17. ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ

17.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Настоящая заключительная глава представляет собой краткий обзор способов, с помощью которых можно использовать различные элементы, рассмотренные в гл. 2—15 для построения практических оптических систем связи. Очевидно, многие комбинации элементов можно опустить. Оптическое волокио может быть ступенчатым или градиентным, а также многомодовым или одномодовым: для его изготовления можно использовать различные стекла и полимерные материалы. В качестве источника излучения можно использовать лазер или светодиод, а в качестве фотоприемника — -фтодиод или лавинный фотодиод. В оптических системах связи могут применяться различные виды как аналоговой, так и цифровой модуляции. В настоящее время все системы прямо или косвенно работают на уровне оптической мощности, излучаемой источником, а самой общей и простой является прямая бииариая импульсио-кодовая модуляция. Одиако остается много применений, где информация передается и принимается в аналоговой форме, поэтому для них аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование не требуется. В этом случае используется прямая аналоговая модуляция источника излучения. Ниже будет показано, что это является недостатком при сравнении оптических систем передачи с электрическими аналогами. Использование импульсной модуляции по интенсивности для создания поднесущей,

когорая в свою очередь может быть промодулирована по амплитуде, длительности, фазе или частоте (АИМ, ШИМ, ФИМ, ЧИМ), дает некоторые преимущества, обусловленные цифровым детектированием, в то время как, по-существу, сохраняется форма аналоговой модуляции. Предлагались и другие способы модуляции, в которых используются синусоидальные подиесущие или цифровая модуляция поднесущей, но оказалось, что они не имеют никаких преимуществ и обладают большими недостатками, в связи с чем не рассматриваются ниже. И, наконец, было показано, что волоконно-оптические системы связи имеют широкий диапазон применения и используются по различным причинам. Требуемая полоса пропускания может быть маленькой, порядка нескольких герц, или очень большой, порядка нескольких гигагерц; передача информации может осуществляться на расстояния от нескольких метров до нескольких тысяч километров.

Было бы невозможно, да и не нужно, рассматривать все возможные комбинации элементов ВОЛС и их применения. Вместо 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 примерах 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. Однако 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.