1-ma’ruza. Optik aloqa tizimlari. Asosiy ta’rif va tushunchalar. Reja

1.2. Optik aloqaning afzalliklari
Istalgan aloqa tizimining asosiy vazifasi axborotlarni bir punktdan boshqasiga uzatish hisoblanadi.
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.
Optik aloqa tizimlarida axborotlarni uzatish mos keluvchi axborot signallari bilan modulyatsiyalangan elektromagnit tebranishlar, yorug‘lik nuri yordamida amalga oshiriladi, ya’ni yorug‘lik nuri ÿzida elektromagnit tebranishlarni namoyon etadi. Elektromagnit tebranishlar esa ÿzida ÿzgaruvchan magnit va elektrik maydonlarni namoyon etadi, bu maydonlar tarqalish yÿnalishi va bir-biriga perpendikulyar. Odatda elektromagnit maydon sinusoidal egri sifatida tasvirlanadi (1.1-rasm) [2].



1.1-rasm. Elektromagnit tÿlqin.

Yorug‘lik nurlanishlari chastota yoki tÿlqin uzunligi bilan xarakterlanadi. Chastota bir sekundda sinusoidal tebranishlar soni bilan aniqlanadi va gersda (Gs) ÿlchanadi. Tÿlqin uzunligi – ikki ketma-ket tÿlqinlarning nuqtalari orasidagi masofa (yoki tÿlqin bir sikl tebranishda ÿtadigan masofa). Tÿlqin uzunligi va chastota ÿzaro bog‘liq. Tÿlqin uzunligi (λ) tÿlqin tezligini (s) uning chastotasiga (ƒ) nisbatiga teng:

Demak, chastota qancha oshsa, tÿlqin uzunligi shuncha qisqa bÿladi.

Aloqa tizimlari ko‘pincha elektromagnit tebranishlar, tashuvchi chastota signallari egallagan diapazon bilan tasniflanadi (1.2 -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. Bu diapazonlar yuqori chastota va qisqa tÿlqin uzunligiga ega.
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.

1.2- rasm. Elektromagnit to‘lqinlar spektri.

Ultrabinafsha diapazon juda kichik tÿlqin uzunliklariga ega.
Kÿpincha optik aloqa tizimlarida tÿlqin uzunligi 0,8-1,5 mkm oraliqli infraqizil diapazon qÿllaniladi, chunki shisha tola kÿrinuvchi yorug‘likka nisbatan, infraqizil nurlanishlarga shaffofroq.
Yorug‘lik zarrachalari fotonlar deyiladi. Foton kvant yoki nurlanishni namoyon etadi. Kvant nurlanishning elementar birligi hisoblanadi. Foton energiyasi uning chastotasiga bog‘liq. Chastota oshgan sari energiya oshadi. Ultrabinafsha diapazonga yuqori chastota va bunga bog‘liq holda yuqori energiya mos keladi.
Bir foton energiyasi:
Ye = h ∙ f,
bu yerda f – uning chastotasi,
h – Plank doimiysi, 6,63 ∙ 10^-34 J ∙ sek (Joul ∙ sekund).
Ya’ni foton energiyasi uning chastotasiga bog‘liq va proporsional.
Infraqizil nur (10¹³ Gs) energiyasi Ye = 6,63 ∙ 10^-20 J ∙ sek;
Kÿrinuvchi nur (10¹⁴ Gs) energiyasi Ye = 6,63 ∙ 10^-19 J ∙ sek;
Ultrabinafsha nur (10¹⁵ Gs) energiyasi Ye = 6,63 ∙ 10^-18 J ∙ sek. [2].
Yorug‘lik nurini zarracha va tÿlqin sifatida kÿrish mumkin. Masalan: optik tolaning kÿpgina xarakteristikalari tÿlqin uzunligiga bog‘liq, bunda tÿlqin sifatida kÿriladi. Nurlanish generatsiyasida yoki fotoqabul qilishda nurlanishning kvant xususiyatlari e’tiborga olinadi.
Nurlanishning tashuvchi chastotasi aloqa tizimining uzatish tezligini, o‘tkazish polosasini aniqlaydi. Optik aloqa tizimlarida tashuvchi chastota juda yuqori. Bunga bog‘liq xolda optik diapazonning 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 xususiyatlari mutaxassislarning optik aloqa tizimlariga qiziqishlarini aniqlaydi.
OAT yuqorida aytib ÿtilgan xususiyatlaridan tashqari, mis kabelli va boshqa uzatish tizimlariga qaraganda bir qancha afzalliklarga ham ega. Shuning uchun optik aloqa tizimlaridan nafaqat telefon aloqasini tashkil etishda, balki televidenieda, ovoz eshittirishlarini uzatishda, hisoblash texnikasida, transport vositalarida va boshqa sohalarda keng foydalanilmoqda.
Optik aloqa tizimlarining afzalliklari quyida ta’riflangan.