Tolali optik aloqa tizimlarini loyihalashtirish asoslari

16- MA’RUZA
TOLALI OPTIK ALOQA TIZIMLARINI LOYIHALASHTIRISH ASOSLARI
Reja:

16.1. Tizim va uzatish liniyalarini loyihalashga tizimli yondoshish asoslari.

16.2. Loyihalashga boshlang‘ich ma’lumotlar. Asosiy loyiha xujjatlari.

16.3. Loyihalashning asosiy bosqichlari.

16.4. Tolali optik uzatish liniyalarini loyihalash bo‘yicha asosiy qoidalar.

16.5. Uzatish liniyasi uchastkalarining uzunligini hisoblash va loyihalash.

16.1. Tizim va uzatish liniyalarini loyihalashga tizimli yondoshish asoslari
Loyihalashga tizimli yondashuv, yakuniy maqsadlarga erishishga juda ham sezilarli ta’sir etuvchi, alohida qismlarning o‘zaro ta’sirini hisobga olgan holda, muayyan sharoitlarda aniq funksiyalarni bajaruvchi, to‘liqligicha yagona ob’ekt sifatida tizim va uning ishlashini o‘rganishni ko‘zlaydi. Bunda sistemologiya, sistemotexnika, operatsiyalarni tadqiq etish nazariyasi va matematik dasturlash nazariyasi kabi tizimli fanlarning metodologiyasi va matematik apparati muvaffaqiyatli ishlatilishi mumkin.

Tizimli yondashuv turli loyihalash bosqichlari (dastlabki effekt, texnik loyiha, ilmiy tadqiqot ishi va b.q.) da amalga oshirilishi mumkin, biroq eng samarali effektga tizimning tuzilish sxemasi tanlanadigan va uning asosiy parametrlari baholanadigan, dastlabki loyihalash bosqichida erishiladi.

Optimal loyihalashga tizimli yondashuvning asosiy prinsiplarini quyidagicha ifodalash mumkin:

1. Optimal qismdan tarkib topgan tizim, umumiy holda optimal hisoblanmaydi. To‘liq holda tizimni optimallashtirish, qismlar bo‘yicha optimallashtirish bilan almashtirilganda, ko‘pincha xato xulosalarga olib kelishi mumkin. Qismlar bo‘yicha optimallashtirish to‘liq optimallashtirishdagidek natijalarga olib keladi, faqatgina shu holdaki, qachonki tizimning bir qismining parametrlari boshqa qismining parametrlarini tanlashga ta’sir etmasa, bu amaliyotda nisbatan kam uchraydi.

2. Tizimni optimallashtirish son bo‘yicha aniq va yagona, optimallash-tirish maqsadini matematik ko‘rinishda aks ettiruvchi, mezon bo‘yicha olib borilishi kerak. Tizimning optimallashtiriladigan parametrlarining funksiyasi ko‘rinishida namoyon bo‘lgan, optimallik mezoni maqsad funksiyasi deb ataladi. Qoida bo‘yicha u yoki bu usullar bilan o‘zaro bog‘liq, bir necha optimallik mezonlarining mavjudligi, jarayonni logik tugagungacha etkazishga imkon bermaydi, son bo‘yicha aniq mezonning mavjud emasligi ishlab chiqaruvchi tomonidan uning oldiga qo‘yilgan vazifani etarlicha tushinmasligi xaqida dalolat beradi.

3. Tizim optimallashtirilishi kerak, qachonki optimallashtiriladigan parametrlarga sonli aniq chegaralar berilsa. Optimallashtirish sharoitlariga bog‘liq bo‘lgani uchun tizimning optimalligi doimo nisbiy, shartli. SHuning uchun optimallashtirish sharoitlari real sharoitlar bilan etarlicha aniq mos kelishi kerak.

Optimal tizimlarni loyihalash matematik usullar bilan amalga oshiriladi, bunda tizimning matematik ifodasiga, ya’ni uning matematik modelini ishlab chiqishga zaruriyat yuzaga keladi. Matematik model asosini tizimning tashqi va ichki parametrlari o‘rtasidagi analitik nisbatlar (aloqa tenglamalari) tashkil etadi. Tashqi parametrlar tizimni foydalanuvchi nuqtai nazaridan ta’riflaydi. Xususan, bunday parametrlar xalaqitlarga bardoshlilik, kanallar soni, o‘tkazish qobiliyati, ishonchlilik, narxi, gabarit o‘lchami, og‘irligi va b.q. bo‘lishi mumkin. Ichki parametrlar tizimni ishlab chiqaruvchi nuqtai nazaridan ta’riflaydi. Uzatish tizimlari uchun bunday parametrlar quyidagilar hisoblanadi: modulyasiya turi, kod turi, o‘zgartirish pog‘onalarining soni, qo‘llaniladigan elementlarning turi va b.q. Keyingi boblarda keng ishlatilinadigan, analitik ko‘rinishdagi tizimning tashqi va ichki parametrlari o‘rtasidagi aloqa tenglamalari quyidagi natijalardan olinishi mumkin:

- nazariy tadqiqotlar (masalan, xalaqitga bardoshlilik, o‘tkazish qobiliyati, ishonchlilik va b.q. uchun aloqa tenglamalari),

- texnik – iqtisodiy hisoblashlar (masalan, narx – navo, keltirilgan xarajatlar va b.q. uchun aloqa tenglamalari),

- eksperimental bog‘liqliklar yoki emperik ma’lumot approksimatsiyasi (masalan, xatolik ehtimolligi, nutq signallarining aniqligi va b.q. uchun aloqa tenglamalari),

- tizim yoki uning kichik tizimlarini EHM da imitatsion modellashtirish natijasida (masalan, qo‘llaniladigan kod turiga bog‘liq holda xalaqitlardan himoyalanganlik yoki xatoliklar xarakteriga bog‘liq holda sinxronizatsiya tizimi parametrlari uchun aloqa tenglamalari).

Aloqa tenglamalaridan ba’zilari ehtimolli xarakterga ega, chunki signal, kanal va xalaqitlarning statistik xarakteristikalarini e’tiborga oladi.

Optimallashtirish masalasini echishda birinchi bosqichda ro‘yxat tuziladi, ya’ni e’tiborga olish kerak bo‘lgan omillar tanlanadi. Bu omillarni ishlatishning ruxsat etilgan chegaralarini aniqlash kerak. Bundan kelib chiqib, mumkin bo‘lgan ruxsat etilgan echimlar doirasi aniqlanadi. Keyingi bosqichda mezon va chegaralar tanlanadi. Maqsad (maqsadlar) loyihalashtiriladigan tizimning istalgan (maqsad etilgan) xolati sifatida, ya’ni rivojlantiruvchi natija sifatida aniqlanadi. Aytib o‘tilgandek, maqsadga erishish ko‘pgina xolatlarda, tizimning tashqi va ichki parametrlarining qiymati kabi ehtimolli xarakterga ega va nimani bajarish mumkin bo‘lishidan ajralmaydi. SHu tarzda, maqsadlar ularga erishish vositalaridan ajralmagan, bu maqsadlarga erishish doimo chegaralangan. Natijada, qoida bo‘yicha, maqsadlar ierarxiyasi shakllanadi, ulardan biri (asosiylari) mezonlar vazifasida, boshqalari chegara vazifasida namoyon bo‘lishi mumkin. Bunda ularni qarama – qarshi qo‘yish mumkin emas, oldin mezon bo‘lganlar, keyinchalik chegara bo‘lishi mumkin va aksincha.

Mezon – qaror qabul qilishning tanlangan variantining maqsadga muvofiqligini baholash imkonini beruvchi ko‘rsatkich. Mezonning matematik ta’rifi – mezonli yoki maqsadli, funksiya.

CHegara – ko‘riladigan variantlar sonini chegaralovchi, omillar.

Agar analitik ifoda yordamida u yoki bu Z masalaning maqsadini va unga erishish vositalari x_i ni bog‘lashga erishilsa, unda maqsadli yoki mezonli, W funksiya olinadi:

Z = W (X, T),
bu erda, X – boshqariluvchi o‘zgaruvchilar (maqsadga erishish vositalari); T – chegara (yo‘naltirilgan o‘zgaruvchilar).

Minimum yoki maksimum Z – optimallashtirish mezoni, qabul qilingan qaror samarasining chegaraviy o‘lchovini sonli ifodalovchi:

Z_{min (maks)} = W* (x₁*, x₂*,…, x_m*, T),
bu erda, x_i* - T chegaralarda boshqariluvchi o‘zgaruvchilarning optimal qiymatlari, i = 1, m.

Optimallashtirish masalalarini to‘g‘ri va teskari tashkil etish usullari farqlanadi. Masalan, to‘g‘ri tashkil etishda mezon sifatida S xarajatlar (kapital, ekspluatatsion va b.q.) birinchi o‘rinda turadi, lekin E qaror (ishonchlilik, xalaqitbardoshlilik, o‘tkazish qobiliyati, regeneratsiyalash uchastkasi uzunligi va b.q.) ning effekt yoki samaradorligi chegara hisoblanadi:

S_min = min (S₁, S₂, …, S_m), E ≥ E_te,

bu erda, E_te – effektning talab etiladigan qiymati (masalan, tayyorlik koeffitsienti).

Masalani teskari tashkil etishda mezon sifatida effekt (qaror samaradorligi) birinchi o‘rinda turadi, xarajatlar esa chegara hisoblanadi:
E_maks = maks (E₁, E₂, E_m), C < S _r.e,
Bu erda, S _r.e – ruxsat etilgan xarajatlar.

Axborotlashtirilganligiga bog‘liq holda optimallashtirish masalasi quyidagi sharoitlarda echilishi mumkin:

- aniqlilik, qachonki tizimning tashqi va ichki parametrlari bir qiymatli aniqlanganda;

- stoxastik (tavakkal, xavfli sharoitlarda), qachonki parametrlar qiymati tasodifiy xarakterga ega bo‘lsa, lekin ehtimolli xarakteristikalar bilan aniqlanishi mumkin;

- noaniqlilik, qachonki parametrlar qiymati noma’lum bo‘lsa, ya’ni xattoki ularning ehtimollik xarakteristikalari mavjud bo‘lmaydi.

Optimallashtirish masalalarini echish uchun qo‘llaniladigan, eng keng tarqalgan matematik metodlarga, aniqlilik sharoitlarida chiziqli va dinamik dasturlash usullari kiradi, tavakkal va xavfli sharoitlarda – statistik sinash usullari (Monte – Karlo usuli), noaniqlilik sharoitlarida – ierarxiyalarni taxlil qilish usullari kiradi [123].

16.2. Loyihalashga boshlang‘ich ma’lumotlar. Asosiy loyiha xujjatlari
Telekommunikatsiya tarmoqlarining uzatish liniyalarini loyihalash va qurish haqida qaror regionlararo kompaniyalarni va operatorlarning aloqa tarmoqlarini, ularning magistral, zonaviy va mahalliy birlamchi tarmoqlarini va texnologik aloqa tarmoqlarini rivojlantirish sxemalari asosida, shuningdek iqtisodiy maqsadga muvofiqlilik, xo‘jalik, ijtimoiy va xavfsizlik zaruriyatlari asosida qabul qilinadi. Loyihalash uchun boshlang‘ich ma’lumotlar quyidagilar hisoblanadi:

- aloqani tashkil etish sxemasi;

- turli ishlab chiqaruvchilarning apparatura va kabellari texnik xarakteristikalariga qo‘yiladigan talablar, ishonchlilik va narx navoni qo‘shib;

- uzatish liniyalarining talab etiladigan o‘tkazish qobiliyati, shuningdek rivojlanish istiqbolini e’tiborga olgan holda;

- aloqa operatorining ta’sir doirasida talab etiladigan ishonchlilik ko‘rsatkichlari va b.q.

Loyihalash bosqichida aniqlash kerak bo‘lgan, tarmoqning asosiy xarakteristikalari quyidagilar hisoblanadi: ishonchlilik, asosiy va rezerv o‘tkazish qobiliyatlari kattaliklarining nisbati, boshqariluvchanlik, moslashuvchanlik va masshtabga muvofiqlik. Bundan tashqari tarmoq iqtisodiy xarakteristikalarga ham ega, masalan, kapital xarajatlar va uning raqobatlilik qobiliyatini aniqlovchi, xarajatlarni oqlash vaqti.

Birlamchi telekommunikatsiya tarmoqlarini qurish va rekonstruksiya qilish raqamli uzatish tizimlaridan, raqamli kommutatsiya tizimlaridan va tolali optik aloqa liniyalaridan keng foydalanish asosida amalga oshiriladi. Birlamchi tarmoqning uzatish liniyalarini qurish va rekonstruksiya qilish bo‘yicha ishlar faqatgina loyiha va smeta mavjud bo‘lgandagina olib boriladi. Loyiha va smetalar qoida va tarkib, moslashish tartibi haqidagi boshqaruvchi materiallarga mos holda ishlab chiqiladi va bino, inshoot, korxonalarni qurish va rekonstruksiya qilishga loyiha – smeta xujjatlari tasdiqlanadi.

Birlamchi telekommunikatsiya tarmoqlarining faoliyatdagi uzatish liniyalarini qurish va rekonstruksiya qilishni loyihalashni asosan «Aloqa loyiha» Davlat Unitar korxonasi amalga oshiradi. Bundan tashqari loyihalash bo‘yicha ishlar aloqa tarmoqlari operatorlari tomonidan ham olib boriladi. Ularning tarkibiga aloqa inshootlarining faoliyat maydoni doirasida ularni qurish loyihalarini aniqlovchi va qurilish maydonlarini tanlashda ishtirok etuvchi va aloqa inshootlarini qurish va rekonstruksiya qilishga texnik sharoitlar (TSH) ni tuzuvchi loyiha bo‘limlari (yoki ularga o‘xshash xizmatlar) kiradi.

Loyihalash jarayonida ishchi muloqotga: aloqa inshootlarini qurishni rejalashtiruvchi buyurtmachi, (vazirlik, muassasa, aloqa operatori va b.q.) va loyiha ishini amalga oshiruvchi bosh loyihachi - loyiha tashkiloti kiradi, bunda maxsus loyiha tashkilotlari ham jalb etilishi mumkin. Loyiha tashkilotlari buyurtmachi bilan birgalikda texnik - iqtisodiy asoslashlar (TIA) ni ishlab chiqaradi.

Bu loyiha xujjatida zaruriyatning texnik - iqtisodiy va sotsial asoslari va uzatish liniyalarini qurish va rekonstruksiya qilish tartibi beriladi. Bunda qurilish yoki rekonstruksiya qilish narxini, kapital qo‘yilmalarning samaradorligini aniqlash va ularni optimallashtirish maqsadida kelgusi qurilish joylarida topografik, injener - geologik, gidrologik va boshqa izlanishlar bajariladi.

Loyiha qarorlari loyiha hujjatlari ko‘rinishida rasmiylashtiriladi, ularning tarkibi va tuzilmasi loyihalashtirilayotgan aloqa inshootlarining yangiligi va murakkabligi, namunaviy yoki qayta qo‘llaniladigan loyihalarning va b.q. ning mavjudligi bilan aniqlanadi.

Namunaviy yoki nisbatan murakkab bo‘lmagan aloqa inshootlarini qurish bir bosqichda amalga oshadi (bir bosqichli loyihalash), uning uchun ishchi loyihaga loyihalashga topshiriq (LT) asosiy loyiha xujjati hisoblanadi.

Loyihalashga topshiriq bosh loyihachi bilan birgalikda buyurtmachi tomonidan tuziladi, zaruriyat bo‘yicha esa texnik - iqtisodiy asoslash (TIA) ishlab chiqarilgan bosqichda qabul qilingan qarorlar negizida maxsus tashkilotlar tomonidan ham tuziladi.

Loyihalashga topshiriqda quyidagilar ko‘rsatiladi:

• 
  loyihalashtirilayotgan liniya nomi va uni loyihalash uchun asos va aloqaning yangi tarmoq tugunlarini qurish yoki mavjudlarini ishlatish;
  
• 
  aloqa kanallari ajratilishi kerak bo‘lgan, oxirgi tugun va oraliq punktlar belgilangan uzatish liniyasining yo‘nalishi;
  
• 
  turli ierarxiyalarning raqamli oqimlari yoki asosiy raqamli kanallari (ARK) ning tovush chastotali kanallari (TCHK) ning umumiy soniga keltirilgan, uzatiladigan axborotlarning turi va hajmi (telefon, telegraf va faksimil aloqa, ma’lumotlarni uzatish, Internet, elektron pochta, televidenie va ovoz eshittirishlari, mobil radioaloqa roumingi va b.q.);
  

- raqamli uzatish tizimlarini, kabel turini tanlash va ularni etkazib beruvchi manbalar bo‘yicha dastlabki tavsiyalar;

- tarmoq topologiyasi bo‘yicha tavsiyalar, uning elementi loyihalashtirilayotgan uzatish liniyasi bo‘ladi;

- rekonstruksiyani tugatish yoki loyiha quvvatini o‘rganish davrida vaqtli aylanma aloqani va birlamchi tarmoqning bog‘lovchi liniyalarini tashkil etish bo‘yicha talablar;

- texnik va yordamchi binolarni qurish, manbalarni va elektr ta’minoti, issiqlik ta’minoti tarmoqlarini va ularga muhandislik kommunikatsiya xizmatlarini loyihalash kerakligi asoslari;

- uzatish liniyasining ishonchlilik ko‘rsatkilariga talablar va ularni turli ta’sirlardan, shuningdek ruxsatsiz ulanishlardan himoyalash bo‘yicha tadbirlarga talablar;

- uzatish liniyasining telekommunikatsiya tarmog‘idagi boshqa inshootlari va ularning tarkiblari bilan o‘zaro aloqasi;

- favqulodda holatlarga tadbirlar;

- uzatish liniyasidan foydalanishni tashkil etish, ekologiya va atrof muhitni muhofaza qilish bo‘yicha talablar;

- seysmiklik, ekinli gruntlar guruhi, suvli va boshqa to‘siqlar va va b.q. haqida dastlabki ma’lumotlar;

- kapital qo‘yilmalarning o‘lchamini belgilovchi qurilishning mehnat sig‘imi, material sig‘imi va kapital qo‘yilmalar samaradorligining solishtirma ko‘rsatkichlari;

- texnik- iqtisodiy ko‘rsatkichlari va moliyalashtirish manbalari;

- uzatish liniyalarini qurish va rekonstruksiya qilishning boshlanish va tugatish muddatlari.

- loyiha variantlarini amalga oshirish samaradorligini texnik iqtisodiy baholash;

- telekommunikatsiya tarmoqlarining ekspluatatsiyasi va boshqarishning zamonaviy texnologiyalari;

- taktli tarmoq sinxronizatsiyasi va b.q.

YAngi telekommunikatsiya texnologiyalarini ishlatishda, namunaviy va bunga o‘xshash loyihalar mavjud bo‘lmaganda, aloqaning murakkab inshootlarini loyihalash ikki bosqichda olib boriladi (ikki bosqichli loyihalash). Bunda ishchi loyiha xujjati loyihaning muhim xujjati hisoblanadi.

Loyiha bir qator zarur bo‘limlardan iborat: