RU62316U1 - OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM - Google Patents

OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU62316U1
RU62316U1 RU2006139917/22U RU2006139917U RU62316U1 RU 62316 U1 RU62316 U1 RU 62316U1 RU 2006139917/22 U RU2006139917/22 U RU 2006139917/22U RU 2006139917 U RU2006139917 U RU 2006139917U RU 62316 U1 RU62316 U1 RU 62316U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical
information
noise
radiation
signal
Prior art date
Application number
RU2006139917/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Николаевич Елисеев
Андрей Андреевич Катанович
Сергей Дмитриевич Коваленко
Юрий Львович Николашин
Юрий Григорьевич Передин
Сергей Алексеевич Тонких
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт автоматизированных систем и комплексов связи "Нептун"
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт автоматизированных систем и комплексов связи "Нептун" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт автоматизированных систем и комплексов связи "Нептун"
Priority to RU2006139917/22U priority Critical patent/RU62316U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU62316U1 publication Critical patent/RU62316U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к системам оптической связи и может быть использована в открытых линиях связи. Достигаемым техническим результатом является обеспечение возможности передачи информации как в цифровом, так и в аналоговом виде, повышение помехоустойчивости линии связи, обеспечение скрытности передачи информации и уменьшения влияния шумов фотоприемников на прием информационного сигнала. Это происходит за счет введения нелинейно-оптического элемента и лазера накачки, при этом система одновременно ведет передачу двух информационных оптических сигналов, их сравнение и устранение шумов и помех. 1 ил.The utility model relates to optical communication systems and can be used in open communication lines. Achievable technical result is the ability to transmit information in both digital and analog form, increasing the noise immunity of the communication line, ensuring the secrecy of information transmission and reducing the effect of noise of photodetectors on the reception of an information signal. This is due to the introduction of a nonlinear optical element and a pump laser, while the system simultaneously transmits two information optical signals, compares them and eliminates noise and interference. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к системам оптической связи и может быть использована в системах цифровой и аналоговой связи в открытых линиях связи.The utility model relates to optical communication systems and can be used in digital and analog communication systems in open communication lines.

Известна беспроводная дуплексная оптическая система связи, патент РФ №2178954, кл. Н 04 В 10/00 от 27.01.2002 г., содержащая два приемопередатчика, в состав которых входят по два пространственно разнесенных оптических передатчика, представляющих собой излучатели с модуляторами, и два пространственно разнесенных оптических приемника модулированного излучения. При этом выходы первого и второго оптических приемников каждого из указанных приемопередатчиков связаны с выходом соответствующего демодулятора через сумматор.Known wireless duplex optical communication system, RF patent No. 2178954, class. Н 04 В 10/00 of January 27, 2002, containing two transceivers, which include two spatially separated optical transmitters, which are emitters with modulators, and two spatially separated optical receivers of modulated radiation. The outputs of the first and second optical receivers of each of these transceivers are associated with the output of the corresponding demodulator through the adder.

Пространственный разнос оптических передатчиков и приемников на каждом пункте (конце) линии связи снижает вероятность сбоя связи при пересечении ее непрозрачными предметами.The spatial separation of the optical transmitters and receivers at each point (end) of the communication line reduces the likelihood of a communication failure when it is crossed by opaque objects.

Однако указанное пространственно разнесенное размещение оптических приемников и передатчиков не позволяет в полной мере ликвидировать влияние искусственных или естественных оптических помех, в частности атмосферных помех, поскольку излучение в дублирующих каналах связи проходит по раздельным путям и испытывает различные влияния флуктуации среды, например, атмосферы.However, the specified spatially spaced arrangement of optical receivers and transmitters does not fully eliminate the effect of artificial or natural optical interference, in particular atmospheric interference, since the radiation in the duplicate communication channels passes through separate paths and experiences various effects of fluctuations in the medium, for example, the atmosphere.

Известна также оптическая система связи (прототип), патент РФ №2121229, Кл. Н 04 В 10/00 от 27.10.1998 г. Система обеспечивает беспроводный обмен информацией и содержит передающую и приемную части, выполненные в виде оптического передатчика и оптического приемника.Also known is an optical communication system (prototype), RF patent No. 2121229, Cl. N 04 B 10/00 of 10/27/1998, the System provides a wireless exchange of information and contains transmitting and receiving parts, made in the form of an optical transmitter and an optical receiver.

Недостатками такой системы являются влияние аномалий среды и случайных или целенаправленных вносимых оптических помех на устойчивость и качество связи, при необходимости обеспечения высоких скоростей передачи информации, а также на дальность связи и невысокий срок службы при достаточно больших затратах на производство и эксплуатацию.The disadvantages of this system are the influence of environmental anomalies and random or deliberate introduced optical interference on the stability and quality of communication, if necessary, to ensure high transmission speeds of information, as well as on the communication range and low service life at a fairly high cost of production and operation.

К аномалиям среды связи, приводящим к ухудшению связи, относятся атмосферные явления, такие как туман, дождь, снег, флуктуации показателя преломления и коэффициента потерь оптического сигнала в воздушной или водной среде, влияющие на затухание или искажение сигналов в линии связи.Anomalies in the communication medium that lead to poor communication include atmospheric phenomena such as fog, rain, snow, fluctuations in the refractive index and loss factor of the optical signal in air or water, affecting the attenuation or distortion of signals in the communication line.

Целью полезной модели является обеспечение возможности передачи информации как в цифровом, так и в аналоговом виде, повышение помехозащищенности линии связи, обеспечение скрытности передачи информации и уменьшение влияния шумов фотоприемников на прием информационного сигнала.The purpose of the utility model is to provide the ability to transmit information in both digital and analog form, increase the noise immunity of the communication line, ensure the secrecy of information transmission and reduce the influence of noise of photodetectors on the reception of an information signal.

Поставленная цель достигается тем, что в систему оптической связи, состоящую из передающей и приемной части, выполненной в виде оптического передатчика и оптического приемника, а также беспроводной This goal is achieved by the fact that in the optical communication system, consisting of a transmitting and receiving part, made in the form of an optical transmitter and optical receiver, as well as wireless

оптической линии связи дополнительно введен нелинейный оптический элемент (кристалл) и лазер накачки, при этом оптический передатчик соединен с нелинейно-оптическим элементом, который соединен с лазером накачки, причем нелинейно-оптический элемент через беспроводную оптическую линию связи связан с сепаратором, который, в свою очередь, первым выходом соединен с первым фотоприемником, а вторым выходом - со вторым фотоприемником, при этом фотоприемники соединены с дифференциальным усилителем (корректором), который своим выходом соединен с оптическим приемником.an optical non-linear optical element (crystal) and a pump laser are additionally introduced, wherein the optical transmitter is connected to a non-linear optical element that is connected to a pump laser, the non-linear optical element being connected via a wireless optical communication line to a separator, which, in its in turn, the first output is connected to the first photodetector, and the second output is connected to the second photodetector, while the photodetectors are connected to a differential amplifier (corrector), which is connected by its output optical receiver.

На фиг. изображена блок-схема оптической системы связи. Она содержит:In FIG. shows a block diagram of an optical communication system. It contains:

1 - оптический передатчик, служит для сигнального излучения. Сигнальное излучение является информационным сигналом;1 - optical transmitter, used for signal radiation. Signal radiation is an information signal;

2 - нелинейный оптический элемент (кристалл), является нелинейно-оптическим волноводом или нелинейно-оптическим кристаллом;2 - a nonlinear optical element (crystal), is a nonlinear optical waveguide or nonlinear optical crystal;

3 - лазер накачки, служит для излучения накачки. Излучение накачки вводится в нелинейно-оптический элемент с целью обеспечения режима оптического переключения, при котором достигается величина дифференциального коэффициента усиления мощности оптического излучения, существенно превышающая единицу, но не искажается форма усиливаемого оптического сигнала, т.е. каждая из однонаправленной распределено связанной волны (ОРСВ) на выходе нелинейно-оптического элемента (НОЭ) соответствует информационному сигналу на входе;3 - pump laser, used to pump radiation. The pump radiation is introduced into the nonlinear optical element in order to provide an optical switching mode at which the differential power gain of the optical radiation is achieved, significantly exceeding unity, but the shape of the amplified optical signal is not distorted, i.e. each of the unidirectional distributed coupled waves (ORSV) at the output of the nonlinear optical element (NOE) corresponds to an information signal at the input;

4 - оптическую линию связи (ОЛС). ОЛС проходит сквозь воздушную среду;4 - optical communication line (OLS). OLS passes through the air;

5 - сепаратор, служит для разделения ОРСВ;5 - separator, serves to separate ORSV;

6, 7 - первый и второй фотоприемники;6, 7 - the first and second photodetectors;

8 - дифференциальный усилитель, производит вычитание сигналов, поступающих на его вход в противофазе;8 - differential amplifier, subtracts the signals received at its input in antiphase;

9 - оптический приемник, служит для приема информационного сигнала.9 - optical receiver, is used to receive an information signal.

Система одновременно ведет передачу двух информационных оптических сигналов, прием этих сигналов, их сравнение и устранение шумов и помех. Информационные оптические сигналы формируются на выходе нелинейно-оптического элемента 2 путем подачи одного оптического излучения на вход этого нелинейно-оптического элемента 2 и изменения входной мощности, или фазы, или частоты одного оптического излучения, подаваемого на вход нелинейно-оптического элемента 2. Параметры нелинейно-оптического элемента 2 и оптического излучения, подаваемого на вход нелинейно-оптического элемента 2, выбраны таким образом, чтобы обеспечить оптическую распределенную связь между двумя распространяющимися в нелинейно-оптическом элементе 2 однонаправленными распределено-связанными волнами и оптическое переключение между указанными волнами на выходе нелинейно-оптического элемента 2. Каждая из этих волн на выходе элемента 2 соответствует информационному каналу. Шумы и помехи устранены путем подачи каждой из распределенных волн на свой фотоприемник 6 или 7. Электрические сигналы с фотоприемников поступают на дифференциальный усилитель 8, The system simultaneously transmits two optical information signals, receives these signals, compares them and eliminates noise and interference. Information optical signals are generated at the output of the nonlinear optical element 2 by supplying one optical radiation to the input of this nonlinear optical element 2 and changing the input power, or phase, or frequency of one optical radiation supplied to the input of the nonlinear optical element 2. Parameters of the nonlinear the optical element 2 and the optical radiation supplied to the input of the nonlinear optical element 2 are selected in such a way as to provide optical distributed communication between the two propagating a nonlinear optical element 2 of the unidirectional distributed-coupled waves and optical waves switching between said output nonlinear optical element 2. Each of these waves on the output member 2 corresponds to the information channel. Noise and interference are eliminated by supplying each of the distributed waves to its own photodetector 6 or 7. Electrical signals from the photodetectors are fed to a differential amplifier 8,

который выделяет совпадающую часть зависимости амплитуды электрических сигналов от времени.which highlights the coinciding part of the dependence of the amplitude of the electrical signals on time.

Заявляемая система может работать и при введении в нелинейно-оптический элемент 2 одного излучения, представляющего собой информационный оптический сигнал, средняя интенсивность которого выше пороговой, определяемой из условия превышения дифференциальным коэффициентом усиления значения 1,1.The inventive system can operate when one radiation is introduced into the nonlinear optical element 2, which is an information optical signal, the average intensity of which is higher than the threshold, determined from the condition that the differential gain exceeds 1.1.

Работа системы может осуществляться и при введении в элемент 2 постоянного по интенсивности излучения, при этом информационный канал представляет собой или электрический сигнал, создающий электрическое поле, приложенное к элементу, или акустический сигнал, создающий акустическое поле, или механическое воздействие, приложенное к элементу 2.The system can also be operated by introducing a constant in intensity radiation into element 2, while the information channel is either an electric signal that creates an electric field applied to the element, or an acoustic signal that creates an acoustic field, or a mechanical effect applied to element 2.

Например, информационный электрический сигнал может модулировать параметры элемента 2 (коэффициент распределенной связи волн и разность эффективных показателей преломления ОРСВ) за счет электрооптического эффекта, что позволяет модулировать (в соответствии с передаваемой информацией) излучение постоянной мощности, подаваемое на вход элемента 2.For example, an informational electric signal can modulate the parameters of element 2 (the coefficient of distributed wave coupling and the difference between the effective refractive indices of the OCRS) due to the electro-optical effect, which allows modulating (in accordance with the transmitted information) radiation of constant power supplied to the input of element 2.

Аналогично, акустический сигнал может модулировать параметры элемента 2 (коэффициент распределенной связи волн и разность эффективных показателей преломления ОРСВ) за счет акустооптического эффекта; механическое воздействие также может изменять параметры элемента 2.Similarly, an acoustic signal can modulate the parameters of element 2 (the coefficient of distributed wave coupling and the difference between the effective refractive indices of the ODSW) due to the acousto-optical effect; mechanical stress can also change the parameters of element 2.

Это позволяет модулировать (в соответствии с передаваемой информацией) излучение постоянной мощности, подаваемое на вход элемента 2.This allows you to modulate (in accordance with the transmitted information) radiation of constant power supplied to the input of element 2.

После выхода излучения из элемента 2 и его прохода сквозь воздушную среду перед фотоприемниками требуется разделение ОРСВ. Это разделение достигается с помощью разделителя (сепаратор 5) указанных волн. Сепаратор 5 представляет собой разделитель волн различных поляризаций (двояко преломляющие призмы, поляриоиды, направленные ответвители и т.д.) или частот (дисперсионный элемент: направоленный ответвитель, призма, дифракционная решетка).After the radiation leaves the element 2 and passes through the air in front of the photodetectors, separation of the ODSV is required. This separation is achieved using a separator (separator 5) of these waves. The separator 5 is a separator of waves of various polarizations (birefringent prisms, polaroids, directional couplers, etc.) or frequencies (dispersion element: directional coupler, prism, diffraction grating).

Работа системы.System operation.

На вход нелинейно-оптического элемента 2 из оптического передатчика 1 подается оптическое излучение, переменное по интенсивности, фазе или частоте, несущее полезную информацию, либо переменное по интенсивности, фазе или частоте, несущее полезную информацию оптического излученитя (сигнальное) и излучение накачки от лазера 3.At the input of the nonlinear optical element 2 from the optical transmitter 1, optical radiation is supplied, variable in intensity, phase or frequency, carrying useful information, or variable in intensity, phase or frequency, carrying useful information of optical radiation (signal) and pump radiation from laser 3 .

В элементе 2 происходит переключение между ОРСВ. После прохождения открытой линии связи 4 эти ОРСВ разделяются сепаратором 5. Разделенные ОРСВ поступают каждая на свой фотоприемник 6, 7, с выходов которых электрические сигналы (соответствующие исходному информационному сигналу) поступают на дифференциальный усилитель или корректор 8. Дифференциальный усилитель производит вычитание сигналов, поступающих на его вход в противофазе. Коррелятор, представляющий собой In element 2, there is a switch between OCRS. After passing through the open communication line 4, these ODSVs are separated by a separator 5. The separated ODSVs are each fed to their photodetector 6, 7, from the outputs of which electrical signals (corresponding to the initial information signal) are fed to a differential amplifier or corrector 8. The differential amplifier subtracts the signals received at his entrance is in antiphase. Correlator representing

электрический блок, путем анализа поступающих на его вход сигналов выделяет их общую часть. И при вычитании сигналов и при выделении их общей части происходит очистка полезного сигнала от шумов и помех. Таким образом, на выходе дифференциального усилителя 8 или коррелятора формируется сигнал, соответствующий исходному информационному сигналу, очищенный от шумов и помех.An electrical unit, by analyzing the signals arriving at its input, selects their common part. And when subtracting the signals and when highlighting their common part, the useful signal is cleared of noise and interference. Thus, the output of the differential amplifier 8 or the correlator generates a signal corresponding to the original information signal, cleared of noise and interference.

Заявленная система обеспечивает возможность передачи информации как в цифровом, так и в аналоговом виде в открытых оптических линиях связи, повышение помехозащищенности линии связи и отношения сигнал/шум, скрытность передачи информации, а также исключение или уменьшение влияния шумов фотоприемников на прием информационного сигнала.The claimed system provides the ability to transmit information in both digital and analog form in open optical communication lines, increasing the noise immunity of the communication line and signal / noise ratio, secrecy of information transmission, as well as eliminating or reducing the effect of noise of photodetectors on the reception of an information signal.

Claims (1)

Оптическая система связи, содержащая передающую и приемную части, выполненные в виде оптического передатчика и оптического приемника, а также беспроводную оптическую линию связи, отличающаяся тем, что в систему введен нелинейный оптический элемент (кристалл) и лазер накачки, при этом оптический передатчик соединен с нелинейно-оптическим элементом, который соединен с лазером накачки, причем нелинейно-оптический элемент через беспроводную оптическую линию связи связан с сепаратором, который, в свою очередь, первым выходом соединен с первым фотоприемником, а вторым выходом - со вторым фотоприемником, при этом фотоприемники соединены с дифференциальным усилителем (корректором), который своим выходом соединен с оптическим приемником.
Figure 00000001
An optical communication system comprising transmitting and receiving parts made in the form of an optical transmitter and an optical receiver, as well as a wireless optical communication line, characterized in that a non-linear optical element (crystal) and a pump laser are introduced into the system, while the optical transmitter is connected to non-linearly an optical element that is connected to a pump laser, the nonlinear optical element being connected via a wireless optical communication line to a separator, which, in turn, is connected to the first output by the first the second photodetector, and the second output is connected to the second photodetector, while the photodetectors are connected to a differential amplifier (corrector), which is connected to the optical receiver by its output.
Figure 00000001
RU2006139917/22U 2006-11-10 2006-11-10 OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM RU62316U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006139917/22U RU62316U1 (en) 2006-11-10 2006-11-10 OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006139917/22U RU62316U1 (en) 2006-11-10 2006-11-10 OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU62316U1 true RU62316U1 (en) 2007-03-27

Family

ID=37999707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006139917/22U RU62316U1 (en) 2006-11-10 2006-11-10 OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU62316U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2538449C1 (en) * 2013-07-18 2015-01-10 Научно-исследовательский институт (оперативно-стратегических исследований строительства ВМФ) Федерального государственного казенного военного образовательного учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-морского Флота" Method of increasing range of high-speed open optical links with underwater facilities
RU2797656C2 (en) * 2019-02-06 2023-06-07 Атточрон, Ллс Method and device for communication in an absorbing medium using a laser with ultrashort pulses
US11777610B2 (en) 2018-02-07 2023-10-03 Attochron, Llc Method and apparatus for ultra-short pulsed laser communication through a lossy medium

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2538449C1 (en) * 2013-07-18 2015-01-10 Научно-исследовательский институт (оперативно-стратегических исследований строительства ВМФ) Федерального государственного казенного военного образовательного учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-морского Флота" Method of increasing range of high-speed open optical links with underwater facilities
US11777610B2 (en) 2018-02-07 2023-10-03 Attochron, Llc Method and apparatus for ultra-short pulsed laser communication through a lossy medium
RU2797656C2 (en) * 2019-02-06 2023-06-07 Атточрон, Ллс Method and device for communication in an absorbing medium using a laser with ultrashort pulses

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2403168A1 (en) Communication transmission system with optically aided digital signal processing dispersion compensation
CN108631872B (en) Communication device and method
AU4601701A (en) Radiation power equalizer
CN100578973C (en) Wavelength division multiplexing optical transmission system and wavelength division multiplexing optical transmission method
CN102064890B (en) Ultra-long single span optical transmission method based on polarization multiplexing push-pull modulation encoding
WO2008111034A1 (en) An optical communication system
CN105612701A (en) System and method using spectral shaping and expanded channel spacing
CN105830366B (en) Wave division multiplexing transmission system
CN103117812A (en) Regenerator suitable for wavelength division multiplex-differential phase shift keying (WDM-DPSK) optical signals
EP0615356A1 (en) Technique for reducing nonlinear signal degradation and fading in a long optical transmission system
CN114866142A (en) Dense wavelength division multiplexing free space optical communication system and method adopting bipolar coding
RU62316U1 (en) OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM
US20080112706A1 (en) Optical receiving apparatus and optical communication system using same
EP1482662A1 (en) System and method for alternate mark inversion and duobinary optical transmission
EP3270529B1 (en) Optical transmission assembly
JPH08125605A (en) Optical signal transmitter and optical communication system using it
CN114189288B (en) Light signal intensity modulation characteristic blanking device and method
KR100977921B1 (en) Optical transmission system
RU2246177C2 (en) Data transfer method for optical communication system (alternatives)
JP2011114852A (en) Optical receiver and optical fiber transmission system
CN109347561A (en) A kind of low power high speed rate Dispersion Flattened Fiber Transmission system
US20090290827A1 (en) Nonlinear optical loop mirrors
US10114185B2 (en) Submarine optical fiber communications architectures
JPH04191709A (en) Optical transmission method and its system
Ehsan et al. Design and Implementation of Hybrid Medium DP-DQPSK DWDM ROF Transmission System for Different Weather Conditions.

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20061110

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20080420

PC12 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for utility models

Effective date: 20121220