Информационни технологии & Интернет

Автор:  Адриана Кирилова Калайджиева

Комуникационната система е система за пренасяне на информация или сигнали от едно място на друго, отстоящи на разстояние от няколко километра до няколко хиляди километра едно от друго. Оптичните комуникационни системи са тези, при които за физически носител на информацията се използва оптично лъчение. В настоящата курсова работа се разглежда световодна комуникационна система, която в сравнение с оптичните безжични комуникационни системи има по-висока пропускателна способност и липса на смущения и интерференция между отдделните канали.

В областта на оптичните комуникации се работи с оптични сигнали с висока степен на кохерентност т.е. лазерни източници, при които разпределението на амплитудата в изходната равнина е Гаусово. Разпространението след излъчващата апертура силно зависи от формата на апертурата и нейното възбуждане. Когато обаче работим със синфазно и еквиамплитудно възбудена апертура и допуснем, че цялата енергия на лазерния лъч е съсредоточена в рамките на апертурата, случаят се опростява значително. Ако допуснем, че разглеждаме полето на Гаусовия лазерен сноп на големи разстояния от антената (а по задание това е точно така, защото z = 5km), то можем да използваме Фраунхоферовото приближение за полето и да използваме дифракционния интеграл на Френел- Кирхоф.
Решението на този интеграл не е обект на настоящото изследване, затова даваме само резултата и изводите, произтичащи от него.

От така получените резултати може да се направи извода, че имаме разширяване на лъча, тъй като ρz > ρ0. Първите два множителя в полученото равенство формират амплитудата на полето по оста z, която плавно намалява с увеличаването на разстоянието. Третият множител също формира амплитуда, но в равнина, напречна на разпространението. Вижда се, че снопът запазва гаусовото си ампплитудно разпределение в равнината, напречна на разпространението. В диаграмата на излъчване отсъстват странични листа. Прави впечатление, че липсва ъгъл φ т.е. има симетрия на полето спрямо оста z.

Броят фотони в Гаусов лазерен сноп, преминаващи през равнина, напречна на разпространението, е правопропорционален на излъчената мощност от апертурата на предавателната антена. Изчисленията са направени за пет точки, тъй като функцията е гладка, няма резки осцилации, и тези точки са достатъчни, за да придобием представа за изследваната зависимост.
Интересно би било да разгледаме резултата от гледна точка на световодна комуникационна система с ИКМ. В нея периодът на дискретизация е 125µs т.е. това означава, че за това време се чете информацията от всичките 32 канала. Периодът на всеки канал (т.е. всеки импулс) е 3,9µs, а тъй като амплитудата на всеки импулс се се квантува и кодира най- често с осем разрядно двоично число.

Времето, за което ние изследваме броя на фотоните (20ns) е много малко от гледна точка на ИКМ системите и е недостатъчно за предаване дори на част от даден импулс.
Няколкото десетки милиона фотона (какъвто е порядъкът на получените резултати) не са достатъчни за пренасяне на информацията от един ИКМ канал.
Това ни позволява да онагледим от практическа гледна точка колко малка е всъщност енергията на един фотон и какви огромни количества са необходими за пренасяне на елементарна (от гледна точка на съвременната комуникационна техника) информация.

Сходни статии:

1. Сателитни комуникации автор: Станислав Иванов, НБУ През последните десетилетия на изминалия век, развитието на технологиите отбелязва изключителен напредък. Огромният технически просперитет допринася в огромна степен за развитието на днешния свят. Това не...