RU2216864C2 - Способ приёма информации в открытой оптической системе связи - Google Patents
Способ приёма информации в открытой оптической системе связи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2216864C2 RU2216864C2 RU2001121614/09A RU2001121614A RU2216864C2 RU 2216864 C2 RU2216864 C2 RU 2216864C2 RU 2001121614/09 A RU2001121614/09 A RU 2001121614/09A RU 2001121614 A RU2001121614 A RU 2001121614A RU 2216864 C2 RU2216864 C2 RU 2216864C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- interference pattern
- groups
- optical
- beams
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системам оптической связи и может использоваться в открытых системах связи, а также в оптических интерферометрах. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости приемной системы и упрощении оптической схемы. Принимаемый сигнал состоит из двух когерентных пространственно совмещенных лучей - опорного и информационного. В плоскости матрицы фотоприемников формируется интерференционная картина, являющаяся результатом наложения фронтов этих лучей. Фотоприемники разделены на две группы, отстоящие одна от другой на расстоянии, соответствующем пространственному периоду интерференционной картины. При обработке информации определяется отношение значений выходных сигналов двух групп фотоприемников, которое пропорционально информационному выходному сигналу. 2 ил.
Description
Изобретение относится к способам приема оптической информации и может быть использовано в открытых (атмосферных) оптических системах связи, а также в оптических интерферометрах.
Известен способ гомодинного приема оптической информации [1], заключающийся в смешивании совмещенных волновых фронтов опорного и сигнального оптических лучей, причем опорный луч формируется местным лазером-гетеродином, размещаемым на приемной стороне. Обязательным условием реализации этого способа приема оптической информации являются равенство частот колебаний несущей и местного гетеродина, а также необходимость синхронизации фаз этих колебаний. Существенными недостатками этого способа являются жесткие требования к когерентности, стабильности частоты и пространственному совмещению фронтов сигнального луча и луча местного гетеродина, что сильно затрудняет техническую реализацию способа.
По совокупности признаков наиболее близким аналогом предлагаемого способа является способ непрерывного динамического формирования волнового фронта гетеродина в соответствии с приходящим волновым фронтом сигнала [2], заключающийся в том, что несущая приходящего оптического сигнала или принятый опорный "пилот-сигнал" усиливаются в многомодовом узкополосном лазерном усилителе, сохраняющем волновой фронт усиливаемого сигнала, который затем используется в качестве сигнала гетеродина.
Недостатками известного способа приема оптических сигналов являются сложность практической реализации квантового усилителя, особенно при наличии доплеровского сдвига частоты принимаемого сигнала, а также зависимость величины выходного сигнала приемника от амплитуды входного сигнала (слабая защищенность от амплитудных помех) и наличие большого количества оптических элементов на приемной стороне линии связи, являющихся источником дополнительных шумов.
Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение, являются:
- повышение помехозащищенности линии связи;
- упрощение оптической схемы приемного тракта.
- повышение помехозащищенности линии связи;
- упрощение оптической схемы приемного тракта.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. С передающей стороны линии связи на приемную оптическую систему поступают два пространственно совмещенных когерентных оптических луча, которые направляются с ее выхода на систему фотоприемных устройств (ФПУ), в плоскости размещения которых этими лучами формируется интерференционная картина. Один из принимаемых лучей используется как сигнальный и при передаче информации его модулируют по фазе, а второй оптический луч является опорным. Амплитуды этих сигналов могут быть одинаковы (в отличие от гетеродинного и гомодинного методов приема). Систему фотоприемных устройств разделяют на две группы, отстоящие друг от друга в соответствии с пространственным периодом интерференционной картины при отсутствии модуляции. Например, входные окна одной группы фотоприемников размещают в области светлых участков интерференционной картины, а другой - в области темных участков. При фазовой модуляции сигнального светового потока происходит перераспределение энергии оптического поля в плоскости интерференционной картины, определяемое законом модуляции (вплоть до полной смены светлых областей на темные). Производят одновременное раздельное измерение выходных сигналов первой и второй групп фотоприемных устройств и находят отношение измеренных значений сигналов, являющееся пропорциональным модулирующему сигналу в пределах линейного участка демодуляционной характеристики. На фиг.1 приведена форма сигнала на выходе первой и второй групп фотоприемников (U1 - пунктирная и U2 - штриховая линии соответственно) при изменении фазы сигнального луча, а также график, полученный в результате нахождения отношения этих величин (U - сплошная линия), являющийся демодуляционной характеристикой приемной системы, отражающей зависимость величины выходного сигнала приемника от φ - фазы информационного луча. Как видно из полученной характеристики, на ней может быть выделен линейный участок для осуществления аналоговой модуляции. Для передачи цифрового сигнала может быть использована фазовая манипуляция (0; π).
Пространственное совмещение опорного и информационного лучей делает их одинаково пораженными как фазовыми, так и амплитудными возмущениями.
Процесс деления значения выходного сигнала одной группы системы ФПУ на измеренное значение выходного сигнала другой группы системы ФПУ позволяет исключить влияние амплитудных возмущений на принимаемый сигнал. При формировании интерференционной картины фазы интерферирующих лучей (сигнального и опорного) вычитаются, что приводит к устранению влияния фазовых возмущений, которым подверглись совмещенные лучи.
Таким образом, техническими результатами предлагаемого способа приема информации в открытой оптической системе связи являются повышение помехоустойчивости и упрощение оптической схемы приемного устройства путем уменьшения числа ее элементов, что снижает общий уровень шумов в принимаемом сигнале.
Проведенный сравнительный анализ выявил следующие отличия заявляемого способа и способа - прототипа:
1. Способ характеризуется наличием дополнительных действий над материальным объектом:
- одновременным раздельным измерением значений выходных сигналов двух независимых групп системы фотоприемных устройств приемной части линии связи;
- определением отношения измеренных значений выходных сигналов двух групп системы ФПУ.
1. Способ характеризуется наличием дополнительных действий над материальным объектом:
- одновременным раздельным измерением значений выходных сигналов двух независимых групп системы фотоприемных устройств приемной части линии связи;
- определением отношения измеренных значений выходных сигналов двух групп системы ФПУ.
2. Изменена совокупность действий над материальным объектом:
- в заявленном способе отсутствует операция разделения принятого оптического излучения на сигнальный и опорный лучи, а также отсутствует операция последующего взаимного совмещения этих лучей;
- в заявленном способе отсутствуют действия по усилению опорного сигнала в многомодовом узкополосном лазерном усилителе.
- в заявленном способе отсутствует операция разделения принятого оптического излучения на сигнальный и опорный лучи, а также отсутствует операция последующего взаимного совмещения этих лучей;
- в заявленном способе отсутствуют действия по усилению опорного сигнала в многомодовом узкополосном лазерном усилителе.
Вариант схемы устройства, реализующего предлагаемый способ обработки оптического сигнала, представлен на фиг.2. В его состав входят следующие элементы: оптически связанные и расположенные вдоль оптической оси двухлинзовая приемная система 1 и 2, диафрагма пространственного фильтра 3, интерференционный фильтр 4, матрица фотоприемников 5, измеритель отношений 6, электрически связанный с матрицей ФПУ, выходной сигнал которого пропорционален модулирующему сигналу.
Устройство работает следующим образом. На оптическую систему 1 поступают два пространственно совмещенных с ее оптической осью луча, один из которых является информационным (модулированным по фазе), а второй - опорным (когерентным информационному). Оба луча, будучи пространственно совмещенными, испытывают одинаковые амплитудно-фазовые возмущения на трассе линии связи. Следовательно, волновые фронты обоих лучей не теряют взаимную когерентность [2] . Пройдя через пространственный 3 и интерференционный 4 фильтры, эти лучи формируют интерференционную картину в плоскости матрицы фотоприемников 5. Матрица фотоприемников состоит из двух групп, отстоящих друг от друга в соответствии с пространственным периодом интерференционной картины. При появлении модулирующего сигнала происходит перемещение интерференционных полос в соответствии с законом модуляции (вплоть до смены светлых участков на темные при 100% фазовой модуляции). В измерителе отношений 6 определяется отношение величин фотоЭДС, поступающих от двух групп фотоприемников, которое пропорционально модулирующему сигналу.
Заявляемый способ, сохраняя положительные качества приведенных в описании аналогов, отличается по сравнению с ними повышенной помехоустойчивостью системы приема оптических сигналов и упрощенной оптической схемой приемной системы.
Источники информации
1. Вильям К. Пратт. Лазерные системы связи. Пер. с англ. М., Связь, 1972, с.44.
1. Вильям К. Пратт. Лазерные системы связи. Пер. с англ. М., Связь, 1972, с.44.
2. Керр, Титтертон и др. Оптическая связь через атмосферу. ТИИЭР, 1970, 58, 10, с. 318.
Claims (1)
- Способ приема информации в открытой оптической системе связи, заключающийся в том, что выходной сигнал получают в результате смешивания двух пространственно совмещенных лучей, отличающийся тем, что два пространственно совмещенных луча, один из которых является модулированным по фазе, а второй опорным, формируют интерференционную картину в плоскости матрицы фотоприемников, в которой происходит перераспределение энергии оптического поля, две группы матрицы фотоприемников размещены одна от другой на расстоянии, соответствующем пространственному периоду интерференционной картины, при этом полученный выходной сигнал пропорционален отношению измеренных величин значений сигналов на выходах первой и второй групп матрицы фотоприемников.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001121614/09A RU2216864C2 (ru) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | Способ приёма информации в открытой оптической системе связи |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001121614/09A RU2216864C2 (ru) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | Способ приёма информации в открытой оптической системе связи |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001121614A RU2001121614A (ru) | 2003-06-27 |
RU2216864C2 true RU2216864C2 (ru) | 2003-11-20 |
Family
ID=32026782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001121614/09A RU2216864C2 (ru) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | Способ приёма информации в открытой оптической системе связи |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2216864C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2782740C1 (ru) * | 2022-03-24 | 2022-11-01 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" | Способ передачи информации в открытой оптической системе связи |
-
2001
- 2001-07-31 RU RU2001121614/09A patent/RU2216864C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
КАЦМАН М. Лазерная космическая связь. - М.: Радио и связь, 1993, с.10, 21, 55-56, 59, 60. ПРАТТ В.К. Лазерные системы связи. - М.: Связь, 1972, с.44. * |
КЕРР ТИТТЕРТОН и др. Оптическая связь через атмосферу. - ТИИЭР, 1970, 58, № 10, с.318. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2782740C1 (ru) * | 2022-03-24 | 2022-11-01 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" | Способ передачи информации в открытой оптической системе связи |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105572690B (zh) | 一种基于单频连续光eom调制的双频相干测风激光雷达 | |
EP2435795B1 (en) | Method and apparatus for optical sensing | |
US5398130A (en) | Gradient index lens phased array phase compensation technique and apparatus | |
US5923030A (en) | System and method for recovering a signal of interest from a phase modulated signal using quadrature sampling | |
GB2172164A (en) | Balanced coherent receiver | |
IL221961A (en) | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING VOLUME DUPLER LASER WITH RESIDENCED RANGE | |
GB1163313A (en) | Detection System for Coherent Light Beams | |
CN110285843B (zh) | 一种大振幅信号分布式弱光栅阵列传感系统及解调方法 | |
US5917597A (en) | Noise suppression apparatus and method for time division multiplexed fiber optic sensor arrays | |
RU2216864C2 (ru) | Способ приёма информации в открытой оптической системе связи | |
JP2023523180A (ja) | ドップラー周波数シフトを抑制したlidarシステム | |
US5025488A (en) | Optical heterodyne detector | |
US5982480A (en) | Method for determining the position of targets in three dimensional space by optical chirped radio frequency modulation | |
KR20240000545A (ko) | 억제된 도플러 주파수 천이를 가지는 라이다 시스템 | |
EP0445293A4 (en) | Light receiving system of heterodyne detection and image forming device for light transmission image using said light receiving system | |
US6490068B1 (en) | Linear analog optical communication system with two transmitted beams and phase modulation | |
RU2236089C2 (ru) | Оптическая линия связи | |
JPS54135596A (en) | Laser radar | |
KR102527463B1 (ko) | 의사 난수 2진 시퀀스를 이용한 라이다 | |
US20240223421A1 (en) | Systems and methods/processes for optical interferometric sensing | |
Xu et al. | Research on Bandwidth suppression based on dual-channel time-sharing detection | |
CN118311589A (zh) | 一种激光雷达 | |
JPH0587683A (ja) | 光パルス試験器 | |
Radhi et al. | Phase noise in coherent optical code division multiple access (CDMA) networks | |
CA2278445A1 (en) | Receiver for use in a transmission system for spectral-coded data as well as a method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040801 |