Система оптической связи



Система оптической связи
Система оптической связи

 


Владельцы патента RU 2588005:

Акционерное общество "Государственный оптический институт имени С.И. Вавилова" (АО "ГОИ им. С.И. Вавилова") (RU)

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в оптической беспроводной системе связи через воздушную среду. Технический результат состоит в обеспечении на пересеченной местности. Для этого система оптической связи содержит разнесенные в пространстве источник направленного излучения, приемник излучения, устройство кодировки излучения, устройство дешифровки сигнала с приемника, при этом источник и приемник расположены на пересекающихся оптических осях, причем зона пересечения оптических осей сопряжена с внешним отражающим или светорассеивающим объектом. Источником излучения служит лазер с длиной волны излучения, выбранной в диапазоне 220-280 нм. 1 ил.

 

Изобретение относится к беспроводным системам связи, в частности к системам связи через воздушную среду, и может быть использовано для передачи информации на пересеченной местности.

Из уровня техники известен источник информации, в котором достаточно полно изложены все вопросы, относящиеся к оптическим системам передачи информации. В книге приведена обобщенная схема оптического канала, рассмотрены особенности распространения оптического излучения и механизмы потерь в оптических волокнах. Описаны методы изготовления оптических волокон. Рассмотрен принцип действия и основные характеристики полупроводниковых лазеров и фотоприемников различных типов (см. Гауэр Дж. оптические системы связи. М.: Радио и связь, 1989, с. 423-424).

В патенте РФ №2380834, опубликованном 27.01.2010 по индексу МПК H04B 10/00, заявлены «Способ лазерной космической связи и комплекс для его осуществления».

Данное изобретение относится к области космической лазерной связи и лазерной техники и предназначено для создания комплексов стационарной лазерной космической связи в ближнем космосе и дальнем космосе и в пределах всей солнечной системы. Техническим результатом является повышение дальности действия лазерной космической связи, увеличение объемов и скорости передачи информации между космическими аппаратами и наземными станциями в пределах солнечной системы. Для этого определяют доплеровский сдвиг частоты лазерного излучения от базовой части комплекса лазерной космической связи при его приеме в бортовой части комплекса, осуществляют сдвиг оптической частоты лазерного излучения в базовой части комплекса на отрицательную величину измеренного доплеровского сдвига, осуществляют квантовое усиление лазерного излучения и измерение сдвига его оптической частоты в бортовой части комплекса, а также сдвиг центральной частоты полосы приема и квантового усиления в бортовой и базовой частях комплекса, определяют параметры качества установленной лазерной космической связи, осуществляют генерацию лазерного излучения, прием и квантовое усиление сигналов лазерной связи с установленными сдвигами оптических частот.

В данном случае речь идет о двусторонней связи между двумя независимо перемещающимися и удаленными приемно-передающими системами, оптические оси которых должны быть полностью совмещены в момент передачи информации. Указанные в примере зеркала частично соединяют оси приемника и передатчика, но внутри каждого приемо-передающего блока. Целью такого соединения не является передача внутри блока информации, предназначенной другому удаленному приемопередатчику. Этот внутренний канал предназначен для совместной калибровки по несущей частоте приемного и передающего каналов блока. Здесь идет речь о пересечении оптических осей внутри устройства.

Наиболее близкой к предлагаемому и выбранной в качестве прототипа является система оптической связи, содержащая разнесенные в пространстве источник направленного излучения, приемник излучения и устройства кодировки излучения и дешифровки сигнала с приемника, описанная в первом источнике информации - Гауэр Дж. Оптические системы связи. М.: Радио и связь, 1989, с. 423-424.

Источник излучения и приемник расположены на одной оптической оси. Источником излучения служит лазерный диод или лазерный источник в ИК-области. Приемник излучения - обычно, фотодиод. Источник излучения управляется устройством кодировки, формирующим амплитудную и частотную характеристики излучения. Промодулированное излучение через воздушную среду направляется на приемник излучения, который преобразует поступившее излучение в электрический сигнал. Устройство дешифровки восстанавливает передаваемую информацию путем обработки электрического сигнала.

Основным недостатком этого устройства является то, что любое непрозрачное препятствие на пути излучения от источника к приемнику делает невозможным передачу информации, т.е. оно не пригодно к использованию на пересеченной местности, когда на пути излучения находятся дома, скалы или другие объекты.

Задачей нового изобретения является обеспечение возможности передачи информации с помощью оптического излучения в условиях пересеченной местности.

Поставленная цель достигается в системе оптической связи, содержащей разнесенные в пространстве независимо перемещающиеся источник направленного излучения и приемник излучения, устройство кодировки излучения и устройство дешифровки сигнала с приемника излучения, в которой, в отличие от прототипа, источник направленного излучения и приемник излучения расположены на пересекающихся оптических осях, при этом зона пересечения оптических осей сопряжена с внешним отражающим или светорассеивающим объектом.

Источником направленного излучения может служить лазер с длиной волны излучения в диапазоне 220-280 нм.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства, включающая:

1. Источник направленного излучения.

2. Устройство кодировки излучения.

3. Приемник излучения.

4. Устройство дешифровки сигнала.

5. Внешний объект.

Устройство работает следующим образом:

Излучение источника направленного излучения 1 модулируется по амплитуде и частоте устройством кодировки излучения 2 и направляется на некий внешний объект 5 (например, стену здания). Часть излучения отражается или рассеивается этим объектом.

На этот же объект 5 направляется приемник излучения 3. Часть отраженного или рассеянного излучения регистрируется приемником 3 и дешифруется в устройстве дешифровки сигнала 4 для восстановления передаваемой информации.

Пример реализации и использования:

В качестве источника направленного излучения 1 использовали частотный лазер с длиной волны излучения 455 нм и полезной мощностью 1 Вт. Приемник оптического излучения 3 состоял из собирающего конденсора, диаметром 50 мм и фокусным расстоянием 80 мм и фотодиода. Устройство кодировки излучения 2 состояло из кодирующей микросхемы и ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика). Устройство дешифровки сигнала 4 состояло из декодирующей микросхемы.

В эксперименте аналоговый звуковой сигнал (человеческая речь) оцифровывался с помощью цифрового микрофона и подавался на устройство кодировки излучения 2, в котором кодирующие микросхемы осуществляли сжатие сигнала до уровня 10 кбит/с и, посредством ТТЛ модулировалась интенсивность излучения от источника направленного излучения 1. Частота следования световых импульсов составляла 15 кГц.

Внешним объектом 5 служила стена дома. Рассеянное от объекта 5 излучение частично попадало на приемник излучения 3, преобразовывалось в электрический сигнал, который поступал в устройство дешифровки сигнала 4. Там с помощью декодирующей микросхемы осуществлялось цифроаналоговое преобразование сигнала. Преобразованный сигнал можно было прослушать мультимедийным устройством (наушниками).

Экспериментально удалось передать человеческую речь на расстояние до 50 м.

В дальнейшем предполагается усовершенствовать систему, применив лазер в диапазоне 220-280 нм. В этом спектральном диапазоне все солнечное излучение поглощается озоновым слоем в верхних слоях атмосферы, таким образом, уменьшается фоновая засветка приемника и повышается чувствительность системы.

Преимуществом заявленного устройства по сравнению с прототипом является то, что, в отличие от прототипа, заявленное устройство позволяет передавать информацию на пересеченной местности, когда прямой прием излучения невозможен.

Представленные чертеж и описание позволяют, используя существующие материалы и технологии, изготовить предлагаемое устройство промышленным способом и использовать его для оптической передачи информации на пересеченной местности.

Система оптической связи, содержащая разнесенные в пространстве независимо перемещающиеся источник направленного излучения и приемник излучения, устройство кодировки излучения и устройство дешифровки сигнала с приемника излучения, в которой источник направленного излучения и приемник излучения расположены на пересекающихся оптических осях, при этом зона пересечения оптических осей сопряжена с внешним отражающим или светорассеивающим объектом.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение управления мощностью батареи при низких температурах.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в цифровых системах передачи. Технический результат - повышение качества передачи информационных аналоговых сигналов и уменьшение скорости цифрового сигнала.

Изобретение может быть использовано при изготовлении радиоэлектронных устройств (РЭУ). Усилительный блок (УБ) содержит, по меньшей мере, одну печатную плату (ПП), на которой установлен, по меньшей мере, один мощный полупроводниковый элемент (МПЭ), содержащий теплоотводящее основание (ТО), по меньшей мере, один кристалл, расположенный на ТО, и выводы для передачи высокочастотного сигнала, электрически соединенные с плоскими проводниками, расположенными на поверхности ПП, с образованием согласованных участков передачи сигнала, и теплоотводящую опору, на которой установлено ТО.

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано для выделения сигналов с симметричными спектрами в условиях подавления их узкополосными помехами. Технический результат - расширение области его применения за счет исключения из процедуры формирования спектра восстанавливаемой копии полезного сигнала операций сложения, вычитания и деления с компонентами комплексного спектра.

Изобретение относится к супергетеродинному приемнику сложных фазоманипулированных сигналов с двойным преобразованием частоты. Технический результат заключается в повышении избирательности, помехоустойчивости и достоверности приема сложных фазоманипулированных сигналов.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в адаптивных устройствах режектирования многочастотных пассивных помех. Достигаемый технический результат - повышение точности адаптивной компенсации текущего значения доплеровской фазы многочастотных пассивных помех.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных когерентно-импульсных системах для выделения сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к способам оценки частотного сдвига, и может быть использовано в аппаратуре беспроводных телекоммуникационных систем, использующих OFDM сигналы, а также в контрольно-измерительном оборудовании.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в передатчиках сигналов глобальных навигационных спутниковых систем. Достигаемый технический результат - обеспечение возможности работы с псевдошумовыми фазомодулированными сигналами при одновременном повышении точности определения аппаратной задержки выходного сигнала передатчика.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в приемниках глобальных навигационных спутниковых систем, использующих широкополосные сигналы, манипулированные по фазе псевдослучайной последовательностью.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах беспроводной связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности передачи. Для этого система базовой станции включает в себя устройство (1) базовой станции, устройство (2) беспроводной передачи и устройство (3) пересылки данных, каждое из которых выполнено с возможностью установки вне помещения. Каждый из корпусов (12, 22 и 32) устройств (1-3) обеспечивает степень защиты от проникновения влаги и пыли, требуемую для установки вне помещения. Корпус (12) устройства (1) базовой станции вмещает электронное оборудование (11), функционирующее в качестве базовой станции. Корпус (22) устройства (2) беспроводной передачи вмещает электронное оборудование (21), функционирующее в качестве радиостанции для выполнения беспроводной передачи с другим устройством для соединения устройства (1) базовой станции с транзитной сетью мобильной связи. Корпус (32) устройства (3) пересылки данных вмещает электронное оборудование (31), функционирующее в качестве маршрутизатора или коммутатора для пересылки пакетов данных или кадров данных между устройством (1) базовой станции и устройством (2) беспроводной передачи. Это исключает потребность в сооружении здания/контейнера для установки системы базовой станции. 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к системе связи, использующей связь машинного типа, и предназначено для повышения надежности приема целевого фрейма. Устройство связи, система связи и способ связи взаимодействуют для передачи сигнала от базовой станции, при этом сигнал включает в себя текущий фрейм и целевой фрейм. Модуль отсчета отсчитывает период фрейма, и модуль управления приемом обеспечивает переход модуля приема в состояние ожидания. Модуль управления приемом обеспечивает возврат модуля приема из состояния ожидания до достижения результатом отсчета, осуществляемого модулем отсчета, целевого фрейма. Модуль управления приемом также обеспечивает возврат модуля приема в состояние ожидания на период времени на основе разности между текущим фреймом и целевым фреймом. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 28 ил.

Изобретение относится к области радиотехники. Особенностью заявленного цифрового квадратурного устройства фазовой синхронизации и демодуляции является то, что оно дополнительно содержит каскадно соединенные перемножающее устройство, усредняющее устройство, генератор, управляемый напряжением, и формирователь тактовых импульсов, при этом выходы первого и второго каналов квадратурной обработки сигналов подключены соответственно к первому и второму входам перемножающего устройства, а выход формирователя тактовых импульсов соединен с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, выход первого канала квадратурной обработки сигналов является выходом демодулированного фазоманипулированного сигнала. Техническим результатом является обеспечение высокоскоростной цифровой фазовой синхронизации и когерентной демодуляции сигналов с двоичной фазовой манипуляцией. 8 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в беспроводных системах связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности. Для этого способ ретрансляции кадров включает в себя прием ретранслятором первого кадра от первой станции, при этом у первого кадра имеется первый заголовок с первым флагом, и принятие решения о ретрансляции первого кадра с учетом первого флага. Способ также включает в себя передачу ретранслятором первого кадра в первую точку доступа в случае принятия решения о ретрансляции первого кадра. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил., 2 табл.
Наверх