Волоконно-оптические каналы для обмена информацией. Часть 4.

В настоящее время в качестве фотоприемников на приемных концах ВОЛС используются два типа фотодиодов на основе кремния: p-i-n-фотодиоды и лавинные фотодиоды (ЛФД). Оба типа обладают высокой чувствительностью λ = 0,8÷0,9 мкм. Кроме того, p-i-n-фотодиоды имеют по сравнению с ЛФД примерно в 1,5 раза большую квантовую эффективность. Недостатками ЛФД являются необходимость применения высоких напряжений (до 400 В), большая стоимость, необходимость стабилизации напряжения. Поэтому более простые и дешевые p-i-n-фотодиоды выгодно применять в основном на коротких линиях и при малых скоростях передачи информации.

Важной проблемой в технике ВОЛС является создание надежного оптического контакта, т. е. соединение световодов между собой, а также с передающими и приемными устройствами. Из-за малого диаметра световых волокон требуется большая точность соединения торцевых поверхностей, их высокая чистота во избежание больших потерь энергии на отражение и поглощение. Существуют и совершенствуются различные технологии сращивания световодов (применение клеевых соединений, сварки, оптических разъемов), однако при большом числе соединений в линии потери энергии становятся значительными.

Также важной является и проблема коммутации, разветвления, кроссировки. В связи с этим активно ведутся работы по интеграции компонентов ВОЛС и созданию приемных и передающих модулей на базе излучателей и фотодиодов; узлов сопряжения с волокном; элементов и устройств в виде пленочных и полосковых оптических волноводов; планарных модуляторов, переключателей, дефлекторов, ответвителей. Успехи, достигнутые в разработке и создании перечисленных элементов интегральной оптики, позволили перейти к практическому применению ВОЛС особенно на объектах, где их преимущества проявляются наиболее эффективно: на борту летательных аппаратов различных типов, кораблях, подвижных сухопутных носителях РЭА.

Создание мультиплексных систем на основе ВОЛС, возможно при применении оптических разветвителей энергии различных видов: Т-образных, радиальных, проходных. При этом возможно построение каналов связи радиального, магистрального, кольцевого или комбинированных типов. Структура системы обмена во многом будет определяться свойствами разветвителей энергии.

В связи с достигнутыми успехами в деле освоения техники и технологии оптических систем связи наблюдается стремление к унификации структурных и программных решений с электропроводными линиями связи при построении мультиплексных каналов информационного обмена. Примером может служить проект стандарта США MIL-STD-1773, регламентирующего построение МКИО на основе ВОЛС. В основу его положен принцип максимальной преемственности с рассмотренным ранее стандартом MIL-STD-1553B. Хотя в MIL-STD-1773 не приводятся характеристики ВОЛС, однако сохраняются требования к языку, форматам и процедуре организации сообщений, передаваемых по каналу связи. Информационные сигналы в сообщении при передаче по оптическому волокну могут иметь два уровня, полярность которых не изменяется, поэтому применяемый вид сигналов — МАНЧЕСТЕР-2 — имеет свои особенности, связанные с необходимостью компенсации постоянной и низ кочастотной составляющей в спектре передаваемого по волокну сигнала. При этом трудности, возникающие из-за сложности идентификации наличия или отсутствия информации в передаваемом сигнале, дополнительно усложняют структуру оптоэлектронных приемников, предназначенных для преобразования двухуровневых сигналов в трехуровневый код. Тем не менее преимущества, связанные с использованием ВОЛС, столь значительны, что можно ожидать в 90-х годах массовой замены проводных каналов связи в системах, построенных на основе СЭВМ.