Волоконно-оптические системы связи

Развитие электрических систем передачи информации началось с изобретения П.Л. Шиллингом в 1832 году телеграфной линии с использованием иголок. Медный провод использовался как линия связи. Такая линия обеспечивала скорость передачи информации - 3 бит/с (1/3 буквы). Первая телеграфная линия Морзе (1844 г) обеспечивала скорость 5 бит/с (0,5 буквы). В 1860 г. была изобретена печатающая телеграфная система. Она обеспечивала скорость - 10 бит/с (1 буква). Уже в 1874 г. система шестикратного телеграфного аппарата Бодо обеспечивала скорость передачи - 100 бит/с (10 букв). Первые телефонные линии были построены на основе изобретенного в 1876 году Беллом телефона. Они обеспечивали скорость передачи информации 1000 бит/с (1кбит/с - 100 букв).

Первая телефонная цепь использованная на практике была однопроводной с телефонными аппаратами, включенными на ее концах. Такой способ требовал большого количества соединительных линий и самих телефонных аппаратов. Это устройство в последствии в 1878 году было заменили коммутатором, позволившим соединить несколько телефонных аппаратов через единое коммутационное поле. Первоначально используемые однопроводные цепи с заземленным проводом были заменены двухпроводными линиями передачи до 1900года. Несмотря на изобретение коммутатора, каждый абонент имел свою линию связи. Поэтому необходимо было придумать способ, позволяющий увеличить количество каналов без прокладки дополнительных тысяч километров проводов. Первая коммерческая система уплотнения была создана в США. Благодаря этому устройству в 1918 году между Балтимором и Питсбургом начала работать четырехканальная система с частотным разделением каналов. Большинство разработок было направлено на увеличение эффективности систем уплотнения воздушных линий и многопарных кабелей. Именно по этим двум средам передачи были организованы почти все телефонные цепи до второй мировой войны.

В 1920 году была изобретена шести-двенадцати канальная система передачи. Это увеличило скорость передачи информации в заданной полосе частот до 10 000бит/с, (10кбит/с - 1000 букв). Верхние граничные частоты воздушных и многопарных кабельных линий составляли соответственно 150 и 600 кГц. Потребности передачи больших объемов информации требовали создания широкополосных систем передачи.

В 30-40 годах ХХ века были введены в обращение коаксиальные кабели. В 1948 году между городами, находящимися на атлантическом и тихоокеанском побережьях США, была введена в эксплуатацию коаксиально-кабельная система L1. Эта система позволила увеличить полосу пропускания частот линейного тракта до 1,3 МГц, и это обеспечило передачу информации по 600 каналам.

После второй мировой войны начали проводить активные исследования по совершенствованию коаксиально-кабельных систем. Изначально коаксиальные цепи прокладывались отдельно, но позднее их объединили в несколько коаксиальных кабелей в общей защитной оболочке. Например, американская фирма Белл разработала в 60-е годы ХХ века межконтинентальную систему с шириной полосы 17,5 МГц (3600 каналов по коаксиальной цепи или "трубке").

В СССР, в то же время разрабатывалась система К-3600 на отечественном кабеле КМБ 8/6, имеющем 14 коаксиальных цепей в одной оболочке. Через какое-то время изобретают коаксиальную систему с шириной полосы пропускания 60 МГц. Это обеспечивало емкость 9000 каналов в каждой паре. В общей оболочке объединены 22 пары.

Коаксиальные кабельные системы большой емкости использовались для связи между двумя близко расположенными центрами с высокой плотностью населения. Однако стоимость строительства таких систем была высокой. Это происходило из-за малого расстояния между промежуточными усилителями и вследствие большой стоимости кабеля и его прокладки. По современным воззрениям, все электромагнитные излучения, в том числе радиоволны и видимый свет, имеют двойственную структуру и ведут себя то как волнообразный процесс в непрерывной среде то как поток частиц, получивших название фотонов, или квантов. Каждый квант обладает определенной энергией.

Ньютон впервые ввел понятие о свете как о потоке частиц.А. Эйнштейн на основе теории Планка возродил в новой форме в 1905 году корпускулярную теорию света, которую теперь принято называть квантовой теорией света. В 1917 году он теоретически предсказал явление вынужденного или индуцированного излучения. Благодаря этому впоследствии были созданы квантовые усилители. В 1951 году советские ученые В.А. Фабрикант, М.М. Вудынский и Ф.А. Бутаева получили патент на открытие принципа действия оптического усилителя. В 1953 году предложение о квантовом усилителе было сделано Вебером. В 1954 г.Н.Г. Басов и А.М. Прохоров предложили теоретически обоснованный проект молекулярного газового генератора. В 1954 году, независимо от них, Гордон, Цейгер и Таунс опубликовали сообщение о создании действующего квантового генератора на пучке молекул аммиака. В 1956 г. Бломберген установил возможность построения квантового усилителя на твердом парамагнитном веществе, а в 1957 году этот усилитель был собран Сковелем, Фехером и Зайделем. Построенные до 1960 г. квантовые генераторы и усилители получили название мазеров. Это название происходит от первых букв английских слов "Microwave amplification by stimulated emission of radiation", что означает "усиление микроволн с помощью вынужденного излучения".

Перейти на страницу: 1 2

Еще статьи по теме

Расчет радиорелейной трассы между удаленными объектами
Связь в уголовно-исполнительной системе (УИС) ФСИН Российской Федерации является основным средством, обеспечивающим управление территориальными органами и учреждениями исполнения наказаний. Схема ее организации обуславливаетс ...

Проектирование инфокоммуникационной волоконно-оптической сети связи железной дороги
В настоящее время все большее распространение получают цифровые системы передачи информации. Они постепенно вытесняют аналоговые системы, которые постоянно демонтируют и заменяют на более совершенные цифровые. Такая тенденция ...

Главное меню

© 2019 / www.techsolid.ru