;g Таблица 1.2. Международные уровни иерархии цифровых систем связи с временным разделением каналов

в табл. 1.2 приведен ряд существенных характеристик цифровых систем передачи различного уровня иерархии, используемых для магистральной связи. В ней также указаны типы электрических и оптических каналов, которые подходили бы для различных уровней приведенной иерархии, и приведены расстояния между ретрансляторами для каждого случая. Типы указанных в таблице оптических волокон будут подробно рассмотрены в гл. 2. Следует отметить, что в настоящее время в США цифровые системы связи третьего уровня пока еще не используются, а имеется только несколько экспериментальных волоконно-оптических линий связи этого уровня. Что касается систем связи с информационной пропускной способностью пятого уровня, то они находятся скорее в стадии исследований и обсуждений.

1.3. АРХИТЕКТУРА СИСТЕМ СВЯЗИ

Ниже будут рассматриваться физические процессы, происходящие в оптических системах связи и их компонентах, однако полезно знать структурные схемы различных систем связи, определяемые разными требованиями, к ним предъявляемыми. Легко выделить следующие четыре типа систем (каналов) связи:

1. Индивидуальные линии между двумя абонентами, например линии телеметрии, полевых телефонных аппаратов.

2. Системы радио- и телевизионного вещания, обеспечивающие передачу информации от одного или нескольких источников одновременно многим получателям.

3. Соединительные линии с ограниченным числом требуемых переключений. Это либо каналы, соединяющие много приемников с малым числом источников информации, например обеспечивающие доступ пользователя к банкам данных или к библиотекам телевизионных кинофильмов; либо каналы, соединяющие многие источники информации с малым числом получателей, например используемые в системах дистанционного управления, когда оператор может по желанию выбрать или ограничить поступающую к нему информацию.

4. Коммутируемые линии, в которых каждое оконечное устройство может быть по выбору соединено с любым другим оконечным устройством для осуществления односторонней или двусторонней связи (например, телефонные системы, осуществляющие соединение абонентов с помощью одной либо нескольких телефонных станций) или информационные сети, использующие шину параллельного доступа.

В каждой из рассмотренных систем информация может передаваться как по закрытым, так и открытым каналам связи.

Необходимо знать, что спектр электромагнитных излучений обладает ограниченными ресурсами, поэтому его нужно экономно и эффективно использовать. Применение для связи электромагнитных волн видимого и инфракрасного диапазонов будет означать введение в эксплуатацию не используемой до настоящего времени части электромагнитного спектра. Имеет место и дополнительное преимущество

данного участка спектра, состоящее в том, что в оптическом канале значительно легче сформировать узкие диаграммы направленности антенн, чем в радио- и СВЧ диапазонах. Благодаря этому можно применять одни и те же частоты в близко расположенных в пространстве оптических каналах связи при малой вероятности возникновения перекрестных помех. Аналогичные преимущества достигаются и при использовании направленного распространения световых волн, поскольку оптические волокна имеют значительно меньшие размеры, чем эквивалентные электрические кабели. Рисунок 1.6 хорошо иллюстрирует сказанное, что и дало основание некоторым авторам говорить о пространственном разделении каналов связи.

Как прямое следствие этого полезного свойства возникли две серьезные проблемы для оптических линий связи, в которых использовано свободное распространение волн. Первая связана с необходимостью весьма точного наведения передающей и приемной антенн друг на друга, а вторая - с необходимостью применения методов расширения светового пучка, если оптический сигнал предназначен для радиовещания на большую гглощадь.

Рис. 1.6. Стандартные кабели диаметром 3,5" (симметричный кабель 320 пар проводников и коаксиальный кабель на 20 пар проводников) и оптический кабель нз пяти волокон. Каждый из кабелей имеет приблизительно одинакопую информационную пропускную способность

[с разрешения STL Standard Telecomunica-tion Labs.)