11. 1.         Принцип действия оптических передающих систем

Современный научно-технический прогресс опирается на возрастающий обмен информацией. Поиск технологий, позволяющих удовлетворить потребности в высокоскоростном обмене информацией, выявил несколько новых отраслей скоростного обмена информацией. Среди них можно выделить волоконно-оптические средства связи. Область применения волоконно-оптических систем необычайно широка от бортовых систем до трансконтинентальных телекоммуникационных систем. Развитие этих систем основано на достижениях когерентной оптики, теории информации, успехах микроэлектроники и технологий производства волоконно-оптических элементов.

Преимущества волоконно-оптических систем обусловлены:

· высокой пропускной способностью,

· малым значением коэффициента затухания волокна, его независимостью от частоты передаваемого сигнала,

· высокой защищенностью от внешних электромагнитных полей,

· отсутствием излучения во внешнюю среду,

· сложностью несанкционированного доступа к передаваемой информации,

· малой металлоемкостью линии передачи и малой массой линии передач, большой строительной длиной кабеля.

В настоящее время в мире около 80 % информации передается по волоконно-оптическим линиям связи.

Передача света по стеклянным волокнам хорошо известна и давно используется для различных целей. Но только появление в начале 1970-х годов волокон с чрезвычайно малым затуханием света привело к бур­ному развитию оптических передающих систем, кото­рые резко изменили технику связи.

Оптическая передающая система состоит из трех основных элементов (рис. 11.1):

1) передатчика (ла­зера или светодиода, который преобразует электриче­ский ток в световое излучение);

2)  диэлектрического световода (стеклянного волокна);

3) приемника (фотодиода), который вновь преобразует световой сигнал в электрический.

Передатчик и приемник служат здесь электрооптическим и оптоэлектрическим преобразователями. Таким образом, для передачи сигнала в световой форме необходимы два дополнительных устройства в отличие от передачи по коакси­альному кабелю. Поэтому возникает вопрос, обладают ли оптические передающие системы преимуще­ствами, которые компенсируют их сложность.

Оптические системы действительно обладают, по меньшей мере, одним очень важным свойством: они не приводят к связи по току и напряжению между передатчиком и приемником сигнала. Отпадают труд­ности, связанные с заземляющим контуром:

передат­чик или приемник могут одновременно находиться под высоким потенциалом, а кабель со световодами нечувствителен к электромагнитным помехам. Другие преимущества и недостатки такого рода систем ста­нут очевидны, когда мы подробно рассмотрим их пе­редаточные характеристики.