Dunyo mikyosida optik aloqa tizimlari va tarmoqlarining xolati va rivojlanish istiqbollari

Optik tolaga akustik ta'sir ham tushish burchagini o'zgartiradi. Bunday holda, optik tolaning yadrosida tovush to'lqinining ta'siridan kelib chiqadigan sinishi indeksining davriy o'zgarishining difraksion panjarasi hosil bo'ladi. Elektromagnit to'lqin asl yo'nalishidan chetga chiqadi va uning bir qismi tarqalish kanalidan tashqariga chiqadi. Muammoni hal qilish mumkin bo'lgan fizik hodisa bu yuqori chastotali tovush bilan Bragg diffraktsiyasi ( f > 10 MGts), to'lqin uzunligi L shartni qondiradi:

ll
____ _{> 1} , (2.2)
L2
Bu erda l - elektromagnit nurlanishning to'lqin uzunligi, L - tovush to'lqinining tarqalish hududining kengligi, l - ta'sir qiluvchi tovush nurlanishining to'lqin uzunligi. Elastik to'lqin tomonidan yaratilgan deformatsiyalar tola ichidagi sinishi ko'rsatkichining davriy o'zgarishini hosil qiladi, bu yorug'lik uchun difraksion panjara hisoblanadi.
Yagona kuzatilgan diffraktsiya maksimalining maksimal burilish burchagi ikkita Bragg burchagiga teng (2 Q B ). Buzilgan elektromagnit to'lqinning chastotasi taxminan asosiy axborot oqimining chastotasiga teng. Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, parametrlari ( d / D )=(50/125) bo'lgan ko'p rejimli optik tola uchun tovush to'lqin uzunligi D = 10 mkm va o'zaro ta'sir uzunligi L = 10 ^-3 m bo'lgan akustik ta'sir ostida , maksimal og'ish burchagi dastlabki tarqalish yo'nalishi 5 daraja.
Ovoz to'lqinining past intensivligida ham, chiqadigan elektromagnit nurlanish zamonaviy fotodetektorlar tomonidan aniqlanishi uchun etarlicha katta. Ruxsat etilgan tovush intensivligida, tovush maydonini o'zgartirib, L , diffraktsiya maksimalida maksimal intensivlik qiymatiga erishish mumkin va shu bilan oqish kanaliga yo'naltirilgan yorug'lik intensivligini oshiradi.
- yorug'likning optik tunnellanishi , ya'ni . asosiysiga teng yoki undan katta sinishi indeksiga ega bo'lgan boshqa optik tolaning tolasi bilan optik aloqa qilish, bu esa axborot yorug'lik oqimining bir qismini orqaga tarqaladigan nurlanishsiz "tutish" ga olib keladi;
Optik tunnellanish hodisasi optik nurlanishning sindirish indeksi n 1 bo'lgan muhitdan n 2 sinishi ko'rsatkichi n 1 dan kichik bo'lgan qatlam orqali n 3 dan kattaroq tushish burchaklarida optik nurlanishning o'tishidan iborat. umumiy ichki aks ettirish burchagi. Integratsiyalashgan va tolali optikada optik tunnel qilish tamoyillari asosida optik bog'lovchi, optofonlar, fizik kattaliklarning optik tolali sensorlari kabi qurilmalar yaratilgan.
Optik tunnel orqali oqish kanalining shakllanishi; n 1 , n 2 - optik tolaning yadrosi va qoplamasining sinishi ko'rsatkichlari, n 3 - qo'shimcha optik tolaning sinishi ko'rsatkichi.
Qo'shimcha to'lqin o'tkazgichga o'tadigan nurlanishning intensivligi quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:

I = I 0 sin 2 ( k . S ), (2.3)

Bu erda k - optik tolalarning ulanish koeffitsienti, S - ikkita tolaning optik aloqa uzunligi. Birlashma koeffitsientining maksimal qiymati qoplama va qo'shimcha optik tola ( l =0) va qo'shimcha tolaning sinishi indeksi n 3 = n 1 o'rtasidagi nol masofada erishiladi .

Radiatsiya vaqti-vaqti bilan bir to'lqin o'tkazgichdan ikkinchisiga o'tadi.
Optik tunnelning o'ziga xos xususiyati - bu aloqa kanaliga ruxsatsiz kirishni aniqlashni qiyinlashtiradigan orqaga tarqaladigan nurlanishning yo'qligi. Ma'lumot olishning bu usuli eng maxfiy hisoblanadi.
- yupqa plyonkalarda yorug'lik aralashuvining ta'siriga olib keladigan asosiy optik tolaning maxsus cho'kindi qoplamalari va optik moylash materiallari , bu nurlanishning bir qismini orqaga tarqalmasdan ham olish imkonini beradi;
- statsionar elektromagnit maydonlarning ta'siri, bu yadro va tolali qoplama o'rtasidagi interfeysdagi optik xususiyatlarning o'zgarishiga olib keladi, bu esa umumiy ichki aks ettirishning buzilishiga olib keladi.
Shuni ta'kidlash kerakki, mexanik stresslar va elektr maydon tufayli yuzaga keladigan cheklash burchagi qiymatining o'zgarishi kichik bo'lishiga qaramay, boshqa usullar bilan murakkab ta'sir oqish kanalini shakllantirishning samarali usuliga olib kelishi mumkin. Yuqorida muhokama qilingan usullar bitta kamchilikka ega, bu ularning asosida yaratilgan qochqin kanallarini tuzatishni osonlashtiradi. Bu oqish kanallari joylashgan joylarda yorug'likning sezilarli darajada orqaga tarqalishi bilan aniqlanadi. Orqaga tarqalgan yorug'lik reflektometriyasidan foydalangan holda, bunday ulanishlar yuqori fazoviy va vaqtinchalik o'lchamlari bilan osongina aniqlanadi.

2. Sinishi ko'rsatkichlari nisbatining buzilishi
Kuchlanish tolaning shaklini o'zgartirmasdan mexanik harakatdir.
Elyafning cho'zilishi qoplamaning sinishi ko'rsatkichining tolaning yadrosiga nisbati o'zgarishiga olib keladi.
^{Eritilgan kvartsning yuqori kuchlanishlarga (ideal holatda 10 6} Pa gacha) bardosh berishini hisobga olsak, optik tolaga yuqori mexanik kuchlanishlarni qo'llash orqali cheklash burchagini olib kelish uchun etarli miqdorda o'zgartirishga erishish mumkin. optik toladan tashqaridagi asosiy axborot oqimining intensivligining bir qismi.
Mexanik kuchlanish natijasida qoplamaning sinishi ko'rsatkichining optik tolaning yadrosining sinishi ko'rsatkichiga nisbati o'zgarishiga olib keladigan usullar optik tolani burishni ham o'z ichiga oladi.

3. Tarqalgan nurlanishni qayd qilish
Zamonaviy optik to'lqin o'tkazgichlar juda kam yo'qotishlarga ega (1,55 mkm to'lqin uzunligida 0,2 dB / km gacha yoki undan kamroq), bu signalni kuchaytirmasdan uzoq masofalarga ma'lumot uzatish imkonini beradi. O'rni joylari orasidagi masofa 100 km dan oshadi, bu muhim quvvatning yorug'lik impulslarini ishlab chiqarishni talab qiladi. Kirish yorug'lik oqimining yuqori quvvatlari takroriy qurilmalarga eng yaqin joylarda sezilarli tarqalish hosil qiladi, bu ma'lumotlarning oqishi kanallarini shakllantirish uchun ishlatilishi mumkin. ^{Zamonaviy optik nurlanish qabul qiluvchilar 1 ns dan kam vaqt o'lchamlari bilan deyarli bitta fotondan tashkil topgan yorug'lik oqimlarini ro'yxatga olish imkonini beradi, bu esa 10 -10} Vt dan kam optik nurlanish quvvatini ro'yxatga olishga to'g'ri keladi.
Tarqalgan radiatsiya quyidagi jismoniy printsiplarga asoslanib, axborot oqish kanallarini yaratishga imkon beradi:
– axborot tashuvchisi to‘lqin uzunliklarida tarqalgan nurlanishni bevosita o‘lchash ;
- kombinatsiyalangan chastotalarda tarqalgan nurlanishni ro'yxatga olish ;
- tarqoq nurlanishning intensivligini oshirish uchun tolani tashqi maydonlar (termik, elektromagnit, radiatsiya) bilan maxsus "davolash" .
Tashqi ta'sir yordamida siz oqish kanallarining paydo bo'lishining mahalliy joylarida toladagi yo'qotishlarni oshirish mumkin, bu esa oqish signalining kuchayishiga olib keladi.
4. O'tkazilgan nurlanishni qayd etishning parametrik usullari
Axborot tashuvchisi bo'lgan optik nurlanish optik tola orqali tarqalayotganda uning fizik xususiyatlarining o'zgarishiga olib keladi. Yorug'lik impulslarining intensivligiga qarab optik tolaning xususiyatlarining modulyatsiyasi maxsus yuqori sezgir qurilmalar tomonidan qayd etilishi mumkin. Optik tolaning xususiyatlarini o'zgartirish axborotning oqib chiqishi kanalining shakllanishi uchun asosdir. Ular orasida yorug'lik oqimi bilan modulyatsiyalangan optik tolaning quyidagi parametrlarini ajratib ko'rsatish mumkin:
- sindirish ko'rsatkichi ;
- yorug'lik o'tishida yutilish ko'rsatkichi ;
- geometrik o'lchamlardagi kichik o'zgarishlar (fotoelastik effekt);
- tolalar yuzasi xossalarining modulyatsiyasini ro'yxatdan o'tkazish .
Mavjud o'lchash texnikasi tolalar xususiyatlaridagi juda kichik o'zgarishlarni qayd etish imkonini beradi. Xususan, yo'qotish spektroskopiyasidan foydalanish yorug'likning axborot oqimi tufayli yuzaga keladigan yutilish indeksidagi ozgina o'zgarishlarni qayd etish imkonini beradi.
Xulosa qilib shuni ta'kidlash kerakki, ruxsatsiz kirishning boshqa ko'plab usullari va optik toladan ma'lumotni olib tashlash usullari mavjud. Bu kundalik hayotda va Rossiya me'yoriy hujjatlarida kuzatilishi mumkin bo'lgan optik to'lqin o'tkazgichdan oqish kanalini shakllantirishning mumkin emasligi haqidagi bayonotni rad etadi. Hujjatda taʼkidlanishicha, optik tolali aloqa liniyalaridan foydalanishda boshqa axborot uzatish kanallaridan farqli oʻlaroq, maxfiy maʼlumotlarni shifrlash talab etilmaydi. Optik tolali telekommunikatsiyaning o'ziga xos xususiyati - oqish kanalini shakllantirish uchun aloqa liniyasi bilan jismoniy aloqa qilish zarurati.