Radiotaajuuksien rajallisuuden vuoksi on alettava katsoa vaihtoehtoisia langattomia tiedonsiirtomenetelmiä. Valo eli optinen tiedonsiirto on paras vaihtoehto. (Lisäksi ehkä jotkut suurimmat terasäteet etenevät ilmassa 100 metriä tai 500 metriä, joka riittäisi joihinkin tarkoituksiin... Terasäteily on spektrissä mikroaaltojen ja lämpösäteilyn välissä.)
Sääriippuvuuden vuoksi optinen (tai " vapaatilaoptinen ") datansiirto soveltuu parhaiten tiedostojen siirtoon esim. dsl:n tai mokkulan täydentäjänä ( link aggregation ) ja huonoimmin suoriin lähetyksiin tai puhelinsoittoihin.
Valoa voi käyttää tarkasti suunnattuna nettiyhteyteen, puhelinsoittoon tai muuhun pisteiden väliseen datansiirtoon, ja toisaalta ympäriinsä suunnattuun lähetykseen. YLE:n mastoon voisi laittaa tasopeilin päälle 100 punaista led-valoa, jotka välkkyvät 0,1 miljoonasosasekunnin aikaskaalassa eli keskimäärin 10 miljoonaa kertaa sekunnissa, näin mahdollistaen tv-lähetyksen tai video-podcastien lähetyksen, ainakin pimeän aikaan ja ehkä myös päivällä. Sellaisen lähetyksen vastaanotin on eräänlainen pieni kaukoputki. Mastoissa täytyy olla punainen valo joka tapauksessa lentokoneita varten.
Toinen mahdollisuus on eräänlainen pilviradio, kun pilveen suunnataan pimeän aikaan kapea valo ja se heijastuu ympäriinsä. Pilven reunan selvyys yhdessä valon nopeuden kanssa asettaa tiukemmat rajat tiedonsiirtonopeudelle. Bitin pituuden metreinä pitää olla suurempi kuin pilven reunan siirtymän eli 100-1000 kilobittiä voi olla maksimi, eli 1-10 radiokanavaa tai 2-20 puhelinlinjaa. Jos pilvet ajelehtivat ja pilvikerroksessa on rakoja, lähetykseen tulee katkoja, joita voi vähentää lähettämällä 3 kertaa esim. 40 ja 80 sekunnin viiveillä, jolloin varsinainen ohjelma kuullaan 80 sekunnin viiveellä, ja/tai hoitamalla niin, että katkon aikainen lähetys otetaan netin kautta automaattisesti ja reaaliaikaisesti (jonka ottamisen ajaksi muu tiedoston siirto hidastuu).
Kolmas mahdollisuus, pilvettömällä säällä, on pimeän aikaan lähettää ultraviolettisäteilyä tai sinistä valoa suoraan ylös, koska ultravioletti ja sininen siroaa eniten.
Neljäs mahdollisuus on tavallaan globaali ratkaisu, koska satojen miljoonien käyttäjien pitäisi olla rahoittamassa sitä veroista, hintojen kautta tai muuten. Avaruuteen esim. 21000 km kiertoradalle on mahdollista lähettää täysin passiivinen ja elektroniikkaa vailla oleva telttamaisesti purkautuva 20m*20m takaisinheijastinmateriaalilla päällystetty kuutio tai -tetraedri. Siihen suunnattu lasersäde-lähetys näkyy kilometrien päässä lähetyspaikasta värillisen tähden näköisenä, kunhan heijastimen laatu on oikein valittu ja lasersäde tarpeeksi voimakas. Ehkä datalinkkikäyttöä varten takaisinheijastusoptiikan voi jotenkin tehdä siten, että paluusignaali keskittyy rengasmaiselle alueelle 30-50 kilometrin etäisyyksille, eli ei keskelle lähettimen kohdalle...
Tällä neljännellä tavalla lähettimelle eikä vastaanottimille tarvita korkeaa kohtaa ja esteetöntä näkymää toisiinsa, ja linkkinä oleva satelliitti pysyy toiminnassa loputtoman kauan eikä tarvitse maksaa tilausmaksuja satelliittiyhtiölle. Välityskapasiteetti, yhteensä tuhansien eri lähettimien yhteydessä maailmanlaajuisesti, voi olla paljon paljon suurempi kuin nykyisenlaisella aktiivisella avaruus-radiolinkillä.
Sääriippuvuuden vuoksi optinen (tai " vapaatilaoptinen ") datansiirto soveltuu parhaiten tiedostojen siirtoon esim. dsl:n tai mokkulan täydentäjänä ( link aggregation ) ja huonoimmin suoriin lähetyksiin tai puhelinsoittoihin.
Valoa voi käyttää tarkasti suunnattuna nettiyhteyteen, puhelinsoittoon tai muuhun pisteiden väliseen datansiirtoon, ja toisaalta ympäriinsä suunnattuun lähetykseen. YLE:n mastoon voisi laittaa tasopeilin päälle 100 punaista led-valoa, jotka välkkyvät 0,1 miljoonasosasekunnin aikaskaalassa eli keskimäärin 10 miljoonaa kertaa sekunnissa, näin mahdollistaen tv-lähetyksen tai video-podcastien lähetyksen, ainakin pimeän aikaan ja ehkä myös päivällä. Sellaisen lähetyksen vastaanotin on eräänlainen pieni kaukoputki. Mastoissa täytyy olla punainen valo joka tapauksessa lentokoneita varten.
Toinen mahdollisuus on eräänlainen pilviradio, kun pilveen suunnataan pimeän aikaan kapea valo ja se heijastuu ympäriinsä. Pilven reunan selvyys yhdessä valon nopeuden kanssa asettaa tiukemmat rajat tiedonsiirtonopeudelle. Bitin pituuden metreinä pitää olla suurempi kuin pilven reunan siirtymän eli 100-1000 kilobittiä voi olla maksimi, eli 1-10 radiokanavaa tai 2-20 puhelinlinjaa. Jos pilvet ajelehtivat ja pilvikerroksessa on rakoja, lähetykseen tulee katkoja, joita voi vähentää lähettämällä 3 kertaa esim. 40 ja 80 sekunnin viiveillä, jolloin varsinainen ohjelma kuullaan 80 sekunnin viiveellä, ja/tai hoitamalla niin, että katkon aikainen lähetys otetaan netin kautta automaattisesti ja reaaliaikaisesti (jonka ottamisen ajaksi muu tiedoston siirto hidastuu).
Kolmas mahdollisuus, pilvettömällä säällä, on pimeän aikaan lähettää ultraviolettisäteilyä tai sinistä valoa suoraan ylös, koska ultravioletti ja sininen siroaa eniten.
Neljäs mahdollisuus on tavallaan globaali ratkaisu, koska satojen miljoonien käyttäjien pitäisi olla rahoittamassa sitä veroista, hintojen kautta tai muuten. Avaruuteen esim. 21000 km kiertoradalle on mahdollista lähettää täysin passiivinen ja elektroniikkaa vailla oleva telttamaisesti purkautuva 20m*20m takaisinheijastinmateriaalilla päällystetty kuutio tai -tetraedri. Siihen suunnattu lasersäde-lähetys näkyy kilometrien päässä lähetyspaikasta värillisen tähden näköisenä, kunhan heijastimen laatu on oikein valittu ja lasersäde tarpeeksi voimakas. Ehkä datalinkkikäyttöä varten takaisinheijastusoptiikan voi jotenkin tehdä siten, että paluusignaali keskittyy rengasmaiselle alueelle 30-50 kilometrin etäisyyksille, eli ei keskelle lähettimen kohdalle...
Tällä neljännellä tavalla lähettimelle eikä vastaanottimille tarvita korkeaa kohtaa ja esteetöntä näkymää toisiinsa, ja linkkinä oleva satelliitti pysyy toiminnassa loputtoman kauan eikä tarvitse maksaa tilausmaksuja satelliittiyhtiölle. Välityskapasiteetti, yhteensä tuhansien eri lähettimien yhteydessä maailmanlaajuisesti, voi olla paljon paljon suurempi kuin nykyisenlaisella aktiivisella avaruus-radiolinkillä.
Vastaukset 3
Vanhimmat
Näissä pienen aallonpituuden EM-pohjaisissa systeemeissä ja erityisesti optisissa systeemeissä taitaa olla se perustavanlaatuinen ongelma, että ne eivät mene läpi seinistä, pilvistä tai monesta muustakaan esteestä. Mutta esimerkiksi optisissa kaapeleissa valoa voi kyllä ihan hyvin käyttää kommunikaatiossa. Mielenkiintoinen idea sinänsä ja varmaan moni maailmassa miettiikin muitakin tällaisia. Joku peilihomma sellaisella aallonpituudella mikä ei kovin paljon siroa pilvistä voisi ehkä toimiakin.
Toinen ilmakehässä toimiva idea on ääneen perustuva kommunikaatio. Modeemeissahan ja puhelinten numerovalinnoissa (DTMF) tätä on käytetty iät ja ajat sekä esimerkiksi Hailuodon lauttojen porttien ja valojen ohjaus ilmeisesti perustuu jonkinlaiseen ilmamodeemiin. Näissä ongelma on, että parhaiten etenevä äänialue on juuri se mikä häiritsee ihmisiäkin, ja muutenkin ääni äkkiä vaimenee esimerkiksi rakennusten seinissä.
Yksi heijastin voi heijastaa sekä valoa että mikroaaltoja suunnilleen* takaisin jos sen osien mittakaava on tarpeeksi suuri. 1mm mikroaallot voi tarvita esim. 10-100mm kokoiset heijastusosat heijastuakseen alueelle joka ei ole liian suuri eikä liian pieni. Heijastuksen pitää olla sopivasti suunnilleen takaisin, jotta siitä olisi jotain hyötyä tiedon siirrossa. Täysin tarkasti takaisin tuleva heijastus voi auttaa vain navigoinnissa.
Optinen satelliittipaikannus olisi kameralle ja ohjelmistolle teoriassa mahdollista mistä tahansa satelliitinromuista kunhan tietää suunnilleen missä päin maailmaa on jotta tunnistaa satelliitit niiden kiitäessä ilta- tai melkein aamutaivaalla. Ja muutama kymmenen neliömetriä tavallista liikennemerkkitasoista heijastinmateriaalia saattaisi näkyä valonheittimen keilassa 1000km päästä, myös ilman auringon valaisua, ehkä... Jos olisi satelliitti jossa on auton valo ja akku joka pitää sen päällä sen puoli tuntia jonka se on Maan varjossa joka kierroksella, niin kuinka kauas sen näkisi paljaalla silmällä?
Entä aktiivinen eli välähdykset biteiksi tulkitseva ja bitit uudelleen lähettävä laser-linkki / linkistö satelliitissa? Sellainen sopii erityisesti lentokoneiden nettiyhteyksiin.
Yksi mahdollinen vasta-argumentti passiiviselle linkille joka heijastaa valoa ja/tai mikroaaltoja 30-200km säteelle lähetyspaikasta, on sellainen että esim. Pohjois-Korea voisi sitten käyttää sitä sotilaalliseen viestintään. Se olisi huono puoli, mutta sitä voi lieventää asettamalla linkin yhteyteen kamera, joka kuvaa mistä päin maailmaa tulee laser-säteitä, paikallistaen ne kilometrin tarkkuudella.
Olisi kätevää jos linkki olisi geostationaariradalla 36000km korkeudessa, mutta siellä pysyminen tarvitsee polttoainetta ja elektroniikkaa, ja se kuitenkin liikkuu hieman edestakaisin ja kierrellen maan suhteen, juuri sen verran, että sillä on väliä optiikan suuntauksessa (vaikkei lautasantennien). (Tosin liike on niin vähäistä ettei kaukoputkea tarvitse kääntää kun vain siirtelee sensoria polttotasolla.)
Pilvisyystilastojen perusteella on mahdollista muodostaa maailmankartta joka kuvaa sellaisen viestinnän käyttökelpoisuutta mm. toiminnassaoloajan ja datansiirtonopeuden vuosikeskiarvon perusteella. Vaikka katkoksia on vähän väliä, vuodessa saa vastaanotettua enemmän dataa kuin mokkulalla tai jopa digiboksilla. Sellaisen tiedostojen lähetystoiminnan tueksi tarvitaan netin tiedonsiirtoprotokolla, jonka avulla tiedostosta voi automaattisesti hakea ne katkoksien aikana lähetetyt kohdat. Jos pilvi tulee lähettimen kohdalle tai tarpeeksi suuren osan vastaanottajista tiedetään olevan pilven alla, se voidaan huomioida automaattisesti lähettämällä kyseinen tiedoston osa myöhemmin. Jos sääennusteen perusteella tiedetään ettei tiedostoa saada vastaanotettua esim. 2 gigatavun jälkeen, niin sitä osaa voi ruveta ottamaan netistä jo etukäteen automaattisesti ja takaperin.
Jos se on esmes kokoillan elokuva, mistä ei saa pilvenraon vuoksi lähetettyä eikä tilattuakaan loppua tai alkua, niin senhän voi printata kaksipuoleisille A4-arkeille ja lähettää postitse vastaanottajille puuttuvan pätkän ykkösnollana tai hexana ja vastaanottaja skannaa ne tekstintunnistusohjelmaaan, joka muuttaa sen elokuvaksi ja poistaa siitä mainoskatkot ja kaikki!