ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ Полное внутреннее отражение в

ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ

Полное внутреннее отражение в оптической среде

Волоконно-оптические линии связи - это вид связи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным под названием "оптическое волокно". Оптический кабель имеет: § очень малое затухание сигнала, § большую полосу пропускания, § устойчивость к электромагнитным помехам, а передаваемая по световодам информация защищена от несанкционированного доступа, § малый вес и объем, § длительный срок эксплуатации, § гальваническую развязку оборудования, § высокую стоимость, дорогой монтаж и ремонт при порыве.

Для передачи сигналов применяются два вида волокна: одномодовое и многомодовое. Свое название волокна получили от способа распространения излучения в них. Волокно состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления n 1 и n 2. В одномодовом волокне диаметр световодной жилы порядка 8 -10 мкм, то есть сравним с длиной световой волны. При такой геометрии в волокне может распространяться только один луч (одна мода). В многомодовом волокне размер световодной жилы порядка 50 -60 мкм, что делает возможным распространение большого числа лучей (много мод).

С помощью нескольких лазеров, излучающих волны различной длины, и модуляторов можно посредством одного оптоволокна передавать одновременно множество потоков данных. На приемной стороне для обработки информации используются оптический демультиплексор, выделяющий из пришедшего сигнала несущие с различной длиной волны, и оптические детекторы, позволяющие преобразовать оптические сигналы в электрические. Структурная схема оптической системы связи показана на рисунке.

Структурная схема оптической системы связи

Технология FSO Free Space Optics (атмосферная оптическая связь) беспроводной оптический канал связи - это способ беспроводной передачи информации в коротковолновой части электромагнитного спектра. В ее основе лежит принцип передачи цифрового сигнала через атмосферу (или космическое пространство) путем модуляции излучения в нелицензируемом диапазоне длин волн (инфракрасном или видимом) и его последующим детектированием оптическим фотоприемным устройством. Импульс светового излучения при прохождении в атмосфере практически не испытывает дисперсионных искажений фронтов, характерных для любых оптических волокон. Это принципиально позволяет передавать поток данных со скоростями до террабит в секунду.

Восьмилучевой лазерный приемопередатчик для атмосферной оптической связи. Скорость передачи — до 1 Gbit/с на расстоянии около 2 км. Диск в центре — приемник, малые диски — передатчики, сверху — окно оптического монокуляра для выставления двух блоков по общему лучу зрения.

У технологии FSO есть несколько очевидных приемуществ: § экономичность при строительстве и эксплуатации по сравнению с прокладкой оптического кабеля § отсутствие необходимости получения специальных разрешений и платы за присвоение частотного диапазона § защищенность — практически невозможно перехватить сигнал § высокие скорости передачи данных В настоящее время технология обеспечивает передачу цифровых потоков до 10 Гбит/с

Современное состояние FSO технологии (беспроводной оптической связи) позволяет создавать надежные каналы связи на расстояниях от 100 до 1500 -2000 м в условиях атмосферы и до 100 000 км в открытом космосе, например для связи между спутниками.