Волоконно-Оптические Линии Связи

от электрического и магнитного полей. Здесь можно было бы сказать, что

экранирование электрических кабелей для защиты их от внешних

электромагнитных помех абсолютно излишне в оптических кабелях.

Основную роль играет, конечно, сам материал — стекло, которое

выступает теперь в качестве заменителя ценного цветного металла — меди.

Этот материал-заменитель обусловливает большой экономический выигрыш.

Запасы меди в мире постоянно истощаются, а цены растут. По некоторым

прогнозам еще на исходе столетия месторождения на суше, известные сегодня,

будут исчерпаны. Основной материал для стеклянных оптических волокон —

кварцевый песок — имеется в больших количествах. В технике связи несколько

килограммов меди могут быть заменены 1 г стекла высокой очистки, если за

основу принять одинаковую пропускную способность кабеля.

Из этого соотношения следует еще одно преимущество: оптические кабели

легче электрических. Это особенно заметно в кабелях с высокой пропускной

способностью — из-за малого диаметра световода. Ясно, что оба эти свойства

являются, непосредственным преимуществом во многих областях применения.

Наконец, необходимо указать на фактор гальванической развязки

передатчика и приемника. В оптической системе они электрически полностью

изолированы друг от друга, и многие проблемы, связанные с заземлением и

снятием потенциалов, которые до сих пор возникали при соединении

электрических кабелей, теряют силу.

Наряду с этими полезными параметрами необходимо конечно, назвать

другие, по которым оптические волокна уступают меди и которые должен

учитывать конструктор кабелей.

Это прежде всего чувствительность незащищенного волокна к водяному

пару. Это критическое свойство было очень скоро обнаружено, но было также

обнаружено и противодействие ему: непосредственное покрытие световода

защитной пленкой толщиной несколько микронметров непосредственно в процессе

вытягивания волокна.

Эта защитная оболочка, в основном состоящая из полимера, полностью

защищает световод. Она повышает также механическую прочность световода и

его упругость. Кроме того, обеспечивается постоянство параметров при

неблагоприятных окружающих условиях; без защитной оболочки они снижаются

уже через несколько часов или дней.

Механический предел прочности при разрыве для волокна довольно высок и

соответствует прочности стали. Однако стекло хрупко, изгибы с малым

радиусом волокно не выдерживает и ломается. Но и этот недостаток

относителен: стекловолокно, снабженное упомянутым тонким защитным слоем,

вполне можно обмотать вокруг пальца, а некоторые сорта – даже вокруг

тонкого карандаша. Учитывая это типичное свойство стекла, необходимо,

конечно, принимать меры защиты в тех случаях, когда несколько световодов

объединяются в одном кабеле, который в дальнейшем будет изгибаться и

скручиваться. Это случается при намотке на барабан и при укладке.

Конструкция кабеля должна быть такой, чтобы устранить механические

перегрузки световода. Но опасны не только разрушение волокна, но и

микроизгибы. Они возникают, когда светопроводящие волокна лежат на

шероховатой поверхности в условиях приложения растягивающей силы, и могут

вызывать дополнительные световые потери. Это явление можно наблюдать в

демонстрационном опыте, когда к светопроводящему волокну, туго, виток к

витку намотанному на барабан, подводится видимый свет, например от He—Ne

лазера. Весь барабан при этом излучает яркий красный свет, что указывает на

световые потери, вызванные микроизгибами.

Чтобы уменьшить механические нагрузки на волокна, был опробован ряд

решений. Отдельные проводники свободно укладываются в поперечном сечении

кабеля; в процессе изготовления кабеля следят за тем, чтобы волокна были

несколько длиннее, чем кабель. На рисунке показана повивно-концентрическая

конструкция, она применяется очень часто. При этом световоды лежат свободно

в тонких гибких трубках или на них накладывается пористая изоляция.

При колебаниях окружающей температуры от конструкции кабеля

существенно зависят механические силы, которые действуют на световод.

Единственным слабым местом, кажется, является оболочка волокон со

ступенчатым показателем преломления. Ее показатель преломления, который

лишь ненамного меньше показателя преломления сердечника, может в

неблагоприятных случаях увеличиться при низких температурах, чем будут

нарушены условия полного внутреннего отражения и соответственно появятся

дополнительные потери на излучение.

Глава шестая

ИСТОЧНИКИ СВЕТА — СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИЙ ДИОД И ЛАЗЕР

6.1 ЧТО ОЗНАЧАЕТ ИМПУЛЬСНЫЙ РЕЖИМ?

Известным примером устройства, работающего в импульсном режиме,

является радиолокационная станция. Радиолокационный передатчик посылает

через антенну очень короткий высокочастотный импульс. Импульс пробегает

пространство со скоростью света, частично отражается от металлического

объекта и через определенное время возвращается в радиолокационную станцию.

Между тем радиолокационная станция переключается на прием и, получив

отраженный импульсный сигнал, вычисляет дальность до объекта, исходя из

разницы времени между передачей и приемом импульса. Процесс периодически

повторяется, но с относительно большими интервалами, так что в большинстве

случаев говорят об одном импульсном сигнале. Даже когда радиолокационная

установка посылает 1000 имп/с, интервал между импульсами (1 мс) намного

превышает длительность импульса, которая обычно короче 1 мкс.

Тот же принцип применяется в оптической технике связи, а именно для

важного случая поиска места повреждения световодного кабеля. Оптический

локационный импульс посылается в испытуемый кабель, а в качестве индикатора

повреждения используется отраженный свет. Отражения появляются при этом от

всех неоднородностей cветовода, особенно там, где световод разрушен. Из

разности времен пробега, измеренной на осциллографе, можно вычислить место

повреждения кабеля с точностью до 1 м.

Примером передачи непрерывного сигнала является передача по световоду

непрерывного телефонного или видео сигнала. Из непрерывного электрического

сигнала при этом получается такой же непрерывный световой сигнал, который

колеблется между значениями минимальной и максимальной световой мощности

[pic]. Электрический ток за счет полупроводникового лазера или

светоизлучающего диода образует выходную мощность Р. При этом электрический

сигнал может быть биполярным, т. е. может принимать положительные и

отрицательные значения (например, речевой сигнал или любое другое

переменное напряжение), или однополярным (телевизионный сигнал, выходной

сигнал кодового модулятора). Но световой сигнал в обоих случаях

однополярный (отрицательная световая мощность невозможна).

Свет лазера и светоизлучающего диода окажется таким образом

промодулированным по интенсивности сигналом, воздействующим на ток диода.

Существенным различием между этой непрерывной работой светового источника и

импульсным режимом являртся то, что при импульсной работе средняя световая

мощность очень мала по сравнению с пиковой мощностью [pic]. При непрерывной

работе (или “в режиме непрерывного излучения”) средняя световая мощность

составляет примерно половину пиковой мощности, т. е. она того же порядка,

что и максимальная мощность.

Здесь необходимо указать на следующее: бинарный сигнал (например,

выходной сигнал импульсно-кодового модулятора согласно) едва ли можно

назвать импульсной последовательностью с точки зрения обработки сигнала;

наоборот, относительно модуляции передатчика его нужно рассматривать как

сигнал непрерывного излучения. Его средняя световая мощность равна точно

[pic]/2, так как обычно длина и вероятность появления сигналов 0 и 1

одинаковы.

В световодной технике связи двоичный сигнал играет исключительную

роль, потому что как светоизлучающие диоды, так и лазеры имеют более или

менее нелинейную зависимость мощности от тока. Двоичные сигналы к этому

нечувствительны, а непрерывные искажаются из-за нелинейности.

Таким образом, нужно следить за тем, чтобы, как правило, передача

сообщении (непрерывными и даже двоичными сигналами) шла только с помощью

световых передатчиков, которые пригодны и для непрерывного режима работы.

6.2 ТИП ИСТОЧНИКА ОПРЕДЕЛЯЕТ МОЩНОСТЬ

Первые полупроводниковые лазеры не могли работать в непрерывном

режиме, во всяком случае при комнатной температуре. Причиной этого были

большие потери мощности.

Лазерный эффект начинается сразу, как только индуцируемая световая

мощность станет больше, чем потери на световом пути в объемном резонаторе.

Необходимая для этого плотность тока возбуждения в активном элементе

лазера, называемая порогом генерации лазера, ниже порогового тока: лазер

еще не генерирует стимулированного излучения. Эта пороговая плотность тока

зависит от внутренней структуры полупроводникового лазера в окрестности р-n

перехода, особенно от применяемых материалов и концентрации примесей.

В первой и самой простой конструкции, так называемом гомолазере,

рекомбинация носителей заряда и генерация света происходили в довольно

широкой области вокруг р-n перехода. Поэтому потери на ослабление в

объемном резонаторе были очень велики. Для превышения порога генерации

должны были протекать значительные токи, которые приводили к сильному

нагреву лазерного диода. Такие диоды можно было использовать в лазерах

только в импульсном режиме. Существенное уменьшение пороговой плотности

тока и потерь мощности было получено в результате введения простой и

двойной гетероструктур. С этой целью р-n переход имеет с одной или двух

сторон дополнительные слои, в силу чего благодаря свойствам их материала и

примесям толщина электрически и оптически активной зоны лазерного диода

сильно сужается. Этим ограничивают электрический диапазон возбуждения и

одновременно рекомбинацию носителей заряда и генерацию света. Кроме того,

путем изменения показателя преломления в области р-n перехода достигается

определенный ход лучей света и в результате этого — уменьшение оптических

потерь.

С помощью описанной технологии удалось сконструировать лазеры, которые

позволили получить импульсный режим при комнатной температуре.

Используя импульсные токи 40 А, можно при комнатной температуре

достигнуть импульсной световой мощности 10 Вт, правда, в предположении

хорошего теплоотвода, частоты, большей или равной 10 кГц, и ширины

импульса, меньшей или равной 200 нс (коэффициент заполнения 1:500!); р-n

переход с одной стороны имеет дополнительный слой GaAlAs.

6.3 ПРОБЛЕМА ВЫВОДА СВЕТОВОЙ ЭНЕРГИИ

Простые и двойные гетероструктуры, аналогичные описанным выше, но без

объемного резонатора с двумя зеркалами, типичного для лазера, применяются

для конструирования светоизлучающих диодов. При этом индуцируемое в

результате рекомбинации носителей зарядов световое излучение

распространяется во всех направлениях и задерживается в элементе только

вследствие различных коэффициентов пропускания слоев или из-за неизбежных

контактных поверхностей электродов и поверхностей охлаждения.

В простейшем случае здесь можно использовать и выводить излучение,

распространяющееся в плоскости активной зоны. Подобные диоды называются

краевыми излучателями. Если устроить в электроде окно, то можно направить

излучение перпендикулярно плоскости активной зоны и получить поверхностный

излучатель.

Для лазеров связь со световодами обычно сложна, хотя и проще, чем для

светоизлучающих диодов. Малые размеры поперечного сечения светового

отверстия вызывают там сильную дифракцию выходящего света.

6.4 СРОК СЛУЖБЫ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА

Одним из основных параметров оптических элементов передатчика является

срок службы. Он ограничивается тем, что после определенного времени работы

выходная световая мощность падает и в дальнейшем не выдерживается ее

гарантированное для указанного времени значение даже за счет повышения тока

в диоде.

Если оптический передатчик, например на узле связи, должен проработать

без замены элементов 10 лет, то для него должен быть гарантирован срок

службы около 100000 ч (считая продолжительность года равной приблизительно

10000 ч). Для светоизлучающих диодов на GaAs такой срок службы близок к

действительному. Хотя для них редко называют гарантийные сроки службы, но

обычны значения в несколько лет. К сожалению, для, лазерных диодов подобные

сроки службы не достигнуты. Только в 1970 г. в лаборатории появился первый

работоспособный лазер, работающий в непрерывном режиме при комнатной

температуре, и только в течение 70-х годов были разработаны различные

структуры и геометрии, приемлемые для конструирования и изготовления

лазеров непрерывного излучения, работающих при комнатной температуре.

Понятно, что достоверных данных о сроке службы можно ожидать только

после длительных испытаний большого числа готовых элементов. Чтобы уже

сегодня получить какие-то суждения, применяют меры к сокращению времени

измерений. При этом лазерные диоды заставляют работать в жестких условиях

(как правило, при очень высоких температурах, [pic]). На основании этого

судят об ожидаемом сроке службы в нормальных условиях. При этих

предположениях в конце 70-х годов многими изготовителями предсказывались

ожидаемые сроки службы для лазеров 100000 ч, а в отдельных случаях — свыше

1 млн. ч. И хотя эти цифры сегодня еще не проверены, все же существует

гарантия наименьшего срока службы 10000 ч, и этим данным можно доверять.

Проблема срока службы лазеров сегодня еще не решена, но существуют

оптимистические прогнозы.

Вероятно, через несколько лет можно будет отказаться от привычной в

настоящее время оптической отрицательной обратной связи. Она применяется

для того, чтобы скомпенсировать возникающее старение, влияние напряжения и

температуры на отдаваемую лазером и светоизлучающим диодом световую

мощность.

6.5 ЛАЗЕР ИЛИ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИЙ ДИОД?

В качестве источников света лазер и светоизлучающий диод стоят рядом.

Ни для одного из них нельзя назвать решающего преимущества: какой из них

лучше, в каждом отдельном случае зависит от области применения.

Существенным фактором, конечно, является цена. Для обоих типов

источников с годами она будет, естественно падать, но все же

светоизлучающий диод в этом отношении имеет преимущество: он дешевле лазера

со сравнимыми параметрами при высококачественной работе, столь необходимой

для техники связи. Поэтому для систем местной связи, которые требуют

относительно малых скоростей передачи (до 2 Мбит/с и ниже), будут всегда

применяться светоизлучающие диоды и в основном совместно со световодами с

относительно большой апертурой (например, с кварцевыми волокнами в

пластмассовой оболочке). Таким образом можно ввести в волокно существенно

большую часть излучаемого света.

Типичные параметры полупроводниковых источников света.

|Параметр |Светоизлучающи|Краевой |Лазер |

| |й диод типа |излучатель |(полосковая |

| |Брусса | |геометрия) |

|Вводимая в световод | | | |

|мощность, | | | |

|мкВт: | | | |

|сердечник [pic]50 мкм; |1-10 |200-100 |500-2000 |

|числовая апертура 0,2 | | | |

|сердечник [pic]200 мкм; |20-200 |100-500 |2000-5000 |

|числовая апертура 0,3 | | | |

|Время нарастания импульса, |10-50 |3-10 |0,3-1 |

|нс |40 |40 |20 |

|Ширина спектра, нс | | | |

Второй важный параметр светопередатчика: ширина полосы модуляции.

Светоизлучающие диоды прежде всего “медлительнее” лазеров. В зависимости от

конструкции имеющиеся сегодня в распоряжении типы, как правило, могут быть

модулированы частотами 30 — 50 Мгц. Если же необходимо передать быстрые

двоичные сигналы со скоростью свыше 30 Мбит/с, то почти всегда применяется

лазер ввиду его большой световой мощности. Для него граница модуляции лежит

в пределах нескольких сотен мегагерц, а иногда выше 1 ГГц. Хотя

светоизлучающий диод еще не достиг границ своих возможностей (в настоящее

время уже имеются отдельные типы диодов, модулируемых со скоростью 150

Мбит/с; по прогнозам до 1 Гбит/с), все же лазер имеет преимущество в виде

более высокой выходной мощности (см. табл.).

Наконец, необходимо принять во внимание, что ширина передаваемой

полосы частот ограничивается не только быстродействием самого излучающего

диода. Здесь важным фактором являются также дисперсионные свойства

световода. Помимо этого необходимо обратить внимание еще на одно свойство

излучающего диода: большая ширина спектра излучения светоизлучающего диода

в сочетании со световодом может привести к ограничению ширины передаваемой

полосы частот. Это свойство может играть существенную роль, когда речь

идет о том, чтобы максимально использовать высокую пропускную способность

световодов, а уширение импульса из-за дисперсии материала допускать в

минимальных пределах.

Глава седьмая

СВЕТОВОЙ СИГНАЛ НА ПРИЕМНОМ КОНЦЕ ЛИНИИ

7.1 НЕОБХОДИМОСТЬ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СВЕТА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

На конце линии необходимо восстановить первоначальную информацию

(передаваемый речевой сигнал или телевизионное изображение).

Если бы человечество не обращались к технике электрической связи и с

самого начала проектировало и вводило в действие оптическую систему

передачи, то сейчас, наверное, у нас была бы хорошо развитая техника,

которая непосредственно преобразовывала бы световые сигналы в акустические

или изображения. Возможно, через несколько лет подобные решения будут

осуществлены. На сегодняшний день решения этой проблемы нет. Все

существующие способы преобразования сигналов выполняются на основе

электрических сигналов. Телевизионное изображение создается путем

управления электронными лучами в кинескопе с помощью электрических

сигналов, акустический сигнал в телефонных трубках образуется за счет

электрического тока.

На магистральных линиях было бы хорошо использовать усилитель света. К

сожалению, такого у нас пока не имеется. Принцип усиления света (прежде

всего это принцип лазера: вынужденное излучение при возбуждении) известен,

но еще не готов к техническому воплощению.

Таким образом, и в промежуточном усилителе остается задача

преобразования и регенерации электрического сигнала (усиление или

восстановление нужной формы импульса при двойных бинарных сигналах). Этот

восстановленный электрический сигнал вторично используют для управления

лазером или светоизлучающим диодом, который теперь излучает усиленный

световой сигнал.

7.2 ФОТОДИОДЫ ИСПОЛЬЗУЮТ ВНУТРЕННИЙ ФОТОЭФФЕКТ

В оптических системах связи, в которых на выходе каждого отдельного

световода должен быть установлен чувствительный фотоприемник, вводятся два

прибора которые могут, быть выполнены методом микроэлектронной технологии.

Речь идет о p-i-n фотодиоде и лавинном фотодиоде. Оба используют внутренний

фотоэффект, который проявляется в этом специальном случае непосредственно в

окрестностях р-n перехода.

7.3 ШУМ — СИЛЬНЕЙШИЙ ВРАГ ТЕХНИКИ СВЯЗИ

Понятие, которое имеет решающее значение для функционирования каждой

системы связи, — помехи.

Насколько не одинаковы неисправности системы из-за потерь в сети

питания или отказов каких-либо элементов, встречающиеся в каждом приборе

или устройстве, настолько же не одинаковы помехи, вызванные

электромагнитными полями. Это поля, создаваемые плохо экранированными

электродвигателями, радиоизлучениями автомобилей, часто вызывающими сильные

помехи в радио или телевизионной аппаратуре, и т. ц.

В условиях отсутствия шумов разработчик мог бы безгранично увеличивать

длину усилительного участка. Требуется только соответственно увеличивать

мощность сигнала, поступающего на вход приемника. Но шум существует и

уменьшает чувствительность каждого приемника и возможности каждого

усилителя. Если мощность полезного сигнала на входе меньше мощности помех,

то сигнал перекрывается ею и не может быть выделен приемным устройством или

усилен. Даже когда сигнал и помехи имеют почти одинаковую мощность, шум

становится довольно значительным. Причины и источники шумна разнообразны. К

ним относятся корпускулярные шумы электрического тока (дробовой шум),

температурные шумовые процессы, шумы квантования световых пучков. Источник

света сам вносит в систему шумовые составляющие, добавляют их также

фотодиод и оконечный электронный усилитель. Если используется лавинный

фотодиод, то возникают дополнительные шумовые составляющие из-за эффекта

умножения в этом элементе.

Если рассмотреть электрический сигнал на выходе фотоприемника, то

можно установить, что различные шумовые источники проявляют себя в нем тем

или иным способом. Вместо чистой формы сигнала, которой модулировалась

выходная мощность светового сигнала передатчика, на вход приемника

поступает сигнал, амплитуда которого случайным образом более или менее

меняется вблизи данного значения. Средние значения соответствуют истинной

форме переданного сигнала, но мгновенные значения отклоняются от заданного

вследствие влияния помех. Первоначальный сигнал можно лишь приблизительно

выделить из суммы полезного и мешающего сигналов.

7.4 КАКОЙ ДЛИНЫ МОЖЕТ БЫТЬ ОПТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПЕРЕДАЧИ?

Основная задача — обеспечение того, чтобы посланный сигнал с

достаточной для соответствующей цели точно воспроизводился в приемнике, т.

е. разработчик будет пытаться по возможности приблизиться к первоначальной

(правильной) форме сигнала путем получения среднего значения по возможно

большому количеству мгновенных значений сигнала, искаженного помехой. Для

этого служат, различного рода электрические фильтры. Конечно, для

усреднения амплитуды сигнала можно использовать только такое количество

мгновенных значений сигнала, чтобы сами полезные изменения сигнала не были

сглажены и не оказались из-за этого потерянными. То, что остается после

этой фильтрации, более не уничтожается. С этим разработчик системы должен

считаться и, например, выбирать длину передающей линии настолько короткой,

чтобы мощность сигнала не оказалась близкой к мощности шумового фона.

Для инженера связи из этой модели формирования среднего значения

следует важный вывод: качество передачи сигнала при одинаковом уровне помех

тем лучше, чем медленнее изменяется сигнал (так как тем большими могут быть

интервалы времени усреднения и тем точнее получаемый результат) и чем

меньше необходимая для данной цели ширина полосы частот (пропускная

способность).

Из этих рассуждений ясно, что для фотоприемника имеется нижняя граница

мощности принимаемого сигнала. На этой границе мощность сигнала в

определенное число раз больше суммарной мощности шумов, которые появляются

в приемнике. Этот коэффициент обозначается как отношение сигнал/шум и

выражается в децибелах. Если необходимо передать двоичные сигналы, то

достаточно, например, отношения сигнал/шум (в электрическом сигнале),

равного 18 дБ. Это означает, что полезная мощность приблизительно в 63 раза

больше, чем наложенная шумовая мощность, что позволяет осуществить

достаточно достоверное распознавание одиночного импульса. Если, напротив,

необходимо передать непрерывные сигналы, которые реагируют на помехи

гораздо чувствительнее, чем двоичные, то отношение сигнал/шум должно быть

выше и в зависимости от рода сигнала и требуемого его количества должно

достигать 30 — 60 дБ.

По крайней мере существуют два других фактора, которые, как и

ослабление, ограничивают длину усилительного участка: материальная

дисперсия и модовая дисперсия. С увеличением длины усилительного участка

они вызывают уширение посланного импульса и при этом тем большее, чем выше

пропускная способность линии. Так как модовая дисперсия зависит от

конструкции световода (для световода с градиентным профилем показателя

преломления она гораздо меньше, чем при ступенчатом показателе), то тип

применяемого световода при заданной пропускной способности линии, пожалуй,

гораздо сильнее ограничивает дальность действия, чем ослабление. Таким же

образом, ограничивая длину линии световода с малой модовой дисперсией и

малым ослаблением, можно влиять на ширину спектра источника света

(например, использовав светоизлучающий диод).

Итак, на вопрос о дальности действия оптической связи однозначного

ответа может не быть, так как имеется ряд факторов, влияние которых

необходимо учитывать при проектировании.

Глава восьмая

МНОГОЦЕЛЕВАЯ АБОНЕНТСКАЯ СЕТЬ

Абоненты — это не только мы сами или наши соседи, с которыми мы хотим

общаться дома или на работе. Это все увеличивающееся число машин, выдающих

и принимающих информацию.

В сети связи, только распределяющей информацию (например, радио- или

телевизионной), абонент расположен на большой линии коллективного

пользования, из которой он получает для себя необходимую информацию. В

телефонной сети, которая передает разговоры, каждый абонент имеет до любого

места (в основном до оконечной коммутационной станции) свою собственную

линию. Только после этого несколько, а затем множество сигналов абонентов

объединяются в пачку и передаются совместно, чтобы на конце вновь

разъединиться на отдельные линии, которые ведут к желаемым собеседникам.

Еще в середине 70-х годов существовала уверенность в том, что эта

часть сети, состоящая из отдельных проводников, должна остаться

металлической из экономических соображений. Впоследствии это мнение

изменилось.

Здесь прежде всего имеем дело с видом материала. Около 70% меди,

расходуемой на кабели связи, приходится на абонентские сети, хотя диаметры

проводников выбраны настолько малыми, насколько это возможно. Если бы в

будущем отрезки линий, передающих сигналы, выполнялись на оптических

элементах, то можно было бы сэкономить только лишь треть затрат на медь, а

абонентские сети необходимо было бы опять строить в каждом квартале

новостроек.

Дальнейшим важным направлением являются постоянно растущие

информационные потоки в промышленности, хозяйстве, а также в быту.

Радио- и телевизионная связь станут в ближайшем будущем встречаться в

каждом доме, и необходимость устройства абонентских вводов во многих

странах превышает их экономические возможности. Только в учреждения и на

заводы в ближайшие годы придут новые службы, польза и рентабельность

которых сегодня общепризнанны: телекопирование, конторский телетайп,

электронная почта, передача данных в самом широком смысле слова,

телеметрия, телеуправление и мониторное оборудование для различных

технических устройств. Для индивидуальных абонентов техника также движется

вперед. Уже испытываются известные во многих странах мира способы, с

помощью которых абонент сможет выбрать тексты, таблицы, диаграммы и

воспроизвести их на собственном экране.

Абонентские линии, которые мы сегодня прокладываем, должны быть

подготовлены для многих потребностей последующего десятилетия. Нынешнюю

систему электрической связи можно использовать только в качестве речевого

канала с небольшой полосой пропускания. Такая связь пригодна для

конторского телетайпа, а также для передачи данных. Уже при телекопировании

необходимо длительное время копирования — в лучшем случае свыше одной

минуты на каждую страницу формата АЧ, и каждое повышение скорости требует

увеличения полосы пропускания. До конца 80-х годов — таков прогноз

британского ведомства связи — в Англии до 50 % почты должно передаваться

электронным образом.

Но окончательно необходимо будет отказаться от сегодняшнего

абонентского симметричного кабеля с медными проводниками, если потребуется

хотя бы одно-единственное движущееся изображение. Тогда будет необходим

дорогой коаксиальный кабель или световод.

Такой прогноз развития в будущем является основой, которую учитывают

при создании широкополосной связи каждой квартиры по крайней мере с

близлежащей коммутационной станцией. Как должна выглядеть техника

оптической связи будущего, в частности упомянутая сеть оптической связи,

какие и сколько различных сигналов должно быть в этой многоцелевой

абонентской сети и как они должны будут передаваться, никто еще сегодня

конкретно и окончательно сказать не может. Хотя некоторые рабочие положения

сформулированы. Сообразно с ними телефонная связь (разговор и вызывной

сигнал) должна осуществляться в обоих направлениях, а кроме того, должен

передаваться и телевизионный сигнал. В соответствии с этим каждый абонент

получает отдельную оптическую широкополосную линию, к которой прежде всего

подключен его телефон и затем, возможно, видеотелефон и другие

высокоскоростные устройства.

Ряд вопросов при этом останется открытым. Один из них —

энергоснабжение аппарата абонента. Телефон, питаемый сегодня через

сигнальные проводники станционного источника питания, в дальнейшем не будет

иметь электрической связи с коммутационной станцией. Таким образом он

должен будет получать энергию от местной силовой сети. К этой идее

привыкли. Обычно электрическая передающая техника будущего ставит те же

требования автономного электропитания, правда, по другим причинам. При этом

электрическая развязка (абонентов и коммутационной станции), которая

обусловлена применением световодной техники, окажется целесообразной с

экономической точки зрения.

Оптическая абонентская сеть, широкополосный аппарат абонента в каждой

квартире более не являются утопией.

[pic]

[pic]

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1) Глазер В. “Световодная техника” М. Энегроатомиздат 1985г.

2) Савельев И. В. “Курс общей физики” М. Наука 1978, 1982г.

Страницы: 1, 2, 3, 4