ВОЛОКОННООПТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ СВЯЗИ ВОЛС Структурная схема волоконно-оптической

ВОЛОКОННООПТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ СВЯЗИ (ВОЛС)

Структурная схема волоконно-оптической линии связи. Включает в себя следующие основные элементы: Øвходное кодирующее устройство КУ, Øпередатчик, Øоптический кабель, Øретранслятор Р, Øприемник, Øвыходное декодирующее устройство ДКУ.

Структурная схема волоконно-оптической линии связи.

Основные отличительные особенности ВОЛС: l Высокая помехозащищенность по отношению к электромагнитным воздействиям. l Малые габариты и масса по сравнению с линиями проводной связи (выигрыш в 3 - 5 раз). l Широкий диапазон рабочих частот, позволяющий передавать по одной линии связи одновременно десять миллиардов телефонных разговоров или миллион телевизионных программ. l Секретность передачи информации: ВОЛС не дает излучения в окружающее пространство, а подключение отводов оптической энергии без разрушения кабеля невозможно. l Потенциально низкая стоимость и высокая долговечность оптических линий связи по сравнению с проводными.

Элементная база ВОЛС l активные оптоэлектронные элементы: Ø излучатели, приемники, Øоптические усилители, Øмодуляторы и др. l кабели, l оптические разъемы, l устройства ввода и вывода излучения.

Основу волоконно-оптической линии связи составляют оптические кабели, изготавливаемые из отдельных световодов. Передача оптической энергии по световоду осуществляется с помощью эффекта полного внутреннего отражения. Цилиндрический двухслойный световод n 1 > n 2, материал жилы оптически более плотен.

Для излучения, входящего в световод под малыми углами к оси, выполняется условие полного внутреннего отражения: при падении излучения на границу с оболочкой вся энергия излучения отражается внутрь жилы световода. Максимальный угол отклонения от оси, при котором наблюдается полное внутреннее отражение: Ао называется числовой апертурой световода Если уменьшение показателя преломления от центра к краю происходит плавно, то световоды называются градиентными (английский термин self focus).

Потери излучения определяются значением коэффициента ослабления оптического сигнала В: Рвх, Рвых - мощность оптического сигнала на входе и выходе световода, l - длина световода.

Характеристика трубчатых капиллярных световодов с жидкостным или газовым наполнением. Достоинства: lмалые потери, lбольшой диаметр световедущей области, lиспользование дешевого низкосортного стекла для оболочки. Недостатки: l отличаются меньшей стабильностью параметров по сравнению с кварцевыми и стеклянными. lболее сложная конструкция

Оптический разъем предназначается для многократного соединения и разъединения отрезков оптических кабелей между собой. Требования к оптическим разъемам: l минимальные потери, l надежность, l простота. В простейшей конструкции разъема торцы оптических кабелей подводятся вплотную друг к другу, юстируются и механически закрепляются.

Оптические разветвители и смесители. Оптический смеситель представляет собой отрезок моноволоконного световода с посеребренным торцом.

Оптический разветвитель

Оптические мультиплексоры и демультиплексоры. Оптический мультиплексор служит для введения в один световод множества оптических сигналов различных длин волн, а демультиплексор разделяет смешанное оптическое излучение на сигналы, соответствующие различным длинам волн.

Классификация ВОЛС Волоконно-оптические линии связи классифицируются по их протяженности: l Линии большой протяженности или магистральные (предназначены для обеспечения дальней связи, должны обладать высокой пропускной способностью (порядка 108 бит/с) и большим расстоянием между ретрансляторами (на уровне 10 км)). Источник излучения - только лазер, кабель с минимальными потерями. l Линии средней протяженности или внутригородские (средняя длина порядка нескольких километров , для обеспечения телефонной связи, систем кабельного телевидения, задач специальной связи. ) Полупроводниковые лазеры в качестве источника излучения, кабели с затуханием порядка 20 д. Б/км. l Короткие линии обеспечивают связь внутри объектов на расстояниях до сотен метров. (полупроводниковый светодиод и приемник излучения, не содержат лазеров, модуляторов, оптических разъемов). Низкая стоимость при высокой надежности и долговечности.

Блок-схема аналоговой системы модуляции

Блок-схема цифровой системы модуляции

l Аналоговая система проста и заключается в модуляции интенсивности излучения. Она не требует использования кодирующих схем. Но такая система может применяться лишь при передаче ограниченных объемов информации на небольшие расстояния. l Цифровая система модуляции предусматривает кодирование исходного аналогового сигнала методом импульснокодовой модуляции (ИКМ), затем мультиплексирование, кодирование в передающей схеме и модуляцию интенсивности излучения.