Mavzu: tolali optika mundarija kirish i-bob optik tola haqida nazariya

Kurs ishining predmeti –tоlali optik aloqa tizimlarining aktiv va passiv elementlari, tоlali optik uzatish tizimlarining raqamli liniya kodlarining tuzilishi, tоlali optik uzatish tizimlari liniya trakti topologiyasi sohasida yaratilgan turli elektron qo‘llanmalar, multimedialar, virtual laboratoriyalar tizimlari va bundan oldin ushbu sohada shug‘ullangan olimlarning tajribalari bo‘lib hisoblanadi.
Kurs ishining ob’yekti –Tadqiqot ob’yekti bo‘lib, tolali optik uzatish tizimlari, optik aloqa tizimlarining aktiv va passiv elementlari, tоlali optik uzatish tizimlarining raqamli liniya kodlari hamda bino ichkarisida va bino tashqarisida yotqiziluvchi kabellar hisoblanadi.
Тоlali optik aloqa tizimlarida qo‘llaniladigan optik tolalar va kabellar boshqa mavjud simli materiallardan keskin farq qiladi, ularga nisbatan bir qator afzalliklarga ega bo‘lib, aloqa ehtiyojlari va sanoatning barcha sohalarida keng miqyosda qo‘llanadi. Shu bois, bitiruv malakaviy ishida ilgari surilayotgan g‘oyalardan mustaqil va masofaviy ta’limning yangi shakllarini yaratish va o‘qituvchilar malakasini oshirish tizimida foydalanish mumkin. Bitiruv malakaviy ishida qilingan xulosalar va olingan natijalardan aloqa tizimlarida va ilmiy - tadqiqot ishlarida foydalanilish mumkin.

I-BOB Optik tola haqida nazariya
1.1 Optika tola nazariyasi. Tolali optik uzatish tizimining tuzilishi
Optik uzatish tizimi deb, elektromagnit signallarni uzluksiz yo`naltiruvchi tolali optik aloqa liniyasi erkin muhit (atmosfera) ga aytiladi. Radioliniyalarda xabarlar ochiq muhitda, radioto`lqinlar orqali uzatiladi. Yerdagi radiorele liniyalarida detsimetrli va qisqa to`lqinlar qo`llaniladi, signallarni retranslyatsiya qilish esa yerdagi qabul qilib uzatuvchi stantsiyalar orqali amalga oshadi. Fazoviy aloqa tizimlarida retranslyatsiyalash stantsiyalari sun`iy yer yo`ldoshlarida joylashtiriladi. Telekommunikatsiya tizimlarining eng katta va eng qimmat (mis simlardan iborat bo`lgan) qismini uzatish liniyalari tashkil qiladi. Simli liniyalarni, bitta elektrik signalni uzatish uchun mo`ljallangan simlar yigindisi deb faraz qilinuvchi aloqa zanjiri deb tasavvur qilish mumkin.
Optik tola misdan farqli ravishda kvarsdan tayyorlangan bo‘lib, uning asosini kremniyning to‘rt oksidi tashkil etib, u keng tarqalgan va shuning uchun qimmat material emas. Optik tolaning diametri taqriban 1-0,2 mm, ya’ni juda yengil va kompakt, bu ularni aviatsiyada, asbobsozlikda, kabel ishlab chiqarish texnikasida qo‘llash imkoniyatini beradi. Shisha tola metal bo‘lmaganligi sababli aloqa sistemalarini ko‘rishda segmentlarning galvanik yechimiga avtomatik ravishda erishiladi. Kabel zavodlarida maxsus mustahkam mukammal plastiklarni, tarkibida metall bo‘lmagan shu bilan birga elektr nuqtai nazaridan xavfsiz bo‘lgan kabellar tayyorlanadi. Bunday kabellarni mavjud bo‘lgan elektr aloqa tizimlarining machtalariga fazali o‘tkazgichlar qatoriga montaj qilish mumkin, kabellarni daryolar yoki boshqa to‘siqlar orqali yotqizishda yetarli miqdordagi katta mablag‘ni tejash mumkin. Optik tolalar asosida aloqa sistemalari elektromagnit (to‘lqinlarga) shovqinlarga chidamli, yorug‘lik o‘tkazgichlardan uzatilayotgan axborotlar esa ruxsat etilmagan kirishlardan himoyalangan. Optik tolali aloqa tizimlarini buzmasdan turib eshitish mumkin emas. Tolaga har qanday ta’sir monitoring usuli (uzluksiz tekshirish) bilan liniyaning butunligi orqali qayd etib boriladi. Uzatilayotgan axborotni ko‘pgina signallarga taqsimlash yoki bir necha shovqin signallarini uzatish orqali axborotni yo‘lda tutish shart – sharoitini yomonlashtirish mumkin. Ruxsat etilmagan optik signalni olish uchun, toladan sezilarli quvvatni ajratib olishga to‘g‘ri keladi, bunday aralashishni esa monitoring sistemalari osongina qayd etadilar.
Optik aloqada axborotlarni yorug‘lik yoki optik signallar ko`rinishida uzatish va qayta ishlash amalgа oshiriladi. Tolali optik aloqaning tuzilish sxemasi quyidagi 1.1.1-chizmada tasvirlangan.

1.1.1 - chizma. Tolali optik uzatish tizimining tuzilish sxemasi
Sxema OAT ning turlari TOA va OOA tizimlariga xos standart qurilmalardan (elementlardan) tashkil topgan.
Optik aloqa tizimining umumlashgan tuzilish sxemasi tarkibiga quyidagi texnik vositalar kiradi:
1) Uzatish traktining kanal hosil qiluvchi uskuna (KHQU), u standart o`tkazish polosali yoki uzatish tezlikli aniq tipli kanal yoki tipli guruhli traktlar sonini shakllanishini ta`minlaydi;
2) Traktning muvofiqlashtiruvchi qurilmasi (MVQ), u KHQU chiqishidagi ko`p kanalli signal parametrlarini optik uzatgich parametrlari bilan muvofiqlashtirishuchun zarur;
3) Optik uzatgich (OUz), elektr signalini optik signalga aylantirishni ta`minlaydi; OUz tarkibiga quyidagilar kiradi:
- optik nurlanish manbai (ONM), u optik tashuvchiga ega bo`lib, optik tashuvchining bir yoki bir necha parametrlari MVQ dan tushgan ko`p kanalli elektr signali bilan modulyatsiyalanadi;
- moslashtiruvchi qurilma (MQ), u optik nurlanishni optik uzatish muhitiga minimal mumkin bo`lgan yo`qotishlar bilan kiritish vazifasini bajaradi;
-optik nurlanish manbai va moslashtiruvchi qurilma uzatuvchi optik modul (UzOM) deb ataladigan bitta blokka kiradi;
4) Optik tola (OT) optik tebranishlarning tarqalishini chegaralovchi va yorug‘lik energiyasi oqimini berilgan yo`nalishda yo`naltiruvchi, uzatish va qabul qilish traktlarini bog‘lab turuvchi muhit;
5) Optik retranslyator (OR), signalning optik uzatish muhiti bo`ylab tarqalgandagi so`nishini kompensatsiya qiladi va turli buzilishlarni korreksiyalaydi;
-optik retranslyatorlar xizmat ko`rsatadigan va xizmat ko`rsatmaydigan bo`lishi mumkin, ular retranslyatsiya qismlari deb ataladigan ma`lum masofalar oralig‘ida o`rnatiladi;
-optik retraslyatorlarda optik signalni elektr signalga aylantirish yo`li bilan elektr signalni qayta ishlash (kuchaytirish, korreksiyalash, regeneratsiyalash va boshqalar) amalga oshiriladi, so`ng bu regeneratsiyalangan elektr signal qaytadan optik signalga aylantiriladi;
-optik retranslyatorlarda shuningdek optik signallar ham qayta ishlanadi, ya`ni optik kvant kuchaytirgichlar yordamida kuchaytiriladi;
6) optik qabul qilgich (OQq), optik nurlanishni qabul qilish va elektr signalga aylantirishni ta`minlaydi, optik qabul qilgich moslashtiruvchi qurilma (MQ) va optik nurlanish qabul qilgichi (ONQq) dan iborat;
-moslashtiruvchi qurilma optik nurlanishni uzatuvchi muhitdan minimal yo`qotishlar bilan qabulqilish uchun kerak; moslashtiruvchi qurilmani va optik nurlanish qabul qilgichi qabul qiluvchi optik modul (QqOM) ni tashkil etadi;
7) qabulqilish qurilmasining muvofiqlashtiruvchi qurilmasi (MvQ), u QqOM chiqishida signalni KHQUga mos keluvchi ko`p kanalli signalga aylantiradi;
8) qabulqilish traktining kanal hosil qiluvchi uskunasi (KHQU), teskari aylantirish, ko`p kanalli signalni alohida tipli kanal va trakt signallariga ajratishni amalga oshiradi.
Hozirgi paytda umumiy holda foydalanilayotgan ko‘pgina OTAL da 622 Mbit/s gacha bo‘lgan uzatish tezligidan foydalanilmoqda, lekin uzatish tezligi 2,5 Gbit/s li va undan yuqori bo‘lgan OTUT borgan sari ko‘proq qo‘llanilmoqda. Bunday OTAL bo‘yicha 7680 tadan 100000 tagacha telefon chastotali kanallar (TCHK) ni yoki o‘tkazish qobiliyati 64 kbit/s li asosiy raqamli kanallar (ARK) ni tashkil qilish mumkin. Hozirgi paytda uzatish tezligi 40 Gbit/s gacha bo‘lgan OTUT ishlab chiqilgan.
Optik tolali uzatish tizimi (OTUT) ning tarkibiga quyidagi texnik vositalar kiradi:

1. 
   Uzatish traktining kanal hosil qiluvchi uskunasi (KHU), u standart kenglikka ega o‘tkazish polosali yoki uzatish tezligiga ega ma’lum sondagi namunaviy kanallar yoki namunaviy guruhli traktlarni shakllantirishni ta’minlaydi;
   
2. 
   Traktning bog‘lovchi uskunasi (BU), u KHU chiqishidagi ko‘p kanalli signalning parametrlarini optik uzatkichning parametrlari bilan bog‘laydi;
   
3. 
   Optik uzatkich (OUz), u elektr signalni to‘lqin uzunligi optik tolaning biron-bir shaffoflik darchasi bilan birday bo‘lgan optik signalga o‘zgartiradi. OUz tarkibiga quyidagilar kiradi: optik nurlanish manbai (ONM)-bir yoki bir necha parametrlari BU dan kelayotgan ko‘p kanalli elektr signal bilan modullanadigan optik eltuvchi manbaini va optik nurlanishni iloji boricha kam yo‘qotib optik tolali kabelga kiritish uchun zarur bo‘lgan moslashtiruvchi qurilma (MQ). Odatda, optik nurlanish manbai va moslashtiruvchi qurilma (MQ) uzatuvchi optik modul (UzOM) deb ataluvchi yagona blokni hosil qiladi;
   
4. 
   Optik kabel: uning tolasi (OT) optik nurlanish tarqaladigan muhit bo‘lib xizmat qiladi;
   
5. 
   Optik retranslyator (OR): u signal optik tola (OT) orqali o‘tayotganda uning so‘nishini kompensatsiyalashni va turli xil buzilishlarni korreksiyalash (tog‘rilash) ni ta’minlaydi. OR xizmat qiluvchi yoki xizmat qilmaydigan xillarga bo‘linishi mumkin va ular retranslyasiya tarmoqlari deb ataluvchi ma’lum masofani oralatib o‘rnatiladi.OR da optik kvant kuchaytirgichlar yordamida optik signalni o‘zgartirish orqali hosil qilingan elektr signalga ham va to‘g‘rilangan elektr signalni navbatdagi o‘zgartirish orqali hosil qilingan optik signalga ham ishlov berish (kuchaytirish, korreksiyalash, regeneratsiyalash va hokazo) lar bajarilishi mumkin;
   
6. 
   Optik qabul qilgich (OQq): u optik nurlanishni qabul qilish va uni elektr signalga o‘zgartirishni ta’minlaydi. OQq tarkibiga optik nurlanishni iloji boricha kam yo‘qotib OT dan chiqarish uchun zarur bo‘lgan moslashtiruvchi qurilma (MQ) vaoptik nurlanishning qabul qilgichi (ONQq) kiradi. Optik nurlanishning moslashtiruvchi qurilmasi bilan qabul qiluvchi optik modul (QqOM) ni ifodalaydi.
   
7. 
   Qabul qilish traktining bog‘lovchi uskunasi (BU): u qabul qiluvchi optikmodulning chiqishidagi signalni tegishli KHU ning ko‘p kanalli signaliga o‘zgartiradi;
   
8. 
   Qabul qilish traktining kanal hosil qiluvchi uskunasi: u ko‘p kanalli signalni ayrim namunaviy kanallar va traktlarning signaliga teskari o‘zgartirishni amalga oshiradi.
   

OTUT ning umumiy sxemasi 1.1.2-chizmada keltirilgan.

1.1.2-chizma. OTUT ning umumiy sxemasi.

1.1.3-chizma. OTUT ning tuzilish sxemasi.

OTUTningoptikuzatkichielektrsignallarnioptiksignallargao‘zgartirishniamalgaoshiruvchielectronoptiko‘zgartirgich – yaxlitholdauzatuvchioptikmodul (UOM) shaklidatuziladi.

1.1.4-chizma. Optik uzatkichning umumiy tuzilish sxemasi.
Uzatuvchi optoelektron modul (UOM) ning umumiy tuzilish sxemasi 1.1.4– chizmada keltirilgan, bu yerda quyidagi belgilashlar qabul qilingan:MSSH- modulyatsiyalovchi signalni shakllantirgich, u bog‘lovchi uskunaning (‘Optik tolali uzatish tizimining umumiy tuzilish sxemasi’ dagi 1.1.1– chizmaga qarang) chiqishidan chiqayotgan optik modulyator yoki optik nurlanish manbaining optimal ish tartibini ta’minlovchi uskunaga kelib tushadigan signalni o‘zgartirishni amalga oshiradi. ONM –optik nurlanish modulyatori, bu yerda optik nurlanish parametrlaridan biri (jadalligi, chastotasi, fazasi, qutblanishi va boshqalar) ni modulyatsiyalash amalga oshiriladi, ON – optik nurlanish manbai, OT- optik tarmoqlagich, u optik signalni ON ITS-optik nurlanish manbai ish tartibining stabilizatoriga yo‘naltiradi, LOS- liniya optik signali ( optik kabel orqali uzatiladigan modulyatsiyalangan optik nurlanish) , DKS- optoelektron modulning ish qobiliyatini tekshirishga mo‘ljallangan diagnostika qurilmasining sxemasi, MQ va OU- optik signalni optik kabelga kirishini ta’minlovchi, moslovchi qurilma va optik ulagich, OT- optik tola. Optik nurlanish manbai UOM ning ishlashini sifat jihatidan aniqlaydigan asosiy blok hisoblanadi.