RU18034U1 - OPTICAL OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM - Google Patents

OPTICAL OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU18034U1
RU18034U1 RU2000124219/20U RU2000124219U RU18034U1 RU 18034 U1 RU18034 U1 RU 18034U1 RU 2000124219/20 U RU2000124219/20 U RU 2000124219/20U RU 2000124219 U RU2000124219 U RU 2000124219U RU 18034 U1 RU18034 U1 RU 18034U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
receivers
optical
transmitters
modulation
radiation
Prior art date
Application number
RU2000124219/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.П. Васильев
М.В. Васильев
А.А. Лещев
В.В. Рагульский
М.А. Садовников
В.Г. Сидорович
Original Assignee
Васильев Владимир Павлович
Васильев Михаил Валерьевич
Лещев Алексей Анатольевич
Рагульский Валерий Валерианович
Садовников Михаил Алексеевич
Сидорович Владимир Георгиевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Васильев Владимир Павлович, Васильев Михаил Валерьевич, Лещев Алексей Анатольевич, Рагульский Валерий Валерианович, Садовников Михаил Алексеевич, Сидорович Владимир Георгиевич filed Critical Васильев Владимир Павлович
Priority to RU2000124219/20U priority Critical patent/RU18034U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU18034U1 publication Critical patent/RU18034U1/en

Links

Description

СИСТЕМА ОТКРЫТОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИOPTICAL OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM

Полезная модель относится к системам открытой оптической связи и может быть использована для двусторонней передачи информации между удаленными друг от друга объектами без использования электрических проводов и/или оптических волокон, в том числе при большом числе объектов, участвующих в обмене информацией, например, при организации обмена с использованием сетевых технологий, или по схеме «точка-мультиточка, то есть при двустороннем обмене информацией между базовой станцией и несколькими абонентами.The utility model relates to open optical communication systems and can be used for two-way transmission of information between objects remote from each other without the use of electric wires and / or optical fibers, including with a large number of objects involved in the exchange of information, for example, when organizing an exchange using network technologies, or according to the point-to-multi-point scheme, that is, with two-way exchange of information between the base station and several subscribers.

Известна система оптической связи, содержащая два терминала, каждый из которых содержит передатчик в виде источника света со средствами модуляции и приемник (см.описание к заявке ЕПВ № 0398596, Н 04 В 10/10, 1990 /1/). Известная система используется в качестве средства для восстановления связи в случае выхода из строя участка оптоволоконной системы и обеспечивает связь посредством пучка оптического излучения, распространяющегося в открытом пространстве. Недостатком известной системы является ограниченность ее применения, т.к. она обеспечивает связь только по одному каналу.A known optical communication system containing two terminals, each of which contains a transmitter in the form of a light source with modulation means and a receiver (see description of EPO application No. 0398596, H 04 B 10/10, 1990/1 /). The known system is used as a means to restore communication in the event of a failure of a portion of a fiber system and provides communication through a beam of optical radiation propagating in open space. A disadvantage of the known system is the limitation of its application, because it provides communication on only one channel.

Известна многоканальная система оптической связи, содержащая несколько передающих устройств, выполненных в виде лазеров со средствами модуляции, передающий тракт в виде оптоволокна.A multi-channel optical communication system is known, comprising several transmitting devices made in the form of lasers with modulation means, a transmitting path in the form of an optical fiber.

МПК7Н04В 10/00 Н04в 10/10MPK7N04V 10/00 H04v 10/10

прозрачного для излучения лазеров, и несколько приемных устройств (см.описание к патенту США № 5589968, НКИ 359/124, 1996 /21}. Увеличение пропускной способности в этой системе достигается за счет спектрального, временного и кодового уплотнения каналов. Недостатком известной системы является ограниченность ее применения и высокая стоимость. Это обусловлено использованием оптоволокна в качестве передающего оптическое излучение тракта, что исключает возможность связи с объектами, изменяющими свое положение в пространстве, или требует работ для соответствующей прокладки оптоволоконного кабеля, например, под землей или на опорах (помимо того, что прокладка является дорогостоящей, получение разрешения на прокладку, так называемого «права прохода, также требует существенных затрат). Кроме того, число каналов связи в этой системе лимитировано количеством используемых для передачи информации несущих частот.transparent to laser radiation, and several receiving devices (see the description of US patent No. 5589968, NKI 359/124, 1996/21}. An increase in throughput in this system is achieved due to spectral, temporal and code channel multiplexing. A disadvantage of the known system is its limited application and high cost, this is due to the use of optical fiber as a path transmitting optical radiation, which excludes the possibility of communication with objects that change their position in space, or requires work for proper laying of fiber optic cable, for example, underground or on poles (besides the fact that the installation is expensive, obtaining permission to lay, the so-called “right of passage, also requires significant costs.) In addition, the number of communication channels in this system is limited by the number of used for transmitting carrier frequency information.

Известна многоканальная сеть открытой оптической связи, основанная на применении многоадресного распределительного устройства (router), содержащего сканер, способный поочередно направлять световой пучок через атмосферу на одно или несколько приемных устройств из множества приемных устройств, и линзовый растр, каждая из линз которого обеспечивает коллимацию пучка, направленного на соответствующее линзе приемное устройство или несколько приемных устройств (см. описание к патенту США № 5,786,923, НКИ 359-172, от 28 июля 1998 /3/). Известная сеть связи может использовать также излучение с различными длинами волн, каждая из которых с помощью диспергирующего устройства направляется на соответствующее приемное устройство. Недостатком известной системы является то, что в ней не в полной мере реализуются возможности увеличения предельной скорости передачиA multi-channel open optical communication network is known, based on the use of a multicast distribution device (router) containing a scanner capable of sequentially directing a light beam through the atmosphere to one or more receiving devices from a plurality of receiving devices, and a lens raster, each of which lenses provides collimation of the beam, a receiving device directed to the corresponding lens or several receiving devices (see the description of US patent No. 5,786,923, NKI 359-172, July 28, 1998/3 /). The known communication network can also use radiation with different wavelengths, each of which is sent to a corresponding receiving device using a dispersing device. A disadvantage of the known system is that it does not fully realize the possibility of increasing the maximum transfer rate

информации по атмосферным трактам. Этот недостаток является весьма существенным, так как именно атмосферный тракт, как правило, является наиболее узким местом в любой сети связи , состоящей из оптоволоконных и атмосферных участков.information on atmospheric tracts. This drawback is very significant, since it is the atmospheric path, as a rule, that is the bottleneck in any communication network consisting of fiber and atmospheric sections.

Причины вообще говоря меньшей, чем у волоконного тракта, пропускной способности атмосферного тракта состоят в том, что, в отличие от волокна, атмосферный канал характеризуется повышенными шумами из-за посторонних засветок (прежде всего солнечное излучение), а также весьма значительными потерями мощности сигнала (поглощение и рассеяние в атмосфере, а также геометрический фактор, обусловленный расширением пучка в атмосфере до диаметров, превышающих диаметр приемных апертур). Указанные слабости атмосферного тракта требуют дополнительных, по сравнению с применяемыми в волокнах, методов уплотнения каналов.The reasons, generally speaking, less than the fiber path, the throughput of the atmospheric path are that, unlike the fiber, the atmospheric channel is characterized by increased noise due to extraneous light (primarily solar radiation), as well as very significant signal power losses ( the absorption and scattering in the atmosphere, as well as the geometric factor due to the expansion of the beam in the atmosphere to diameters exceeding the diameter of the receiving apertures). The indicated weaknesses of the atmospheric tract require additional, in comparison with those used in the fibers, methods of channel compaction.

Наиболее близкой к заявляемой по своей технической сущности является система открытой оптической связи, известная из описания к заявке Японии № 06303198, Н 04 В 10/10, 1994 /4/. Известная система содержит несколько одинаковых светоизлучающих элементов и несколько одинаковых приемников оптического излучения, работающих одновременно. Система предназначена для увеличения скорости передачи информации через атмосферу за счет одновременного использования нескольких приемников и передатчиков с целью формирования нескольких (по числу приемников и соответствующих им передатчиков, соединенных оптическими пучками) пространственно разделенных каналов (Пространственное Разделение Каналов, ПРК).Closest to the claimed in its technical essence is an open optical communication system, known from the description of Japanese application No. 06303198, N 04 B 10/10, 1994/4 /. The known system contains several identical light emitting elements and several identical optical radiation receivers operating simultaneously. The system is designed to increase the speed of information transmission through the atmosphere due to the simultaneous use of several receivers and transmitters in order to form several (according to the number of receivers and their respective transmitters connected by optical beams) spatially separated channels (Spatial Channel Separation, PRK).

Недостатками известного устройства являются также ограниченность его использования и сложность конструкции. Сложность конструкции заключается в том, что для того, чтобы каналы былиThe disadvantages of the known device are also the limitations of its use and the complexity of the design. The complexity of the design is that in order for the channels to be

разделены, необходимо, чтобы каждый из приемников принимал излучение от передатчика, адресованное только ему. Для обеспечения разделения каналов каждый передатчик снабжается объективом, формирующим направленный пучок излучения, а приемники должны располагаться на определенном расстоянии друг от друга, чтобы на них не было перекрытия пучков излучения от разных передатчиков. А это в свою очередь накладывает ограничение на дальность связи, т.к. любой объектив формирует пучки излучения с ненулевой расходимостью. Следует также отметить, что помимо расходимости, обусловленной волновой природой света и техническими ограничениями, присущими любой конструкции объектива, всегда присутствует светорассеяние, которое создает «крылья диаграммы направленности излучения, существенно более широкие, чем расходимость нерассеянного излучения.separated, it is necessary that each of the receivers receive radiation from the transmitter, addressed only to him. To ensure channel separation, each transmitter is equipped with a lens that forms a directed radiation beam, and the receivers should be located at a certain distance from each other so that they do not overlap the radiation beams from different transmitters. And this, in turn, imposes a limitation on the communication range, because any lens forms radiation beams with nonzero divergence. It should also be noted that in addition to the divergence due to the wave nature of light and the technical limitations inherent in any lens design, there is always light scattering, which creates “wings of the radiation pattern that are substantially wider than the divergence of unscattered radiation.

Таким образом, известная система связи неудобна для ее использования при обслуживании большого числа абонентов с адресным распределением информации, так как каждая пара абонентов должна располагаться на расстоянии друг от друга, достаточном для того, чтобы избежать частичного попадания предназначенного каждому из них пучка (включая «крылья пучка) на приемную апертуру другого абонента. Указанное требование приводит к ограничению дальности связи, увеличению габаритов и усложнению системы, особенно при наличии значительного числа абонентов.Thus, the known communication system is inconvenient for its use in servicing a large number of subscribers with address distribution of information, since each pair of subscribers should be located at a distance from each other sufficient to avoid the partial hit of the beam intended for each of them (including “wings” beam) to the receiving aperture of another subscriber. This requirement leads to a limitation of the communication range, an increase in size and complexity of the system, especially in the presence of a significant number of subscribers.

Заявляемая система открытой оптической связи направлена на упрощение конструкции, повышение дальности связи при увеличенном числе обслуживаемых абонентов.The inventive open optical communication system is aimed at simplifying the design, increasing the communication range with an increased number of served subscribers.

Указанный результат достигается тем, что система открытой оптической связи содержит несколько одновременно работающих приемных устройств и передатчиков, связанных пучками оптического излучения, при этом передатчики с перекрывающимися на приемниках пучками выполнены с различной несущей частотой и/или модуляцией и/или кодировкой, а приемники - с возможностью селектировать адресованный каждому из них сигнал по признаку несущей частоты и/или модуляции и/или кодировки.This result is achieved by the fact that the open optical communication system contains several simultaneously operating receivers and transmitters connected by beams of optical radiation, while transmitters with overlapping beams at the receivers are made with different carrier frequencies and / or modulation and / or coding, and receivers with the ability to select a signal addressed to each of them based on the carrier frequency and / or modulation and / or encoding.

Отличительными признаками заявляемой полезной модели являются:Distinctive features of the claimed utility model are:

-выполнение передатчиков с перекрывающимися на приемниках пучками с различной несущей частотой и/или модуляцией и/или кодировкой;-performance of transmitters with beams overlapping at the receivers with different carrier frequencies and / or modulation and / or coding;

-выполнение приемников с возможностью селектировать адресованный каждому из них сигнал по признаку несущей частоты и/или модуляции и/или кодировки.-performance of receivers with the ability to select the signal addressed to each of them based on the carrier frequency and / or modulation and / or encoding.

Выполнение передатчиков с перекрывающимися на приемниках световыми пучками с различной несущей частотой и/или модуляцией и/или кодировкой, а приемников - с возможностью селективно принимать только адресованный каждому из них сигнал позволяет обслуживать большое число абонентов, удаленных на большие расстояния от передатчиков.The implementation of transmitters with light beams overlapping at the receivers with different carrier frequencies and / or modulation and / or coding, and the performance of receivers with the ability to selectively receive only the signal addressed to each of them, allows serving a large number of subscribers remote over long distances from the transmitters.

Действительно, если возникает такая ситуация, что два близко расположенные друг от друга приемника разных абонентов оказываются освещены излучением двух передатчиков, то, если передатчики работают на одной несущей частоте и используют один и тот же вид модуляции, то каждый абонент будет воспринимать информацию не только адресованную ему, но и адресованную соседу. Если же использовать предложенную систему связи, то соседние приемники, даже если каждый из них, в силу частичного перекрытия на них световых пучков излучателей передатчиков, освещен излучением от двух и более передатчиков, будут селективно воспринимать только адресованную им информацию.Indeed, if such a situation arises that two closely spaced receivers of different subscribers are illuminated by the radiation of two transmitters, then if the transmitters operate on the same carrier frequency and use the same type of modulation, then each subscriber will perceive information not only addressed him, but also addressed to a neighbor. If we use the proposed communication system, then the neighboring receivers, even if each of them, due to the partial overlap of the light beams of the transmitter emitters on them, is illuminated by radiation from two or more transmitters, will only selectively perceive the information addressed to them.

Существенно, что в предложенной системе число абонентов может быть значительно большим, чем количество несущих частот и/или типов модуляции, поскольку этими характеристиками должны различаться лишь те передатчики, излучение которых перекрывается на приемниках.It is significant that in the proposed system the number of subscribers can be significantly larger than the number of carrier frequencies and / or types of modulation, since only those transmitters whose radiation is blocked at the receivers should be distinguished by these characteristics.

Следует также отметить, что несущие частоты, используемые для разделения каналов, сформированных частично налагающимися световыми пучками, могут быть не теми же самыми, что частоты, применяемые для спектрального уплотнения каналов (WDM) в оптическом волокне, предшествующем атмосферному тракту. Учитывая упомянутые выше ограничения атмосферного тракта, уширение частоты за счет наложенной на оптическое излучение информации в атмосферном тракте будет вообще говоря меньше, чем в волокне. Поэтому и несущие частоты могут располагаться ближе друг к другу, тем не менее не допуская взаимного зашумления (cross-talking) каналов.It should also be noted that the carrier frequencies used to separate channels formed by partially superimposed light beams may not be the same as the frequencies used for spectral channel multiplexing (WDM) in an optical fiber preceding the atmospheric path. Considering the above limitations of the atmospheric path, the frequency broadening due to the information superimposed on the optical radiation in the atmospheric path will generally be less than in the fiber. Therefore, the carrier frequencies can be located closer to each other, however, avoiding the mutual noise (cross-talking) channels.

Еще одной причиной, позволяющей располагать несущие частоты ближе, чем при WDM в волокне, является то, что пучки налагаются на приемниках лишь частично, что само по себе снижает уровень взаимного зашумления каналов. Сказанное относится и к строгости ортогональности применяемых для частично налагающихся пучков кодов. Таким образом, специфика атмосферного тракта, вообще говоря, требует для оптимального использования его пропускной способности применять несколько иные частоты и коды, чем те которые стандартно применяются для WDM, CDM (кодовое уплотнение), TDM (временное уплотнение) при передаче информации через оптическое волокно.Another reason for allowing carrier frequencies to be closer than with WDM in the fiber is that the beams are only partially superimposed on the receivers, which in itself reduces the level of mutual channel noise. This also applies to the strictness of the orthogonality applied to partially overlapping bundles of codes. Thus, the specificity of the atmospheric path, generally speaking, requires for the optimal use of its bandwidth to use slightly different frequencies and codes than those that are standardly used for WDM, CDM (code compression), TDM (temporary compression) when transmitting information through an optical fiber.

Сущность заявляемой системы открытой оптической связи поясняется примером реализации и чертежом, на котором схематично представлена ее принципиальная схема, показывающая частичное перекрытие световых пучков от разных передатчиков на соседних приемниках.The essence of the claimed system of open optical communication is illustrated by an example implementation and a drawing, which schematically shows its circuit diagram showing a partial overlap of light beams from different transmitters at adjacent receivers.

Система оптической связи содержит несколько передатчиков 1, которые имеют различные несущие частоты fi, f, f (или имеют различные виды модуляции - амплитудную, фазовую, частотную, с использованием того или иного кода) и несколько приемников 2, освещенных световыми пучками этих передатчиков и настроенных каждый на прием одной частоты - fi, f или f3 (или, соответственно, на определенный вид модуляции).The optical communication system contains several transmitters 1 that have different carrier frequencies fi, f, f (or have different types of modulation - amplitude, phase, frequency, using one or another code) and several receivers 2 illuminated by the light beams of these transmitters and tuned each to receive one frequency - fi, f or f3 (or, respectively, for a certain type of modulation).

Система работает следующим образом. Каждый из передатчиков 1 передает сигнал, несущий информацию, для своего приемника абонента 2 независимо от работы других передатчиков на своей несущей частоте или на выбранном виде кодирования или модуляции. При этом, как показано на чертеже, передатчики 1 освещают приемники 2 с частичным перекрытием пучков. Но поскольку каждый из приемников 2 настроен или на свою частоту или на свой вид кодирования или модуляции, то каждый из них будет селективно воспринимать адресованную ему информацию. Приемники и передатчики, составляющие систему, а также основные узлы, необходимые для ее функционирования, выбираются из числа известных из уровня техники и обладающих требуемыми свойствами.The system operates as follows. Each of the transmitters 1 transmits a signal that carries information for its receiver, subscriber 2, regardless of the operation of other transmitters on its carrier frequency or on the selected type of encoding or modulation. In this case, as shown in the drawing, the transmitters 1 illuminate the receivers 2 with a partial overlap of the beams. But since each of the receivers 2 is tuned either to its own frequency or to its own type of coding or modulation, each of them will selectively perceive the information addressed to it. The receivers and transmitters that make up the system, as well as the main components necessary for its operation, are selected from among those known from the prior art and having the required properties.

Claims (1)

Система открытой оптической связи, содержащая несколько одновременно работающих приемных устройств и передатчиков, связанных пучками оптического излучения, отличающаяся тем, что передатчики с перекрывающимися на приемниках пучками выполнены с различной несущей частотой и/или модуляцией и/или кодировкой, а приемники - с возможностью селектировать адресованный каждому из них сигнал по признаку несущей частоты и/или модуляции и/или кодировки.
Figure 00000001
An open optical communication system containing several simultaneously operating receivers and transmitters connected by beams of optical radiation, characterized in that the transmitters with overlapping beams on the receivers are made with different carrier frequencies and / or modulation and / or coding, and receivers with the ability to select the addressed to each of them a signal based on the carrier frequency and / or modulation and / or coding.
Figure 00000001
RU2000124219/20U 2000-09-25 2000-09-25 OPTICAL OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM RU18034U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000124219/20U RU18034U1 (en) 2000-09-25 2000-09-25 OPTICAL OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000124219/20U RU18034U1 (en) 2000-09-25 2000-09-25 OPTICAL OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU18034U1 true RU18034U1 (en) 2001-05-10

Family

ID=35219059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000124219/20U RU18034U1 (en) 2000-09-25 2000-09-25 OPTICAL OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU18034U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6795655B1 (en) Free-space optical communication system with spatial multiplexing
US7027738B2 (en) Receiving apparatus, transmitting apparatus, and communication system
CA1227296A (en) Optical communications systems
RU2172560C1 (en) Optical communication facility
CN1886564B (en) Multi-wavelength, bi-directional optical multiplexer
KR20010071931A (en) Optical communication system that transmits and receives data through free space
RU2048703C1 (en) Duplex light-guide video communication system
US20180302158A1 (en) Luminaire system for optical wireless communication
CN110932779B (en) Tunnel visible light communication system
CN1265250A (en) Satellite distributed television
US4662715A (en) Fiber optic network with reduced coupling losses
JPWO2006095411A1 (en) Optical space communication method, optical transmitter, optical receiver, and optical space communication system
EP1571763A2 (en) Optical transmitting/receiving method and system, and optical communication network
CN103457664A (en) System for implementing a radio over fiber transmission in a passive optical network
RU18034U1 (en) OPTICAL OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM
CN106982095A (en) A kind of indoor visible light OAM multicast communication system transmitting terminals
Younus Interference mitigation in multiuser WDM VLC systems using differential receiver
RU18035U1 (en) OPTICAL OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM
Fon et al. Cascaded optic fibre–visible light communications: Channel model and analysis
CN112751616A (en) Optical wireless communication system
CN110739995A (en) illumination LiFi communication system based on side light-emitting optical fiber
Correa et al. Multi-gigabits per second spatial multiplexing transmission using passive OFE and WDM-Over-Pof
WO2002017516A2 (en) Holographic optical transceiver employing diffractive optic for atmospheric free space telecommunication
Schulz et al. All-Indoor Optical Customer Premises Equipment for Fixed Wireless Access
RU2306673C2 (en) Receiving-transmitting device for optical atmospheric communication line

Legal Events

Date Code Title Description
PC1K Assignment of utility model

Effective date: 20041216

ND1K Extending utility model patent duration
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20080926