ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ СВЯЗИ И СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ПО ОПТИЧЕСКИМ КАБЕЛЯМ
Волоконно-оптические линии связи с учетом их протяженности принято делить на три группы:
- линии большой протяженности (магистральные), обладающие большой пропускной способностью — 107-108 бит/с (рис. 7.21);
- линии средней протяженности (внутригородские), предназначенные для соединительных линий АТС, создания систем кабельного телевидения, линий связи в АСУ с удаленными от ЭВМ терминалами. Скорость передачи 105-107 бит/с;
3) короткие или внутриобъектовые линии связи для внутри- и межблочных соединений ЭВМ, контрольно-измерительных приборов, работающих в условиях внешних воздействий, для линий задержки в области сверхвысоких частот. Скорость передачи 103-105 бит/с.
Рис. 7.21. Функциональная схема волоконно-оптической линии связи
Короткие (от десятков сантиметров до десятков и сотен метров) или внутриобъектовые линии оптической связи принято называть линиями фотонной связи (ЛФС). Они нашли применение для связи в ЭВМ, для контрольно-измерительных приборов и систем, работающих в условиях сильных помех и на высоковольтных линиях передачи. Линии фотонной связи могут найти применение в замкнутых системах телевизионной и телефонной связи, например для связи ЭВМ с выносными устройствами сбора и первичной обработки информации [32—36].
Простейшая ЛФС состоит из быстродействующего полупроводникового светоизлучающего диода, многомодового стекловолоконного кабеля и фотоприемника (фототранзистора или ρ-i-η-фотодиода). Основные преимущества ЛФС заключаются в следующем:
малые (в 5—10 раз) габариты и масса по сравнению с проводными линиями передачи;
высокая степень защищенности от внешних электромагнитных полей;
широкополосность оптического канала связи;
секретность передачи информации в силу отсутствия излучения и невозможности отвода световой энергии без разрушения световода;
однонаправленность потока информации, высокая однородность линии, отсутствие обратной реакции приемника на генератор, отсутствие реактивности в канале связи, отсутствие многократных отражений;
малая потребляемая мощность;
возможность работы при высоких температурах, до 700° С;
возможность технологической интеграции различных линий связи. Она обусловлена большим числом волокон в жгуте и использованием монолитных матричных излучателей и фотоприемников с малым шагом между активными элементами;
высокая степень надежности работы в условиях механических воздействий (вибраций, ударов и др.). Волокна можно изгибать; при обрыве отдельных волокон жгута передача осуществляется по неповрежденным волокнам;
более низкая стоимость вследствие замены стеклом или полимерами дорогостоящих цветных металлов и упрощения как технологии изготовления, так и монтажно-прокладочных работ.
Таблица 7.2
Сравнение оптических кабелей с другими линиями передачи
В табл. 7.2 приведены характеристики различных линий передачи. Из данных таблицы видны значительные преимущества оптических кабелей по сравнению со всеми анализируемыми линиями передачи.
Рис. 7.22. Спектральные характеристики выходной мощности источников излучения и чувствительности фотоприемников:
а) световая характеристика полупроводникового квантового генератора (ПКГ), б) спектральная интенсивность светодиода; в) световая характеристика светодиода; г) спектральная интенсивность ПКГ; д) частотная модуляционная характеристика светодиода; е) спектральные чувствительности фотодиода
В качестве основной системы передачи принята цифровая система с импульсно-кодовой модуляцией в диапазоне частот (3-5)Х1014 Гц (длина волн 0,6; 0,8; 1,06 мкм). Число каналов: 30; 120; 480 и 1920; скорость передачи: 2, 8, 34 и 140 Мбит/с.
