Оптичний зв'язок
 
а б в г д е 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
 

Оптичний зв'язок

Оптичний зв'язок , зв'язок за допомогою електромагнітних коливань оптичного діапазону (як правило, 10 13 —10 15 гц ). Використання світла для простих (малоінформативних) систем зв'язку має давню історію (див., наприклад, Оптичний телеграф ). З появою лазерів виникла можливість перенести в оптичний діапазон всілякі засоби і принципи здобуття, обробки і передачі інформації, розроблені для радіодіапазону. Величезне зростання об'ємів передаваної інформації і в той же час практично повне вичерпання ємкості радіодіапазону додали проблемі освоєння оптичного діапазону в цілях зв'язку виняткову важливість. Основні переваги О. с. в порівнянні із зв'язком на радіочастотах, визначувані високим значенням оптичної частоти (малою довжиною хвилі): велика ширина смуги частот для передачі інформації, в 10 4 що раз перевищує смугу частот всього радіодіапазону, і висока спрямованість випромінювання при вхідних і вихідних апертурах, значно менших апертур антен в радіодіапазоні. Остання гідність О. с. дозволяє застосовувати в передавачах оптичних систем зв'язку генератори малою потужністю і забезпечує підвищену перешкодозахищена і скритність зв'язку.

  Структурно лінія О. с. аналогічна лінії радіозв'язки . Для модуляції випромінювання оптичного генератора або управляють процесом генерації, впливаючи на джерело живлення або на оптичний резонатор генератора, або застосовують додаткові зовнішні пристрої, що змінюють вихідне випромінювання по необхідному закону (див. Модуляція світла ). За допомогою вихідного оптичного вузла випромінювання формується в промінь, що малорозходиться, досягає вхідного оптичного вузла, який фокусує його на активну поверхню фотоперетворювача. З виходу останнього електричні сигнали поступають у вузли обробки інформації. Вибір частоти, що несе, в системі О. с. — складне комплексне завдання, в якому повинні враховуватися умови поширення оптичного випромінювання в середовищі передачі, технічні характеристики лазерів, модуляторів, приймачів світла, оптичних вузлів. У системах О. с. знаходять вживання два способи прийому сигналів — пряме детектування і гетеродинний прийом. Гетеродинний метод прийому, володіючи рядом переваг, головні з яких — підвищена чутливість і дискримінація фонових перешкод, в технічному відношенні багато складніше за пряме детектування. Серйозним недоліком цього методу є істотна залежність величини сигналу на виході фотоприймача від характеристик траси.

  Залежно від дальності дії системи О. с. можна розділити на наступні основні класи: відкриті наземні системи ближнього радіусу дії, що використовують проходження випромінювання в приземних шарах атмосфери; наземні системи, що використовують закриті канали світлопроводів (волоконні світлопроводи, светонаправляющие дзеркально-лінзові структури) для високоінформативного зв'язку між АТС, ЕОМ(електронна обчислювальна машина), для міжміського зв'язку; високоінформативні лінії зв'язки (головним чином ретрансляційні), що діють в ближньому космічному просторі; далекі космічні лінії зв'язку.

  В СРСР і за кордоном накопичений певний досвід роботи з відкритими лініями О. с. в приземних шарах атмосфери з використанням лазерів. Показано, що сильна залежність надійності зв'язку від атмосферних умов (що визначають оптичну видимість) на трасі поширення обмежує вживання відкритих ліній О. с. відносно малими відстанями (декілька кілометрів) і лише для дублювання існуючих кабельних ліній зв'язку, використання в малоінформативних пересувних системах, системах сигналізації і т.п. Проте відкриті лінії О. с. перспективні як спорідненість зв'язку між Землею і космосом. Наприклад, за допомогою лазерного променя можна передавати інформацію на відстань ~10 8 км. з швидкістю до 10 5 біт в сік , тоді як мікрохвильова техніка при цих відстанях забезпечує швидкість передачі лише ~10 біт в сік . В принципі, О. с. в космосі можлива на відстанях до 10 10 км. , що немислимо для інших систем зв'язку; проте побудова космічних ліній О. с. технічно вельми складно.

  В земних умовах найбільш перспективні системи О. с., що використовують закриті структури світлопроводів. У 1974 показана можливість виготовлення скляних світлопроводів із загасанням передаваних сигналів не більше декількох дб / км. . При сучасному рівні техніки, використовуючи напівпровідникові діодні випромінювачі, що працюють як в лазерному (когерентному), так і в некогерентному режимах, кабелі з световолоконнимі жилами і напівпровідникові приймачі, можна побудувати магістралі зв'язку на тисячі телефонних каналів з ретрансляторами, що розташовуються на відстанях близько 10 км. один від одного. Інтенсивні роботи із створення лазерних випромінювачів з термінами служби ~10—100 тис. ч , розробка широкосмугових високочутливих приймальних пристроїв, ефективніших структур світлопроводів і технології виготовлення світлопроводів великої протяжності, мабуть зроблять О. с. конкурентоздатною із зв'язком по існуючих кабельних і релейних магістралях вже в найближчому десятилітті. Можна чекати, що О. с. займе важливе місце в загальнодержавній мережі зв'язку поряд з ін. засобами. У перспективі системи О. с. з лініями світлопроводів по своїх інформаційних можливостях і вартості на одиницю інформації можуть стати основним виглядом магістрального і внутрішньоміського зв'язку.

  Літ.: Чернишев Ст Н., Шереметьев А. Р., Кобзев Ст Ст, Лазери в системах зв'язку, М. [1966]; Пратт Ст До., Лазерні системи зв'язку, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1972; Вживання лазерів, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1974.

  А. Ст Ієвський, М. Ф. Стельмах.