Волоконно оптических

Локальные вычислительные сети (ЛВС) охватывают ЭВМ, расположенные на площадях, ограничивающихся одним институтом или предприятием или даже одним зданием. Ввиду малых протяженностей линий связи их удельный вес в общей стоимости оборудования на несколько порядков ниже, чем в региональных и глобальных сетях. Поэтому есть смысл для достижения более высоких скоростей передачи данных использовать такие виды связи, как коаксиальные кабели или волоконно-оптические.

Обратимся к самому «нижнему» слою коммуникационной сети — физическим средствам связи. Здесь и «эфир» при спутниковой или радиосвязи, и волоконно-оптические кабели, и коаксиальные, и скрутки, и телефонные линии с системой соединения и в одну линию, и в несколько параллельных линий. На стандартизацию никто не согласится.

50. Якубайтис Э. А., Финкельштейн Е. Я. Волоконно-оптические каналы локальных вычислительных сетей.—АВТ, 1982, № 1, с. 3—S.

Каналом передачи называется совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающая передачу электрических сигналов, ограниченных по мощности в определенной области частот. В зависимости от конкретных условий, в которых осуществляется связь, в качестве среды распространения сигналов используют проводные линии или радиолинии. К. проводным относят воздушные и кабельные линии связи, волноводы и волоконно-оптические линии связи (ВОЛС). В радиолиниях сообщения передаются посредством радиоволн определенного диапазона частот. Для удовлетворения нужд различных получателей сообщений используются типовые каналы передачи, образующие первичную сеть связи. Типовыми непрерывными (аналоговыми) каналами и трактами являются: канал тональной частоты, первичный, вторичный и третичный групповые тракты, канал передачи звукового вещания (или звукового сопровождения телевидения), магистральный канал изображения. К типовым дискретным (цифровым) каналам и трактам относят: индивидуальный цифровой канал, первичный, вторичный и третичный групповые цифровые тракты.

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) представляют собой новый и перспективный вид направляющих систем, внедрение которых в технику электросвязи имеет такое же огромное значение, как в свое время внедрение транзисторов. Это объясняется следующими достоинствами ВОЛС: широкополосностью (по одному оптическому волокну (ОВ) скорость передачи может достигать не-

§ 2.5. Оптоэлектронные устройства и волоконно-оптические линии связи

Технические предпосылки для использования ВОЛС в МЭА фактически существуют: возможно изготовление источников и приемников оптического излучения — светодиодных и фотодиодных матриц с малым шагом расположения элементов (100—150 мкм), имеются волоконно-оптические кабели, собранные из единичных оптических волокон с полным диаметром кабеля 70— 300 мкм ( 2.18), а также микросборки оптоэлектрон-ных преобразователей-усилителей.

2.18. Волоконно-оптические кабели:

блочной платы (см. 2.17), а также с входами блочной платы на другом блоке. Для решения этой задачи служат волоконно-оптические разъемы ( 2.19).

Волоконно-оптические линии связи имеют ряд других преимуществ: широкополосность передачи; высокое качество передачи, связанное с отсутствием взаимных помех между каналами, высокой помехозащищенностью и помехоустойчивостью; скрытность передачи; гальваническую развязку между блоками аппаратуры; сокращение состава и габаритов используемой аппаратуры; отсутствие искрений и угрозы возгорания; экономию цветных металлов. В сочетании с микроминиатюризацией МЭА в целом ВОЛС обеспечивают компоновку МЭА на качественно новом уровне.

Принципиальные и существенные достижения миниатюризации разъемов позволяют создать ВОЛС) однако для окончательного решения этого вопроса предстоит большая работа по поиску и освоению новых материалов: многокомпонентных оптических сред (стекол) с различными химическими свойствами, заливочных компаундов, оптически прозрачных клеев, и освоению технологических процессов: нанесение тонких (25—40 мкм) оболочек на волоконно-оптические жгуты, шлифовка и полировка сложных оптических систем, состоящих из разнородных материалов, и др.

Второй раздел посвящен построению различных СПИ: аналоговых и цифровых, с использованием радиоканалов, в том числе спутниковых, и направляющих систем (коаксиальных и волоконно-оптических кабелей). Принятый сигнал U*(t) в той или иной степени отличается от переданного U(t), что объясняется действием помех и неидеальностью характеристик как отдельных звеньев, так и СПИ в целом. Поэтому значительное внимание здесь уделяется анализу возникающих искажений и методам их расчета. Допустимые искажения сигнала нормируются и должны быть такими, чтобы обеспечивалось требуемое качество выходного изображения (в ТВ) или репродукции (в ФС).

Новые варианты построения передающей ФА открывает использование волоконно-оптических элементов в СОС ( 9.4, а). Концы стеклянных волокон / расположены по строке и прижаты к лицевой стороне передаваемого оригинала 2, освещаемого снизу стержневой люминесцентной лампой 3. Вторые концы волокон собраны в окружность. Отраженный свет от элементов строки, анализируемой на пло-

Схема противошумовой коррекции ( 12.5) и рассмотренная методика расчета У применяются также при построении фотоприемных устройств в волоконно-оптических ТВ системах, когда аналоговым ТВ сигналом осуществляется непосредственная модуляция по интенсивности источника оптического излучения (см. гл. 8). Если же для передачи ТВ сигнала используется дополнительная ступень модуляции (ЧИМ, ФИМ, ЧМ, ФМ) на поднесущей частоте ш0, а затем полученным сигналом модулируется интенсивность оптического источника, то с целью повышения отношения сигнал/шум при выделении такого сигнала входную цепь фотоприемника целесооб-1 разно строить по схеме резонансного контура, настроенного на частоту CUQ. Полосу пропускания и АЧХ контура можно менять с помощью внешней проводимости g. Последующие каскады до демодулятора должны корректировать неравномерность АЧХ входной цепи в полосе пропускания сигнала. Такой вариант коррекции называется простой резонансной противошумовой коррекцией. Для нее характерны те же признаки, что и для простой апериодической противошумовой коррекции ( 12.5): с уменьшением g возрастает отношение сигнал/шум ч7, но увеличивается неравномерность АЧХ ПШК и усложняется обеспечение точной коррекции. Приемлемые значения g выбираются из расчета величины 4я на выходе демодулятора для используемого вида модуляции.

22. Система кабельного телевидения с использованием волоконно-оптических линий связи/М. Л. Гринштейн, В. Д. Кабешев, В. И. Кириллов и др.//Техника кино и телевидения.—1985,—№ 5.^ С. 46—49.

Следующим шагом к микроминиатюризации коммутационных схем будет переход от гальванических соединений в блоках к оптическим волноводным линиям связи. Построение радиоэлектронных средств в этом случае основывается на таком разделении функций: обработка информации осуществляется, как обычно, микросхемами, а связи с микросхемами — оптическими методами. Соединения в пределах ячеек и внутриблочные соединения могут быть выполнены целиком на основе элементов интегральной оптики, а межблочные соединения— на основе многоканальных волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).

Конструкция блока на ИМСОКС представлена на 2.17. Из пакета волоконно-оптических плат набирают схемные платы ячеек. Схемная оптическая плата должна состоять, по меньшей мере, из двух волноводно-оптических плат с ортогональной системой волноводов

волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) — кабели, служащие для передачи оптических сигналов;

Элементы оптоэлектронных приборов изготавливают из различных материалов. Так, в одном из простейших приборов — оптопаре используют арсенид галлия (излучатель), полимерный клей (оптическая среда) и кремний (фотоприемник). В волоконно-оптических системах передачи кроме указанных материалов применяют кварц (оптическая среда). Особенно велико число применяемых материи.нж в сложных приборах. Наличие разнородных материалов снижает общин КПД прибора из-за поглощения оптического излучения в пассивных областях, ею отражения и рассеяния на многочисленных оптических границах. Возникают дополнительные трудности при конструировании приборов, обусловленные различием температурных'коэффициентов расширения материалов; затрудняется микроминиатюризация, усложняется технология и, как следствие, повышается стоимость.

Передающие и приемные микросхемы для волоконно-оптических систем передачи. Передающие микросхемы преобразуют электрические сигналы в оптические, передаваемые по ВОЛС. Приемные микросхемы принимают оптический сигнал с линии и преобразуют его в электрический. Такие микросхемы перспективны для использования в цифровых системах высокого быстродействия, а также в системах кабельной связи между аналоговыми устройствами. В цифровых системах и ЭВМ применение волоконно-оптических линий для связи между блоками, печатными платами, а иногда и между БИС или СБИС на одной плате позволяет значительно повысить быстродействие и помехоустойчивость. При связях с помощью печатных или объемных проводников

Во второй половине 80-х годов (XII пятилетка) электронная промышленность продолжит промышленное освоение ИС5 — сверхбольших ИС с программируемой логикой (микропроцессорные комплекты) и волоконно-оптических кабелей с соединителями (ВОКС). Конструкции РЭА на основе ИС5, УГИК и ВОКС называют РЭА V поколения. В этот период особое внимание будет уделено применению ВОКС в качестве монтажных соединений между блоками, стойками и выносными приборами. Это будет важный шаг в направлении комплексной миниатюризации. Процесс разработки, производства и освоения в эксплуатации конструкций РЭА V поколения ожидается длительным.

Успешное использование световодных линий обусловлено созданием волоконно-оптических (световодных) кабелей с очень малым затуханием, которое меньше чем у лучших коаксиальных медных кабелей. Первые световодные кабели были созданы в начале 70-х годов, а в настоящее время промышленность выпускает их различные модификации. Для примера на 4.5 приведено погонное затухание а одного из лучших световодных кабелей в зависимости от. длины волны Я [16].