Проводные каналы связи

Передача импульсов по электрическому каналу с ограниченной полосойпропускания сопровождается задержкой и искажением формы передаваемого импульса.

Основными компонентами этой системы являются: оптический излучатель VD. световод С и светочувствительный элемент (фотоприемник) VT. В качестве излучателей используются полупроводниковые светодиоды и последнее достижение оптоэлектроники — недорогие твердотельные диодные лазеры. В отличие от диффузионных светодиодов, лазеры являются источниками когерентного излучения. Обычно используется излучение с длиной волны 800 нм (инфракрасная область невидимого спектра). В качестве детекторов используются фототран­зисторы и р/п диоды. Последние являются высококачественными оптическими детекторами со временем срабатывания в несколько наносекунд и чувствительностью до 1000 фотонов/с. Движение света вдоль криволинейного световода происходит при многократном внутреннем отражении луча на границе световод оболочка.

Волоконно-оптический кабель (ВОК) является сложным сооружением, где кроме обеспечения минимальных потерь энергии при передаче, достаточно много внимания уделено защите световода от внешних воздействий. Существует несколько типов ВОК. Самым дешевым яв­ляется волокно со ступенчатым изменением коэффициента преломления. Часто для этой це­ли используются оптически прозрачная пластмасса. Минимальные потери в пластмассовом волокне наблюдаются в области видимого (красного) излучения. С помощью пластмассовых световодов можно передавать данные на расстояние до нескольких десятков метров. В кабелях более высокого качества используется кварцевое волокно. Кварцевые светодиоды бывают со ступенчатым и плавным изменением коэффициента преломления (лучше). Последним достижением волоконно-оптической дальней связи является передача информации на частотах до 4 Гц и на расстояние 120 км без повторителей.

Световоды, по сравнению с электрическими кабелями, обладают рядом достоинств: высокая помехозащищённость в условиях электромагнитных полей;

-большая пропускная способность. По сравнению с коаксиальными кабелями, в которых скорость и потери существенно зависят от частоты, дисперсия (зависимость фазовой скорости волны от частоты) ВОК незначительна;

-безопасность при эксплуатации. Исключается вынос электрического потенциала из электроустановки; невозможно возгорание кабеля по причине короткого замыкания, -не используется дефицитная медь, что делает их потенциально дешевле в перспективе при отработке технологии производства оптоволокна;

-высокие эксплуатационные характеристики: малый радиус изгиба, некритичность к условиям прокладки (возможна прокладка рядом с сильноточными кабелями), малые массо-габаритные показатели и т. д.

Основным же недостатком ВОК является сложность сопряжения (стыковки) световодов между собой, а также с излучателями и приемниками сигналов. Это обуславливается и малым сечением волокна (диаметр 0,125 мм и менее), и необходимостью выполнения среза волокна строго перпендикулярно его оси и обработки среза с высокой точностью чистоты для минимального затухания. По этой причине одножильные кабели протяженностью до нескольких десятков метров в настоящее время считаются неремонтопригодными. Однако технология сращивания оптических кабелей быстро совершенствуется.

При использовании ВОЛС цифровые устройства защиты необходимо дооснащать модулем оптико-электронного преобразования. Такой модуль может быть как встроенным, так и внешним.