4.10.1. Атмосферний лазерний зв’язок - Електроннi засоби навчанн

Укр [3640.html?&L=0] Рус Eng Deu Мапа порталу Реєстрація Вхід Головна Що таке ППЗ Как установить Adobe Flash Player на Android Відеоінструкція з інсталяції ППЗ Навчальні матеріали Загальна освіта Вища освіта Професійно-технічна освіта Приклад Прайс Співпраця Преса Эфир телепередачи "Освіта та наука" Факти, ICTV. Репортаж про віртуальну хімію ОТБ. Електронні засоби навчального призначення Медиа группа "Объектив". Виртуальная Химия Контакти Тестування Телекомунікаційні системи та мережі. Структура й основні функції. Том 1 / Зміст / Розділ 4. Лінії зв’язку / Тема 4.10. Атмосферний лазерний зв’язок Зміст: Розділ 1. Основи побудови телекомунікаційних систем Тема 1.1. Місце систем телекомунікацій в інформаційній інфраструктурі сучасного суспільства 1.1.1. Мета й завдання Глобальної інформаційної інфраструктури 1.1.2. Особливості створення Національної інформаційної інфраструктури Тема 1.2. Загальна архітектура й завдання телекомунікаційних систем 1.2.1. Структура транспортної підсистеми ТКС 1.2.2. Призначення, склад і структура підсистем підтримки ТКС Тема 1.3. Класифікація мереж, клієнтів, операторів і послуг зв’язку 1.3.1. Класифікація телекомунікаційних мереж 1.3.2. Класифікація клієнтів мережі 1.3.3. Класифікація операторів зв’язку 1.3.4. Класифікація послуг зв’язку Тема 1.4. Стисла характеристика існуючих телекомунікаційних технологій 1.4.1. Технології транспортних мереж 1.4.2. Технології доступу 1.4.3. Стандарти мобільного зв’язку 1.4.4. Технології локальних мереж Тема 1.5. Вимоги до сучасних і перспективних ТКС 1.5.1. Вимоги до сучасних і перспективних ТКС Тема 1.6. Контрольні запитання та завдання 1.6.1. Контрольні запитання та завдання Розділ 2. Мережі зв’язку наступного покоління: архітектура, основні характеристики й послуги Тема 2.1. Визначення й характеристика основних можливостей NGN 2.1.1. Визначення й характеристика основних можливостей NGN Тема 2.2. Інфокомунікаційні послуги. Особливості послуг зв’язку наступного покоління 2.2.1. Інфокомунікаційні послуги. Особливості послуг зв’язку наступного покоління Тема 2.3. Багаторівнева архітектура й функціональний склад NGN 2.3.1. Особливості архітектури NGN 2.3.2. Варіанти реалізації концепції NGN 2.3.3. Проблеми реалізації концепції NGN Тема 2.4. Перспективи концепції NGN 2.4.1. Перспективи концепції NGN Тема 2.5. Контрольні запитання та завдання 2.5.1. Контрольні запитання та завдання Розділ 3. Стандартизація мережних протоколів і телекомунікаційного обладнання Тема 3.1. Відкриті системи та їх взаємодія 3.1.1. Відкриті системи та їх взаємодія Тема 3.2. Основні організації зі стандартизації мережевих рішень 3.2.1. Типи мережних стандартів 3.2.2. Стисла характеристика організацій зі стандартизації 3.2.3. Стандарти Інтернету Тема 3.3. Еталонна модель взаємодії відкритих систем 3.3.1. Багаторівневий підхід і декомпозиція задачі мережної взаємодії 3.3.2. Інтерфейс, протокол, стек протоколів 3.3.3. Загальна характеристика моделі OSI 3.3.4. Фізичний рівень. Функції й приклади протоколів 3.3.5. Канальний рівень. Функції та приклади протоколів 3.3.6. Мережний рівень. Функції та приклади протоколів 3.3.7. Транспортний рівень. Функції та приклади протоколів 3.3.8. Сеансовий рівень. Функції та приклади протоколів 3.3.9. Представницький рівень. Функції та приклади протоколів 3.3.10. Прикладний рівень. Функції та приклади протоколів 3.3.11. Поділ ЕМВВС на мережонезалежні і мережозалежні рівні Тема 3.4. Стандартні стеки мережних протоколів 3.4.1. Стек протоколів OSI 3.4.2. Стек протоколів TCP/IP 3.4.3. Стек протоколів IPX/SPX 3.4.4. Стек протоколів NetBIOS/SMB 3.4.5. Стек протоколів технології Х.25 3.4.6. Стек протоколів технології Frame Relay 3.4.7. Стек протоколів технологій B-ISDN та АТМ 3.4.8. Сімейство протоколів DECnet 3.4.9. Мережна модель DoD 3.4.10. Зв’язок стандартів IEEE 802 з моделлю OSI 3.4.11. Стек протоколів мереж наступного покоління Тема 3.5. Стандартизація мережного обладнання 3.5.1. Стандартизація мережного обладнання Тема 3.6. Контрольні запитання та завдання 3.6.1. Контрольні запитання та завдання Розділ 4. Лінії зв’язку Тема 4.1. Фізичні параметри середовищ поширення електромагнітних хвиль 4.1.1. Фізичні параметри середовищ поширення електромагнітних хвиль Тема 4.2. Загальні відомості про лінії зв’язку 4.2.1. Загальні відомості про лінії зв’язку Тема 4.3. Основні властивості кабельних ліній зв’язку 4.3.1. Основні властивості кабельних ліній зв’язку Тема 4.4. Металеві лінії зв’язку 4.4.1. Процеси у провідниках 4.4.2. Рівняння однорідної лінії 4.4.3. Передача коаксіальною лінією Тема 4.5. Теорія волоконних світловодів 4.5.1. Теорія волоконних світловодів Тема 4.6. Властивості неоднорідних ліній 4.6.1. Властивості неоднорідних ліній Тема 4.7. Конструкції кабелів зв’язку 4.7.1. Конструкції кабелів зв’язку Тема 4.8. Електромагнітні впливи в лініях зв’язку 4.8.1. Сутність і класифікація впливів 4.8.2. Визначення теорії взаємних впливів 4.8.3. Захист кіл і трактів ліній зв’язку від взаємних впливів 4.8.4. Зовнішні впливи на лінії зв’язку Тема 4.9. Структуровані кабельні системи 4.9.1. Структуровані кабельні системи Тема 4.10. Атмосферний лазерний зв’язок 4.10.1. Атмосферний лазерний зв’язок Тема 4.11. Особливості радіоліній, радіорелейних і супутникових ліній зв’язку 4.11.1. Загальні принципи побудови радіоліній зв’язку 4.11.2. Поширення радіохвиль у радіолініях зв’язку 4.11.3. Особливості поширення радіохвиль у радіорелейних лініях зв’язку 4.11.4. Особливості поширення радіохвиль у супутникових лініях зв’язку 4.11.5. Особливості побудови радіоліній зв’язку 4.11.6. Загальні характеристики побудови супутникових ліній зв’язку 4.11.7. Зони бачення для ССЗ 4.11.8. Статистична структура сигналів СЛЗ 4.11.9. Основні складові систем супутникового зв’язку 4.11.10. Методи організації супутникового зв’язку 4.11.11. Обґрунтування щодо вибору параметрів апаратури при проектуванні радіорелейних ліній 4.11.12. Вибір енергетичних характеристик радіорелейних ліній 4.11.13. Стійкість функціонування радіорелейних ліній Тема 4.12. Контрольні запитання та завдання 4.12.1. Контрольні запитання та завдання Розділ 5. Способи формування групових сигналів Тема 5.1. Стисла характеристика способів формування групових сигналів 5.1.1. Стисла характеристика способів формування групових сигналів Тема 5.2. Способи формування аналогових групових сигналів 5.2.1. Способи формування аналогових групових сигналів Тема 5.3. Способи формування цифрових групових сигналів 5.3.1. Способи формування цифрових групових сигналів Тема 5.4. Об’єднання синхронних цифрових потоків 5.4.1. Об’єднання синхронних цифрових потоків Тема 5.5. Об’єднання асинхронних цифрових потоків 5.5.1. Об’єднання асинхронних цифрових потоків Тема 5.6. Об’єднання низькошвидкісних потоків 5.6.1. Об’єднання низькошвидкісних потоків Тема 5.7. Кодове ущільнення сигналів 5.7.1. Загальна характеристика кодового ущільнення сигналів 5.7.2. Геометричне і математичне зображення широкосмугових сигналів Тема 5.8. Види сигналів у системах з кодовим поділом 5.8.1. Види сигналів у системах з кодовим поділом Тема 5.9. Технологія спектрального ущільнення 5.9.1. Технологія спектрального ущільнення Тема 5.10. Формування групового сигналу з використанням IP-технологій 5.10.1. Формування групового сигналу з використанням IP-технологій Тема 5.11. Контрольні запитання та завдання 5.11.1. Контрольні запитання та завдання Розділ 6. Методи доступу Тема 6.1. Загальна характеристика методів доступу 6.1.1. Загальна характеристика методів доступу Тема 6.2. Методи вирішення конфліктів в алгоритмах доступу 6.2.1. Опис алгоритмів Алоха 6.2.2. Аналіз алгоритмів вирішення конфліктів Тема 6.3. Моделі й архітектура мережі доступу 6.3.1. Моделі й архітектура мережі доступу Тема 6.4. Оптичні технології в мережах доступу 6.4.1. Оптичні технології в мережах доступу Тема 6.5. Методи використання фізичних ресурсів у мережах доступу 6.5.1. Методи використання частотно-часового ресурсу в проводових та оптичних лініях доступу 6.5.2. Методи використання фізичних ресурсів в безпроводових мережах доступу Тема 6.6. Особливості використання просторово-поляризаційних параметрів при радіодоступі 6.6.1. Загальна характеристика фізичних процесів при радіодоступі 6.6.2. Метод просторово-часового доступу 6.6.3. Поляризація в задачах доступу 6.6.4. Адаптація в задачах доступу 6.6.5. Придушення завад. Адаптивні антенні решітки 6.6.6. Боротьба з багатопроменевістю в радіолініях доступу Тема 6.7. Контрольні запитання та завдання 6.7.1. Контрольні запитання та завдання Розділ 7. Методи розподілу інформації Тема 7.1. Загальні положення 7.1.1. Загальні положення Тема 7.2. Системи розподілу в мережах наступного покоління 7.2.1. Загальні відомості 7.2.2. NGN – система розподілу інформації 7.2.3. Телефонні мережі 7.2.4. Мережі передачі даних 7.2.5. Мультисервісна мережа доступу 7.2.6. Опорна мережа IP/MPLS Тема 7.3. Системи комутації каналів 7.3.1. Вимоги до систем комутації ISDN 7.3.2. Структура вузла комутації каналів ISDN 7.3.3. Принцип роботи цифрового комутаційного поля типа ПВП 7.3.4. Загальні вимоги до комутаційних систем у Ш-ЦМІО 7.3.5. Вибір комутаційної технології для Ш-ЦМІО 7.3.6. Системи комутації для АТМ 7.3.7. Архітектура й характеристики комутаційних систем на базі швидкої комутації пакетів (ШКП) Тема 7.4. Комутаційні системи в NGN 7.4.1. Системи із багатокаскадним з’єднаннями 7.4.2. Комутація в маршрутизаторах Тема 7.5. Системи комутації Ш-ЦМІО на базі асинхронного режиму доставки (АТМ) 7.5.1. Особливості протоколів АТМ та конструктивні параметри систем АТМ, що описують можливий варіантів реалізації комутатора на базі АТМ 7.5.2. Аналіз параметрів АРД 7.5.3. Опис комутатора на базі ATM Тема 7.6. Пропускна здатність систем розподілу інформації 7.6.1. Основні положення пропускної здатності систем розподілу інформації 7.6.2. Пропускна здатність повнодоступного пучка із втратами найпростішого потоку викликів 7.6.3. Пропускна здатність повнодоступного пучка із втратами примітивного потоку викликів (потоку ВОКД) 7.6.4. Розрахунок імовірності умовних втрат і середнього часу очікування при випадковій тривалості обслуговування 7.6.5. Потік з повторними викликами Тема 7.7. Способи розподілу навантаження в мережах зв’язку 7.7.1. Розподіл навантаження в телефонних мережах 7.7.2. Обхідні напрямки 7.7.3. Пропускна здатність мережі передачі дискретної інформації 7.7.4. Багатофазові двополюсні мережі ПДС Тема 7.8. Контрольні запитання та завдання 7.8.1. Контрольні запитання та завдання Розділ 8. Системи синхронізації Тема 8.1. Види синхронізації, їхня роль, місце й завдання у сучасних цифрових системах зв’язку 8.1.1. Види синхронізації, їхня роль, місце й завдання у сучасних цифрових системах зв’язку Тема 8.2. Фазова (частотна) синхронізація 8.2.1. Система ФАПЧ як пристрій фільтрації невідомої фази сигналу 8.2.2. Способи відновлення носійної частоти у системах ФАПЧ 8.2.3. Початкова синхронізація контуру ФАПЧ Тема 8.3. Тактова (символьна) синхронізація 8.3.1. Розімкнуті тактові (символьні) синхронізатори 8.3.2. Замкнуті тактові (символьні) синхронізатори 8.3.3. Схеми ФАПЧ у системах тактової (символьної) синхронізації Тема 8.4. Джитер і вандер цифрових сигналів 8.4.1. Джитер і вандер цифрових сигналів Тема 8.5. Циклова (кадрова) синхронізація 8.5.1. Циклова (кадрова) синхронізація Тема 8.6. Мережна синхронізація цифрового зв’язку 8.6.1. Мережна синхронізація цифрового зв’язку Тема 8.7. Контрольні запитання та завдання 8.7.1. Контрольні запитання та завдання Розділ 9. Системи сигналізації Тема 9.1. Види і склад сигналів 9.1.1. Види і склад сигналів Тема 9.2. Класифікація протоколів сигналізації 9.2.1. Класифікація протоколів сигналізації Тема 9.3. Внутрішньосистемна сигналізація в ЦСК 9.3.1. Внутрішньосистемна сигналізація в ЦСК Тема 9.4. Особливості сигналізації в стиках V.5 9.4.1. Особливості сигналізації в стиках V.5 Тема 9.5. Абонентська сигналізація 9.5.1. Абонентська сигналізація Тема 9.6. Обладнання сигналізації сучасних ЦСК 9.6.1. Обладнання сигналізації сучасних ЦСК Тема 9.7. Специфічні особливості українських систем сигналізації 9.7.1. Специфічні особливості українських систем сигналізації Тема 9.8. Методологія специфікації та опису систем сигналізації 9.8.1. Вступ до SDL-орієнтованої методології Тема 9.9. Цифрова багаточастотна сигналізація R2D 9.9.1. Цифрова багаточастотна сигналізація R2D Тема 9.10. Загальноканальна система сигналізації № 7 9.10.1. Функціональна архітектура ЗКС-7 9.10.2. Підсистема інтелектуальної мережі INAP 9.10.3. Підсистеми мобільного зв’язку MAP і BSSAP стандарту GSM 9.10.4. Підсистема експлуатації й технічного обслуговування ОМАР 9.10.5. Мережа загальноканальної сигналізації Тема 9.11. Сигналізація DSS1 9.11.1. Функціональна структура 9.11.2. Сигнальні процедури 9.11.3. Сигнальні повідомлення Тема 9.12. Сигналізація на корпоративних мережах 9.12.1. Сигналізація на корпоративних мережах Тема 9.13. Сигналізація на мережах з комутацією пакетів 9.13.1. Сигналізація на мережах з комутацією пакетів Тема 9.14. Сигналізація на мережі B-ISDN/ATM 9.14.1. Канали сигналізації 9.14.2. Архітектура протоколів сигналізації 9.14.3. Метасигналізація 9.14.4. Рівень адаптації ATM для сигналізації Тема 9.15. Сигналізація в мережі ІР-телефонії 9.15.1. Рівні архітектури IP-телефонії 9.15.2. Побудова мережі за Рекомендацією Н.323 9.15.3. Мережа на базі протоколу SIP 9.15.4. Мережа на базі MGCP і MEGACO 9.15.5. Порівняння підходів до побудови мережі IP-телефонії Тема 9.16. Контрольні запитання та завдання Тема 9.16.1. Контрольні запитання та завдання Розділ 10. Технології та протоколи управління в ТКС Тема 10.1. Зміст задач управління в мережах наступного покоління 10.1.1. Мета й об’єкти управління в ТКС 10.1.2. Фактори підвищення ролі управління в ТКС 10.1.3. Стандартизація систем мережного управління 10.1.4. Основні вимоги до систем і засобів мережного управління 10.1.5. Варіанти створення системи мережного управління 10.1.6. Методи управління в ТКС Тема 10.2. Підсистема управління послугами 10.2.1. Загальні відомості про управління послугами в GII 10.2.2. Управління якістю обслуговування 10.2.3. Розробка та впровадження нових послуг. Концепція інтелектуальної мережі 10.2.4. Огляд перспективних технологій управління послугами Тема 10.3. Підсистема контролю й управління мережею 10.3.1. Підсистема контролю й управління мережею Тема 10.4. Підсистема мережного управління на рівнях транспорту й доступу 10.4.1. Базова архітектура управління на рівнях транспорту й доступу ТКС 10.4.2. Класифікація й маркування пакетів трафіка 10.4.3. Управління інтенсивністю трафіка 10.4.4. Управління чергами на мережних вузлах 10.4.5. Маршрутизація: мета, основні задачі й протоколи 10.4.6. Сигнальні протоколи резервування мережних ресурсів 10.4.7. Функції управління канального рівня щодо забезпечення QoS 10.4.8. Рівні якості обслуговування й відповідні їм моделі обслуговування Тема 10.5. Перспективи розвитку технологій мережного управління 10.5.1. Перспективи розвитку технологій мережного управління Тема 10.6. Контрольні запитання та завдання 10.6.1. Контрольні запитання та завдання Розділ 11. Конвергенція в телекомунікаційних системах Тема 11.1. Конвергенція в ТКС: історія, мета та задачі 11.1.1. Конвергенція в ТКС: історія, мета та задачі Тема 11.2. Види конвергенції 11.2.1. Класифікація видів конвергенції 11.2.2. Конвергенція послуг Тема 11.3. Приклади рішень щодо конвергенції в системах телекомунікацій 11.3.1. Конвергенція послуг IN-NGN 11.3.2. Архітектура взаємодії ТнЗК та Інтернет PINT/SPIRITS 11.3.3. Проект EURESCOM P909 11.3.4. IMS як приклад конвергенції 11.3.5. Конвергенція безпровідних локальних мереж і мереж CDMA 2000 1x 11.3.6. Конвергенція ТмЗК в Україні Тема 11.4. Якість конвергентних послуг 11.4.1. Якість конвергентних послуг Тема 11.5. Контрольні запитання та завдання 11.5.1. Контрольні запитання та завдання Розділ 12. Методи забезпечення інформаційної безпеки об’єктів телекомунікаційної системи Тема 12.1. Основні терміни та поняття у сфері інформаційної безпеки 12.1.1. Основні терміни та поняття у сфері інформаційної безпеки Тема 12.2. Основні підходи до забезпечення інформаційної безпеки 12.2.1. Основні підходи до забезпечення інформаційної безпеки Тема 12.3. Криптографічний захист інформації 12.3.1. Криптографічний захист інформації Тема 12.4. Використання механізму електронного цифрового підпису 12.4.1. Використання механізму електронного цифрового підпису Тема 12.5. Технічний захист інформації 12.5.1. Технічний захист інформації Тема 12.6. Контрольні запитання та завдання Тема 12.6.1. Контрольні запитання та завдання Розділ 13. Електроживлення телекомунікаційних систем зв’язку Тема 13.1. Загальні положення 13.1.1. Загальні положення Тема 13.2. Системи електроживлення підприємств електрозв’язку 13.2.1. Системи електроживлення підприємств електрозв’язку Тема 13.3. Типове обладнання електроустановок підприємств електрозв’язку 13.3.1. Типове обладнання електроустановок підприємств електрозв’язку Тема 13.4. Дистанційне електроживлення 13.4.1. Дистанційне електроживлення систем передачі 13.4.2. Дистанційне електроживлення по кабельних трактах Тема 13.5. Джерела безперебійного живлення (ДБЖ) 13.5.1. Основні типи ДБЖ 13.5.2. Енергетичні показники ДБЖ змінного струму Тема 13.6. Електромагнітна сумісність джерел електроживлення 13.6.1. Джерела й шляхи поширення завад у РЕА 13.6.2. Способи захисту апаратури від завад джерел живлення Тема 13.7. Перспективи розвитку електроживлення ТКС 13.7.1. Перспективи розвитку електроживлення ТКС Тема 13.8. Контрольні запитання та завдання Тема 13.8.1 Контрольні запитання та завдання 4.10.1. Атмосферний лазерний зв’язок Лінія оптичної атмосферної системи зв’язку між двома пунктами складається з двох приймально-передавальних пристроїв, розташованих у межах прямої видимості на обох кінцях лінії і спрямованих один на одного. У передавачі знаходиться генератор-лазер і модулятор його оптичного випромінювання переданим сигналом. Модульований лазерний промінь оптичної системи спрямовується у бік приймача. У приймачі випромінювання фокусується на фотоприймач, де виконується його детектування і виділення переданої інформації. Схему одного з варіантів приймально-передавального пристрою атмосферної системи зв’язку з напівпровідниковим лазером подано на рис. 4.10.1. Рис. 4.10.1. Схема приймально-передавального пристрою атмосферної системи зв’язку Передавальна частина системи містить підсилювач електричних сигналів ЕП, генератор струму накачування ГСН, що виконує роль перетворювача напруги в струм і каскаду джерела випромінювання (лазера) ДВ. Оптичне випромінювання фокусується за допомогою антени. Приймальна частина містить антену, фокусуючу випромінювання на приймальну площадку фотодіода. Каскад з фотодіодом ФД через погоджувальний каскад ПК підключений до підсилювачів ЕП1, ЕП2. Живлення передавального і приймального пристрою здійснюється від блоку живлення БЖ. Реальних схем таких систем існує багато. Як джерела випромінювання можуть використовуватися лазери газові, на основі твердого тіла і напівпровідникові. Детектування оптичного сигналу може здійснюватися за допомогою звичайних і лавинних фотодіодів, а також фотоелектронних перемножувачів. В оптичних системах може застосовуватися стабілізація потужності оптичного випромінювання. Цифрові системи зв’язку містять також, як правило, порогові пристрої для регенерації прямокутних імпульсів з метою відновлення форми імпульсів. Окрім зазначених основних вузлів, станція атмосферного лазерного зв’язку (АЛЗ) може бути забезпечена монокуляром — цілевказівником і пристроєм автоматизованого юстування. Разом з цим можуть бути передбачені системи термостабилізації, самодіагностики, індикації робочих параметрів тощо. Поширення лазерного променя в атмосфері значною мірою залежить від метеоумов, від наявності диму, пилу й інших забруднень повітря. Крім того, в атмосфері спостерігаються турбулентні явища, що приводять до флуктуації показника переломлення середовища, коливань променя і перекручень прийнятого сигналу. Однак, незважаючи на зазначені проблеми, атмосферний лазерний зв’язок виявився цілком надійним на відстанях декількох кілометрів і особливо перспективним для розв’язання проблеми «останньої милі». У перших АЛЗ використовувався гелій-неоновий лазер з довжиною хвилі випромінювання 0,63 мкм і потужністю декілька десятків міліват. Амплітудна модуляція здійснювалася модулятором на базі ефекту Поккельса, а фотоприймачем служив фотоперемножувач. Сучасне значне поширення АЛЗ у багатьох країнах світу почалося, коли були створені недорогі напівпровідникові лазери потужністю в 100 мВт і більше. У цей же час виникла потреба в лазерному зв’язку, оскільки почали стрімко розвиватися інформаційні технології. Різко збільшується кількість абонентів, що вимагають надання таких телекомунікаційних послуг, як Інтернет, IP-телефонія, кабельне телебачення з великою кількістю каналів, комп’ютерні мережі тощо. Переваги безпроводових ліній зв’язку очевидні: це економічність, не вимагаються земляні роботи; низькі експлуатаційні витрати; висока пропускна здатність і якість цифрового зв’язку; швидке розгортання і зміна конфігурації мережі; легке подолання перешкод — залізниць, річок, гір тощо. На відміну від НВЧ оптичний діапазон цілком вільний, і його використання не вимагає узгодження частот. Він дозволяє забезпечити високу швидкість передачі інформації, її захист від несанкціонованого доступу, завадостійкість, низьке енергоспоживання. Тому найбільш повним розв’язанням проблеми «останньої милі» є передача інформації лазерним променем. Поширення лазерного випромінювання в атмосфері супроводжується цілою низкою явищ лінійної і нелінійної взаємодії світла із середовищем. При цьому жодне з цих явищ не виявляється окремо. За суто якісними ознаками зазначені явища можна поділити на три основні групи: поглинання і розсіювання молекулами газів повітря, ослаблення на аерозолях (пил, дощ, сніг, туман) і флуктуації випромінювання на турбулентностях атмосфери. Коротко зупинимося на кожному з цих явищ. Поглинання світлового потоку видимого й інфрачервоного діапазонів визначається, насамперед, молекулярним поглинанням, украй нерівномірним за частотою. Воно максимальне на резонансних частотах молекул повітря, води, вуглекислого газу, озону й інших компонентів атмосфери. Існують ділянки спектра, де поглинання незначне. Вони називаються вікнами прозорості . Якщо лазерне випромінювання потрапляє в центр сильної лінії спектра, то воно поглинається атмосферою на 100 % навіть на невеликій відстані. Тому для АЛЗ слід брати лазери з випромінюванням, що знаходиться на ділянках спектра атмосфери, зайнятих широкими вікнами прозорості чи в проміжках між слабкими лініями поглинання, у мікровікнах прозорості. Окрім молекулярного поглинання поширенню променя заважає молекулярне розсіювання променистої енергії мікрозгустками молекул повітря, що мають різну щільність і різні показники заломлення. Атмосфера являє собою механічну суміш з газів, пару, крапель рідини і твердих частинок. У ній завжди в змінній кількості присутні пил, дим, кришталики льоду. Тому атмосфера є аерозолем, склад якого безупинно змінюється через перемішування. Усі типи атмосферних аерозолей можна об’єднати в такі основні класи: хмари, тумани, димки, наморозь і опади — дощ чи сніг. У хмарах і туманах найбільш імовірне значення радіуса частинок складає 5—6 мкм, а в димках на 1—2 порядки менше. Тому ослаблення мікронного випромінювання в димках нижче. При цьому характерно, що ослаблення оптичного сигналу при дощі та снігопаді менше, ніж при тумані (табл. 4.10.1). Таблиця 4.10.1 Приклад ослаблень випромінювання в діапазоні 0,85 мкм залежно від погодних умов Погодні умови Загасання, дБ/км Ясна погода 0—3 Слабкий дощ 3—6 Сильний дощ 6—17 Сніг 6—26 Легкий туман 20—30 Густий туман 50—100 Головними обмежувачами дальності АЛЗ є густий сніг і густий туман, для яких аерозольне ослаблення максимальне. На поширення лазерного променя значний вплив чинить також турбулентність атмосфери, тобто випадкові просторово-часові зміни показника заломлення, викликані пересуванням повітря, флуктуаціями його температури та щільності. Тому світлові хвилі, що поширюються в атмосфері, піддаються не тільки поглинанню, але і флуктуації переданої потужності. Найпростішим способом боротьби із завмираннями є збільшення розміру приймальної оптичної антени чи використання декількох приймальних антен. При цьому відбувається усереднення флуктуацій випромінювання, прийнятого окремими елементами, і вирівнювання сигналу. Інший спосіб полягає в некогерентному додаванні в одному каналі випромінювання декількох лазерів. При практичному використанні лазерів у системах атмосферного зв’язку необхідно враховувати сукупний вплив взаємодії випромінювання з атмосферою — одночасно поглинаючою, розсіюючою з випадково неоднорідним середовищем. Цей вплив може змінюватися в надзвичайно широкому діапазоні. Тому для забезпечення працездатності АЛЗ на заданій дистанції з визначеним рівнем надійності (чи доступності каналу) необхідно мати достатній динамічний запас енергетичного потенціалу. Для характеристики взаємодії оптичної хвилі на основі аналізу зміни енергії випромінювання, що проходить крізь середовище, вводиться об’ємний коефіцієнт ослаблення α λ . Коефіцієнт ослаблення можна представити як α λ = σ λ + k λ (4.10.1) де σ λ і k λ — об’ємні коефіцієнти розсіювання і поглинання відповідно. Ці коефіцієнти залежать від довжини (частоти) хвилі і розташування точки спостереження, але не залежать від напрямку випромінювання в ізотропному середовищі. З огляду на наявність у спектрах молекулярного поглинання великої кількості окремих ліній поглинання, що виникають при переходах молекул з одного енергетичного стану в інший, сумарний коефіцієнт поглинання для конкретної молекули можна записати як (4.10.2) де k i (ν) — коефіцієнт поглинання окремої i -ї спектральної лінії. Слід зазначити, що співвідношення, яке здається очевидним, насправді є наближеним. В основу співвідношення покладено припущення, що окремі спектральні лінії поглинання формуються незалежно одна від одної. Іншими словами, переходи молекул між різними енергетичними станами здійснюються незалежно. Насправді, як випливає із загальної теорії молекулярного поглинання в газах, це не зовсім так. Принцип адитивності особливо явно порушується, якщо відповідні лінії поглинання істотно перетинаються. Цей ефект у молекулярній спектроскопії називається інтерференцією спектральних ліній . В більшості випадків (для простоти) слід користуватися співвідношенням (4.10.2), не забуваючи, однак, про його приблизність, і використовувати більш строгий вираз для поглинання сукупності близько розташованих спектральних ліній в особливих випадках. Якщо врахувати, що в атмосфері Землі присутня велика кількість різних атмосферних газів, то коефіцієнт молекулярного поглинання повітря слід записати як (4.10.3) де індекс підсумовування k відповідає різним газам, що входять до складу повітря, а індекс i — окремим лініям кожного газу. Таким чином, загальний коефіцієнт молекулярного поглинання в атмосфері являє собою, у першому наближенні, суму коефіцієнтів поглинання в окремих лініях поглинання різних атмосферних газів. Доступність лінії АЛЗ залежить від припустимого ослаблення потужності сигналу між передавачем і приймачем на заданій відстані між терміналами і від статистики розподілу максимальної видимості у місці установки лінії. Чим більший запас потужності системи, тим менше погодні умови впливають на працездатність лінії. Системи АЛЗ можуть використовуватися не тільки на «останній милі» каналів зв’язку, але також як вставки у волоконно-оптичні лінії на окремих важкопрохідних ділянках; для зв’язку в гірських умовах, в аеропортах, між окремими будинками (органи керування, торгові центри, промислові підприємства, університетські містечка, лікарняні комплекси, будмайданчики тощо); при створенні рознесених у просторі локальних комп’ютерних мереж; при організації зв’язку між центрами комутації і базових станцій стільникових мереж; для оперативної прокладки лінії при обмеженому часі на монтаж. Тому останнім часом зростає інтерес виробників до цього нового і перспективного сектора ринку. Технічні характеристики атмосферних ліній зв’язку наведені в табл. 4.10.2, 4.10.3. Таблиця 4.10.2 Параметри сучасних багатоканальних АЛЗ Виробник Модель Початкова потужність, мВт Тип джерела випромінювання Дальність зв'язку (при МДВ = 250 м), м Примітка PAV Data Systems SkyCell 4E1-4000 300 Лазер 716 3 лазери PAV Data Systems SkyCell 4E1-2000 100 Лазер 592 НИИПП (Квантово-оптичні системи) КС-300 (500) 4Е1 200 Лазер 614 4 лазери НИИПП (Квантово-оптичні системи) КС-210 4Е1 30 Лазер 468 Катарсис БОКС Е2-ОС3 500 Світлодіод 544 Катарсис БОКС Е2-700 250 Світлодіод 480 Державний Рязанський приладовий завод МІСТ 100/500 160 Лазер 522 Вбудований мультиплексор 4хЕ1 LaserBit Comms LB 2500E2 280 Лазер 500 LaserBit Comms LB 1200E2 140 Лазер 438 MRV Comms TS-940/4E1 22 Лазер 480 MRV Comms TS-707/4E1 8 Лазер 294 Sceptre (ОКБ МЕІ) EasyLink 4 100 Світлодіод 424 ISONA Comms Sonabeam 52M 640 Лазер 776 ISONA Comms Sonabeam 8E 100 Лазер 580 LightPointe FST 52/4000 16 Лазер 568 LightPointe FST 52/1000 4 Лазер 342 Таблиця 4.10.3 Європейська космічна АЛЗ Параметр Значення Робочі довжини хвиль, мкм 0,81—0,87 Середня випромінювана потужність, мВт 50 Швидкість передачі інформації, Мбіт/с/канал 1—120 Діаметр антени геостаціонарного супутника, см 35 Діаметр антени низькоорбітального супутника, см 20 Динамічна помилка наведення, мкрад 20 Статична помилка наведення, мкрад 0,5 Імовірність помилкового прийому символу 10 −6 Розрахункова дальність зв'язку, км 45000 Таким чином, зв’язок по лазерному променю через атмосферу на сьогодні забезпечує передачу великих обсягів інформації з високою надійністю на відстанях в одиниці кілометрів у земних умовах, а у космічному просторі на десятки тисяч кілометрів. Зміст | 4.9.1. Структуровані кабельні системи... | 4.11.1. Загальні принципи побудови радіоліній зв’язку... | Вгору Активація Питання/Відповіді Контакти Форум Мапа порталу Логiн Пароль Увійти Забули пароль? Розроблено Компанією СМІТ за фінансовою підтримкою Міністерства освіти і науки України в рамках Державної програми "Інформаційні та комунікаційні технології в освіті і науці" в 2007-2008р.