6.5. Оптическая связь по световодам

Уже отмечалось, что свет хорошо распространяется внутри волоконных световодов герметических труб, что позволяет исключить влияние атмосферы на оптический сигнал. Для передачи света вдоль оси трубы, в ней устанавливаются корректирующие устройства - диафрагмы (Д), линзы (Л) и зеркала (З). Сказанное иллюстрируется рис. 6.8 (эпюры а, б).

При распространении волн в световоде неиз­бежны потери энергии, связанные с наличием в нем неоднородностей, с неточ-ностью изготовления корректирующих уст-рой­ств, а также с их удале­нием друг от дру-га.

Расстояние между линзами опреде-ляется рельефом местности. На прямолиней-ных участ­ках линзы располагаются в сред-нем через 100 м, что приводит к потерям около 0,2 дБ/км. Для участков с изгибом ра­диусом 500 м на 1 км ставят до 1000 линз, что составляет потери около 20 дБ/км. Для снижения потерь в этих случаях целесооб-разно твердо­тельные линзы заменить газо-выми.

Кроме рассмотренного световода для передачи оптических волн могут приме-няться полые, поверхностные, пленочные и другие световоды. Полый световод - это металлическая или стеклянная трубка диаметром до нескольких миллиметров. Поверхностный световод представляет собой стекловолокно с защитным диэлектрическим покрытием, диаметр которого соизмерим с длинной волны света, а наружный диаметр световода - в десятки раз больше. В пленочном световоде, состоящем из направляющей пленки с подложкой, на которую нанесен слой с более высоким показателем преломления, волна распростра-няется вдоль плоскости диэлектрической пленки, подвешенной в полой трубе.

Затухания оптических волн в рассмотренных световодах мо­гут составлять десятки децибел на километр, поэтому их целесо­образно применять в оптических линиях связи на относительно небольшие расстояния.

6.6. Волноводные линии связи

Для передачи широкополосных сигналов на большие расстоя­ния могут применяться волноводные линии связи (ВЛС). Они работают в диапазоне миллиметровых волн (30—100 ГГц), кото­рые передаются по круглому волноводу диаметром 40—60 мм. В таких линиях связи применяются импульсные методы модуляции (ИKM-AM, ИКМ-ЧМ, ИКМ-ФМ), а также помехоустойчивые аналоговые методы модуляции типа ЧМ с большим индексом частотной модуляции.

Структурная схема ВЛС такая же, как у РРЛ. В ее состав входит каналообразующая аппаратура, передатчики, приемники и разделительные фильтры оконечных и промежуточных станций, но оконечные и промежуточные станции ВЛС соединены между собой линейным волноводом. К особенностям ВЛС относится прежде всего большая частотная емкость. В диапазоне частот 30—100 ГГц только по одному волноводу можно передавать не­сколько десятков широкополосных дуплексных стволов. Так, на­пример, в полосе 250 МГц можно организовать 60 стволов.

Интервал между приемо-передающими станциями зависит прежде всего от характеристик сигнала, аппаратуры и парамет­ров волновода. По сравнению с РРЛ прямой видимости этот ин­тервал примерно в 2 раза меньше и не превышает 25 км.

В заключение данного модуля отметим, что оптические, волно­водные и световодные системы связи являются весьма перспек­тивными. Некоторые из них уже нашли, а другие в ближайшее время найдут применение в качестве самостоятельных многока­нальных систем или в качестве вставок в магистральные линии связи.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите характерные специфические особенности волн оптического диапазона.

2. Почему атмосфера является избирательной средой для оптических волн?

3. Какова частотная емкость оптического диапазона?

4. Что такие квантовые шумы?

5. Что такие фоновые шумы?

6. Нарисуйте обобщенную схему оптического квантового генератора.

7. Какие основные три элемента содержат оптические квантовые генераторы?

8. Какие виды оптических квантовых генераторов вы знаете?

9. Чем отличаются газовые, жидкостные, твердотельные и полупровод-никовые оптические квантовые генераторы?

10. Какие виды модуляции применяются в оптическом диапазоне?

11. Чем отличается внутренняя и внешняя модуляция?

12. Нарисуйте схему модулятора на основе эффекта Поккельса.

13. Поясните принцип построения предающего и приемного устройств системы оптической связи.

14. Как осуществляется оптическая связь по световодам?

15. Что такое волноводные линии связи?

Литература: [ЭП],[14]

Литература

Основная

1. Рудой В.М. Основы теории радиотехнических систем. М, МГОУ, 2001.

2. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. М. Сов. Радио, 1980.

3. Лев А.Ю. Многоканальная связь. Связь. М., 1978

Дополнительная

4. ГОСТ 22515-77. Связь телеграфная. Термины и определения.

5. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. М. Радио и связь, 1985.

6. Полехин С.И. Теория связи по проводам. Связь, М.,1985.

7. Грудинская Г.П. Распространение радиоволн. Высшая школа. М., 1975.

8. Марков В.В. Радиорелейная связь. Связь. М., 1979.

9. Тропосферная связь/Л.И. Яковлев и др. Воениздат. М., 1984.

10. Радиолинии ионосферного рассеивания метровых волн/под. ред. Н.Н. Шумской. Связь. М.,1973.

11. Метеорная связь на УКВ. Сборник статей под редакцией А.Н. Казанцева. ИЛ, 1967.

12. Петрович Н.Т. и др. Космическая радиосвязь. Сов. Радио, 1979.

13. Федоров Д.И., Сайфер Г.А. Сотовые системы связи. Калининград, 1994.

14. Пратт Вильям. Лазерные системы связи. Связь. М., 1972.

15. Адаптивные автоматизированные системы радиосвязи. Л., ВКАС, 1987.