CC BY
37ВКВ0-2019 Стендовые
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО АКУСТО-ОПТОВОЛОКОННОМУ КАНАЛУ СВЯЗИ МАЛОМОДОВОЙ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ
Бурдин В.А.*, Губарева О.Ю., Гуреев В.О., Масюк С.С.
Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, г. Самара
* E-mail: burdin@psati.ru
DOI 10.24411/2308-6920-2019-16154
На сегодняшний день термин «акусто-оптоволоконный канал» чаще всего упоминается как средство несанкционированного съёма речевой информации (подслушивание) через штатные волоконно-оптические коммуникации различного назначения [1]. Но, вместе с тем известно о разработках акусто-оптических линий связи. Акусто-оптический канал связи может быть реализован при воздействии акустического поля или сигнала вибро-акустического излучателя на оптическое волокно, что вызовет модуляцию распространяющегося в оптическом волокне оптического сигнала по фазе на акустических частотах. Модулированное акустическим сигналом оптическое излучение распространяется по волоконно-оптическим линиям передачи на достаточно протяженные расстояния. На приеме в результате демодуляции оптического сигнала можно восстановить воздействующий на оптоволокно акустический сигнал.
Подавляющее большинство средств приема акустических сигналов по акусто-оптоволоконным каналам базируется на приеме оптического излучения, распространяющегося в обратном направлении [2]. В данной работе представлен способ передачи данных по акусто-оптоволоконному каналу связи волоконно-оптической линии основанный на приеме оптического излучения, распространяющегося в прямом направлении. Данный способ использует особенности распространения оптического излучения в маломодовых оптических волокнах. В частности, то, что моды распространяются в оптическом волокне с разной скоростью и восприимчивость параметров мод к внешнему акустическому воздействию на оптическое волокно (ОВ) не одинакова. В результате при равномерном возбуждении мод на входе двумодовое ОВ фактически представляет собой интерферометр Маха-Цендера, а при акустичеком воздействии на волокно - акусто-оптический модулятор фазы. Это позволяет сформировать симплексный акусто-оптоволоконный канал связи по двумодовому ОВ маломодовой волоконно-оптической линии передачи. Рассматриваемый в данной работе способ симплексной низкоскоростной передачи данных по ОВ кабельной линии состоит в том, что оптическое излучение лазера возбуждает в ОВ две линейно-поляризованные моды LP01 и LP11. При этом, на входе обеспечиваются условия равномерного возбуждения мод в ОВ кабеля. Это моды распространяются по ОВ и поступают на квадратичный детектор фотоприемника. на локальном участке кабельной линии воздействуют через волоконно-оптический кабель на ОВ кабельной линии вибро-акустическим сигналом от передатчика, расположенного на некотором расстоянии от кабеля. В результате чего, распространяющееся в ОВ оптическое излучение модулируется по фазе. Поскольку параметры мод неодинаковы и восприимчивость параметров мод к внешнему акустическому воздействию на ОВ не одинакова эти моды поступят на дальний конец волоконно-оптической линии передачи с разной степенью модуляции по фазе вибро-акустическим сигналом и с фазовой задержкой между модами. Эти моды подают на вход квадратичного детектора, на выходе которого с помощью фильтров выделяют полезный сигнал, Регулируя фазовую задержку за счет изменения длины ОВ, например, растягивая или нагревая его, можно регулировать отношение сигнал/помеха на приеме.
Предложена модель рассматриваемого симплексного акусто-оптоволоконного канала связи по двумодовому ОВ, которая учитывает распределенную связь мод, обусловленную нерегулярностями оптического волокна в кабеле, и зависимость межмодовых связей от вибро-акустического воздействия. При построении модели ограничились анализом для одной строительной длины оптического кабеля, что позволило пренебречь стыковыми связями мод и потерями в оптическом волокне. В работе представлены полученные в результате моделирования передачи данных по рассматриваемому каналу и зависимости вероятности ошибок на приеме от фазовой задержки между модами на приеме и интенсивности локального вибро-акустического воздействия.
Литература
1. Гришачев В.В., и др., Специальная техника, 2, 2-9(2009)
2. Teixeira J.G.V., et al, Photonic Sensors, 4(3), 198-208 (2014)
№6 2019 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2019» www.fotonexpres.rufotonexpress@mail.ru 295
