Оптоволоконные линии связи.

Новый вид связи - оптоволоконные линии связи (ОВЛС) появился в результате прогресса оптики и электроники в их тесном симбиозе. ОВЛС представляет собой проводник светового потока с преобразователем электрического сигнала в оптический на одном конце линии связи и преобразователем оптического сигнала в электрический на другом. Проводник светового потока – стеклянная нить (волокно, световод) диаметром 0.2 ÷ 0.4 мм, изготовленная из материала (оптического стекла) высокой прозрачности в оптическом и (или) ИК-диапазоне, с очень гладкой поверхностью, покрытой тонким зеркальным слоем серебра или алюминия.

Такое волокно обладает свойствами, обеспечивающими возможность его применения как линии связи. Луч света, попавший в такое волокно (световод), не может из него свободно выйти. А внутрь волокна свет может попасть или выйти из него только с торцов. Это свойство обеспечивает высокую помехозащищенность и защиту от несанкционированного получения информации по пути прохождения сигнала. Другое свойство – тонкую стеклянную нить можно деформировать, её можно свернуть в кольцо, намотать на катушку. Это свойство позволяет транспортировать кабель в свернутом состоянии. Разумеется, диаметр намотки не может быть меньше разумной величины (1÷1.5м), иначе стекло расколется и нить лопнет, что означает обрыв ОВЛС.

Неизбежное затухание сигнала, обусловленное поглощением света в стекле и потерями на отражение в зеркальном слое, приходится учитывать при построении длинных линий связи. Особенности передачи оптического сигнала затрудняют работу ОВЛС с аналоговыми сигналами, но свойства самой линии связи и аппаратуры, необходимой для промежуточного (через каждые 40 ÷ 60 км) усиления сигнала, идеально подходят для передачи бинарного сигнала.

Оцифрованный сигнал подается на быстродействующий светодиод на одном конце ОВЛС, который генерирует импульсы света, направленные в торец одного из световодов оптоволоконного кабеля. В кабеле, оболочка которого защищает от внешних воздействий световоды, может быть несколько десятков линий связи. Через некоторое расстояние, этот оптический сигнал принимается фотодиодом, установленным в другом торце этого же световода ОВЛС. Сигнал, преобразованный фотодиодом в электрический, может быть после усиления выдан потребителю или отправлен в следующий участок ОВЛС. На сегодняшний день таким кабелем, обладающим очень широкой полосой пропускания F(Гц) и, следовательно, огромной пропускной способностью C(бит/сек) соединены все континенты Земли.

Радио линии.

7 мая 1895 в Политехническом институте Санкт Петербурга А. С. Попов продемонстрировал, как бы сейчас сказали, «передачу сигнала по радиоканалу». Было передано на расстояние порядка 20 м азбукой Морзе сообщение «Генрих Герц». С этого сообщения началась эра освоения и использования радиосвязи. Необходимо заметить, что А. С. Попов не придал значения своему открытию и не оформил должных документов. А в сентябре того же года Маркони в Италии получил патент на способ передачи сигналов по радиоканалу. Спор о приоритете в этом вопросе, видимо, так и не будет разрешен.

Сам принцип радиосвязи сейчас объясняется следующим образом. Если есть генератор электрического напряжения высокой частоты (выше 100 кГц), то если один вывод генератора соединить с достаточно длинным вертикальным проводом (антенной), а второй заземлить, мы получим излучатель электромагнитного поля. Это электромагнитное поле (излучение) может быть обнаружено на некотором расстоянии (несколько метров или сотен километров) точно на такую же антенну, к которой подключен регистратор высокочастотного напряжения (радиоприемник).

Вот здесь возникает ряд проблем. Как отличить (выделить) сигнал «нашего» передатчика от сигналов других передатчиков, которых сейчас на Земле и в космосе миллионы. Как обеспечить надлежащий уровень сигнала на выходе нашего радиоприемника, что бы обеспечить заданную вероятность обнаружения сигнала. И масса других проблем конструкторского и технологического плана.

Основные характеристики радиоприемника – чувствительность и избирательность. Чувствительность измеряется в единицах напряжения [В, мВ или мкВ] или в единицах мощности [Вт, мВт или мкВт]. Численно чувствительность равна напряжению (мощности) сигнала на входе радиоприемника в заданное число раз превышающего уровень собственных шумов радиоприемника, приведенных к его входу. Чувствительность определяется в основном уровнем шумов первого каскада и коэффициентом его усиления.

Избирательность (точнее частотная избирательность) измеряется в децибелах К_изб [дб]=20 lg U₀/U_помех, где U₀ – выходной сигнал принимаемой радиоприемником станции с частотой f₀, U_помех – выходной сигнал «мешающей», ближайшей по частоте станции у приемника, настроенного на станцию с частотой f₀, в предположении, что уровень сигнала обоих станций на входе приемника одинаков. Частотная избирательность определяется формой АЧХ всего радиоприемного тракта.