Волоконно-оптические системы

В волоконно-оптических системах связи информация передается по-волокну в виде закодированной последовательности оптических импульсов, длительность которых определяется скоростью передачи В (бит/с) системы. Дисперсионное уширение импульсов нежелательно, так как оно мешает приему сигналов, приводя к ошибкам при передаче информации. Ясно, что ДГС будет ограничивать скорость передачи В и длину линии передачи L волоконно-оптической системы связи. Удобной мерой, характеризующей информационную емкость линии связи, является произведение скорости передачи на длину линии передачи информации BL. В этом разделе рассматривается, как ДГС ограничивает величину BL. [c.73]

Хорошее качество изображения в волоконных оптических системах получить трудно, так как требуется сохранение точного подобия расположения входных и выходных концов волокон в жгуте. [c.286]

Пример расчета цифровой волоконно-оптической системы связи (подход к расчету длины регенерационного участка ВОСС) 197 [c.18]

Типовые волоконно-оптические системы связи 200 [c.18]

Волоконно-оптическая система представляет собой линию, связывающую две электрические цепи. На рис. 1.1 представлены основные компоненты такой системы [c.2]

Светоизлучающее диоды (СИД), используемые в волоконной оптике, являются более сложными приборами по сравнению с описанным выше, однако принцип работы у них тот же. Сложности возникают из-за того, что необходимо создать источник с заданными характеристиками какой-либо волоконно-оптической системы. Принципиальными характеристиками диода являются длина волны излучаемого света и пространственная диаграмма излучения. [c.102]

В главе 1 указывалось, что волоконно-оптическая линия содержит передатчик, оптический кабель и приемник. Бьши рассмотрены волоконно-оптические кабели, источники и детекторы, то есть электронно-оптические преобразователи, обеспечиваюш ие связь между оптической и электронной частями волоконно-оптической системы. [c.133]

Соединение различных частей волоконно-оптической системы крайне важно для ее работы. Разъемные и неразъемные соединители позволяют передавать свет от одной компоненты системы к другой с минимально возможными потерями оптической мощности. На протяжении линии волокно может соединяться с источниками, детекторами или другими волокнами. В данной главе речь пойдет об основных принципах волоконно-оптических соединений и о видах применяемых для этого разъемных и неразъемных соединителей. Для упрощения изложения остановимся на примере соединения одного волокна с другим. [c.149]

Известно, что вид модуляции определяет структуру демодулятора. В волоконно-оптических системах связи имеют дело с двумя видами аналоговой и одним видом цифровой модуляции, причем последний, без сомнения, является самым важным. В каждом из рассматриваемых видов модуляции модулируется мощность оптического несущего колебания. Для открытых оптических систем связи (см. гл. 16) имеется более широкий выбор видов модуляции. Что касается волоконно-оптических систем связи, то для них рассмотрены [c.347]

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ [c.429]

Было бы невозможно, да и не нужно, рассматривать все возможные комбинации элементов ВОЛС и их применения. В.место этого в следующем параграфе будет сделана попытка показать области, в которых волоконно-оптические системы связи имеют преимущества по сравнению с другими, а также определить факторы, стимулирующие их внедрение. В последующих параграфах будет продемонстрирована работа некоторых сложных систем на характерных примера.х специализированных систем передачи данных. Полученные выводы можно было бы до некоторой степени предвидеть заранее, исходя из распределения мощности в некоторых системах связи, рассмотренных в предыдущих главах. Одиако ниже, там, где это возможно, будут приводиться результаты, полученные на уже созданных и работающих оптических системах связи. В то же время будет сделана попытка определить сферу деятельности в данной области и ее границы в настоящее время и в будущем, с тем чтобы проследить рост использования оптических волокон, наметившийся в последнее время (80-е годы), и оценить перспективу их развития. [c.430]

Волоконно-оптические системы связи второго поколения делятся на две категории системы, использующие многомодовое волокно и работающие в области 1,3 мкм, соответствующей минимальной материальной дисперсии и, системы, в которых применяется одномодовое волокно на одной из длин волн, обеспечивающих минимальное затухание. Преимущество этих систем перед системами связи первого поколения состоит в возможности существенного увеличения расстояния между ретрансляторами, что и стимулирует разработку длинноволновых ис- [c.444]

В волоконно-оптических системах связи, работающих на длине волны 1.55 мкм. чтобы уменьшить действие ДГС, можно идти двумя путями. Во-первых, использовать световоды со смещенной дисперсией (см. разд. 1.2.3), в которых длина волны минимальной дисперсии совпадает с длиной волны минимальных потерь. И, во-вторых, использовать полупроводниковые лазеры, работающие преимущественно на одной продольной моде, так чтобы спектральная ширина источника в непрерывной генерации была ниже 100 МГц [21]. Для таких лазеров в уравнении (3.4.2) под W понимается уже ширина спектра импульса. Если гауссовский импульс не имеет частотной модуляции, то В. Тогда из уравнения (3.4.2) следует, что при L=50km ДГС некритична вплоть до скоростей передачи 10 Гбит/с. [c.74]

В работе [64] рассмотрено построение двухканальной волоконно-оптической системы связи, основанной на передаче по одномодовому волокну двух независимых каналов с длинами волн 1,3 и 1,55 мкм. Для селекции каналов на выходе волокна использовалась голографическая дифракционная решетка. Для этих же целей помимо дифракционных реихеток могут применяться спектральные дифракционные элементы, согласованные с несколькими длинами волн [66, 67]. В работе [65] предложена система прямой передачи изображений по оптическому волокну с использованием разложения белого света по спектральным компонентам. Селекция компонент в [65 осуществляется с помощью сегментированного голографического оптического элемента, каждый сегмент которого согласован с определенным диапазоном спектра. [c.456]

Широкое использование полупроводниковых лазеров в оптической связи, аппаратуре для записи-считывания с компакт-дисков, лазерных целеуказателж делает весьма актуальной задачу совершенствования соответствуюш,ей оптики. Специфика оптических свойств полупроводниковых лазеров состоит, как известно, в суш,ествеп-ной асимметрии диаграммы направленности излучения, а также в весьма высокой числовой апертуре по одному из сечений пучка. Особую актуальность эта проблема приобретает при построении линий связи с использованием одномодовых волокон. В качестве источников излучения в волоконно-оптических системах связи используются, как правило, лазерные диоды или линейки лазерных диодов видимого или ИК-диапазона. На рис. 6.58 представлен результат измерения распределения интенсивности, формируемого лазерным диодом мощностью 5 мВт и длиной волны 0,67 мкм. [c.463]

Возможности фотометра любого типа существенно расширяются при сочетании их с волоконно-оптическими системами сбора информации. Использование световодов позволяет проводить измерение объектов сложной формы, в различных полостях, в условиях сильных алекгромагаигных помех, при радиационном воздействии, в газовой или жцдкой средах. Длина световодов до 100 м и более. Световоды из кварда используют для измере- [c.61]

Ранее в данном разделе было показано, что коэффициенты объединения по входу н разветвления по выходу взаимосвязаны с шириной полосы пропускания системы. Одно из преиму-пгеств применения ОПЛМ заключается в том, что использова-нне отдельных электронных компонент с волоконно-оптическими межэлементными соединениями позволяет использовать очень низкие плотности размещения реальных вентилей по сравнению с интегральными схемами со сверхвысокой степенью интеграции. Таким образом, в значительных по объему волоконно-оптических системах может быть рассеяна существенно ббльшая мощность, чем в компактных интегральных схемах со сверхвысокой степенью интеграции. Так как скорости переключения в конечном счете ограничены возможностью отвода выделяемого тепла, волоконно-оптические системы позволяют, крохме того, достичь более высоких тактовых частот. В самом деле, обычным явлением стала работа волоконно-оптических систем в области гигагерцевых частот, тогда как очень трудно добиться работы микроэлектронного чипа со сверхвысокой степенью интеграции при таких частотах. [c.253]

Волоконно-оптические системы связи могут обеспечивать связь между двумя оконечными устройствами при ответвлении части передаваемой информации и вводе дополнительной информации с помощью электронных устройств регенерации, точно так же как это делается в системах на металлических кабелях. Подобное построение ВОСС называется цепочечным [13] и, в основном, применяется в системах связи городских телефонных сетей (для связи между АТС) и междугородной связи. В таких системах ВОК вместе с передающим и приемным квантово-электронными модулями (преобразующими, соответственно, электрические сигналы в оптические, и наоборот) включается вместо металлического кабеля в типовые системы связи [13, 30, 38]. ВОСС можно использовать для распределения информации между значительным количеством оконечных устройств, которые в этом случае связываются в многонаправленную систему распределения данных, где ответвление и ввод информации производятся в оптическом диапазоне. В такой системе может передаваться множество мультиплексных сигналов к ряду оконечных устройств. Такие схемы могут быть использованы в системах кабельного телевидения, бортовых системах, для внутриобъектовой и производственной связи, в вычислительных комплексах и т. д. [c.184]

Первая трансатлантическая волоконноч)птическая телефонная линия, установленная компанией AT T в 1988 году, одновременно поддерживала 37 800 одновременных звуковых каналов в обоих направлениях на основе одной пары волокон. Расстояние между повторителями составляло 35 км. Напротив, лучшая трансатлантическая линия на коаксиальном кабеле поддерживала 4200 каналов и требовала установки повторителей через каждые 9.4 км. Суш ествует теоретическая возможность создания волоконно-оптической системы, передающей 200 Мб/сек на расстояния от 80 до 100 км без повторителей. [c.31]

Сочетание в волоконно-оптических системах широкой полосы пропускания с низкими потерями приводит к их широкому использованию в телефонной индустрии. Такие системы позволяют не только передавать больший обьем информации, но и требует меньшего количества повторителей — дорогостояшдх электронных устройств, требуюшдх существенных затрат на установку и обслуживание. Уменьшение количества повторителей приводит к снижению стоимости системы. [c.31]

Одномодовое волокно позволяет легко достичь птриньт полосы пропускания от 50 до 100 ГТц-км. В настояш ее время волокна имеют полосы пропускания в несколько гигагерц и позволяют передавать сигнал на десятки километров. До 1985 года наиболее крупными были коммерческие волоконно-оптические системы системы передачи цифровой телефонии, имевшие скорость передачи информации 417 Мб/сек. Эта системы позволяли обслуживать одновременно 6048 телефонных переговоров и работали на одномодовом волокне, позволявшем передавать сигнал на 35 километров без повторителя. К концу 1992 года возможности телефонных линий выросли до 10 Гб/сек и 130 ООО звуковых каналов. [c.55]

Диапазон длин волн от 820 до 850 им часто используется для передачи во многих волоконно-оптических системах. В этом диапазоне длин волн молекулярная дисперсия равна примерно 0.1 нсек/нм ширины спектра. [c.66]

Многие высокоскоростные волоконно-оптические системы используют схемы кодировки информации по группам, в которьк кодируются не отдельные биты, а целые слова длиной в несколько бит. Например, при кодировке 4В/5В каждые четыре бита информации кодируются в 5-битовое слово. После получения такого кода приемник декодирует 5-битовые слова в 4- битовые блоки первоначальной информации. Эта схема гарантирует, что данные никогда не будут представлять собой цепочку из более чем трех последовательных нулей. Эта кодафовка использует менее широкую частотную полосу пропускания по сравнению с кодированием Манчестер, требуя [c.137]

Приемопередатчики (трансиверы) и повторители (репитеры) являются важными компонентами во многих волоконно-оптических системах. Их устройстю достаточно просто, и в данной главе только кратко комментируется. Приемопередатчик — устройство, объединяющее в одном корпусе передатчик и приемник и позволяющее одновременно передавать и принимать сигнал с любой станции. Повторитель — приемник, который управляется передатчиком и используется для усиления сигнала в случае когда сигнал передается на большие расстояния и испытывает сильное затухание. Повторитель принимает сигнал, усиливает его, восстанавливает форму сигнала под управлением приемника и посьшает его далее по линии связи. [c.144]

Волоконно-оптическая система связи с информационной пропускной способностью 2 Мбнт/с работает на длине волиы 1,3 мкм и использует в качестве фотодетектора германиевый ЛФД, у которого F М. Входной каскад приемника представляет собой усилитель иапряжеиия. Его шумовые характеристики могут быть представлены включенными иа входе эквивалентными источниками шумового напряжения 5 нВ/ /Рц и шумового тока 20 фА "1/г1Г. Общая входная емкость равна 5 пФ. Усилитель корректируется по частоте в полосе 0...1 МГц, [c.395]

Волоконно-оптическая система связи с информационной пропускной способностью 2 Гбит/с работает иа длине волиы 1,3 мкм и использует в качестве фотодетектора р-/-я-фотодиод в сочетании с полевым транзистором, так что F [c.395]

Многомодовые волоконно-оптические системы связи, использующие монохроматические источники излучения, иапример лазер с зарощенной гетероструктурой, могут подвергаться сильному искажаю- цему воздействию модального шума. [c.396]

К .)мг аексную оценку всей системы можно дать, взяв в качестве примера систему передачи данных, предназначенную для использования на современных военных самолетах. Простая замена существующих электрических систем передачи данных оптическим волокном даст очень малую экономию, если вообще даст, а стоимость оконечного оборудования значительно возрастет. Однако за время всего двадцатилетнего срока службы самолета будет иметь место значительная экономия расхода топлива за счет снижения массы волоконно-оптической системы передачи данных (ВОСП). Недостатком такой системы будет увеличение стоимости обслуживания, вызванное необходимостью использовать высококвалифицированный персонал для проведения простейшего ремонта волокна. Если самолет находится в стадии проектирования и можно изменить его конструкцию, то экономия топлива увеличится еще больше за счет того, что меньшие масса и размеры волоконной оптической системы передачи данных позволяют уменьшить размеры и массу са.молета. Кроме того, можно проложить волоконную линию связи в местах с высокими электромагнитными помехами или на участках, где находятся взрывчатые вещества, которые пришлось бы обойти при прокладке традиционных электрических линий передачи. Исс 1едова-ния такого рода обычно проводятся специалистами и заказчиком. Введут нли не введут в общее применение волоконно-оптические системы связи, будет зависеть от того, какую онн продемонстрируют надежность. Кроме того, важно также оборудование, с которым онн могут быть согласованы, для обеспечения использования шин параллельного доступа, рассмотренных в 17.5. [c.431]

Волоконно-оптические системы связи первого поколения — этс такие системы, в которых используются многомодовое градиентное волокно, полупроводниковый лазер на GaAs илн светодиод в качестве источника излучения и кремниевый лавинный фотодиод в качестве фотодетектора. Во многих странах были созданы подобные экспериментальные системы связи, используемые в качестве неотъемлемых участков действующей теле( юииой сети. Другими словами, волоконные кабели. были проложены по обычиым телефонным трассам, соединялись [c.438]

Таблица 17.4. Распределение мощности для волоконно-оптической системы связи с информационной пропускной способностью 8 Мбит/с прн раз гичных источниках язлучеиия

Таблица 17.5. Распределение мощности дли волоконно-оптической системы связи с информационной пропускной способностью 34 Мбнт/с, использующей светодиод, излучающий на длине полны 0,9 мкм

Все волоконно-оптические системы связи первого поколения использовали в качестве фотодетекторов ЛФД, и большинство из них требовали лазерных источников излучения. Несмотря на то, что замена лазера светодиодом, а ЛФД /з-г-л-фотодиодом приведет к созданию более дешевой, простой и надежной системы, предельно допустимые потери по мощности при этом составят 10. .. 20 дБ и для СД и дополнительно 10. .. 20 дБ при использовании /з-г-л-фотодиода. Дальность связи становится критически зависящей от потерь в волокне, а при большей пропускной способности она ограничивается материальной дисперсией. В Риме была введена в строй ВОЛС без ретранслятора длиной 7,8 км с информационной пропускной способностью 34 Мбит/с, использующая светодиоды в качестве источника излучения. В них было учтено меньшее затухание и рассеяние на более длинных волнах при применении светодиодов на GaAIAs, излучающих на длине волны 0,9 мкм при ширине спектральной линии 36,5 нм. Чувствительность оптического приемника этой ВОЛС, состоящей из фотодетектора на кремниевом ЛФД и трансимпедансного усилителя, составила — 50 дБм (без учета дисперсионных потерь). Распределение мощности, приведенное в табл. 17.5. показывает, что для ВОЛС длиной 7,8 км общие допустимые потери в волокне с учетом потерь на соединения не должны превышать 3 дБ/км. [c.444]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...