Lien laser

Les experiences autour de la transmission de donnees sur laser…

Avez-vous déjà imaginé pouvoir transmettre des informations sur un laser ? Facile, oui.

  • Certains transmettent des sons comme ça (lien), ça sert même à espionner des conversations (lien).
  • C’est ce qui est utilisé pour communiquer sur fibre optique à 10Gb/s
  • Certaines entreprises vendent même des liens laser à 10Gb/s en espace libre (FSO pour Free Space Optics)

Mais est-ce qu’on peut transmettre des données numériques dans l’air ?

Pour le découvrir, j’acheté deux lasers rouges (!!) sur internet, des récepteurs (diodes PIN et phototransistors) et essayé de trouver la fréquence maximum que l’on pouvait transmettre dessus. Qui sait, peut-être que ça aurait pu remplacer les liens Wifi avantageusement.. (ou pas !)

Avant de commencer

Avertissement d’usage : Les lasers peuvent endommager la rétine, ne jamais regarder directement dans le rayon..!!

La diode laser

La diode laser se comporte comme n’importe quelle autre diode. Elle se polarise en courant et possède une plage de fonctionnement assez restreinte. Une datasheet de diode prise au hasard me donne : 33 à 40 mA. En dessous, elle refuse de s’allumer, en deçà, on la détruit.

C’est un composant assez fragile. Ca ne sera pas très bon pour elle de l’allumer et de l’éteindre dans arrêt, mais on la fera quand même pour nos tests.

Le pointeur laser doit être ‘ouvert’ afin d’accéder à l’anode et à la cathode. Pas de solution élégante, il faut couper à la scie à métaux le tube qui compose le pointeur. Compter 1cm depuis l’extrémité (capuchon enlevé). Pas très élégant, mais ça permet de profiter de la mécanique et du système optique..

Veiller à connecter le laser comme montré ci-dessus. Le (+) est la carcasse et le (-), un fil sur le PCB. Vérifiez sur votre modèle comment sont branchées les piles pour trouver le branchement des pôles.

Le phototransistor

Ce composant consiste en une diode réceptrice et un transistor dans le même boîtier. C’est un composant très simple à utiliser et qui permet de récupérer facilement l’information portée par le laser..

Fréquence maximum

La question centrale est : à quelle fréquence peut-on moduler le laser ? Pour y répondre, on le branche sur une source de tension à fréquence réglable (GBF), donc on monte progressivement la fréquence. En face, une photodiode rapide, qui monte à 100MHz sans problème.. Le récepteur ne sera pas le facteur limitant.

Réponse : 100kHz, ou 100kbits/s (=12ko/s!). Comme au temps des modems RTC !!

On voit tout de suite l’intérêt de ce composant : aucun. A l’époque des 100Mbit/s sur fibre optique, on va pas perdre notre temps avec des 100kbit/s !!

Circuit complet

Afin de montrer le fonctionnement du système complet, on réalise deux cartes identiques. Le protocole RS232 (port série) est choisi pour sa simplicité d’utilisation et ses performances suffisantes. On obtient 1Mbit avec le module USB/RS232 MM232 de chez FTDI.

Le circuit complet est présenté ici. Que du très simple, on limite le courant dans la diode grâce à une résistance. Aussi, le module ne fournit pas assez de courant pour alimenter le laser tout seul, donc on utilise un NMOS comme switch.

Montée en fréquence

Afin de monter en fréquence (10Gbit/s possibles actuellement sur fibre optique), l’utilisation de diodes laser infrarouges semble inévitable. On les trouve facilement pour une trentaine d’euros, et données pour 2.5Gb/s…

L’inconvénient, évidemment, c’est que le rayon est invisible et qu’il sera très difficile de pointer le système correctement !! Ca n’était déjà pas bien pratique avec des lasers rouges… 🙂

Liens

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