Физическая энциклопедия - оптическая связь

передача информации с помощью света. Простейшие (малоинформативные) виды О. с. использовались с кон. 18 в. (напр., семафорная азбука). С появлением лазеров возникла возможность перенести в оптич. диапазон средства и принципы получения, обработки и передачи информации, разработанные для радиодиапазона. Необходимость передачи всё большего объёма информации и вместе с тем практически полное исчерпание ёмкости радиодиапазона придают проблеме О.

с. важное значение. Осн. принципиальные преимущества О. с. по сравнению с радиосвязью высокая направленность излучения, обеспечивающая повышенную помехозащищённость и скрытность связи, и большая ширина полосы частот для передачи информации. С целью введения информации излучение оптич. генератора модулируют по требуемому закону (см. МОДУЛЯЦИЯ СВЕТА). При помощи выходного оптич. узла излучение формируется в малорасходящийся пучок, достигающий входного оптич. узла, к-рый фокусирует его на фотоприёмник. С фотоприёмника электрич. сигналы поступают в узлы обработки информации. При выборе несущей частоты должны учитываться условия распространения оптич. излучения в среде передачи, техн. хар-ки лазеров, модуляторов, приёмников оптического излучения. В системах О. с. находят применение два способа приёма сигналов прямое детектирование и гетеродинный приём (см.

ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СВЕТА). Системы О. с. делятся на о т к р ы т ы е наземные системы и наземные системы, использующие з а к р ы т ы е световодные каналы для связи между АТС, ЭВМ, для внутриобъектовой и междугородной связи. Работы с открытыми линиями О. с. в приземных слоях атмосферы с использованием лазеров показали, что надёжность связи сильно зависит от атм.

условий, определяющих оптич. видимость на трассе распространения. Это ограничивает применение открытых линий О. с. относительно малыми расстояниями (неск. км). Однако открытые линии О. с. перспективны как средство связи между Землёй и космосом. Напр., с помощью лазерного луча можно передавать информацию на расстояние =108 км со скоростью до 105 бит/с, в то время как микроволн. техника при этих расстояниях обеспечивает скорость передачи только =10 бит/с. О. с. в космосе возможна на расстояниях до 1010 км, однако построение косм. линий О. с. технически весьма сложно. В земных условиях наиб. перспективны системы О.

с., использующие закрытые волоконные световоды с малыми оптич. потерями (затухание сигнала =1 дБ/км в ближней ИК области). Скорость передачи информации в многомодовых волоконных световодах ограничена по сравнению с открытыми линиями до 104 бит/с вследствие межмодовой дисперсии, а в одномодовых световодах дисперсией материала световода.

Применение кварцевого стекла, легированного Ge, P, В и др. элементами, позволило свести почти к нулю дисперсию материала световодов в области длин волн 1,26-1,32 мкм и передавать по одномодовым световодам и световодам с оптим. профилем показателя преломления (см. СВЕТОВОД) информацию со скоростью 107-108 бит/с на расстоянии =100 км без применения ретрансляторов.

Волоконно-оптич. линии связи, помимо широкой полосы пропускания, обладают и др. преимуществами; они не требуют дефицитных цветных материалов, невосприимчивы к эл.-магн. помехам, имеют малый вес и габариты. Разработка эфф. световодных структур и технологии изготовления световодов большой протяжённости, широкополосных высокочувствительных приёмных устройств, долгоживущих (>104 ч) источников излучения (лазерные диоды, светодиоды), по-видимому, сделают О.

с. способной конкурировать со связью по существующим кабельным и релейным магистралям уже в ближайшем десятилетии. Во мн. странах успешно прошли испытания экспериментальных волоконно-оптич. систем связи в телефонной сети. В перспективе системы О. с. со световодными линиями по своим информативным возможностям и стоимости на ед.

информации могут стать осн. видом магистральной и внутригородской связи. .