Способ передачи информации с помощью линейно-поляризованных электромагнитных волн и система для его осуществления
Изобретения относятся к передаче импульсов электромагнитных волн через передающую среду в форме сигналов и соответствующей передаче информации. Техническим результатом является увеличение информации, передаваемой одним импульсным сигналом без снижения частотных характеристик импульсных сигналов. Для этого в качестве импульсного сигнала используется кратковременный импульс линейно-поляризованных электромагнитных волн, а параметр, служащий для отображения содержащейся в сигнале информации, - ориентация плоскости поляризации, которая может принимать для отдельного сигнала одно из фиксированных ориентационных угловых положений. Эти угловые положения имеют ряд дискретных (прерывных) значений, которые сопоставлены со значениями передаваемой импульсом информации. Для получения сигнального импульса используется набор источников с неизменными, фиксированными ориентациями линейной поляризации для последовательного их включения/выключения в порядке, который определяет передаваемая информация. Прием последовательности импульсов осуществляется с распознаванием их положений поляризации и, соответственно, с несомой сигнальными импульсами значениями информации. Эффективность системы напрямую зависит от количества распознаваемых дискретных угловых положений в идентифицируемом диапазоне. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретения относятся к передаче импульсов электромагнитных волн через передающую среду в форме сигналов и соответствующей передаче информации.
Под способом понимается процесс осуществления действий над материальным объектом с помощью материальных средств. Под технической системой понимается «совокупность взаимосвязанных технических объектов (приборов, машин, систем, процессов), объединенных единой целью и общим алгоритмом функционирования» («Политехнический словарь» под ред. А.Ю.Ишлинского. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - 656 с.; с.483), т.е. устройство. Система передачи (трансляции) в данном аспекте включает в себя три основных компонента: передатчик, приемник и сигнал.
Под сигналом понимается «..знак, физический процесс или явление, несущие сообщение о каком-либо событии, явлении, состоянии объекта наблюдения либо передающие команды управления, оповещения и т.д… Совокупностью сигналов можно отобразить любое сколь угодно сложное событие. Сигнал может быть механическим (деформация, перемещение), тепловым (повышение температуры), световым (вспышка света, зрительный образ), электрическим (импульс тока, радиоволны) и др. Информация, содержащаяся в сообщении, обычно представляется изменением одного или нескольких параметров сигнала - его амплитуды (интенсивности), длительности, частоты, ширины спектра, поляризации и т.д. Сигналы могут преобразовываться (без изменения содержания сообщения) из одного вида в другой, например непрерывные - в дискретные (квантование сигнала), звуковые в электрические, электрические в световые» («Политехнический словарь» под ред. А.Ю.Ишлинского. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - 656 с.; с.478-479). «Импульсный сигнал (импульс) - изменение какой-либо физической величины (электромагнитного поля, механического смещения и т.п.) в течение некоторого конечного промежутка времени. С распространением импульсного сигнала обычно связан перенос энергии и, следовательно, передача определенной информации. Одиночные импульсные сигналы называют видеоимпульсами; форма их может быть различной… Последовательность импульсных сигналов характеризуется также скважностью - безразмерной величиной, равной отношению периода повторения импульсного сигнала к длительности одиночного импульсного сигнала… Импульсный сигнал применяется в технике связи. Передача информации в этом случае осуществляется путем модуляции колебаний…» («Физика - большой энциклопедический словарь» под ред. A.M.Прохорова. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. - 944 с.; с.218).
Импульсный сигнал в данном аспекте рассматривается как физическая (материальная) сущность, регистрируемая техническими средствами, как физическая величина, параметры которой меняются для отображения содержащейся в сигнале информации.
Под информацией понимается «совокупность каких-либо сведений, данных, передаваемых людьми устно (в форме речи), письменно (в виде текста, таблицы, рисунков, чертежей, условных обозначений) либо другим способом (например, с помощью звуковых или световых сигналов, электрических и нервных импульсов, перепадов давления или температуры. Информация может иметь непрерывный (аналоговая) или прерывистый (дискретный) характер» («Политехнический словарь» под ред. А.Ю.Ишлинского. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - 656 с.; с.199).
Под электромагнитными волнами понимаются «возмущения электромагнитного поля (т.е. переменное электромагнитное поле), распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью (скорость света). Электромагнитные волны, кроме некоторых специальных случаев, - поперечные волны: в каждой точке поля электромагнитных волн векторы Е и H напряженностей электрического и магнитного полей колеблются, оставаясь в плоскости, перпендикулярной к направлению распространения электромагнитных волн. Кроме того, в каждой точке векторы Е и Н колеблются в одной фазе и всегда взаимно перпендикулярны. В зависимости от частоты (или длины волны в вакууме), а также от источников излучения и способов возбуждения различают следующие виды электромагнитных волн: радиоволны, оптическое излучение, рентгеновское излучение и гамма-излучение» («Политехнический словарь» под ред. А.Ю.Ишлинского. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - 656с.; с.616).
Под поляризацией волн понимается «нарушение осевой симметрии поперечной волны относительно направления распространения этой волны. В неполяризованной волне колебания векторов s и v смещения и скорости в случае упругих волн или векторов Е и Н напряженностей электрического и магнитного полей в случае электромагнитных волн в каждой точке пространства по всевозможным направлениям в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны, быстро и беспорядочно сменяют друг друга, так что ни одно из этих направлений колебаний не является преимущественным. Поперечную волну называют поляризованной, если в каждой точке пространства направление колебаний сохраняется неизменным или изменяется с течением времени по определенному закону. Плоскополяризованной (линейно-поляризованной) называют волну с неизменным направлением колебаний соответственно векторов s или Е. Если концы этих векторов описывают с течением времени окружности или эллипсы, то волну называют циркулярно- или эллиптически-поляризованной» («Политехнический словарь» под ред. А.Ю.Ишлинского. - М.: Советская энциклопедия, 1989. - 656 с.; с.404). Плоскостью поляризации называют плоскость, в которой лежат Е и световой луч («Советский энциклопедический словарь» под ред. A.M.Прохорова. - М.: Советская энциклопедия, 1987. - 1600 с.; с.1037).
Импульсы линейно-поляризованных электромагнитных волн в данном аспекте рассматриваются как прерывное испускание линейно-поляризованных электромагнитных волн, т.е. последовательное чередование конечных временных промежутков отсутствия излучения и конечных временных промежутков непрерывного испускания вышеуказанных волн.
Повышение пропускной способности каналов передачи электронной информации является, по-прежнему, актуальной задачей (Десурвир Э., «Световая связь: пятое поколение», журнал «В мире науки», №3 за 1992 г., с.58-66, с.60; журнал "Наука и жизнь", подписной индекс 70601, №11 за 2004 г., с.38).
Известны способы и системы передачи информации, в которых при передаче модулируется интенсивность света, его частота или фаза (Десурвир Э., «Световая связь: пятое поколение», журнал «В мире науки», №3 за 1992 г., с.58-66, с.60). Модуляция колебаний - это медленное по сравнению с периодом колебаний изменение амплитуды, частоты или фазы колебаний по определенному закону. Соответственно различаются амплитудная, частотная и фазовая модуляции колебаний. Возможна и смешанная модуляция (например, амплитудно-фазовая). При любом способе модуляции колебаний скорость изменения амплитуды, частоты или фазы должна быть достаточно малой, чтобы за период Т колебаний модулируемый параметр почти не изменился. Модуляция колебаний применяется для передачи с помощью электромагнитных волн радио- или оптических диапазонов, а также акустических волн. «Передатчиком» сигнала являются синусоидальные колебания высокой частоты w. Амплитуда, частота или фаза этих колебаний, а в случае света и поляризация модулируются передаваемым сигналом («Физика - большой энциклопедический словарь» под ред. А.М.Прохорова. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. - 944 с.; с.428).
Недостатком модулирующих способов, систем и импульсных сигналов является принципиальное ограничение по модулирующей частоте, которая всегда меньше модулируемой составляющей сигнала. Например, для излучений видимого и ближнего ИК диапазонов света с частотами 100-800 ТГц (Терагерц) возможны частоты модуляции с верхним пределом до 0,1-1 ТГц («Физика - большой энциклопедический словарь» под ред. А.М.Прохорова. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. - 944 с.; с.429). То есть изменение, передающее информацию, происходит примерно в 1000 раз медленнее изменения несущего излучения.
Ближайшими аналогами являются следующие способ, система и импульсный сигнал для передачи информации:
- отдельный бит информации кодируется наличием или отсутствием светового импульса, в частности солитона длительностью 10пс;
- световые импульсы могут быть двух различных ориентаций плоскости поляризации;
- система включает в себя передатчик и приемник световых импульсов; в частности кодирующие и декодирующие устройства преобразования входной информации в электрические сигналы и обратно, передатчик и приемник для преобразования электрических сигналов в свет и обратно, световод (оптическое волокно) (Десурвир Э., «Световая связь: пятое поколение», журнал «В мире науки», №3 за 1992 г., с.58-66, с.65-66). Следует отметить, что поляризация в прототипе используется для удвоения каналов передачи информации на одной частоте, поскольку два световых луча с взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации непосредственно не интерферируют (см. «Физика - большой энциклопедический словарь» под ред. A.M.Прохорова. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. - 944 с.; с.575).
Недостатком прототипа является ограниченность информации, которую несет один импульсный сигнал. В прототипе эту проблему решают с помощью организации дополнительных каналов на соседних, близлежащих частотах излучения.
Задачей заявляемых изобретений является повышение пропускной способности отдельного канала для передачи электронной информации. Достигаемый технический результат - увеличение информации, передаваемой одним импульсным сигналом без снижения частотных характеристик импульсных сигналов.
Указанный технический результат достигается тем, что используют способ передачи информации с помощью последовательности импульсных сигналов электромагнитных волн одинаковых частотных характеристик и различной линейной поляризации, включающий излучение сопоставленных с передаваемыми значениями информации импульсов, прохождение ими передающей среды и их прием с определением сопоставленных значений, отличающийся тем, что, по меньшей мере, части импульсных сигналов задают индивидуальную ориентацию поляризации в одном из, по меньшей мере, трех различных дискретных угловых положений, определяющих сопоставленные значения информации, прием этих импульсных сигналов производят с определением индивидуальной ориентации поляризации и соответствующего сопоставленного значения информации, а для получения импульсного сигнала с необходимой индивидуальной ориентацией поляризации используют один из, по меньшей мере, трех согласованно управляемых источников импульсов различных линейно-поляризационных электромагнитных волн, фиксированная ориентация поляризации которого находится в угловом положении, соответствующем сопоставленному передаваемому значению информации.
Кроме того, между соседними дискретными угловыми положениями ориентации поляризации импульса могут устанавливать одинаковые угловые промежутки.
Кроме того, дискретные угловые положения ориентации поляризации импульса и фиксированные ориентации поляризаций согласованно управляемых источников импульсов выбирают в идентифицируемом интервале.
Кроме того, в качестве согласованно управляемых источников импульсов электромагнитных волн с фиксированными ориентациями поляризации могут использовать лазеры.
Кроме того, для прохождения импульсов могут использовать оптическое волокно (световод).
Технический результат достигается тем, что система передачи информации с помощью последовательности импульсов электромагнитных волн одинаковых частотных характеристик и различной линейной поляризации, включающая кодирующее устройство преобразования входной информации в электрические сигналы, передатчик преобразования электрических сигналов в последовательность импульсов линейно-поляризованных электромагнитных волн, передающую среду, приемник преобразования последовательности импульсов линейно-поляризованных электромагнитных волн в электрические сигналы, декодирующее устройство преобразования электрических сигналов в выходную информацию, причем передатчик содержит устройство излучения, по меньшей мере, части импульсов с индивидуальными ориентациями поляризации в одном из, по меньшей мере, трех различных дискретных угловых положений, определяющих сопоставленные значения информации, выполненное в виде, по меньшей мере, трех согласованно управляемых источников импульсов различно фиксированно ориентированных линейно-поляризационных электромагнитных волн, а приемник снабжен средством распознавания индивидуальной ориентации поляризации импульса электромагнитных волн.
Кроме того, система может быть снабжена средством распознавания индивидуальной ориентации поляризации импульса электромагнитных волн, выполненным в виде, по меньшей мере, трех параллельно соединенных детекторов излучения, каждый из которых снабжен входным поляризационным фильтром с различной фиксированной ориентацией в одном из, по меньшей мере, трех различных дискретных угловых положений.
Кроме того, согласованно управляемые источники импульсов различно фиксированно ориентированных линейно-поляризационных электромагнитных волн могут быть выполнены с равными угловыми промежутками между соседними дискретными угловыми положениями поляризации передаваемых импульсов.
Кроме того, согласованно управляемые источники импульсов различно фиксированно ориентированных линейно-поляризационных электромагнитных волн могут быть выполнены с расположением ориентаций поляризаций в идентифицируемом интервале.
Кроме того, согласованно управляемые источники импульсов различно фиксированно ориентированных линейно-поляризационных электромагнитных волн могут быть выполнены в виде лазеров.
Кроме того, передающая среда может быть выполнена в виде оптического волокна (световода).
Под дискретностью понимается прерывность, в отличие от непрерывности («Советский энциклопедический словарь» под ред. A.M.Прохорова - М.: Советская энциклопедия, 1987. - 1600 с.; с.395). Угловые ориентации плоскости поляризации импульсов занимают в идентифицируемом диапазоне определенные положения, а иные между этими согласованными - не занимают. Это позволяет установить однозначное соответствие передаваемым значениям информации и однозначно распознавать их при приеме.
Суть заявляемых изобретений в том, что в качестве импульсного сигнала используется кратковременный импульс линейно-поляризованных электромагнитных волн, а параметр, служащий для отображения содержащейся в сигнале информации - ориентация плоскости поляризации (вектора Е), которая может принимать для отдельного сигнала одно из фиксированных ориентационных угловых положений. Эти угловые положения (положение вектора Е в плоскости, поперечной направлению излучения) имеют ряд дискретных (прерывных) значений, которые сопоставлены (взаимосвязаны) со значениями передаваемой импульсом информации. При этом для получения сигнального импульса с необходимой ориентацией поляризации используется ряд взаимосвязанных и согласованно управляемых источников линейно-поляризационного излучения. Для передачи конкретного значения информации используется в момент передачи тот импульсный источник, фиксированная ориентация которого совпадает с ориентацией, вытекающей из значения передаваемой информации. Используется набор (матрица) источников с неизменными, фиксированными ориентациями линейной поляризации. Этот набор источников используется для последовательного их включения/выключения в порядке, который определяет передаваемая информация, которая отображена в ориентациях поляризации импульсов. Прием последовательности импульсов осуществляется с распознаванием их положений поляризации и, соответственно, с несомой сигнальными импульсами значениями информации.
В заявляемых изобретениях отсутствует модулирование (изменение, управление) направлением поляризации источника излучения, когда осуществляется изменение исходной поляризации модулирующим воздействием, что и медленно по определению (см. модуляции) и достаточно сложно, когда речь идет об изменении ориентации поляризации на десятки градусов.
Заявляемые изобретения могут позволить достичь (в частотных диапазонах прототипа или видимого диапазона света с примыкающими областями УФ и ИК) весьма близких между собой абсолютных значений параметров импульсного сигнала:
- период повторения импульсного сигнала (см. скважность);
- период излучения самого импульсного сигнала (см. скважность);
- период изменения между «крайними» значениями ориентации поляризации для соседних импульсных сигналов (этот параметр зависит лишь от быстродействия/темпа включения соответствующего источника);
и даже для периода колебаний электромагнитных волн в самом импульсном сигнале в сравнении с тремя вышеуказанными характеристиками, поскольку нет ограничений модулирования колебаний.
Рост информационной пропускной способности канала будет во столько раз больше, на сколько частей удастся разделить диапазон задаваемой и определяемой ориентации поляризации сигнального импульса электромагнитных волн. Так, при четырех фиксированных дискретных углах получим два бита в одном сигнале, при восьми - четыре бита и т.д. Соответственно в два и четыре раза увеличится количество передаваемой информации при тех же частотных характеристиках, что у прототипа, т.к. сигнал прототипа несет один бит.
Отличия и преимущества заявляемых изобретений отражены в таблицах.
| Заявляемый способ | Способ прототипа | Способ поляризационной импульсной модуляции (может иметь место с применением известных технических решений) |
| Импульсным сигналам придается не менее трех возможных фиксированных дискретных угловых положений плоскости поляризации, которые несут информацию. Отдельный импульсный сигнал имеет одно индивидуальное (из возможных) положение плоскости поляризации. | Импульсные сигналы имеют два фиксированных ориентационных положения поляризации, которые служат для параллельной работы двух каналов связи на одинаковых частотных режимах электромагнитных волн. Информацию несут «излучение/отсутствие излучения» | Данным способом также можно задать импульсным сигналам одно из нескольких фиксированных положений плоскости поляризации, которые будут нести информацию. Однако с техническими ограничениями, указанными ниже. |
| Последовательность импульсных сигналов излучают с помощью согласованной управляемой работы не менее трех источников поляризационных электромагнитных волн. Каждый из источников имеет одну индивидуальную (из возможных) фиксированную ориентацию поляризации. Все источники в совокупности могут излучать импульсные сигналы любой ориентации поляризации исходя из последовательности передаваемых значений информации. Используют источники, работающие в идентичных частотных режимах электромагнитных волн. | Последовательность импульсных сигналов излучают с помощью параллельной и независимой работы двух источников поляризационных электромагнитных волн. Каждый источник образует независимый информационный канал, работающий самостоятельно и автономно от другого. Используют источники, работающие в идентичных частотных режимах электромагнитных волн. | Последовательность импульсных сигналов излучают с помощью одного источника, подвергаемого модулирующему воздействию. Модулирование - медленное изменение по сравнению с несущим излучением. Помимо этого изменение ориентации плоскости поляризации модулированием на десятки градусов (в диапазоне идентифицируемой ориентации) между соседними импульсами представляет собой сложную техническую проблему и вызовет увеличение значений скважности и сокращение информационного графика. |
| Заявляемое устройство | Устройство прототипа | Устройство поляризационной импульсной модуляции (может иметь место с применением известных технических решений) |
| Устройство излучения импульсных сигналов в виде не менее трех источников с фиксированными ориентациями поляризации. Источники управляются и работают согласованно для получения последовательности импульсных сигналов с ориентациями поляризации, соответствующими последовательности передаваемых значений информации. Источники работают в идентичных частотных режимах электромагнитных волн. | Устройство излучения импульсных сигналов в виде двух источников с фиксированными ориентациями поляризации. Каждый источник образует отдельный независимый информационный канал, работающий автономно. Источники работают в идентичных частотных режимах электромагнитных волн. Имеет место ограничение по количеству источников, поскольку при ином расположении азимутальных ориентаций поляризаций излучения будет происходить интерференция и потеря информации. Число каналов информации можно лишь удвоить в идентичных частотных режимах электромагнитных волн. | Устройство излучения импульсных сигналов в виде одного источника с фиксированной ориентацией поляризации. Ориентация поляризации может модулироваться внешним воздействием на источник. Имеют место присущие принципиальные ограничения по темпу и диапазону модуляции с высокой скоростью, сопоставимой с частотой несущего электромагнитного излучения. |
| Импульсный сигнал заявляемых изобретений | Импульсный сигнал прототипа | Импульсный сигнал поляризационной импульсной модуляции (может иметь место с применением известных технических решений) |
| Как физическая величина характеризуется следующей совокупностью параметров: | Как физическая величина характеризуется следующей совокупностью параметров: | Как физическая величина характеризуется следующей совокупностью параметров: |
| - информативность одного импульсного сигнала от 1,5 бит (3 бита на два последовательных импульса) до бесконечности (определяется регистрируемостью ориентации поляризации в идентифицируемом диапазоне) | - информативность одного импульсного сигнала 1 бит (информацию несут «излучение/отсутствие излучения») | - информативность одного импульсного сигнала от 1,5 бит (3 бита на два последовательных импульса) до бесконечности (определяется регистрируемостью ориентации поляризации в идентифицируемом диапазоне) |
| - скважность от 2 до стремящейся к 1 (может оказаться перспективным значение скважности 1,618, так называемое «золотое сечение») | - скважность 2 | - не менее нескольких десятков единиц |
| - отношение периода импульсного сигнала к периоду колебаний несущего электромагнитного излучения: от 200 до стремящегося к 0,5 | - отношение периода импульсного сигнала к периоду колебаний несущего электромагнитного излучения: от 200 до стремящегося к 0,5 (минимальное значение для возможного варианта прототипа с когерентным источником, а не солитонным пакетом) | - отношение периода импульсного сигнала к периоду колебаний несущего электромагнитного излучения: ~ 1000 |
| - ориентация поляризации определяет значение информации, передаваемое импульсным сигналом | - ориентация поляризации определяет канал информации для передаваемого импульсного сигнала, в канале значение поляризации информации не определяет и не несет | - ориентация поляризации определяет значение информации, передаваемое импульсным сигналом |
| Кроме того, импульсный сигнал может иметь близкие в абсолютных величинах следующие периоды: | Подобные параметры недостижимы | Подобные параметры недостижимы |
| - период повторения | ||
| импульсного сигнала; | ||
| - период излучения самого импульсного сигнала; | ||
| - период изменения между «крайними» значениями ориентации в идентифицируемом диапазоне поляризации для соседних импульсных сигналов; | ||
| - период колебаний электромагнитных волн импульсного сигнала |
Изобретения иллюстрируются чертежами, на которых изображено: на фиг.1 -принципиальная схема заявляемого способа, на фиг.2 - система передачи информации, на фиг.3 - положения вектора Е напряженности электрического поля в одном из вариантов исполнения.
Система передачи информации включает в себя кодирующее устройство 1 преобразования входной информации в электрические сигналы, выход которого соединен со входом передатчика 2 преобразования электрических сигналов в последовательность импульсов линейно-поляризованных электромагнитных волн, передатчик 2 содержит устройство излучения из источников 3, 4, 5, 6 импульсов линейно-поляризованного излучения (каждый со своим фиксированным углом ориентации поляризации; значения углов дискретны и находятся в диапазоне распознавания), передатчик 2 согласованно управляет источниками 3, 4, 5, 6 для их последовательной работы в нужной последовательности, выходы источников 3, 4, 5, 6 сопряжены с передающей средой, в изображенном варианте это оптическое волокно 7, своим другим концом оптическое волокно 7 сопряжено с детекторами 8, 9, 10, 11 излучения параллельно, детекторы 8, 9, 10, 11 снабжены каждый своим поляризационным фильтром со своей фиксированной осью поляризации, выходы детекторов связаны с приемником 12 преобразования импульсов в электрические сигналы, выход приемника 12 связан со входом устройства 13 декодирования электрических сигналов в выходную информацию.
На Фиг.3 изображены положения вектора Е - напряженности электрического поля в плоскости, перпендикулярной направлению распространения электромагнитных волн по образцу диаграмм поляризации света (см. «Физика - большой энциклопедический словарь» под ред. А.М.Прохорова. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. - 944 с.; с.575). Импульсные сигналы линейно-поляризованы, линейная поляризация в изображенном варианте может быть в дискретных фиксированных положениях Е1, Е2, ЕЗ, Е4, которые выбираются в диапазоне распознавания. Угловые промежутки между соседними положениями вектора Е могут быть установлены одинаковыми. Вектору Е1 соответствует значение передаваемой (принимаемой) информации «00», вектору Е2 - «01», вектору Е3 - «10», вектору Е4 - «11» в системе двоичной кодировки. Таким образом, один импульсный сигнал в зависимости от своей индивидуальной ориентации поляризации вектора Е может передать два бита информации.
Заявленные изобретения осуществляются следующим образом. Входящую информацию преобразовывают в электрические импульсы и делят на последовательность значений по два бита, в зависимости от значения информации передатчик 2 излучает одним из источников 3, 4, 5, 6 сигнальный импульс. Источники могут быть выполнены в виде лазеров, излучение лазеров может быть полностью поляризованным (см. «Физика - большой энциклопедический словарь» под ред. A.M.Прохорова. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. - 944 с.; с.576). Излучает импульс тот источник, чье фиксированное положение поляризации соответствует значению передаваемой информации. Источники соединены с оптическим волокном 7 своими выходами. Это могут быть плечи оптического волокна одинаковой длины, сопрягаемые с волокном 7 параллельно. Оптическое волокно или световод способно сохранять поляризацию распространяющегося по нему излучения (см. прототип или журнал «Техника молодежи» №7 за 2004 год, с.6; подписной индекс 70973). Полученные по оптическому волокну (световоду) импульсы принимают приемником 12 с детекторами 8, 9, 10, 11 определения импульсного сигнала и его индивидуальной поляризации. Распознавание индивидуальной ориентации импульсного сигнала производят с помощью известных физических средств, например поляриметров, чувствительность которых достигает 0,0000001 град. (см. «Физика - большой энциклопедический словарь» под ред. А.М.Прохорова. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1999. - 944 с.; с.578). Могут быть также использованы волоконно-оптические сенсоры (см. прототип или журнал «Техника молодежи» №7 за 2004 год, с.6-7; подписной индекс 70973). Ввод из нескольких оптоволокон в одно с сохранением поляризации и, наоборот, распределение оптического импульса из одного оптоволокна в несколько с охранением поляризации - известен из уровня техники (журнал «Техника молодежи» №7 за 2004 год, с.6-7; подписной индекс 70973). По ориентациям поляризации определяют сопоставленные значения информации и декодируют их в выходной форме. Идентифицируемый угловой интервал (диапазон), в котором устанавливаются конечное множество дискретных угловых положений ориентации поляризаций импульсных сигналов, может составлять 90 или 180 градусов в зависимости от используемых технических решений. Большие значения этот интервал не может составлять, так как невозможно отличить в чистом виде поляризационную волну от «перевернутой» на 180 градусов. Эффективность описываемой системы (количество бит информации в одном импульсном сигнале) напрямую зависит от количества распознаваемых дискретных угловых положений в идентифицируемом диапазоне.
Вместе с тем, заявляемые изобретения могут быть использованы в комбинации с другими известными на сегодня технологиями:
- мультиплексирование, работа на нескольких близких между собой волн (частот); каждая частота (волна) независима и отсутствует взаимное наложение (интерференция); помимо прототипа эта технология описана в журнале «КомпьютерПресс» №1 за 2001 г. / технология DWDM (dense wavelength-division multiplexing) /;
- амплитудная модуляция; импульсным сигналам помимо индивидуально заданной ориентации поляризации может придаваться несколько значений уровня (амплитуды);
соответственно амплитуда также может нести дополнительную информацию; например при двух уровнях (помимо нулевого) произойдет удвоение информации, несомой одним импульсным сигналом и т.д.;
- фазовая модуляция также принципиально не противоречит описываемой системе;
- частотная модуляция возможна, но очевидно менее выгодна по сравнению с комбинированием с мультиплексированием.
В качестве передающей среды может быть использовано распространение электромагнитных волн по оптическому волокну (световоду), а также в открытом пространстве по примеру радиорелейной и/или спутниковой связи.
Главное требование к передающей среде - сохранение ориентации плоскости линейной поляризации.
Заявленные изобретения могут быть осуществлены с помощью известных в области техники средств и компонентов и соответствуют условию патентоспособности "промышленная применимость".
1. Способ передачи информации с помощью последовательности импульсных сигналов электромагнитных волн одинаковых частотных характеристик и различной линейной поляризации, включающий излучение сопоставленных с передаваемыми значениями информации импульсов, прохождение ими передающей среды и их прием с определением сопоставленных значений, отличающийся тем, что, по меньшей мере, части импульсных сигналов задают индивидуальную ориентацию поляризации в одном из, по меньшей мере, трех различных дискретных угловых положений, определяющих сопоставленные значения информации, прием этих импульсных сигналов производят с определением индивидуальной ориентации поляризации и соответствующего сопоставленного значения информации, а для получения импульсного сигнала с необходимой индивидуальной ориентацией поляризации используют один из, по меньшей мере, трех согласованно управляемых источников импульсов различных линейно-поляризационных электромагнитных волн, фиксированная ориентация поляризации которого находится в угловом положении, соответствующем сопоставленному передаваемому значению информации.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что между соседними дискретными угловыми положениями ориентации поляризации импульса устанавливают одинаковые угловые промежутки.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дискретные угловые положения ориентации поляризации импульса и фиксированные ориентации поляризации согласованно управляемых источников импульсов выбирают в интервале от 0 до 180°.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве согласованно управляемых источников импульсов электромагнитных волн с фиксированными ориентациями поляризации используют лазеры.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что для прохождения импульсов используют оптическое волокно.
6. Система передачи информации с помощью последовательности импульсов электромагнитных волн одинаковых частотных характеристик и различной линейной поляризации, включающая кодирующее устройство преобразования входной информации в электрические сигналы, передатчик преобразования электрических сигналов в последовательность импульсов линейно-поляризованных электромагнитных волн, передающую среду, приемник преобразования последовательности импульсов линейно-поляризованных электромагнитных волн в электрические сигналы, декодирующее устройство преобразования электрических сигналов в выходную информацию, отличающаяся тем, что передатчик содержит устройство излучения, по меньшей мере, части импульсов с индивидуальными ориентациями поляризации в одном из, по меньшей мере, трех различных дискретных угловых положений, определяющих сопоставленные значения информации, выполненное в виде, по меньшей мере, трех согласованно управляемых источников импульсов различно фиксировано ориентированных линейно-поляризационных электромагнитных волн, а приемник снабжен средством распознавания индивидуальной ориентации поляризации импульса электромагнитных волн.
7. Система по п.6, отличающаяся тем, что средство распознавания индивидуальной ориентации поляризации импульса электромагнитных волн выполнено в виде, по меньшей мере, трех параллельно соединенных детекторов излучения, каждый из которых снабжен входным поляризационным фильтром с различной фиксированной ориентацией в одном из, по меньшей мере, трех различных дискретных угловых положений.
8. Система по п.6, отличающаяся тем, что согласованно управляемые источники импульсов различно фиксировано ориентированных линейно-поляризационных электромагнитных волн выполнены с равными угловыми промежутками между соседними дискретными угловыми положениями поляризации передаваемых импульсов.
9. Система по п.6, отличающаяся тем, что согласованно управляемые источники импульсов различно фиксировано ориентированных линейно-поляризационных электромагнитных волн выполнены с расположением ориентации поляризаций в интервале от 0 до 180°.
10. Система по п.6, отличающаяся тем, что согласованно управляемые источники импульсов различно фиксировано ориентированных линейно-поляризационных электромагнитных волн выполнены в виде лазеров.
11. Система по любому из пп.6-10, отличающаяся тем, что передающая среда выполнена в виде оптического волокна.
