Введение. Министерство транспорта и связи Украины

Министерство транспорта и связи Украины

Одесская национальная академия связи им. А. С. Попова

Кафедра физики оптической связи

Курсовая работа

на тему:

„Физика оптической связи”

Выполнил:

студент ІІ-го курса

группы ИС 1.03.

Харченко М.Н

Вариант № 21

Одесса 2013

Содержание

1. Введение……………………………………………………….......................

2. Основные теоретические сведения…………………………………………

3. Задание к этапу 1…………………………………………………….............

4. Задание к этапу 2………………………………………………………….....

5. Задание к этапу 3…………………………………………………….............

6. Задание к этапу 4……………………………………………………….........

7. Задание к этапу 5…………………………………………………………….

8. Вывод………………………………………………………………………...

9. Список использованной литературы……………………………………….

Введение

Свет всегда был с нами. Связь, использующая свет, появилась рано – на начальном этапе развития цивилизации, когда первобытные люди вначале использовали руку (жестикуляция) для передачи сообщений. Очевидно, это простейший вид оптической связи. Он не возможен в темноте. Днём солнце является источником света для этой системы. Информация от отправителя к приёмнику переносится солнечным светом. Движение руки изменяет, или модулирует свет. Глаз является органом, обнаруживающим сообщение, а мозг его обрабатывает. Передача информации в такой системе происходит медленно, дальность передачи ограничена, а возможность ошибки велика.

Появившиеся позже системы передачи на большие расстояния, использовали дымовые сигналы. Сообщения посылались путём изменения формы дыма, вызванного огнём. Информация о форме дыма, как и ранее, переносилась к точки приёма с помощью солнечного света. Эта система передачи требовала разработки метода кодирования, которому должны быть обучены люди, передающие и принимающие сообщения. Это от части похоже на современное цифровые системы с импульсным кодированием.

В 1880 г. А. Г. Белл изобрёл оптическую систему связи, названую фотофоном. Для переноса звукового сообщения использовался солнечный свет, отраженный от тонкого модулируемого голосом зеркального отражателя. На приёмной стороне промодулированный солнечный свет попадал на селеновый фотоэлемент, который преобразовывал оптический сигнал в электрический. Телефонный приёмник завершал эту систему. Фотофон не получил коммерческого успеха, хотя работал хорошо.

Появление ламп накаливания позволило конструировать простые оптические системы связи, типа светосигнального аппарата для связи «судна с судном» и «судна с берегом», сигналов поворота автомобиля и светофора. Фактически, индикаторная лампа любого типа является передатчиком простейшей оптической системы связи.

Упомянутые системы, имеют низкие информационные возможности. Крупнейшим достижением, которое привело к возникновению оптической связи большой информационной ёмкости, было изобретение лазера в 1960 г. Лазер оказался узкополосным (и по частоте, и по пространственному распределению энергии) источником оптического излучения для использования в качестве переносчика информации. Лазеры аналогичны генераторам высокой частоты для обычной радиосвязи. Вскоре после открытия лазера были разработаны ненаправленные (атмосферные) оптические системы связи. Их недостатками являются: зависимость затухания на трассе от прозрачности атмосферы, потребность в прямой видимости между передатчиком и приёмником, возможность повреждения органов зрения у людей, попавших в поле зрение передатчика. Указанные недостатки ограничили использование таких систем. Эти ранние исследования вызвали интерес к оптическим системам, которые должны направлять пучок света огибал препятствия и мог быть спрятан в грунт. Работы по атмосферным лазерным системам связи обеспечили исследователей основами фундаментальной теории и многими компонентами, необходимыми для волоконно-оптической связи. Теперь известно, что лазерные источники излучения не нужны для всех волоконных систем. Во многих случаях подходит относительно широкополосный светоизлучающий диод.

В 1960-е годы отсутствовал основной компонент практической волоконной системы – оптическое волокно с малыми потерями. Хотя было известно, что свет может направляться стеклянным волокном, однако существовавшие в то время стеклянные волокна значительно ослабляли свет. Стекло изготовлявшееся в древнем Египте, было непрозрачно. Ремесленники средневековой Венеции делали стекло, обладая умеренной прозрачностью, всё ещё имело слишком большие потери, чтобы использоваться для современной связи. Только в 1970-х годах было разработано первое волокно с достаточно малыми потерями. С тех пор волоконно-оптическая связь стала практически возможной. Это случилось примерно через 100 лет после того, как британский физик Джон Тиндалл продемонстрировал Королевскому физическому обществу опыт, в котором свет направлялся по изогнутой струе воды. Канализация света стеклянным волокном и струей воды происходит вследствие одного и того же явления – полного внутреннего отражения.

Дата добавления: 2015-08-05