O`ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI “Optik aloqa tizimlari” fanidan Mustaqil ish-2 Mavzu: Optik aloqa tizimlarining tuzilish prinsiplari Bajardi: Noriyev Sirojiddin Tekshirdi: Davletova Xolisaxon Toshkent-2023 REJA: 1. Optik aloqa, uning afzalliklari va qo’llanilish sohalari 2. Optik aloqa tizimi uzatuvchi modulining vazifasi va tuzilishini tafsivlash va prinsiplari 3. Optik tola turlari va ularning tavsiflari 4. Xulosa 5. Foydalanilgan adabiyotlar Optik aloqa tizimlarining tuzilish prinsiplari Optik aloqa bu axborot yorug‘lik nuri ko‘rinishida optik tola bo‘ylab yoki ochiq fazo atmosferada uzatiladigan aloqadir. Axborot tola orqali uzatilsa, tolali optik aloqa tizimi, ochiq atmosferada uzatilsa, ochiq optik aloqa tizimi deyiladi. Ochiq optik aloqa tizimlarida nurlanish manbalari elektromagnit to‘lqinlarni ochiq fazoga nurlantiradi, bunda nurlanishni tarqalish yo‘nalishi faqatgina antennaning yo‘nalish diagrammasi bilan aniqlanadi. Ochiq optik aloqa tizimlarining uzatuvchi muhiti o‘z navbatida uch turga bo‘linadi: atmosfera, kosmik va suv osti aloqa muhitlari. Atmosfera ochiq optik aloqa 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 loyihalashtirishda yuzaga keladigan eng muhim masala hisoblanadi. 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). Optik aloqa tizimining asosiy yo‘nalishi tolali optik aloqa tizimi hisoblanadi. Chunki hozirgi vaqtda yuqori darajadagi uzatish xarakteristikalariga ega bo‘lgan yorug‘lik uzatgichlar ishlab chiqilgan. Ammo axborotlarni ochiq fazoda, atmosferada uzatishga asoslangan ochiq optik aloqa tizimlari ham, radio optik aloqa uchun ajratilgan chastotalarni to‘ldiruvchi vosita sifatida qiziqishlarni namoyon etadi. Tolali optik aloqa tizimlarida elektromagnit nurlanishlarni tarqalish yo‘lini tashkil etish uchun maxsus optik yorug‘lik uzatgichlar-optik tolalar qo‘llaniladi. Tolali optik aloqa tarmog‘i bu tugunlar orasi optik aloqa liniyalari orqali bog‘langan aloqa tarmog‘idir. Axborotni tolali optik aloqa liniyalari orqali uzatish mis kabellar va boshqa uzatish muhitlariga qaraganda bir qancha afzalliklarga ega. Shu afzalliklari tufayli tolali optik aloqa tizimidan nafaqat telefon aloqasini tashkil etishda, balki televideniyada, ovoz eshittirishlarini uzatishda, hisoblash texnikasida, transport vositalarida va boshqa sohalarda keng foydalanilmoqda. Tolali optik aloqa tizimlarida uzatish muhiti sifatida qo‘llaniladigan optik tolalarning afzalliklari. O‘tkazish oralig‘ining kengligi. Bu tashuvchi chastotasining juda yuqoriligi 10, 14, 10, 15 Gs bilan tushuntiriladi. Bitta optik tola bo‘ylab sekundiga bir necha terabit axborotlar oqimini uzatish imkoniyati mavjud. O‘tkazish oralig‘ining kengligi tolali optik aloqaning mis va boshqa axborot uzatish muhitlaridan ustun turuvchi eng muhim afzalligidir. Optik tolada yorug‘lik signallarining kam so‘nishi. Hozirgi kunda ko‘plab kompaniyalar tomonidan ishlab chiqarilayotgan optik tolalar 1 kanal kilometr hisobida 1,55 mkm to‘lqin uzunligida 0,2-0,3 dB/km so‘nishga ega. Shovqin sathini kichikligi optik tolaning o‘tkazish qobiliyatini oshiradi. Optik tolali uzatgichlar: Ma'lumotlarni optik kanallar orqali uzatish uchun signallarni elektrdan optikga aylantirish, aloqa liniyasi orqali uzatish va keyin qabul qilgichda elektrga o'tkazish kerak. Ushbu transformatsiyalar optik komponentlar bilan bir qatorda elektron komponentlarni o'z ichiga olgan qabul qiluvchi-uzatuvchi qurilmada sodir bo'ladi. Transmissiya texnologiyasida keng qo'llaniladigan vaqtni taqsimlash multiplekseri uzatish tezligini 10 Gb / s gacha oshirishga imkon beradi. Zamonaviy yuqori tezlikdagi optik tolali tizimlar quyidagi uzatish tezligini standartlarini taklif etadi Dalgaboy uzunligini multiplekslash yoki to'lqin uzunligini taqsimlash multipleksatsiyasining yangi usullari ma'lumotlarni uzatish zichligini oshirishga imkon beradi. Shu maqsadda har bir oqimning turli to'lqin uzunliklarida uzatilishi yordamida bitta optik tolali kanal orqali bir nechta multiplekslangan ma'lumot oqimlari yuboriladi. WDM qabul qiluvchisi va uzatgichidagi elektron komponentlar vaqtni taqsimlash tizimida ishlatilgandan farq qiladi. Shovqindan yuqori darajada himoyalanganligi. Optik tola dielektrik materiallar – kvars, ko‘p tarkibli shisha, polimerlardan tayyorlanganligi uchun u elektromagnit nurlanishni induksiyalash xususiyatiga ega atrofidagi mis kabelli tizim va elektr qurilmalarning (elektr uzatish liniyalari, elektrodvigatelli uskuna va boshqalar) tashqi elektromagnit shovqinlariga ta’sirchan emas. Yengilligi, hajmi va o‘lchamlarining kichikligi. Optik kabellar mis kabellar bilan solishtirilganda ancha yengil va hajmi kichik. Masalan, 900 juftli 7,5 sm diametrli mis telefon kabeli 0,1sm diametrli bitta optik tola bilan almashtirilishi mumkin. Agar optik tola bir necha himoya qobiqlaridan iborat va bron po‘lat lenta bilan qoplangan bo‘lsa, bunday tola diametri 1,5 sm ga teng bo‘ladi, bu esa ko‘rilayotgan mis kabel diametridan bir necha marta kichik. Yong‘indan himoyalanganligi. Optik tolada uchqun hosil bo‘lmasligi kimyoviy, neftni qayta ishlovchi korxonalarda, portlash va yong‘in xavfi mavjud bo‘lgan binolarda xavfsizlikni oshiradi. Iqtisodiy jihatdan samaradorligi. Optik tola kvarsdan ishlab chiqariladi. Uning asosini tabiatda keng tarqalgan kremniy ikki oksidi SiO tashkil etadi. Demak tolali optik kabellarni ishlab chiqarish uchun noyob rangli metal sarflanmaydi. Mis va qo‘rg‘oshinning dunyoviy zahiralari chegaralangan hozirgi vaqtda noyob bo‘lmagan maxsulotga o‘tish kabelli aloqa texnikasining kelgusi rivojlanishi uchun muhim omil hisoblanadi. Natijada optik kabellarning narxi mis kabellarga nisbatan arzonlashadi. Masofaviy elektr ta’minotga ega ekanligi. Ba’zi hollarda tarmoq tugunlarining masofaviy elektr ta’minoti talab etiladi. Buni optik tola orqali amalga oshirib bo‘lmaydi. Bu holda optik tola bilan birgalikda mis o‘tkazish elementi bilan jihozlangan aralash kabellardan foydalanish mumkin. Bunday kabellar ko‘pgina mamlakatlarda keng qo‘llaniladi. Yangi turdagi optik tolalarning (siljigan dispersiyasi nolga teng bo‘lmagan), keng polosali kvant optik kuchaytirgichlarning yaratilishi to‘liq optik tizim va optik traktlarni qurish imkoniyatini yaratmoqda. Optik aloqa tizimi uzatuvchi modulining vazifasi va tuzilishini tafsivlash Optik aloqa tizimi uzatuvchi modullar, optik sinalni uzatish, ya'ni optik aloqani uzatish va olish vazifasini bajarish uchun ishlatiladigan qurilmalardir. Bu modullar, optik signalni bir uchdan boshqasiga o'tkazish vaqtini keltirishsiz oshirish, tarkibiy yo'nalishni o'zgartirish, tizimni qo'llab-quvvatlash va boshqarish uchun foydalaniladi. Optik aloqa tizimi uzatuvchi modullar quyidagi tarkibiy qismlardan iborat bo'lishi mumkin: Optik o'zgaruvchi (Optical Transducer): Bu qisim, elektrik signalni optik signalga aylantirish va optik signalni elektrik signalga aylantirishni amalga oshiradi. Optik o'zgaruvchi, optik sinalni elektrikli sinalga o'tkazish uchun qo'llanilgan optik o'zgaruvchilar, misol uchun laserlar, fotodiodlar, fototransistorlar, fotodetektorlar va boshqalaridan iborat bo'lishi mumkin. Optik to'lovchi-sinovchi (Optical Amplifier/Repeater): Uzatuvchi modulning bu qismi, optik aloqani kuchaytirish va signalni keltirishga yordam beradi. Optik to'lovchi-sinovchilar, optik signalni kuchaytirish uchun amplifikatsiya qiluvchi vositalardir. Bu amplifikatsiya, optik signalni keltirish masofasi davomida keltirish kuchi yo'qotishini oldini olish uchun qo'llaniladi. Optik to'lovchi-sinovchilar, optik sinalni yangilash va qayta tiklashga yordam berish uchun ham foydalaniladi. Optik sinalni o'zgartiruvchi (Optical Converter): Bu qisim, optik sinalni boshqa bir dalaga o'tkazish uchun mo'ljallangan bo'lib, optik tarzda berilgan signalni boshqarishni amalga oshiradi. Bunda, optik signalni bir yo'nalishdan boshqasiga o'tkazish uchun optik sinalni elektrik signalga, radio signalga yoki boshqa modulatsiya shakllariga o'tkazish mumkin. Optik aloqa tizimi uzatuvchi modullar, optik aloqa tizimlarida uzatish va boshqarishning muhim qismlari hisoblanadi. Ular, optik signalni kuchaytirish, tashqi parazitlarni tozalash, optik signalni yangilash va qayta tiklash imkoniyatlarini beradi. Bu modullar, optik aloqa tizimlarini kengaytirish, uzatish va optik signalni o'zgartirish uchun kritik ahamiyatga ega bo'lgan qurilmalardir OOATning tuzilish sxemasi ko‘rsatilgan. OOATning tuzilish sxemasi tarkibiga quyidagi bloklar kiradi: KHQU - kanal hosil qiluvchi uskuna; MvQ — muvofiqlashtiruvchi qurilma; OUz — optik uzatkich; ONM — optik nurlanish manbayi; MQ - moslashtiruvchi qurilma; UzOM - uzatuvchi optik modul; OOATUM — ochiq optik aloqa tizimining uzatish muhiti; OR - optik retranslyator; OQq - optik qabul qilgich; QqOM — qabul qiluvchi optik modul; ONQq — optik nurlanish qabul qilgichi. Sxema OATlariga xos standart texnik qurilmalardan iborat. Tolali optik liniya traktiga OUz, OOATUM, OR, OQq kiradi 1.4- rasmda ko'rsatilganidek, uzatuvchi stansiyadan N kanalning birlamchi elektrik signallari KHQUga tushadi. KHQU chiqishidan ko‘p kanalli elektr signali muvofiqlashtiruvchi qurilmasiga beriladi. MvQ da bu signal optik uzatkich parametri bilan moslashtiriladi. OUz da elektr signali optik tashuvchini modulyatsiyalash yo‘li bilan optik signalga o‘zgaradi. So‘ng bu optik signal OOATUM bo‘ylab uzatiladi. Optik signal uzatish muhiti bo‘ylab tarqalganda so‘nadi vabuziladi. Optik maqsadida m a’lum oraliqlarda signallarning signallarni uzoq buzilish masofalarga darajasiga uzatish qarab, ret- ranslyatorlar: regenerator yoki kvant optik kuchaytirgichlari o ‘rnatiladi. Regenerator kirishida optik signallar elektr signallariga, chiqishida esa elektr signallardan optik signallarga o ‘zgartiriladi, ya’ni regeneratorlarda elektr signallar kuchaytiriladi, sozlanadi va boshlang‘ich shakli tikianadi. Kvant optik kuchaytirgichlariqo‘llanilganda esa so‘ngan optik signallar elektr signaliga o ‘zgar-tirilmasdan optik signallar ko‘rinishida kuchaytiriladi.Qabul qilishda teskari jarayon amalga oshiriladi, ya’ni qabulqilingan optik signal ko‘pkanalli elektr signalga o ‘zgartiriladi va KHQU chiqishida N kanal signallariga ajratiladi. OOAT uzatish muhiti atmosfera, kosmik va suvosti aloqa muhitlari bo‘lishi mumkin. Atmosferali OOATda to ‘lqinlarning tarqalish xarakteristikasi yetarli darajada ob-havo sharoitlariga bog‘liq. Atmosfera va suvosti uzatish muhitlarining fizik nuqtayi nazaridan nobirjinshgi va ular tarkibidagi begona zarrachalarning 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 tarzd a u zatish m u h itla rin i tahlil qilish , aloqa tizimlarin iloyihalashtirishda yuzaga keladigan eng muhim masala hisoblanadi.To‘lqinlarning tarqalish yo‘nalishiga tushib qoladigan zarrachalar,asosan, optik nurlanishni yutadi va sochadi. Bu omillarning ta’sirdarajasi muhit turiga (suvosti, 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 Optik aloqada axborotlarni yorug‘lik yoki optik signallar ko‘rinishida uzatish va qayta ishlash amalga oshiriladi. Optik aloqa uchun yorug‘lik nurlanishi va to‘lqin uzunligi turini tanlash uzatilayotgan axborot xarakteriga, shuningdek nurlanish hosil qilish imkoniyalariga, undan signal shakllanishiga, yorug‘lik to‘lqinini uzatish va qayta ishlashga va nihoyat, axborotga ega signalni qabul qilishga bog‘liq. Sxema aloqning turlari tolali optik aloqa va ochiq optik optik aloqaga xos standart bloklardan (elementlardan) tashkil topgan. Axborotlar manbaidan uzluksiz yoki raqamli signallar beriladi. So‘ng signallar yorug‘lik oqimi-tashuvchi chastotaning elektromagnit tebranishlarini modulyatsiyalaydi. Intensivlik bo‘yicha modulyatsiyalangan optik signalni bevosita fotodetektorga berib, osongina uni boshlang‘ich signal ko‘rinishini saqlagan elektr signaliga aylantirish mumkin. Optik signallarni qabul qilishning bu usuli to‘g‘ridan-to‘g‘ri fotodetektorlash usuli deyiladi. Hozirgi kunda optik aloqaning oxirgi qurilmalari sifatida raqamli uzatish tizimlari (RUT)dan foydalanilmoqda. Chunki RUT analog uzatish tizimlariga qaraganda quyidagi afzalliklarga ega: shovqinga bardoshliligi, yuqori signalni uzatish sifati liniya trakti uzunligiga kam bog‘liq, texnik iqtisodiy ko‘rsatkichlari yuqori va boshqalar. Kanallari chastota bo‘yicha bo‘lingan analog uzatish tizimlarining bir qancha kamchiliklari tufayli, ularning optik aloqada qo‘llanilishi chegaralangan. Vazifasi va signallarni uzatish masofasiga ko‘ra tolali optik aloqa tizimlari magistral, mintaqaviy, mahalliy-shahar va qishloq aloqa tizimlariga bo‘linadi. Magistral tolali optik aloqa tizimlari signallarni 1000 km ga, zona tolali optik aloqa tizimlari signallarning 600 km ga uzatish, shahar tolali optik aloqa tizimlari shahar telefon tarmog‘ini bog‘lovchi liniyalarini zichlashtirish uchun xizmat qiladi. Chastota bo‘yicha zichlashtirish usulining afzalligi shundaki , signallarni bunday qabul qilish hisobiga regeneratsiyalash uchastkasi uzunligi 200 km gacha uzayadi va optik tolaning o‘tkazish qobiliyatidan foydalanish koeffitsiyenti ortadi. Optik tolaning o‘tkazish qobiliyatidan foydalanish koeffitsiyentini oshirishning istiqbolli yo‘nalishlaridan biri spektr bo‘yicha (to‘lqin bo‘yicha) zichlashtirishdir. Bunda har xil tezlikli va raqamli, analog turli modulyatsiyali (telefon, televideniye, telemetriya, EXM boshqarish signallari) signallarni uzatish imkoniyati kengayadi. Bu esa iqtisodni tejovchi ko‘p funksiyali aloqa tizimlarini tashkil etishni ta’minlaydi. Optik tolaning spektral o‘tkazish oralig’idan bir muncha to‘liq foydalanish bu usulning eng muhim afzalliklaridan biri hisoblanadi. Hozirgi kunda 0,8....1,8 mkm diapazon oralig‘i o‘rganilgan. Agarda spektral kanalning kengligi 10 nm ni tashkil etsa, u holda belgilangan diapazonda 100 tagacha spektral kanallarni joylashtirish mumkin. Optik tola turlari va ularning tavsiflari. To‘lqin uzunligiga nisbatan o‘zak diametriga bog‘liq ravishda optik tolalar bir modali va ko‘p modaliga bo‘linadi. Bir modali optik tolalarda ko‘pincha o‘zak diametri 7-10 mkm, ko‘p modali optik tolalarda esa 50-62,5 mkm bo‘ladi. Ikkala turda qobiq diametri 125 mkm ni tashkil etadi. Amaliyotda ko‘p modali va bir modali optik tola diametrlarining boshqa qiymatlari ham mavjud. Bir modali optik toladan faqat bir moda (yorug‘lik tashuvchi) uzatiladi. Ko‘p modali optik toladan esa apertura burchagi doirasida tolaga turli burchaklar ostida kiritiladigan bir necha yuzlab ruxsat etilgan modalarni bir vaqtda uzatish mumkin. Barcha ruxsat etilgan modalar turli tarqalish yo‘li va vaqtiga ega. Pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli ko‘p modali optik tolalar ikki muhit chegarasida sindirish ko‘rsatkichlarining keskin (pog‘ona ko‘rinishida) o‘zgarishi (n1dan n2 ga) bilan xarakterlanadi. Pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli optik tolalar o‘tkazish polosasini chegaralaydi, lekin gradiyent sindirish ko‘rsatkichli optik tolalarga nisbatan arzon hisoblanadi. Bir modali optik tolalarda modalararo dispersiyaning yuzaga kelmasligi sababli ular yuqori o‘tkazish qobiliyatiga ega. Biroq uzatuvchi qismda birmuncha qimmat bo‘lgan lazer diodlardan foydalanish talab etiladi. Optik tolalar katta ma'lumot oqimlarini uzoq masofalarga uzatish uchun eng zamonaviy vosita hisoblanadi. U misdan farqli o'laroq keng va arzon material silikon dioksidga asoslangan kvartsdan tayyorlangan. Optik tolalar juda ixcham va engil, diametri atigi 100 mikron. Optik tolali chiziqlar an'anaviy simlardan farq qiladi: xsatsiz kirishdan uzatiladigan ma'lumotlarning xavfsizligi; video signallarni uzatish imkoniyati; - 25 yilgacha. Shakl: Optik tolali kabel (tasavvurlar) Hozirgi vaqtda qit'alar o'rtasida ma'lumot almashish asosan sun'iy yo'ldosh aloqasi orqali emas, balki dengiz osti optik tolali kabellari orqali amalga oshirilmoqda. Internet suvosti optik tolali aloqa liniyalarini rivojlantirishning asosiy harakatlantiruvchi kuchidir. Optik tolada signallarni uzatish sifatiga ta’sir qiluvchi eng muhim omillardan biri dispersiya hisoblanadi. Dispersiya bu yorug‘lik impulslari oxirlarini cho‘zilishi, ya’ni impulslarni kengayishidir. Impulslar kengayib, bir birini qoplaydi, simvollararo buzilishlar yuzaga keladi va qabul qilishda impulslar ketma-ketligidan uzatilgan foydali informatsiyani ajratib bo‘lmay qoladi. Dispersiya o‘tkazish qobiliyatini kamaytirib, optik tizimlarni ish tezligini chegaralaydi. Odatda dispersiya bir kilometr hisobida meyorlashtiriladi va ps/km da o‘lchanadi. XULOSA Hozirgi zamon texnikasida axborotni optik uzatishning afzalliklari va qo‘llash sohalari ko‘rib chiqildi. Optik aloqaga oid asosiy ma’lumotlar, ochiq optik aloqa va tolali optik aloqa, tolali optik aloqa tizimlarining tuzilish prinsiplari o’rganildi. Optik axborotni uzatuvchi manbalar ularning turlari, tavsif va parametrlari o‘rganildi. Lazer diodlarga xos muhim xususiyatlaridan biri bu vatt – amper xarakteristikasi atrof muhit temperaturasiga bog’liqligi. Optik signal tola orqali uzatilganda yorug‘lik to‘lqinlarini tola muhiti bilan chiziqli va nochiziqli o‘zaro ta’siri natijasida signal quvvatini yo‘qolishidan optik signal so‘nadi. FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO’YXATI 1. Landsberg G.S. Optika. –T.: «O’qituvchi» nashriyoti, 1981. 2. Raxmatullaеv. M. Umumiy fizika kursi. -T.: 1995. 3. Гуревича С.Б. Оптическая обработка информации. –М.: 2007. 4. Ионов А.Д., Попов Б.В. Волновые линии связи. –М.: «Радио и связь», 2006. Foydalanilgan internet saytlari 5. http://www.Ziyonet.uz 6. http://www.Atdt.tuit.uz/dl 7. http://www.fizika.ayp.ru› 8. http://www.dic.academic.ru 9. http://www.optika.ucoz.ru›index