Техника - молодёжи 1976-03, страница 22

«Молиия-1», позволившего на волнах дециметрового диапазона создать «космический мост» между Москвой и Владивостоком. В последующие годы на территории нашей страны была создана сеть космических приемно-передающих станций системы «Орбита». Огромные параболические антенны приемных станций, разбросанных от Крайнего Севера до юга, следят за крохотной точкой в космосе, служащей для них связующим звеном.

Недавно запущенный спутник связи «Молния-2» работает уже на сантиметровых волнах. У иего вытянутая эллиптическая орбита с апогеем 40 тыс. км. За сутки спутник совершает два полных витка. На первом витке он обеспечивает связь между любыми пунктами нашей страны и странами Европы и Азии. На втором витке возможна связь СССР с Центральной и Северной Америкой.

Для связи со спутниками используются не только стационарные станции, но и передвижные. Одна из таких станций, «Марс-2», демонстрировалась на международной выставке «Связь-75» весной прошлого года в Москве и вызвала восторженные отзывы специалистов. «То, что существовало лишь в фантазии, — заявил вице-президент Академии наук Венгрии Б. Геза, — мы видим теперь в действительности. Я уверен, результаты, полученные в космической связи, сыграют большую роль для дальнейшего развития всей наземной связи».

«Марс-2» — станция универсальная. Она может работать со спутниками, движущимися как по эллиптической, так и по круговой орбите. Спутники, находящиеся на круговой орбите, позволяют сильно упростить наземные станции слежения. Первый такой спутник связи был запущен 29 июля 1974 года. Он вращается на расстоянии 35 850 км от поверхности Земли, совершая полный оборот за 23 ч. 59 «мин.

СССР — первая в мире страна, создавшая развитую внутригосударственную систему спутниковой связи, позволяющую передавать самую разнообразную информацию — от телефонных разговоров до газетных полос и телевизионных программ.

НЕОБЫЧНАЯ ПРОФЕССИЯ ГИПЕРБОЛОИДА. В 1960 году английский физик Мейман превратил идею гиперболоида в реальность. И пока восхищенная общественность строила прогнозы об использовании лазера, связисты уже четко представляли, что если удастся должным образом управлять его излучением, то возможно создание системы связи невиданной досепе информационной емкости. Вспомним: чем вы

ше частота, тем больше информации можно одновременно передавать. А частота излучения лазеров лежит в диапазоне 10'⁶—10¹³ Гц, то есть достигает значений, которые немыслимо получить, используя традиционные радиотехнические методы. Простой пример. В оптическом диапазоне полоса частот в 10¹² Гц займет всего лишь 0,01 % используемого спектра. Если учесть, что полоса частот одного телефонного канала имеет ширину около 3 «Гц, нетрудно подсчитать, что даже при таком малом использовании спектра можно одновременно передавать 3 млн. телефонных разговоров.

Когерентное излучение пазера образует световой луч чрезвычайно малой расходимости — порядка сотых долей градуса. Если, например, такой луч направить на Луну, то он осветит участок лунной поверхности шириной менее 15 км. Луч, направленный на Землю со спутника высотой в 1600 км, сконцентрировался бы на площади всего в 61 м². Столь малая расходимость порождает колоссальную плотность мощности в луче. На приемной стороне оптической системы оиа может быть примерно в миллион раз больше, чем у параболической радиоантенны диаметром в 10 м. Иными словами, появлялась вполне реальная перспектива создания многоканальной связи на сверхдальние расстояния. Тут было о чем мечтать.

Но, чтобы сделать волшебный луч полностью управляемым, пришлось решить множество проблем. Попытки организовать дальнюю связь через атмосферу потерпели полное фиаско. Луч беспощадно рассеивался капельками дождя и тумана, даже турбулентности в атмосфере и те создавали помехи. После длинной серии экспериментов специалисты пришли к выводу, что оптическая связь через эфир целесообразна лишь там, где полностью отсутствуют атмосферные помехи, — в высокогорных районах или же в космосе. Кстати, в Советском Союзе лазерная линия связи используется на Бюраканской обсерватории в Армении.

Отказавшись от эфира, попытались «втиснуть» лазерный луч в световод — оптическое волокно, обладающее высокой прозрачностью. Но и тут ждало разочарование: затухание в используемой волоконной оптике было слишком высоким, о коммерчески эффективной связи на дальние расстояния нечего было и думать.

Период скептицизма и разочарования длился около десяти лет, и только в последние годы волоконная оптика приобрела качества, о которых связисты мечтали в шестидесятых годах.

«В спокойном мире оптики и технологии производства стекла назревает буря, — писал не так давно американский журнал «Бизнес уик». — Сейчас здесь быстрыми темпами ведутся, возможно, наиболее многообещающие разработки со времен создания транзистора. Стеклянное волокно толщиной в человеческий волос обладает такой прозрачностью, что может передавать световые сигналы на расстояние до 10 миль (16 км), прежде чем они ослабнут до уровня, при котором их нельзя обнаружить. Подобные стеклянные волокна могут заменить тонны меди, потому что одно волокно способно вместить несколько телевизионных и тысячи телефонных каналов. Оно способно передать достаточно информации, чтобы загрузить практически любую ЭВМ».

Сейчас оптические кабели, появившиеся на мировом рынке, имеют диаметр шнура для бытовой электропроводки, и одна миля (1,6 км) этого кабеля весит всего 454 г. Одноволоконный кабель такого типа опособен вместить 33 тыс. телефонных разговоров и полностью изолирован от всех видов помех. По прогнозам американских специалистов, создать экономически эффективную систему лазерной связи можно будет уже к 1980 году.

Эта система будет выглядеть примерно так. Световой луч лазера, работающего в режиме непрерывного излучения, проходит через модулятор, который управляет его интенсивностью «в такт» с передаваемой информацией. Дополнительная фокусировка луча производится линзами оптической антенны, направляющей луч по световоду. На приемной стороне луч фильтруется и фокусируется приемной антенной на поверхности катода фотодиода, преобразующего изменения светового потока в пропорциональные изменения электрического тока. Дальнейшая обработка принятой информации осуществляется обычными радиотехническими методами. В результате такой обработки каналы «разуплотняются» и распределяются по нужным адресам.

Лазерные системы связи будут выгодно отличаться от радиотехнических габаритами и весом, а также уровнем мощности. После создания таких систем они займут достойное место в строящейся сейчас Единой автоматизированной системе связи. Количество передаваемой информации непрерывно увеличивается, внедрение АСУ выдвигает новые требования к качеству передач, но существующие и разрабатываемые средства связи имеют все возможности для решения поставленных перед ними задач.

20