1-Tajriba ishi. Kompyuter tarmoqlarida qo’llaniladigan kabellar va ularning xillari. Mashg’ulot maqsadi va mazmuni

Optik tolali kabellar

Optik tolali kabel – bu yuqorida ko’rib chiqilgan ikki kabel turlaridan tubdan farqlanuvchi kabel. Bu kabel turida axborot elektr signali ko’rinishda emas, yorig’lik ko’rinishida uzatiladi. Bu turdagi kabelning asosiy elementi – shaffof shisha tola bo’lib, u orqali yorug’lik juda katta masofalarga (o’nlab kilometrgachan) kam (sezilarsiz) so’nish bilan uzatiladi.

Optik tolaning tuzilishi juda oddiy bo’lib u koaksial elektr kabel tuzilishiga o’xshash (2.3–rasm). Faqat markaziy mis sim o’rniga bu kabel turida ingichka (diametri 1 – 10 mkm atrofida) shisha tola ishlatilgan, ichki ximoya qoplama o’rniga esa, yorug’likni shisha tola tashqarisiga tarqatmaydigan shisha yoki plastik qoplamadan foydalanilgan.

2.8–rasm. Optik tolali kabelning tuzilishi

Bu xolda biz ikki modda chegarasidan xar xil sinish koefitsentli to’liq ichki qaytish xolatiga ega bo’lamiz (shisha qoplamaning sinish koefitsenti markaziy tolaning sinish koefitsentiga nisbatan ancha kam). Kabelda sim to’qma yo’q, chunki tashqi elektromagnit to’siqlardan ximoya kerak emas. Ammo bazi xollarda tashqi mexanik tasirdan saqlash uchun sim to’qima bilan o’raladi. Bunday kabelni bazi xolda yuqori darajada ximoyalangan (bronevoy) deb xam ataladi, u simli to’qima ichida bir necha optotolali kabellardan tashkil topgan xamda umumiy PVX qoplamaga olingan bo’lishi mumkin.

Optik tolali kabel to’siqlardan ximoyalanish va uzatilayotgan axborotni sir bo’lib qolish ko’rsatgichlari yuqoridarajaga egaligi bilan ajralib turadi. Xech qanday tashqi elektromagnit to’siq nurli signalni o’zgartira olmaydi, signalni o’zi esa xech qanday elektromagnit nurlanish xosil qilmaydi. Tarmoqdan ruxsat etilmagan axborotni olish uchun kabelga mexanik ulanish amalda mumkin emas, chunki bunday ulanish tufayli kabelni butunligi buzilib ishga yaroqsiz bo’lib qoladi. Nazariy jixatdan bunday kabelni signal o’tkazish yo’lagi 10¹² Gts gachan etadi, boshqa turdagi elektr kabellarga qaraganda bu juda xam yuqori ko’rsatgich. Optik tolali kabel narxi yil sayin arzonlashib xozirgi vaqtda taxminan ingichka koaksial kabel narxi bilan tenglashib qolgan. Biroq bu xolda maxsus optik qabul qiluvchi va uzatuvchi qurilmalardan foydalanish kerak. Bu qurilmalar yorug’lik signalini elektr signaliga va teskariga o’zgartirib berishi uchun xizmat qiladi. Bunday qurilmalar tarmoq narxini sezilarli darajada oshirib yuboradi.

Maxalliy tarmoqlarda foydalaniladigan chastotada optotoladagi signalning so’nishi odatda taxminan 5 dB/km tashkil qiladi, past chastotali elektr kabel ko’rsatgichiga to’g’ri keladi. Optik tolali kabelda signalni kabel orqali uzatish chastotasi oshishi bilan signalni so’nishi juda kam bo’ladi. Yuqori chastotada (ayniqa 200 MGts dan yuqori) uning ustunligi shubxsiz va xech qaysi elektr kabel turi raqobat qila olmaydi.

Lekin optik tolali kabelning xam bazi bir kamchiligi mavjud.

Ulardan eng asosiysi – yig’ish (montaj) ishlarining murakkabligi. Razemlarni o’rnatishni mikron aniqlikda amalga oshirish lozim, shisha tolani uzish aniqligi va uzilgan yuzani shafoflash aniqligidan razemdagi signalning so’nish ko’rsatgichi judayam bog’liq. Raz’emlarni o’rnatish uchun kavsharlanadi (svarka) yoki maxsus gel yordamida yopishtiriladi. Gelning yoriglik sinish koeffitsenti shisha tolaning yorig’liq sinish koefitsentiga teng bo’ladi. Xar qanday xolatda xam bu ishlarni amalga oshirish uchun maxsus moslamalar va yuqori malakali mutaxassislar kerakdir. Shuning uchun optotolali kabellar turli uzunlikda va uchlariga kerakli turdagi razem o’rnatilgan xolda savdoga chiqariladi.

Optik tolali kabellarda signalni ikkinchi yo’nalishga xam ayirish imkoni bo’lsa xam (buning uchun maxsus 2–8 kanallarga taqsimlovchi moslamalar ishlab chiqariladi), odatda bu kabellarni bir tomonga axborot uzatish uchun ishlatiladi. Ya’ni bitta uzatuvchi va bitta qabul qiluvchi qurilma oralig’ida. Xar qanday taqsimlanish oqibatda yorug’lik signalini ilojsiz so’nishga olib keladi va agarda ko’p kanalga taqsimlanilsa, u xolda yorug’lik tarmoq oxirigacha etib bormasligi xam mumkin.

Elektr kabeliga qaraganda optik tolali kabelning mustaxkamligi va egiluvchanligi kam (ruxsat etilgan egilish radiusi 10–20 sm atrofini tashkil etadi). Ionlashgan nurlanish xam unga tez tasir qiladi, chunki shisha tola shaffofligi kamayib signalning so’nishi oshib boradi. Keskin temperaturaning o’zgarishiga xam sezgir, sababi bunday o’zgarish tasirida shisha tola dars ketishi mumkin. Xozirgi vaqtda radiatsiyaga chidamli shishadan optik kabellar ishlab chiqarilmoqda, tabiiyki, ularning narxi qimmatdir. Optik tolali kabellar shuningdek mexanik tasirga xam sezgir (urilish, ultratovush) bu xolatni mikrofon effekti deb xam yuritiladi. Bu tasirni kamaytirish uchun yumshoq tovush yutuvchi qobiqdan foydalaniladi. Optik tolali kabellarni faqat «yulduz» va «xalqa» topologiyalarda qo’llanilidi. Bu xolda xech qanday moslash va erga ulash muammosi mavjud emas. Kabel tarmoq kompyuterlarini ideal ravishda galvanik ayirish xolatini taminlaydi. Extiml kelajakda kabellarni bu turi elektr kabellarni siqib chiqaradi yoki ko’p qismini siqib chiqaradi. Planetamizda mis zaxiralari kamayib borayapti lekin shisha ishlab chiqarish uchun xom ashyo esa zaruridan ortiq.
Optik tolali kabellarni ikki turi mavjud:

• 
  ko’p modali yoki multimodli kabel, ancha arzon lekin sifati past;
  
• 
  bir modali kabel, narxi ancha qimmat, lekin yaxshi texnik ko’rsatgachlarga ega.
  

Bu tur kabellarni asosiy farqi shuki, ularda yorug’lik nuri turli tartibda o’tadi.

Bir modli kabellarda xamma nur bir xil yo’ldan o’tish natijasida ularning xammasi qabul qilish qurilmasiga bir vaqtda etib keladi va signalning tuzilishi o’zgarmaydi. Bir modli kabelning markaziy tola diametri 1,3 mkm atrofida bo’lib va faqat 1,3 mkm to’lqin uzunligidagi yorug’likni uzatadi. Shuningdek dispersiya va signalni so’nishi sezilarsiz darajadadir, bu esa ko’p modli kabeldan ko’ra ancha uzoq masofaga signal uzatish imkonini beradi. Bir modli kabellar uchun lazerli uzatish va qabul qilish qurilmalaridan foydalaniladi. Bu qurilmalar faqat talab qilinadigan to’lqin uzunligidagi yorug’lik ishlatiladi. Bunday uzatish va qabul qilish qurilmalari xozirda nisbatan qimmat va ko’p ishlatishga chidamsiz. Kelajakda bir modli kabellar o’zining juda yaxshi ko’rsatgichlari uchun asosiy kabel bo’lib qolsa kerak.

Ko’p modli kabelda yorug’lik nurlarining yo’llari sezilarli darajada farq qilgani uchun kabelning qabul qilish tomonida signal ko’rinishi o’zgaradi. Markaziy tola diametri 62,5 mkm, tashqi qoplama diametri esa 125 mkm (bu bazida 62,5/125 ko’rinishda belgilanadi). Uzatish uchun lazer emas oddiy yorug’lik diodi (svetodiod) ishlatiladi, bu esa uzatish va qabul qilish qurilmasini narxini arzonlashtiradi xamda xizmat vaqtini bir modli kabelga nisbatan oshiradi. Ko’p modli kabelda yorug’likni to’lqin uzunligi 0,85 mkm ga teng. Kabelni ruxsat etilgan uzunligi 2–5 km oralig’ida bo’ladi. Xozirgi vaqtda ko’p modli kabel turi optotolali kabellar turining asosiysi, chunki ular arzon va topish xam oson.

Optik tolali kabellarda signal tarqalishining ushlanishi elektr kabellardagi ushlanishidan ko’p farq qilmaydi. Ko’p tarqalgan kabellarda ushlanish kattaligi 4–5 ns/m atrofidagi qiymatini tashkil qiladi.

nur

Xozirgi vaqtda keng tarqalgan nur uzatuvchi tolalarga pog’onali va gradientli nur uzatuvchi tolalar kiradi.

Kabel qobig’i

Tola o’zagi

2.9–rasm. Optik tolali kabelning ichki tuzilishi
Pog’onali nur uzatuvchi tolalar 2 turga bo’linadi:

1. 
   bir modali;
   
2. 
   ko’p modali.
   

Moda – deganda nur uzatuvchi tola (NUT) bo’ylab uzatilayotgan to’lqin turi tushuniladi.

Tola o’zagidan diametri bir modali tolalar uchun 6-10 mikrometr, ko’p modali tolalar uchun 50- mikrometrga teng bo’ladi. Tola qobig’ining diametri xammasi uchun 125 mikrometr. Nur uzatuvchi tolani mexanik ta’sirlardan ximoya uchun va unga egiluvchanlik berish uchun tola qobig’ining tashqi qismiga polimer materialdan tayyorlangan ximoya qobig’i joylashtiriladi. Bu qobiqni diametri 250 mikrometrga teng. Bu tolalar bo’ylab mikro to’lqin uzunligidagi yorug’lik signallari uzatiladi. Bularning chastotasi 10¹⁴-10¹⁵ Gts teng.

Xozirgi vaqtda ishlab chiqarilayotgan optik kabellarda bir modali

E 9/125, E 10/125 seriyali tolalar qo’llaniladi. E9/125 SIEMENS (Germaniya),E10/125 Fujikura (Yaponiya) firmalari ishlab chiqaradi.

E – bir modali tola,

9- o’zagi diametri (mikrometr).

Xozirgi vaqtda chiqarilayotgan optik kabellar ishlatilish joyiga qarab bir nechta turlarga bo’linadi:

1. 
   liniya kabellari;
   
2. 
   stantsiya kabellari;
   
3. 
   maxsus kabellar.
   

Liniya kabellari to’g’ridan-to’g’ri tuproqqa, qabel telefon kanalizatsiyalarigayotqizishga va bino devorlariga osib qo’yishga mo’ljallangan. Bu kabellarda 48 tagacha nur uzatish tolalari bo’ladi.

Stantsiya kabellari stantsiya binolarida yotkiziladi. Ular liniya kabellarini stantsiya qurilmalari bilan bog’lashga xizmat kiladi.

Maxsus kabellar suv xavzalari (daryo, ko’l, dengiz va okeanlar)da yotqizishga mo’ljallangan bo’ladi. Bular bir yoki ikki qatlamli zirx(bronya) qatlamlarga ega bo’ladi.

Xozirgi paytda O’zbekiston Respublikasi transport tarmog’ining xar xil miqyosida tarmoq texnologiyasining sinxron raqamli ierarxiyasi (SDH) ishlatilgan. Transport moduli o’zining miqyosi bo’yicha raqamli axborotni uzatish tezligi va tashkil etiladigan kanallari bo’yicha ajratiladi. Ular 4 bosqichdan iborat.

2.2-jadval

SDH transport moduli darajasi	Transport moduli	Uzatish tezligi, Mbit/s	Telefon kanallar soni
SDH birinchi darajasi	STM - 1	155,52	1890
SDH ikkinchi darajasi	STM - 4	622,08	7560
SDH uchinchi darajasi	STM - 16	2488,32	30240
SDH to’rtinchi arajasi	STM - 64	9953,28	120960

Misol tariqasida SIEMENS firmasining ADF(ZN) 2Y (SR) 2Y 3x6 E9/125 0,36 F3.5 + 0,22 H 18 LG turdagi kabel tuzilishi keltirilgan. Kabel markasining o’qilishi quyidagicha:

A- chiziqli kabel;

D – ko’p tolali modul to’latilgan;

F – kabel o’zagi gidrofob to’ldirgichi bilan;

(ZN) 2Y – polietilen qoplama, tashqi;

SR – gofrlangan po’lat qobiq;

2Y – ichki polietilen qoplama;

3 – modullar soni;

6 – moduldagi tolalar soni;

E – bir jinsli tola shisha/shisha;

9 – modli maydon diametri (1 jinsli maydon diametri);

125 – tola qoplamining diametri, mkm;

0.36 – tolaning so’nish koeffitsienti, dB/km;

F – to’lqin uzunligi 1,3 mkm;

3,5 – dispersiya miqdori;

0,22 – tolaning so’nish koeffitsienti, dB/km

H – to’lqin uzunligi 1,2 mkm;

18 – impuls kengayishi (dispersiya xisobiga);

LG - qatlam o’ramli kabel o’zagi.

Kabelsiz aloqa kanallari

Kompyuter tarmoqlarida bazi xollarda kabel orqali ulash o’rniga shuningdek kabelsiz kanallardan xam foydalaniladi. Ularning asosiy afzalligi shundan iboratki, xech qanday kabel yotqizishga xojat qolmaydi. Demak devorlarni teshishga, kabellarni maxkamlashga, folshpol ostidan o’tkazishga yoki osma shipdan va shamollatish yo’llaridan kabellarni o’tkazishga xojat qolmaydi. Shuningdek kabelning uzilgan joyini qidirish va ulashga xam xojat qolmaydi. Yana kompyuterlarni bemalol xonada yoki bino bo’ylab ko’chirish mumkin, chunki komspyuter kabellar bilan bog’lanmagan.

Radiokanal – bu usulda axborot uzatish uchun radio to’lqinlaridan foydalaniladi, shuning uchun bu usulda aloqa yuzlab va xatto minglab kilometrga uzatiladi. Axborot o’tkazish tezligi sekundiga o’nlab megabitgachan etishi mumkun (bu xolda tanlangan to’lqin uzunligi va kodlash usuliga bog’liq). Maxalliy tarmoqlarda radiokanaldan foydalanmaslik sabablari quyidagilar: uzatish va qabul qilish qurilmalari qimmat, shovqindan saqlanish darajasi past, axborotni uzatish vaqtida sir saqlash butkul taminlanmagan va mustaxkamlik darajasi past.

Lekin global tarmoqlar uchun radiokanal ko’pincha yagona vosita bo’lib qoladi, chunki (sputnik – retranslyator) signalni tiklash sputnigi yordamida axborotlarni butun dunyoga uzatishni taminlash nisbatan oddiydir. Uzoqda joylashgan bir necha maxalliy tarmoqlarni o’zaro ulab bir butun tarmoq xosil qilish uchun xam radiokanaldan foydalaniladi. Axborotni radio uzatish turining bir necha standarti mavjud. Bulardan ikki turida to’xtalib o’tamiz.

• 
  Tor spektorda (yoki bir chastotali uzatish) uzatish 46500 m² maydonni qamrashga mo’ljallangan. Bu xoldagi radiosignal metal va temir beton to’siqlardan o’ta olmaydi, shuning uchun bir bino xududida xam aloqa o’rnatishda jiddiy muammo xosil bo’lishi mumkin. Aloqa bu xolda nisbatan sekin amalga oshadi (4,8 Mbit/s atrofida).
  
• 
  Bir chastotali uzatishning kamchiligini engish uchun tarqalgan spektorda qandaydir chastota yo’lagini kanallarga bo’lib ishlatish taklif qilinadi. Tarmoq abonentlarining xammasi malum vaqt oralig’ida barobar (sinxron ravishda) keyingi kanalga o’tadilar. Maxfiylikni saqlash uchun maxsus kodlashtirilgan axborot ishlatiladi. Bunday uzatish tezligi unchalik yuqori emas 2 Mbit/s dan oshmaydi, abonentlar orasidagi masofa 3,2 km (ochiq maydonda) va bino ichkarisida 120 metrdan ko’p emas.
  

Keltirilgan turlardan xam boshqa radio kanallar mavjuddir, masalan, uyalik tarmoq, xuddi uyali telefon tarmoq printsiplari kabi (ular maydonda teng taqsimlangan signalni qayta tiklash qurilmalaridan foydalanadilar), shuningdek mikroto’lqin tarmog’ida tor yo’naltirilgan uzatishni erdagi qurilmalar o’rtasida yoki sputnik va erdagi stantsiyalar oralig’ida qo’llaniladi.

Infraqizil kanal xam simlarisiz axborot uzatishni taminlaydi, chunki aloqa uchun infra qizil nurlanish ishlatiladi (televizorlarning masofadan boshqarish qurilmasi kabi). Radio kanalga qaraganda ularning asosiy afzalligi elektromagnit to’siqlarga sezgir emas, bu xususiyati sanoat korxonalarda ishlatish imkonini beradi. Bu xolatda xaqiqatdan uzatish quvvati katta bo’lishi talab qilinadi, sababi boshqa xech qanday issiqlik nurlanish (infraqizil) manbalari tasir qilmasligi uchun. Infraqizil aloqa xavoda chang miqdori ko’p bo’lgan sharoitda xam yomon ishlaydi.

Infraqizil kanal bo’ylab axborot uzatishning chegara qiymati 5–10 Mbit/s dan oshmaydi. Axborotni sir tutish imkoniyati xam radiokanal xolatidek, yo’q. Radiokanal kabi uzatish va qabul qilish qurilmalari nisbatan qimmat. Bu sanab o’tilgan kamchiliklar tufayli infraqizil kanalidan kam foydalanadilar. Infraqizil kanal ikki guruxga bo’linadi:

• 
  ko’rish masofasidagi kanallar, bularda aloqa nur orqali amalga oshiriladi. Nur uzatish qurilmasidan to’g’ri qabul qilish qurilmasiga yo’naltiriladi. Bu xolda aloqa tarmoq kompyuterlari o’rtasida to’siq bo’lmagan xoldagina amalga oshadi. Ko’rish masofasidagi kanalning axborot uzatish masofasi bir necha kilometrga etadi;
  
• 
  tarqalgan nurlanishdagi kanallar, bu turdagi kanal pol, shift, devor va boshqa to’siqdan qaytgan signallarda ishlaydi. To’siqlar bu xolda qo’rqinchli emas, lekin aloqa faqat bir bino chegarasida amalga oshadi.
  

Tabiyki mavjud simsiz aloqa kanallari «shina» topologiyasiga to’g’ri keladi, sababi axborot xamma abonentlarga bir vaqtnang o’zida uzatiladi. Lekin tor yo’naltirilgan axborot uzatishni tashkil qilingan taqdirda xoxlangan topologiya (xalqa, yulduz va boshqa) uchun radiokanalni va xuddi shuningdek infraqizl kanalini tadbiq qilish mumkin.