1- ma’ruza simli aloqa asoslari reja

O‘quv savollari:

2.1. Asosiy ta’rif va tushunchalar. Optik aloqa tizimlarining tuzilish prinsiplari. Ochiq optik aloqa (OOA) tizimlari va tolali optik aloqa (TOA) tizimlari.

2.2. Tolali optik aloqa tizimlarining tuzilishi, ish prinsipi.
2.3. Tolali optik aloqa tizimlari: plezioxron ierarxiyaning aloqa tizimlari, sinxron raqamli ierarxiyaning optik aloqa tizimlari.


2.1. Asosiy ta’rif va tushunchalar. Optik aloqa tizimlarining tuzilish prinsiplari. Ochiq optik aloqa (OOA) tizimlari va tolali optik aloqa (TOA) tizimlari

Optik aloqa (OA) bu axborot yorug’lik nuri ko‘rinishida optik tola bo‘ylab yoki ochiq fazo atmosferada uzatiladigan aloqadir.

Optik to‘lqin va signallar yordamida axborotlarni ma’lum masofalarga uzatishga mo‘ljallangan, boshqacha qilib aytganda optik signallarni shakllantirishni, qayta ishlashni, uzatishni ta’minlovchi optik qurilmalar va optik uzatish liniyasi yig’indisiga optik aloqa tizimi (OAT) deb ataladi.
Axborot tolali optik uzatish muxiti orqali uzatilsa, tolali optik aloqa (TOA) tizimi, ochiq atmosferada uzatilsa, ochiq optik aloqa (OOA) tizimi deyiladi.
Istalgan aloqa tizimining asosiy vazifasi axborotlarni bir punktdan boshqasiga uzatish hisoblanadi. Odatda axborotlarni uzatish mos keluvchi axborot signallari bilan modulyatsiyalangan elektromagnit tebranishlar yordamida amalga oshiriladi. So‘ng modulyatsiyalangan signal uzatish muhitida tarqaladi va qabul qiluvchi qurilmaga tushadi. Qabul qilgichda signal demodulyatsiyalanadi va axborotlar ajratib olinadi. Aloqa tizimlari ko‘pincha elektromagnit tebranishlar, tashuvchi chastota signallari egallagan diapazon bilan tasniflanadi (1.1-rasm).
Spektral diapazonga mos xolda radiodiapazon, o‘ta yuqori chastota, millimetrli va optik diapazon tizimlari farqlanadi.
Optik aloqa tizimlarida tashuvchi chastota tebranishlari spektrning optik diapazonini egallaydi. Optik diapazon 5 TGs (100 mm)dan boshlanib, unga infraqizil, ko‘rinuvchi va ultrabinafsha diapazonlar kiradi.
Infraqizil diapazon 3*10¹² dan 4*10¹⁴ Gs doirasida joylashib, 100-0,75 mkm to‘lqin uzunligiga mos keladi.
Ko‘rinuvchi spektr 4*10¹⁴ dan 0,75*10¹⁵ Gs (0,75-0,4 mkm) sohani egallaydi. Demak inson ko‘zi 0,4-0,75 mkm spektrdagi nurlarga sezgir. Quyosh spektri 0,3 dan 1,5 mkm diapazonda joylashadi.

2.1- rasm. Elektromagnit to‘lqinlar spektri

Tashuvchi chastotaning oshishi aloqa tizimining o‘tkazish polosasini oshiradi.

OOA tizimlarida nurlanish manbalari elektromagnit to‘lqinlarni ochiqfazoga nurlantiradi, bunda nurlanishni tarqalish yo‘nalishi faqatgina antennaning yo‘nalish diagrammasi bilan aniqlanadi. OOA tizimlarining uzatuvchi muhiti o‘z navbatida uch turga bo‘linadi: atmosfera, kosmik va suv osti aloqa muhitlari.
Atmosfera OOA tizimlarida to‘lqinlarni tarqalish xarakteristikasi yetarli darajada ob-havo sharoitlariga bog’liq. Atmosfera va suv osti uzatish muhitlarining fizik bir turda emasligi va ularning tarkibidagi begona zarrachalarni uzatilayotgan nurlanish to‘lqini bilan o‘zaro ta’sirda bo‘lishidan elektromagnit to‘lqinlar buziladi. Zarracha o‘lchamlarining to‘lqin uzunligi bilan taqqoslanadigan darajada yoki katta bo‘lishi buzilishlarni oshiradi. Shu sababli atmosfera buzilishlari optik diapazonda turli xarakterga ega. Shu tarzda uzatish muhitlarini taxlil qilish, aloqa tizimlarini loyixalashtirishda yuzaga keladigan eng muhim masala xisoblanadi. To‘lqinlarni tarqalish yo‘nalishiga tushib qoladigan zarrachalar asosan optik nurlanishni yutadi va sochadi. Bu omillarni ta’sir darajasi muhit turiga (suv osti, toza havo, turbulent atmosfera va boshqalar) bog’liq. Bu tizimlarda buzilishlarni kamaytirish va talab etiladigan ishonchlilikni ta’minlash uchun retranslyatsiya uchastkasi uzunligini kamaytirish kerak bo‘ladi.
Kosmik OOA tizimlarida uzatish muhiti bu atmosferadan xoli bo‘lgan ochiqfazodir. Kosmik muhitda atmosfera muhitlariga xos bo‘lgan buzilishlar xosil bo‘lmaydi, ular barqaror bo‘lib, aloqaning yuqori ishonchliligini ta’minlaydi. Kosmik muhitlarda asosiy yo‘qotishlar bu tarqalishda xosil bo‘ladigan yo‘qotishlar xisoblanadi. Bu yo‘qotishlar signal L masofaga tarqalganda nurlanish maydoni quvvatining yo‘qotish koeffitsienti bilan baholanadi va quyidagi ifoda orqali aniqlanadi:
(2.1)

Kosmik aloqa tizimlarini loyixalashtirishda asosiy masala bu uzatish va qabul qilish antennalarining o‘lchamlarini mos ravishda to‘g’ri tanlash orqali yo‘qotishlarni bartaraf etish xisoblanadi.

OA tizimining asosiy yo‘nalishi TOA tizimi hisoblanadi. Chunki xozirgi vaqtda yuqori darajadagi uzatish xarakteristikalariga ega bo‘lgan yorug’lik uzatgichlar ishlab chiqilgan. Ammo axborotlarni ochiq fazoda, atmosferada uzatishga asoslangan OOA tizimlari ham, radioaloqa uchun ajratilgan chastotalarni to‘ldiruvchi vosita sifatida qiziqishlarni namoyon etadi.
TOA tizimlarida elektromagnit nurlanishlarni tarqalish yo‘lini tashkil etish uchun maxsus optik yorug’lik uzatgichlar-optik tolalarqo‘llaniladi.
TOA tarmog’i bu tugunlar orasi optik aloqa liniyalari orqali bog’langan aloqa tarmog’idir.
Optik diapazonda axborotlarni uzatuvchi chastota polosasi radiodiapazonga qaraganda 10⁵ marta katta. Bu optik aloqa tizimining eng muhim afzalligi bo‘lib, katta hajmdagi axborotlarni qisqa vaqt ichida uzatish imkonini beradi. Bundan tashqari uzatgichning xamma quvvatini foydali elektromagnit nurlanishlarni uzatishga qaratish imkoniyati tashuvchi chastota o‘sishi bilan ortadi. Shuningdek, yuqori tashuvchi chastotani qo‘llash foydali signalning katta zichligiga olib keladi, o‘z navbatida aloqa tizimining samaradorligi oshadi. Bu ikki xususiyat mutaxassislarning optik aloqa tizimlariga qiziqishlarini aniqlaydi.
Axborotni TOA liniyalari orqali uzatish mis kabellar va boshqa uzatish muhitlariga qaraganda bir qancha afzalliklarga ega. Shu afzalliklari tufayli TOA tizimidan nafaqat telefon aloqasini tashkil etishda, balki televidenieda, ovoz eshittirishlarini uzatishda, hisoblash texnikasida, transport vositalarida va boshqa sohalarda keng foydalanilmoqda.
Tolali optik aloqaning afzalliklari quyida keltirilgan.