Изд. 2-е, перераб. и доп. / В.А. Васин, И.Б. Власов, Ю.М. Егоров и др.; под ред. И.Б. Федорова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 768 с.
3. Ильин Г.И., Польский Ю.Е. Динамический диапазон и точность радиотехнических и оптоэлектронных измерительных систем // Итоги науки и техники. Сер. Радиотехника. 1989. Т. 39. С. 67–114.
4. Официальный сайт компании PureLi-Fi [Электронный ресурс]. URL: http://pureLi-Fi.com (дата обращения: 10.05.2024).
5. Храпов С.Д., Старичихин М.Г., Бурдоковский Н.П. Анализ технологии Li-Fi // Современные тенденции развития науки и технологий: Сб. статей - Белгород, 2015. - № 8 (2). - С. 129-132. URL: https://apni.ru/media/Sb_k-8-2.pdf.