16. ОТКРЫТЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ

16.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В гл. 1 были рассмотрены возможности использования неканализированной передачи сигналов на оптических частотах; ее вероятные достоинства и недостатки приведены в табл. 1.1. В последующих 14 главах речь шла исключительно о компонентах, специально предназначенных для использования в волоконно-оптических системах связи. В таких системах присущие волокну физические ограничения сужают и практический выбор источника излучения и фотодетектора полупроводниковыми приборами, рассмотренными в гл. 8, 11, 12 и 13. В открытых системах связи такие ограничения отсутствуют, и, как было упомянуто в § 1.4, может иметь место гораздо более широкий выбор компонентов.

Открытые оптические системы связи являлись предметом широких исследований и разработок в 60-е годы. Краткое изложение некоторой части результатов проделанной работы содержится в После 1970 г. основные усилия были направлены на изучение оптических волокон и только несколько сугубо специальных исследований касались открытых оптических систем связи. Остается неясным. какую роль они могут сыграть в будущей технике связи на большие расстояния. Конечно, они будут иметь преимущества сравнению с замкнутыми оптическими системами связи, когда один или оба терминала будут подвижными. Они также могут использоваться для связи на небольшие расстояния, например между зданиями, когда из-за местных условий между ними трудно проложить кабель. В любом случае они будут конкурировать с радиолиниями. Следует отметить, что даже маломощная лазерная система связи (приблизительно на длине волны должна размещаться так, чтобы были выполнены все требования безопасности.

Данная глава начинается с краткого обсуждения некоторых характеристик передачи, определяющих мощность принимаемого оптического сигнала, а следовательно, и работу открытых оптических систем связи. К ним относятся расходимость оптического пучка, которая расматривается в § 16.2.1, и затухание, анализируемое в § 16.2.2. Основная трудность использования оптического диапазона в наземных системах связи — это изменчивость атмосферной прозрачности в связи с меняющимися метеорологическими условиями. Следует считать, что в условиях тумана, сильного дождя или снега такая система связи окажется неработоспособной, но это справедливо также и в отношении микроволновых линий связи при очень сильном дожде. К сожалению, туман гораздо чаще встречается в тех районах с высокой плотностью населения, где существует наибольшая

Рис. 16.1. Идеализированная схема открытой оптической системы связи

потребность в разнообразных системах связи. В § 16.3 и 16.4 продолжается рассмотрение некоторых типов оптических источников излучения и фотодетекторов, которые могут быть использованы в открытых оптических системах связи и, наконец, в § 16.5 приведены примеры их возможной реализации, а именно: системы для связи внутри помещений с дальностью связи примерно системы для наземной связи, имеющей дальность связи около 1 км, и системы для использования в космическом пространстве, где дальность связи, вероятно, превысит