====== Lichtbruecke ======
Lichtbruecke ist ein Projekt von datenwolf, welches die Entwicklung eines freiraumoptischen Kommunikationssystems mit dem selben Namen zum Ziel hat.

===== Git Repositories =====
https://github.com/datenwolf/Lichtbruecke

===== Wie kam es zu der Idee =====

vrs und welterde haben sich in #ccc@blafasel übr Ronjas unterhalten. datenwolf ist in's Thema eingestiegen. Anmerkungen zu Ronja:
  * recht altes Design
  * kann nur 10MBit/s
  * wird nicht richtig weiterentwickelt

==== Lichtbruecke vs. Ronja ====
  * Ronja moduliert rein binär mit dem von 10BaseT vorgegebenen Leitungscode.
  * Lichtbruecke erhöht die Bandbreite durch Verwendung von mehr als nur 2 diskreten Zuständen.
    * 6 Zustände ermöglichen pro Takt 5 verschiedene Zustandswechsel
      * kodiert 4 Bit + Parität
      * ver-4-fachung Bandbreite
      * Vielleicht mehr als 6 Zustände zuverlässig übertragbar?
    * Höhere Modulationsfrequenz
      * Ronja 10MHz
      * Lichtbruecke 50MHz…100MHz (schaffen moderne LEDs spielend)
    * Aufwendigere Modulationsverfahren?
      * Aufteilung der Bits in diskrete Frequenzbänder
        * kein OFDM o.ä. da diese Modulationsverfahren an die Phase des Trägers gekoppelt sind
          * Bei AM-Modulation von Licht Phase des Trägers nicht mit vertretbarem Aufwand kontrollierbar
        * Frequenzband-Diskretisierung in zeitlich kurzen Frames => Short Time Fourier Transformation =>
        * Wavelets zur Modulation verwenden!
    * Statusabfrage und Konfiguration
      * In-Band-Signalling auf dem Ethernet-Interface vs. separater Management-Kanal
        * In-Band:
          * Lichtbruecke-HW eigene MAC-Adressen geben
            * alle Frames die nicht an die eigene MAC gerichtet sind übertragen
            * Frames an eigene MAC auswerten
              * µC (flexibler) oder eigenes Protokoll welches vom FPGA umgesetzt wird
          * Speziell formatierte Ethernet-Frames für Konfiguration/Statusabfrage
            * braucht keine eigene MAC ist aber fehlerträchtig
       * separater Kanal
         * RS-232
         * RS-485 (Uberbus?)
         * 2. Ethernet-Schnittstelle?
     * Diplex/Quadruplex-Modi
       * zwei Wellenlängen
         * 1000nm
         * 1300nm
       * zwei Polarisationsebenen
         * zirkular oder planar
           * linksdrehend bzw. vertikal
           * rechtsdrehend bzw. horizonal
       * Bis zu 600MBit/s im Quadruplex-Modus (vielleicht sogar 900MBit/s)

==== Lichtbrücke Hardware ====
=== Transmitter ===
GBit-Ethernet-PHY -> FPGA -> DAC -> LED-Amplifier -> LED -> Optics

=== Receiver ===
Optics -> Photodiode -> Amplifier -> ADC -> FPGA -> GBit-Ethernet-PHY


=== Parts ===
== Ethernet-PHY ==
Ethernet-PHYs in der näheren Auswahl
  * Vitesse Semiconductor Corp VSC8601
    * 64-LQFP-Gehäuse (lötbar, vgl. Formica oder Moodlamp)
    * günstig ~4$ bei DigiKey
    * DigiKey: http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=907-1028-ND

== FPGA ==
FPGAs in der näheren Auswahl
  * Xilinx Inc XC3030L-8VQ64C-ND
    * 64-TQFP-Gehäuse (lötbar, vgl. Formica oder Moodlamp)
    * DigiKey: http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=XC3030L-8VQ64C-ND

=== Optik ===
== Hauptspiegel ==
  * ​http://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p3458_Skywatcher-Parabolspiegel-114-500mm.html

==== Mögliche Probleme, Ideen ====
  * Wackeln/automatische Ausrichtung
    * "Richte mir mal ne Ronja"/"Ich will nen Uplink von euch" automatisieren? -> Im Idealfall nur anleuchten, und Ausrichtung erfolgt
      * Eigentlich will man mit solchen Systeme feste Strecken einrichten.
        * Methode für "Lichtbruecke on Demand" kann man sich ja mal überlegen.
        * (Zusätliche, langsam modulierte LED obendrauf, die ohne Optik in alle Richtungen abstrahlt -> Hilfe bei der Positionierung)
  * Wetter
    * Nebel/Schnee: Strahl möglichst breit auffächern (auch: weniger Augengefahr)
      * muss man sowieso machen, da Divergenz eines Gauß'schen Strahlprofils umgekehrt proportional zum Strahldurchmesser.
        * Verwendung von Hauptspiegeln von Amateur-Spiegelteleskopen
          * sind vergleichsweise günstig
          * sphärischer Schliff ermöglicht Offset-Anordung der Sende-/Empfangsdioden
  * Plötzliche Abbrüche: Hand/Vogel kreuzt den Strahl (macht der Netzwerkpuffer das mit?)
    * Sieht für das Netz aus wie jede andere Form von Störung
      * Gerät das Störung erkennt sendet Jam-Signal
        * Jam-Status löst bei den meisten modernen Netzwerk-Geräten automatisch einen Retransmit des gestörten Frames aus
      * Falls kein Retransmit auf MAC-Ebene erfolgt, springt TCP ein.


==== Namen ====
  * Lichtbrücke
  * Birk (s. Ronja Räubertochter)
  * [wie hieß die Brücke in Ronja Räubertochter?]