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.