RU28576U1

RU28576U1 - Open optical communication system

Info

Publication number: RU28576U1
Application number: RU2002109917/20U
Authority: RU
Inventors: В.Г. Сидорович; В.В. Рагульский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Подсолнечник Технологии"
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2003-03-27

Description

Система открытой оптической связиOpen 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 проводов и/или оптических волокон, в том числе при большом числе объектов, участвующих в обмене информацией, например при организации обмена по схеме точка-многоточка, то есть при двустороннем обмене информацией между одной базовой станцией и несколькими абонентскими станциями.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 wires and / or optical fibers, including with a large number of objects involved in the exchange of information, for example, when organizing exchange according to the scheme point-to-multipoint, that is, in a two-way exchange of information between one base station and several subscriber stations.

Известно двунаправленное волоконно-оптическое устройство связи, содержащее волоконный световод и расположенные на его концах два приемопередатчика, каждый из которых включает в себя источник светового излучения, фотодетектор и оптический блок формирования и разделения каналов приема и передачи, причем источник и фото детектор имеют одинаковую рабочую длину волны излучения. Излучение источника, несущее передаваемую информацию, коллимируется первой линзой в параллельный световой пучок и далее фокусируется центральной зоной второй линзы, равной по диаметру первой линзе, на центр торца волоконно-оптической линии передачи в световое пятно, диаметром значительно меньшим диаметра этого торца. Принимаемое излучение, несущее информацию с другого конца линии передачи, со всей поверхности торца коллимируется линзой в параллельный световой пучок, большая часть которого, попадая на кольцевой торец волоконног о о г ( о ,9 . 1 A bi-directional fiber-optic communication device is known, comprising a fiber waveguide and two transceivers located at its ends, each of which includes a light source, a photo detector and an optical unit for generating and separating reception and transmission channels, the source and photo detector having the same working length radiation waves. The source radiation carrying the transmitted information is collimated by the first lens into a parallel light beam and then focuses by the center zone of the second lens, which is equal in diameter to the first lens, to the center of the end of the fiber-optic transmission line into the light spot, with a diameter much smaller than the diameter of this end. The received radiation, which carries information from the other end of the transmission line, is collimated by the lens into a parallel light beam from the entire surface of the end, most of which, incident on the annular end face of the fiber о о г (о, 9. 1

10/00 Н04В 10/10 10/00 Н04В 10/10

оптического коллектора, переносится отдельными световыми волокнами к другому торцу коллектора, оптически связанному с фотодетектором. Склеенные вместе линзы и коллектор образуют монолитное устройство разделения каналов приема и передачи (см. SU № 1578675, 1990 /1/). Недостатком известного устройства является сложность его конструкции, заключающаяся в необходимости склеивания линз, прокладки жгутов световодов, их юстировка. Кроме того, известное устройство не обеспечивает передачу информации через атмосферу.optical collector, is transported by individual light fibers to the other end of the collector, optically coupled to a photodetector. The lenses and collector glued together form a monolithic device for separating the transmission and reception channels (see SU No. 1578675, 1990/1 /). A disadvantage of the known device is the complexity of its design, consisting in the need for bonding lenses, laying harnesses of optical fibers, their alignment. In addition, the known device does not provide information transmission through the atmosphere.

Известна система открытой оптической связи, содержащая приемопередающие терминалы, каждый из которых содержит приемную антенну, соединенную оптоволокном с фото детектором, и передающую антенну, связанную оптоволокном с излучателем (см. US № 6239888,2001 /2/). Недостатком известной системы является относительная сложность ее конструкции, обусловленная тем, что каждый терминал содержит по две антенны - приемную и передающую, а кроме того, параметры системы не оптимизированы, что приводит к большим энергопотерям и вынуждает использовать дорогостоящее светоусиливающее волокно, легированное эрбием.A known open optical communication system containing transceiver terminals, each of which contains a receiving antenna connected by an optical fiber to a photo detector, and a transmitting antenna connected by an optical fiber to an emitter (see US No. 6239888,2001 / 2 /). A disadvantage of the known system is the relative complexity of its design, due to the fact that each terminal contains two antennas - a receiving and a transmitting antenna, and in addition, the system parameters are not optimized, which leads to large energy losses and forces the use of an expensive light-reinforcing fiber doped with erbium.

Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности и достигаемому результату является известная система открытой оптической связи, известная из US № 6348986, 2002 /3/. Известная система характеризуется тем, что ее приемопередающий терминал содержит приемопередающую оптическую антенну, которая с помощью световодов и светоделителей светового луча оптически связана с приемной и передающей частями терминала.Closest to the claimed in its technical essence and the achieved result is the well-known open optical communication system, known from US No. 6348986, 2002/3 /. The known system is characterized in that its transceiver terminal comprises a transceiver optical antenna, which is optically coupled to the receiving and transmitting parts of the terminal by means of optical fibers and light beam splitters.

Недостатком известной системы является отсутствие оптимизации ее параметров, что ведет к неоправданным энергопотерям и, как следствие, требует повышения мощности лазеров, используемых в качестве излучателей передатчиков, что зачастую невозможно сделать из-за ограничений на мощность, накладываемых порогом повреждения глаз обслуживающего персонала.A disadvantage of the known system is the lack of optimization of its parameters, which leads to unjustified energy losses and, as a result, requires an increase in the power of the lasers used as emitters of transmitters, which is often impossible to do due to power limitations imposed by the threshold for eye damage to maintenance personnel.

Заявляемая система открытой оптической связи направлена на оптимизацию ее параметров, обеспечивающую снижение энергопотерь, увеличение дальности связи и/или снижение мощности излучателей, требуемой для нормального функционирования системы.The inventive open optical communication system is aimed at optimizing its parameters, which provides a reduction in energy loss, an increase in communication range and / or a decrease in the power of emitters required for the normal functioning of the system.

Указанный результат достигается тем, что приемопередающий терминал системы открытой оптической связи содержит приемопередающую оптическую антенну и снабженное фотодетектором и излучателем приемопередающее устройство, апертура которого размещена относительно антенны в области, оптически сопряженной антенне второго терминала, расположенного на противоположном конце линии открытой оптической связи, причем параметры системы выбраны, исходя из следующих условий:This result is achieved in that the transceiver terminal of the open optical communication system comprises a transceiver optical antenna and a transceiver equipped with a photodetector and emitter, the aperture of which is located relative to the antenna in the region optically conjugated to the antenna of the second terminal located at the opposite end of the open optical communication line, and the system parameters selected based on the following conditions:

d/F D/L (1)d / F D / L (1)

(2)(2)

(3) (3)

D 5 (4)D 5 (4)

d - диаметр апертуры приемопередающего устройства, м; F - фокусное расстояние антенны первого терминала, м; L - расстояние от антенны первого терминала до антенны второго терминала, м; D - заданный диаметр светового пучка, идущего от первого терминала, вd is the diameter of the aperture of the transceiver device, m; F is the focal length of the antenna of the first terminal, m; L is the distance from the antenna of the first terminal to the antenna of the second terminal, m; D is the given diameter of the light beam coming from the first terminal, in

плоскости антенны второго терминала, м;plane of the antenna of the second terminal, m;

р - поперечный размер аппаратной функции антенны первого терминала в области, где размещается апертура приемопередающего устройства, м; V - поперечный размер области, в пределах которой в течение сеансаp is the transverse size of the hardware function of the antenna of the first terminal in the region where the aperture of the transceiver device is located, m; V is the transverse size of the area within which during the session

связи может перемещаться любая точка построенного антенной первого терминала изображения антенны второго терминала; б - поперечный размер области в плоскости антенны второго терминала, в которой в течение сеанса связи сосредоточено излучение точечного источника, светящего из апертуры приемопередающего устройства .the communication can move any point constructed by the antenna of the first terminal image of the antenna of the second terminal; b - the transverse size of the region in the plane of the antenna of the second terminal, in which during the communication session the radiation of a point source is concentrated, shining from the aperture of the transceiver device.

Указанный результат достигается также тем, что угловая апертура антенны первого терминала удовлетворяет условию: где: А - угловая апертура антенны, рад;The indicated result is also achieved by the fact that the angular aperture of the antenna of the first terminal satisfies the condition: where: A is the angular aperture of the antenna, rad;

ф - ширина углового спектра излучения, выходящего из приемопередающего устройства в направлении антенны, рад.f - the width of the angular spectrum of the radiation emerging from the transceiver in the direction of the antenna, rad.

Указанный результат достигается также тем, что апертура антенны второго терминала удовлетворяет условию:The specified result is also achieved by the fact that the aperture of the antenna of the second terminal satisfies the condition:

В - диаметр апертуры антенны второго терминала, м;B is the diameter of the aperture of the antenna of the second terminal, m;

А, - длина волны излучения, идущего от антенны первого терминала кAnd, is the wavelength of the radiation coming from the antenna of the first terminal to

антенне второго, м; Q - диаметр пучка этого излучения на выходе антенны первогоthe antenna of the second, m; Q is the diameter of the beam of this radiation at the output of the antenna of the first

терминала, м.terminal, m.

Указанный результат достигается также тем, что приемопередающее устройство выполнено в виде коллиматора, одна апертура которого оптически связана с антенной, а вторая - обращена к светоделителю, обеспечивающему ее оптическую связь с фотодетектором и излучателем.The indicated result is also achieved by the fact that the transceiver is made in the form of a collimator, one aperture of which is optically connected to the antenna, and the second is facing the beam splitter, which provides its optical connection with the photodetector and emitter.

А ф QA f Q

Указанный результат достигается также тем, что приемопередающее устройство выполнено в виде отрезка многомодового световода, одна апертура которого оптически связана с антенной, а вторая - обращена к светоделителю, обеспечивающему ее оптическую связь с фотодетектором и излучателем.The indicated result is also achieved by the fact that the transceiver is made in the form of a segment of a multimode fiber, one aperture of which is optically connected to the antenna, and the second is turned to the beam splitter, which provides its optical connection with the photodetector and emitter.

Указанный результат достигается также тем, что приемопередающее устройство выполнено в виде оптоэлектронного прибора, соединяющего в себе функции фото детектора и излучателя.The indicated result is also achieved by the fact that the transceiver device is made in the form of an optoelectronic device that combines the functions of a photo detector and emitter.

Указанный результат достигается также тем, что апертуры приемопередающих устройств в первом и втором терминалах, оптически сопряжены относительно антенн этих терминалов.The indicated result is also achieved by the fact that the apertures of the transceiver devices in the first and second terminals are optically coupled relative to the antennas of these terminals.

Выполнение приемопередающего устройства с апертурой, общей для фотодетектора и излучателя, позволяет легко юстировать систему перемещением этой общей апертуры в оптимальное положение относительно антенны.The implementation of the transceiver device with an aperture common to the photodetector and emitter makes it easy to align the system by moving this common aperture to the optimal position relative to the antenna.

Размещение апертуры приемопередающего устройства относительно антенны в области, оптически сопряженной антенне второго терминала, расположенного на противоположном конце линии открытой оптической связи, позволяет минимизировать потери попадающего на антенну первого терминала излучения, передаваемого вторым терминалом.Placing the aperture of the transceiver device relative to the antenna in the area optically conjugated to the antenna of the second terminal located at the opposite end of the open optical communication line allows minimizing the loss of radiation transmitted to the antenna of the first terminal transmitted by the second terminal.

Повышение эффективности работы системы достигается одновременным выполнением следующих условий.Improving the efficiency of the system is achieved by simultaneously fulfilling the following conditions.

Для того чтобы пучок, передаваемый от первого терминала, имел заданный диаметр в месте нахождения антенны второго терминала, а принимаемое в первом терминале излучение полностью попадало в апертуру приемопередающего устройства, параметры системы должны удовлетворять условиям (1), (2), (3).In order for the beam transmitted from the first terminal to have a predetermined diameter at the location of the antenna of the second terminal, and the radiation received in the first terminal to fall completely into the aperture of the transceiver, the system parameters must satisfy conditions (1), (2), (3).

При выполнении первого условия в месте нахождения антенны второго терминала строится изображение апертуры приемопередающего устройства с заданным размером D, что обеспечивает концентрацию передаваемого излучения в пределах этого диаметра. Здесь и в дальнейшем предполагается F « L, что всегда реализуется на практике.When the first condition is met, the aperture of the transceiver device with a given size D is built at the location of the antenna of the second terminal, which ensures the concentration of transmitted radiation within this diameter. Hereinafter, it is assumed that F «L, which is always realized in practice.

Выполнение второго и третьего условий необходимо для того, чтобы размазанность пятна, в которое антенна первого терминала концентрирует принимаемый свет, а также возможные перемещения этого пятна относительно апертуры приемопередающего устройства, вызванные нестабильностью положения различных оптических элементов, не приводили к уменьщению количества света, попадающего в укачThe fulfillment of the second and third conditions is necessary so that the smearing of the spot in which the antenna of the first terminal concentrates the received light, as well as the possible movements of this spot relative to the aperture of the transceiver device, caused by the instability of the position of various optical elements, do not lead to a decrease in the amount of light entering the

занную апертуру.the desired aperture.

Кроме того, необходимо, чтобы диаметр светового пучка в месте нахождения антенны второго терминала превышал поперечный размер области, в которой в течение сеанса связи сосредоточено излучение точечного источника, светящего из апертуры приемопередающего устройства.In addition, it is necessary that the diameter of the light beam at the location of the antenna of the second terminal exceeds the transverse size of the region in which during the communication session the radiation from a point source is concentrated, which is illuminated from the aperture of the transceiver device.

Минимальный размер указанной области определяется размером пятна, в которое превращается излучение точки, светящей из апертуры приемопередающего устройства после прохождения этим излучением всех оптических элементов, находящихся на трассе распространения, включая антенну с ее неизбежными аберрациями, атмосферу с оптическими неоднородностями, вызванными турбулентностью воздуха, оконные стекла на пути излучения и т.п. При выполнении условия (4) засветка антенны второго терминала является в среднем однородной, что повышает надежность и дальность связи (см., например, описание к Свидетельству РФ на полезную модель № 22279, 2001 /4/ или Рагульский В.В., Сидорович В.Г. Прохождение света, излучаемого протяженным 6The minimum size of this region is determined by the size of the spot into which the radiation of the point shining from the aperture of the transceiver device after passing through all the optical elements that are on the propagation path, including the antenna with its inevitable aberrations, the atmosphere with optical inhomogeneities caused by air turbulence, window panes in the way of radiation, etc. Under condition (4), the illumination of the antenna of the second terminal is uniform on average, which increases the reliability and range of communication (see, for example, the description of the RF Certificate for Utility Model No. 22279, 2001/4 / or Ragulsky VV, Sidorovich V .G. Passage of light emitted by an extended 6

-Аш.-Ash.

источником, сквозь оптически неоднородную среду. ДАН, 2002, т.384, № 1 /5/). Кроме того, указанное выше пятно, вообще говоря, перемещается в плоскости антенны второго терминала вследствие нестабильности диаграммы направленности антенны первого терминала, что приводит к увеличению размера области, в которой сосредоточено излучение. При выполнении условия (4) в течение всего сеанса связи антенна второго терминала находится в поле излучения, идущего от первого терминала, что повышает надежность связи. Для максимально полного использования света, испускаемого излучателем, необходимо, чтобы антенна концентрировала весь свет, выходящий из апертуры приемопередающего устройства, что достигается при выполнении условия А ф. При использовании когерентного источника излучения пятно света у антенны второго терминала имеет спекл-неоднородности, которые не влияют на мощность сигнала, попадающего на фотодетектор, если выполнено условие В -L. При выполнении этого условия большое количество неоднородностей попадает в антенну, и неоднородности усредняются (см. /4,5/). Выполнение в частном случае приемопередающего устройства в виде коллиматора, одна апертура которого оптически связана с антенной, а вторая - обращена к светоделителю, обеспечивающему ее оптическую связь с фотодетектором и излучателем, позволяет подбором линз коллиматора оптимизировать ширину углового спектра и диаметр светового пучка, выходящего из апертуры коллиматора. Например, таким образом можно добиваться согласования ширины углового спектра пучка с угловой апертурой антенны.source through an optically heterogeneous medium. DAN, 2002, v. 384, No. 1/5 /). In addition, the above spot, generally speaking, moves in the plane of the antenna of the second terminal due to the instability of the antenna pattern of the first terminal, which leads to an increase in the size of the area in which the radiation is concentrated. When condition (4) is satisfied during the entire communication session, the antenna of the second terminal is in the radiation field coming from the first terminal, which increases the reliability of communication. For the fullest possible use of the light emitted by the emitter, it is necessary that the antenna concentrates all the light coming out of the aperture of the transceiver device, which is achieved when condition A f. When using a coherent radiation source, the light spot at the antenna of the second terminal has speckle inhomogeneities that do not affect the power of the signal incident on the photodetector if condition B -L is fulfilled. Under this condition, a large number of inhomogeneities fall into the antenna, and the inhomogeneities are averaged (see / 4,5 /). The implementation in a particular case of a transceiver device in the form of a collimator, one aperture of which is optically connected to the antenna, and the second is directed to the beam splitter, which provides its optical connection with the photodetector and emitter, allows the selection of collimator lenses to optimize the width of the angular spectrum and the diameter of the light beam emerging from the aperture collimator. For example, in this way, it is possible to achieve a matching of the width of the angular spectrum of the beam with the angular aperture of the antenna.

Кроме того, так как между линзами коллиматора пучок является близким к параллельному, то между линзами можно помещать вспомогательные элементы, оптимально функционирующие в параллельных пучках (например, интерференционные фильтры).In addition, since the beam is close to parallel between the collimator lenses, auxiliary elements optimally functioning in parallel beams can be placed between the lenses (for example, interference filters).

Когда же приемопередающее устройство выполнено в виде отрезка многомодового световода, одна апертура которого оптически связана с антенной, а вторая - обращена к светоделителю, обеспечивающему ее оптическую связь с фотодетектором и излучателем, то возникает другое преимущество - фотодетектор и излучатель могут быть размещены на значительном удалении от антенны, а также упрощается их юстировка.. Кроме того, в виду малых диаметров световодов, в этом случае в фокальной области антенны можно разместить большое число апертур приемопередающих устройств. Это позволяет увеличить число обслуживаемых абонентов, что существенно снижает стоимость системы в расчете на одну линию связи.When the transceiver is made in the form of a segment of a multimode fiber, one aperture of which is optically connected to the antenna, and the second is facing the beam splitter, which provides its optical connection with the photodetector and emitter, then another advantage arises - the photodetector and emitter can be located at a considerable distance from antennas, and their alignment is also simplified. In addition, due to the small diameters of the optical fibers, in this case, a large number of apertures can be placed in the focal region of the antenna x devices. This allows you to increase the number of subscribers served, which significantly reduces the cost of the system per one communication line.

Наиболее простая конструкция системы получается, если приемопередающее устройство выполнено в виде оптоэлектронного прибора, соединяющего в себе функции фотодетектора и излучателя. В этом случае отсутствует необходимость в светоделителях.The simplest design of the system is obtained if the transceiver is made in the form of an optoelectronic device that combines the functions of a photodetector and emitter. In this case, there is no need for beam splitters.

Сущность заявляемой системы связи поясняется примерами ее реализации и чертежами. На фиг. 1 схематично показан вариант реализации приемопередающего терминала с приемопередающим устройством в виде коллиматора со светоделителем, фотодетектором и излучателем; на фиг.2 - вариант с приемопередающим устройством в виде отрезка многомодового световода со светоделителем, фотодетектором и излучателем; на фиг.З - вариант реализации с приемопередающим устройством, выполненным в виде оптоэлектронного прибора, например, диода, соединяющего в себе функции фото детектора и излучателя. в первом варианте реализации система открытой оптической связи содержит приемопередающую оптическую антенну 1, выбранную из числа известных. Вблизи антенны размещено приемопередающее устройство, содержащее коллиматор 2, светоделитель 3, излучатель 4, фотодетектор 5. Все указанные элементы также выбираются из числа известных. Например, в качестве светоделителя может применяться полупрозрачное зеркало или светоделительный кубик или интерференционный светофильтр (если используются различные длины волн на прием и передачу). В качестве излучателя может быть, например, использован лазер или светодиод. Соответственно, фотодетектор и излучатель обеспечены необходимыми известными электронными средствами питания, модуляции и демодуляции, обеспечивающими полноценное функционирование приемной и передающей частей системы. (На чертежах они не показаны в силу известности и как не относящиеся к сущности предлагаемого технического решения.) Апертура коллиматора, обращенная к антенне, размещена относительно антенны в области, оптически сопряженной антенне второго терминала, а параметры системы выбраны с соблюдением условий, приведенных в формуле изобретения. Во втором варианте реализации вместо коллиматора используется отрезок многомодового световода 6, а роль светоделителя выполняют его ответвления (фиг.2), которые могут быть либо одинакового, либо отличающегося друг от друга диаметра (возможно также использование светоделителей, описанных в предыдущем варианте). Апертурой приемопередающего устройства в данном случае является торец световода 6. В третьем варианте апертурой приемопередающего устройства служит обращенная к антенне апертура оптоэлектронного прибора, соединяющего в себе функции фотодетектора и излучателя. Такие приборы известны из уровня техники и применяются в области оптической связи (см. Ю.А.Виноградов. Радиолюбителю - конструктору. М., ДМК,The essence of the claimed communication system is illustrated by examples of its implementation and drawings. In FIG. 1 schematically shows an embodiment of a transceiver terminal with a transceiver in the form of a collimator with a beam splitter, photodetector and emitter; figure 2 is a variant with a transceiver in the form of a segment of a multimode fiber with a beam splitter, photodetector and emitter; in Fig. 3 - an embodiment with a transceiver device made in the form of an optoelectronic device, for example, a diode that combines the functions of a photo detector and emitter. in the first embodiment, the open optical communication system comprises a transceiver optical antenna 1 selected from among those known. Near the antenna there is a transceiver device containing a collimator 2, a beam splitter 3, an emitter 4, a photo detector 5. All of these elements are also selected from among the known. For example, a translucent mirror or a beam splitting cube or an interference filter (if different wavelengths for reception and transmission are used) can be used as a beam splitter. As the emitter, for example, a laser or an LED can be used. Accordingly, the photodetector and emitter are provided with the necessary known electronic means of power, modulation and demodulation, ensuring the full functioning of the receiving and transmitting parts of the system. (They are not shown in the drawings due to their fame and as not related to the essence of the proposed technical solution.) The collimator aperture facing the antenna is placed relative to the antenna in the area optically coupled to the antenna of the second terminal, and the system parameters are selected in accordance with the conditions given in the formula inventions. In the second embodiment, instead of the collimator, a segment of a multimode fiber 6 is used, and its branches (Fig. 2), which can be either the same or different from each other, perform the role of the beam splitter (it is also possible to use the beam splitters described in the previous version). The aperture of the transceiver in this case is the end face of the optical fiber 6. In the third embodiment, the aperture of the transceiver is an aperture of an optoelectronic device that combines the functions of a photodetector and emitter. Such devices are known from the prior art and are used in the field of optical communication (see Yu.A. Vinogradov. To a radio amateur - designer. M., DMK,

1999, с. 163-166 /6/ или В.Поляков. Светотелефон на ИК лучах. Журнал Радио, 1984, № 12, с.33-36 /7/, где в качестве указанного прибора использованы промышленные полупроводниковые диоды).1999, p. 163-166 / 6 / or V. Polyakov. Light telephone on infrared rays. Radio Journal, 1984, No. 12, p. 33-36 / 7 /, where industrial semiconductor diodes were used as the indicated device).

Все представленные варианты системы оптической связи функционируют одинаково. При работе на передачу промодулированный соответствующим образом световой пучок от излучателя 4 или 7 либо напрямую (фиг.З), либо через светоделитель 3 и, соответственно, через коллиматор 2, либо через отрезок световода 6, а затем через приемопередающую антенну 1 направляется на второй терминал.All the presented optical communication system options function identically. When transmitting, the light beam appropriately modulated from the emitter 4 or 7 is either directly (FIG. 3), either through a beam splitter 3 and, respectively, through a collimator 2, or through a segment of the light guide 6, and then through the transceiver antenna 1 is sent to the second terminal .

При работе на прием поступивщее на приемопередающую антенну 1 световое излучение, идущее от второго терминала, концентрируется на входной апертуре приемопередающего устройства, т.е. либо на обращенной к антенне апертуре коллиматора 2 либо на торце световода 6, либо на апертуре оптоэлектронного прибора 7. После попадания на фотодетектор принятое излучение преобразуется в электрический сигнал и демодулируется.When working on reception, the light coming from the second terminal received at the transceiving antenna 1 is concentrated on the input aperture of the transceiver, i.e. either on the aperture of the collimator 2 facing the antenna or on the end of the fiber 6, or on the aperture of the optoelectronic device 7. After it hits the photodetector, the received radiation is converted into an electrical signal and demodulated.

При этом, если соблюдены условия выбора параметров системы, то обеспечивается снижение энергопотерь при передаче полезного сигнала от передатчика к приемнику. За счет этого снижаются требования к мощности используемых источников света, обеспечивающих необходимую надежность и дальность связи, что, в свою очередь снижает стоимость системы связи в целом. Кроме того, снижение мощности используемых излучателей повыщает безопасность системы, так как плотность излучения в пучке оказывается дальще отстоящей от пределов, опасных для человеческого глаза.Moreover, if the conditions for choosing the system parameters are met, then energy losses are reduced when transmitting a useful signal from the transmitter to the receiver. Due to this, the power requirements of the used light sources are reduced, providing the necessary reliability and communication range, which, in turn, reduces the cost of the communication system as a whole. In addition, reducing the power of the emitters used increases the security of the system, since the radiation density in the beam is further removed from the limits that are dangerous to the human eye.

Claims

1. An open optical communication system, characterized in that its transceiver terminal comprises a transceiver optical antenna and a transceiver equipped with a photodetector and emitter, the aperture of which is located relative to the antenna in the area optically conjugated to the antenna of the second terminal located on the opposite end of the open optical communication line, system parameters are selected based on the following conditions:

d / F = D / L (1); d> V (3);

d> p (2); D> δ (4),

where d is the diameter of the aperture of the transceiver device, m;

F is the focal length of the antenna of the first terminal, m;

L is the distance from the antenna of the first terminal to the antenna of the second terminal, m;

D is the given diameter of the light beam coming from the first terminal in the plane of the antenna of the second terminal, m;

p is the transverse size of the hardware function of the antenna of the first terminal in the region where the aperture of the transceiver device is located, m;

V is the transverse size of the area within which any point of the antenna image of the second terminal constructed by the antenna of the first terminal can move during the communication session;

δ is the transverse size of the region in the plane of the antenna of the second terminal, in which during the communication session the radiation of a point source is concentrated, which is shining from the aperture of the transceiver device.

2. The system according to claim 1, characterized in that the angular aperture of the antenna of the first terminal satisfies the condition A≥φ, where A is the angular aperture of the antenna, rad; φ is the width of the angular spectrum of the radiation emerging from the transceiver in the direction of the antenna, rad.

3. The system according to claim 1, characterized in that the aperture of the antenna of the second terminal satisfies the condition

where B is the diameter of the aperture of the antenna of the second terminal, m;

λ is the wavelength of radiation coming from the antenna of the first terminal to the antenna of the second, m;

Ω is the diameter of the beam of this radiation at the output of the antenna of the first terminal, m

4. The system according to claim 1, characterized in that the transceiver is made in the form of a collimator, one aperture of which is optically connected to the antenna, and the second is facing the beam splitter, which provides its optical connection with the photodetector and emitter.

5. The system according to claim 1, characterized in that the transceiver is made in the form of a segment of a multimode fiber, one aperture of which is optically connected to the antenna, and the second is facing the beam splitter, which provides its optical connection with the photodetector and emitter.

6. The system according to claim 1, characterized in that the transceiver device is made in the form of an optoelectronic device that combines the functions of a photodetector and emitter.

7. The system according to claim 1, characterized in that the apertures of the transceiver devices in the first and second terminals are optically coupled with respect to the antennas of these terminals.