Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Siemens/A19790510Elc001.shtml

Питаемый по стекловолокну телефонный аппарат с оптическим микрофоном

Джон Гош
Редакция Electronics

Исследователи фирмы Siemens вплотную заняты разработкой кардинальным образом упрощенного телефонного аппарата с питанием, подаваемым по стекловолокну от лазера.

«Мы рассчитываем создать прототип телефона, питаемого по стекловолокну, для аналоговой телефонной связи менее чем через два года», — говорит Ингрид Фромм, ученая-физик, возглавляющая разработки такого аппарата в лабораториях фирмы в Мюнхене. Лабораторный образец, удачно названный «оптофон», явится основой для будущего телефонного аппарата, который пройдет опытную эксплуатацию, вероятно, в Западном Берлине. Министерство связи ФРГ уже проводит опытную эксплуатацию ряда волоконно-оптических линий связи, изготовленных различными фирмами (см. Электроника, 1975, №23, с.108 и 1978, №20, с.16).

При разработке так называемого «оптического микрофона» для передающей части своего аппарата немецкие ученые преследуют цель создать устройство, которое будет иметь куда меньше деталей, чем телефон фирмы Bell, также питаемый по стекловолокну (см. Электроника, 1978, №24, с.3). Микрофон, включающий в себя тонкую зеркальную мембрану, обеспечивает непосредственную модуляцию лазерного луча голосом. В передающей части аппарата отпадает необходимость в преобразователе и модуляторе, являющихся составной частью более распространенных волоконно-оптических линий телефонной связи, в которых преобразователь преобразует речь в электрические сигналы, а модулятор электрически модулирует источник света.

Более того, аппарат фирмы Siemens не будет иметь даже источника света, что приведет к дополнительному снижению числа деталей. Источник света будет находиться на телефонной станции, откуда по волоконно-оптическому кабелю будет передаваться свет.

Централизованный источник света. Отдельные переда ющие элементы обычной волоконно-оптической системы (а) заменяются в оптофоне фирмы Siemens (б) «опти
Рис.1. Централизованный источник света. Отдельные переда ющие элементы обычной волоконно-оптической системы (а) заменяются в оптофоне фирмы Siemens (б) «оптическим микрофоном». Световую несущую для всех телефонов сети

будет вырабатывать единый источник на телефонной станции.

На приемном конце модулированный свет попадает на фотоэлемент, который преобразовывает свет в электрические сигналы, подаваемые в обычный электромагнитный телефонный капсюль. Другой фотоэлемент на приеме служит входом электронно-управляемого акустического гудка, заменяющего звонок телефонного аппарата. Свет, попадающий на этот фотоэлемент, преобразуется в электрические импульсы, подаваемые через схему мультивибратора на пьезокерамические пластины. Они в свою очередь вырабатывают акустический сигнал вызова частотой 2 кГц.

Аппарат в действии. Сотрудница фирмы Siemens И.Фромм испытывает лабораторный прототип телефонного аппарата, питаемого по стекловолокну. Звуки ее речи
Рис.2. Аппарат в действии. Сотрудница фирмы Siemens И.Фромм испытывает лабораторный прототип телефонного аппарата, питаемого по стекловолокну. Звуки ее речи поступают в мембрану, разработанную для модуляции светового луча.

В лабораторном варианте аппарата осуществляется дуплексная связь между двумя оптофонами в различных помещениях, связанных между собой волоконно-оптическим кабелем длиной 20 м. Источником света является гелиево-неоновый лазер мощностью 25 мВт, хотя в будущих системах, по утверждению И.Фромм, лазерные диоды меньших размеров смогут обеспечить достаточную мощность излучения. Световая энергия от лазера поступает в телефон только в случае вызова.

Свет падает на тонкую мембрану оптического микрофона, изготовленную из мягкой пластмассы, на поверхность которой хорошо садится алюминиевое покрытие. Фирмой Siemens применялись мембраны из тефлона и каптона, однако лучшие параметры оказались у хостафана (полиэтилен-терефталат), имеющего упругость, постоянную во всех направлениях. Этот пластик изготовляется западногерманской фирмой Kalle из Висбадена. В лабораторном образце мембрана имеет диаметр 30 мм, толщину 8 мкм и покрыта отражающим слоем алюминия. При произнесении слов акустические волны вызывают вибрацию мембраны и изменение угла отражения света. Отраженный свет вводится во второе стекловолокно, но, поскольку из-за перемещения мембраны меняется коэффициент ввода, то изменяется и интенсивность света в волокне.

И.Фромм указывает, что для успешной работы мембраны два волокна должны быть точно зафиксированы по отношению друг к другу. Это достигается их укладкой в прецизионные направляющие желобки в узле микрофона.

Диапазон частот, в котором работает система, составляет от 300 до 3000 Гц, что является обычной полосой для телефонии. Коэффициент модуляции микрофона равен 80—100%, а модуляционные искажения в этой полосе частот менее 5%.

По оценке инженеров фирмы Siemens, основанной на полученных ими величинах затухания волокна и потерях в оптических элементах, соединение с оптофоном может достигать длины 2 км без регенератора. И.Фромм считает, что такая протяженность будет представлять интерес для связи на короткие расстояния в частных и военных сетях. Для сетей телефонной связи общего пользования длина соединения без регенератора должна быть больше — от 1,5 до 3 км, т.е. соответствовать средней длине абонентской линии. По словам И.Фромм, такие соединения станут возможными, когда увеличится мощность источников света и снизится затухание волокна [pp.39, 40].

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 52, No.10 (562), 1979г - пер. с англ. М.: Мир, 1979, стр.3

Electronics Vol.52 No.10 May 10, 1979 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Техника связи





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Siemens/A19790510Elc001.shtml