ОПТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
связь посредством
электромагнитных колебаний оптич. диапазона (как правило, 1013
- 1015 гц). Использование света для простейших (малоинформативных)
систем связи имеет давнюю историю (см., напр., Оптический телеграф).
С
появлением лазеров возникла возможность перенести в оптич. диапазон
разнообразные средства и принципы получения, обработки и передачи информации,
разработанные для радиодиапазона. Огромный рост объёмов передаваемой информации
и вместе с тем практически полное исчерпание ёмкости радиодиапазона придали
проблеме освоения оптич. диапазона в целях связи исключительную важность.
Осн. преимущества О. с. по сравнению со связью на радиочастотах, определяемые
высоким значением оптич. частоты (малой длиной волны): большая ширина полосы
частот для передачи информации, в 104 раз превышающая полосу
частот всего радиодиапазона, и высокая направленность излучения при входных
и выходных апертурах, значительно меньших апертур антенн в радиодиапазоне.
Последнее достоинство О. с. позволяет применять в передатчиках оптич. систем
связи генераторы с относительно малой мощностью и обеспечивает повышенную
помехозащищённость и скрытность связи.
Структурно линия О. с. аналогична линии
радиосвязи.
Для
модуляции излучения оптич. генератора либо управляют процессом генерации,
воздействуя на источник питания или на оптич. резонатор генератора, либо
применяют дополнит, внешние устройства, изменяющие выходное излучение по
требуемому закону (см. Модуляция света). При помощи выходного оптич.
узла излучение формируется в малорасходящийся луч, достигающий входного
оптич. узла, к-рый фокусирует его на активную поверхность фотопреобразователя.
С выхода последнего электрич. сигналы поступают в узлы обработки информации.
Выбор несущей частоты в системе О. с.- сложная комплексная задача, в к-рой
должны учитываться условия распространения оптич. излучения в среде передачи,
технич. характеристики лазеров, модуляторов, приёмников света, оптич.
узлов. В системах О. с. находят применение два способа приёма сигналов
- прямое детектирование и гетеродинный приём. Гетеродинный метод приёма,
обладая рядом преимуществ, главные из к-рых - повышенная чувствительность
и дискриминация фоновых помех, в технич. отношении много сложнее прямого
детектирования. Серьёзным недостатком этого метода является существенная
зависимость величины сигнала на выходе фотоприёмника от характеристик трассы.
В зависимости от дальности действия системы
О. с. можно разделить на следующие осн. классы: открытые наземные системы
ближнего радиуса действия, использующие прохождение излучения в приземных
слоях атмосферы; наземные системы, использующие закрытые световодные каналы
(волоконные световоды, светонаправляющие зеркально-линзовые структуры)
для высокоинформативной связи между АТС, ЭВМ, для междугородной связи;
высокоинформативные линии связи (гл. обр. ретрансляционные), действующие
в ближнем кос-мич. пространстве; дальние космич. линии связи.
В СССР и за рубежом накоплен определённый
опыт работы с открытыми линиями О. с. в приземных слоях атмосферы с использованием
лазеров. Показано, что сильная зависимость надёжности связи от атмосферных
условий (определяющих оптич. видимость) на трассе распространения ограничивает
применение открытых линий О. с. относительно малыми расстояниями (неск.
километров) и лишь для дублирования существующих кабельных линий связи,
использования в малоинформативных передвижных системах, системах сигнализации
и т. п. Однако открытые линии О. с. перспективны как средство связи между
Землёй и космосом. Напр., с помощью лазерного луча можно передавать информацию
на расстояние 108 км со скоростью до 105бит
в
сек,
в то время как микроволновая техника при этих расстояниях обеспечивает
скорость передачи только 10 бит в сек.
В принципе, О. с.
в космосе возможна на расстояниях до 1010км, что немыслимо
для иных систем связи; однако построение космич. линий О. с. технически
весьма сложно.
В земных условиях наиболее перспективны
системы О. с., использующие закрытые световодные структуры. В 1974 показана
возможность изготовления стеклянных световодов с затуханием передаваемых
сигналов не более неск. дб/км. При совр. уровне техники, используя
полупроводниковые диодные излучатели, работающие как в лазерном (когерентном),
так и в некогерентном режимах, кабели со световолоконными жилами и полупроводниковые
приёмники, можно построить магистрали связи на тысячи телефонных каналов
с ретрансляторами, располагаемыми на расстояниях ок. 10 км друг
от друга. Интенсивные работы по созданию лазерных излучателей со сроками
службы 10-100 тыс. ч, разработка широкополосных высокочувствительных
приёмных устройств, более эффективных световодпых структур и технологии
изготовления световодов большой протяжённости, по-видимому, сделают О.
с. конкурентоспособной со связью по существующим кабельным и релейным магистралям
уже в ближайшем десятилетии. Можно ожидать, что О. с. займёт важное место
в общегос. сети связи наряду с др. средствами. В перспективе системы О.
с. со световодными линиями по своим информационным возможностям и стоимости
на единицу информации могут стать осн. видом магистральной и внутригородской
связи.
Лит.: Ч е р н ы ш ё в В. Н., Ш е
ре м ет ь е в А. Г., Кобзев В. В., Лазеры в системах связи, М., [1966];
П р а т т В. К., Лазерные системы связи, пер. с англ., М., 1972; Применение
лазеров, пер. с англ., М., 1974. А. В. Невский, М. Ф. Стелъмах.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я