Uploaded by Мейрбек Кудратиллаев

OAT prak lotincha2021 1 КИСМ

advertisement
O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT
TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI
RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI
TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI
«Telekommunikatsiya
injiniringi» kafedrasi
OPTIK ALOQA TIZIMLARI
fanidan amaliy mashg‘ulotlarni bajarishga oid
USLUBIY QO‘LLANMA
1-qism
5350100 “Telekommunikatsiya texnologiyalari”
(“Telekommunikatsiyalar”) yo‘nalishi
talabalari uchun
Toshkent 2021
1
Mualliflar: R.I. Isaev, G.X. Mirazimova, D.X. Ibatova.
t.f.n., professor R.I. Isaev mas’ul muharrirligi ostida.
«Optik aloqa tizimlari» fanidan amaliy mashg‘ulotlarni bajarishga oid
uslubiy qo‘llanma. 1-qism / TATU. Toshkent, 2021.
Uslubiy qo‘llanmada optik aloqa tizimlarining ikki tomonlama liniya
traktlarini tuzish, optik kanallarni zichlashtirish usullari, optik aloqa
tizimlarining bazaviy elementlari - optik tola, optik ulagichlar, optik
attenyatorlar,
yorug‘lik
manbalari,
fotoqabulqilgichlar,
optik
kuchaytirgichlarning parametrlarini hisoblash va xarakteristikalarini tahlil
qilish keltirildi. Raqamli optik aloqa tizimlarida oqimlarni birlashtirish,
tarmoqni topologiyalar yordamida tuzish, SDH va WDM texnologiyalari
asosidagi regeneratsiyalash seksiyasi uzunligini hisoblash va aloqani
tashkil etish, TOAT multipleksorlash seksiyalarida xatolik parametrlariga
ekspluatasion me’yorlar bayon etildi.
Ushbu uslubiy qo‘llanma 5350100 – “Telekommunikatsiya
texnologiyalari” (“Telekommunikatsiyalar”) bakalavriat yo‘nalishi
bo‘yicha ta’lim oluvchi talabalar va muxandis-texnik xodimlar uchun
mo‘ljallangan.
Taqrizchilar:
- Ichki:
“Ma’lumot uzatish tarmoqlari va tizimlari”
kafedrasi mudiri , PhD, dotsent Xujamatov X.E.
- Tashqi:
“UNICON. UZ” DUK bo‘lim boshlig‘i Berganov I.R.
© Toshkent axborot texnologiyalari universiteti. 2021 yil.
2
KIRISH
Ma’lumki,
5350100
“Telekommunikatsiya
texnologiyalari”
(“Telekommunikatsiyalar”) ta’lim yo‘nalishining o‘quv rejasiga ko‘ra
«Optik aloqa tizimlari» fani bo‘yicha 30 soatlik hajmda amaliy
mashg‘ulotlar o‘tkazish ko‘zda tutilgan. Ushbu amaliy mashg‘ulotlarni
bajarishga oid uslubiy qo‘llanma ana shu mashg‘ulotlarning mazmunini
belgilash va ularni samarali tashkil etishga qaratilgan.
Amaliy mashg‘ulotlar «Optik aloqa tizimlari» fanining tayanch
mavzulari bo‘yicha topshiriqlarni bajarish ko‘rinishida o‘tkaziladi.
Topshiriqlar optik aloqa tizimlarida qo‘llaniladigan optoelektron va optik
qurilmalar
(yorug‘lik
manbalari,
fotoqabulqilgichlar,
optik
kuchaytirgichlar) hamda optik tola, optik aloqa tizimlari va liniya
traktining tuzilishi, ish tarzi, xarakteristika va parametrlarini,
ekspluatatsiyasini o‘rganish va hisoblash bilan bog‘liq masalalarni o‘z
ichiga oladi.
O‘rganiladigan fanning bo‘limlaridan biriga tegishli mavzu bo‘yicha
muayyan maqsadni ko‘zlangan holda bajariladigan har bir topshiriq talaba
tomonidan yozma tarzda javob beriladigan savollar majmuidan va uning
o‘z varianti bo‘yicha yechishi talab etiladigan masala ko‘rinishidagi
shaxsiy topshiriqdan tarkib topgan.
Har bir topshiriqning birinchi qismi talaba tomonidan kalendar reja
bo‘yicha o‘tkaziladigan amaliy mashg‘ulotga tayyorgarlik ko‘rinishida
bajariladi. Topshiriq ikkinchi qismining bajarilishi tegishli amaliy
mashg‘ulot chog‘ida o‘qituvchi ko‘magida namunaviy masalalarni yechish
yoki ishlarni bajarish ko‘rinishida boshlanib, talaba tomonidan o‘z shaxsiy
topshirig‘ini mustaqil ravishda yechish bilan yakunlanadi.
Talaba har bir topshiriq bo‘yicha birinchi va ikkinchi qismdan
tarkib topgan hisobot tayyorlaydi va uni o‘quv guruhi ishtirokida himoya
qiladi.
Talabalarning topshiriqlar ko‘rinishidagi amaliy mashg‘ulotlarni
bajarish natijalari ularning bajarilish muddati va sifatiga qarab reyting
tizimi asosida baholanadi.
«Optik aloqa tizimlari» fani bo‘yicha amaliy ko‘nikmalarni
shakllantirishga mo‘ljallangan xamda topshiriqlardan, ularni bajarish
bo‘yicha uslubiy ko‘rsatmalardan, amaliy mashg‘ulotlarni bajarish
chog‘ida zarurat tug‘ilishi mumkin bo‘lgan ma’lumotnomadan, adabiyotlar
va ularga havolalardan tarkib topgan ushbu uslubiy qo‘llanma
3
talabalarning mazkur mashg‘ulot turi bo‘yicha auditoriya va mustaqil ish
faoliyatlarini samarali tashkil etishga ko‘maklashadi, unda ko‘zda tutilgan
topshiriqlarning sidqidildan va o‘z muddatida bajarilishi ular tomonidan
o‘quv fani materialini talab darajasida o‘zlashtirish imkonini beradi deb
umid qilamiz.
Mualliflar
4
1 – amaliy mashg‘ulot
TOLALI OPTIK UZATISH TIZIMLARINING IKKI
TOMONLAMA LINIYA TRAKTLARINI TUZISH PRINSIPLARI,
OPTIK KANALLARNI ZICHLASHTIRISH USULLARI
1.1. Mashg‘ulotning maqsadi
Tolali optik uzatish tizimlarining ikki tomonlama liniya traktlarini
tuzish prinsiplari, optik kanallarni zichlashtirish usullariga oid asosiy
tushunchalar haqida bilimga ega bo‘lish.
1.2.
Topshiriq
Mashg‘ulotga tayyorlanishda quyidagi o‘quv materiallarini o‘rganish
va 1.3 paragrafda keltirilgan nazorat savollari (NS) ga javob tayyorlash
zarur (ulardan 6 ta savolga javob yozma ravishda bayon etilishi kerak):
NS ning 1.3.1-1.3.8 bandlari bo‘yicha: o‘quv materiali [1.1] ning 3-26
betlarida, [1.2] ning 6-11, 21-22 betlarida bayon etilgan.
NS ning 1.3.9-1.3.17 bandlari bo‘yicha: o‘quv materiali [1.1] ning 2634 betlarida, [1.2] ning 12-20 betlarida, [1.3] ning 169-179 betlarida bayon
etilgan.
1.3. Nazorat savollari
1.3.1. Оптик сигналларнинг қандай хусусиятларини биласиз?
1.3.2. Оптик алоқа тизимлари электр тизимлардан қандай
хусусиятлари билан фарқланади?
1.3.3. OA tizimlari qanday tasniflanadi?
1.3.4. Толали оптик алоқа тизимлари қандай афзалликларга эга?
1.3.5. Очиқ оптик алоқа тизимидан нега кенг фойдаланилмайди?
1.3.6. Оптик алоқа тизимининг тузилиш принципини
тушунтиринг.
1.3.7. Очиқ оптик алоқа тизимининг тузилиш принципини
тушунтиринг.
1.3.8. Толали оптик алоқа тизимининг тузилиш принципини
тушунтиринг.
1.3.9. Ikki tomonlama TOA tizimlarini tuzishning qanday usullarini
bilasiz?
5
1.3.10. Ikki tolali, bir polosali, bir kabelli TOA tizimining tuzilish
sxemasini tushuntiring.
1.3.11. Bir tolali, bir polosali, bir kabelli TOA tizimi qanday tuziladi?
1.3.12. To‘lqin uzunligi bo‘yicha ajratilgan TOA tizimlarining tuzilish
sxemasi qanday tuzilgan?
1.3.13. TOA liniyalarini qanday asosiy zichlashtirish usullarni bilasiz?
1.3.14. TOA liniyalarini vaqt bo‘yicha zichlashtirish usulini
tushuntiring.
1.3.15. TOA liniyalarini chastota bo‘yicha zichlashtirish usulini
tushuntiring.
1.3.16. To‘lqin uzunligi bo‘yicha zichlashtirish usulini tushuntiring.
1.3.17. TOA liniyalarini zichlashtirish usullaridan qaysi biri maksimal
axborot sig‘imiga ega?
1.4. Amaliy mashg‘ulotga yakun yasash
Optik aloqa tizimlarining tuzilishi, ish prinsipiga oid o‘quv
materiallari o‘rganildi. Tolali optik uzatish tizimlarining ikki tomonlama
liniya traktlarini tuzish prinsiplari, optik kanallarni zichlashtirish usullari
bo‘yicha amaliy ko‘nikmalar egallandi.
1.5. Foydalaniladigan adabiyotlar
1.1. Yunusov N.Yu., Isayev R.I., Mirazimova G.X. Optik aloqa
asoslari. O‘zbekiston Respublikasi Oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi –
T.: Cho‘lpon nomidagi NMIU, 2014 – y. – 368 bet.
1.2. Mirazimova G.X. Optik aloqa asoslari: O‘quv qo‘llanma., t.f.n.,
dosent Isaev R.I. mas’ul muharrirligi ostida.-Toshkent, TATU
bosmaxonasi, 2006.- 136 b.
1.3. Иванов В.И., Гордиенко В.Н., Попов Г.Н., Исаев Р.И. и др.
Цифровые и аналоговые системы передачи: Учебник для вузов/ Под
ред. Иванова В.И.- 2-е изд. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003.
6
1.6. Topshiriqni bajarish bo‘yicha ko‘rsatmalar.
Nazariy qism
Ikki tomonlama tolali optik aloqani tuzish usullari
Ikki tomonlama tolali optik aloqani tashkil etishning quyidagi usullari
mavjud:
- ikki tolali bir polosali bir kabeli (to‘rt o‘tkazgichli bir polosali bir
kabelli);
- bip tolali bir polosali bir kabelli (ikki o‘tkazgichli bir polosali bir
kabelli);
- bir tolali ko‘p polosali bir kabeli yoki tÿlqin uzunligi bo‘yicha
zichlashtirilgan tizimlar.
1.1 – rasmda
ko‘rsatilgan TOA ning tuzilish sxemasi faqat
uzatishning bir yo‘nalishini ko‘rsatadi.
Bunday tuzilishda optik signallarni uzatish va qabul qilish ikki tola
bo‘ylab (1.1 – rasm), bitta to‘lqin uzunligida amalga oshiriladi.
l
1
1
MvQ
2
3
OUz
OQq

 KHQU

MvQ
KHQU 
l
MvQ
OUz
OQq
2
MvQ
3


1.1-rasm. Ikki tolali bir polosali bir kabelli TOA sxemasi
Har bir optik tola ikki simli fizik zanjirga o‘xshaydi, chunki kabelning
optik tolalari orasida o‘zaro o‘tishlar bo‘lmaydi. Shuning uchun TOA
ning uzatish va qabul qilish traktlari bitta kabel bo‘ylab tashkil etiladi,
ya’ni TOA bir kabelli hisoblanadi. Shu tarzda, berilgan optik liniya traktini
tashkil etish sxemasi ikki tolali bir polosali bir kabelli hisoblanadi.
Ushbu aloqa tashkil etish sxemasining afzalligi bu oxirgi va oraliq
stansiyalarning uzatish va qabul qilish qurilmalarining bir turdaligidir.
Kamchiligi esa optik tola (OT)ning o‘tkazish qobiliyatidan foydalanish
koeffisienti juda kichik.
Kabel qurilmalariga ketadigan xarajatlar optik aloqa tizimlari
narxining katta qismini tashkil etishini, optik kabel narxi yetarli darajada
7
qimmatligini hisobga olsak, optik toladan bir vaqtda katta hajmdagi
informasiyani uzatish hisobiga uning o‘tkazish qobiliyatidan foydalanish
samaradorligini oshirish masalasi yuzaga keladi. Bunga masalan, bitta
optik tola (OT) bo‘ylab qarama-qarshi yo‘nalishdagi signallarni uzatish
hisobiga erishish mumkin.
Bir tolali bir polosali bir kabelli optik liniya traktining tuzilish sxemasi
1.2 – rasmda ko‘rsatilgan. OT ni bir to‘lqin uzunligida ikkala yo‘nalish
signallari uchun qo‘llanilishi bu sxemaning xususiyati hisoblanadi.
1
1
MvQ
2
3 


OUz
l
l
OAQ
KHQU
KOK
MvQ
OAQ
OQq
2
KHQU
l
l
MvQ
OQq
OUz
MvQ

3


1.2-rasm. Bir tolali bir polosali bir kabeli TOA sxemasi
OAQ - optik ajratuvchi qurilma, yorug‘lik to‘lqinlarining
qutblanishini yoki optik nurlanishning yo‘naltirilgan to‘lqinlari turini
ajratishni amalga oshiradi.
Qarama-qarshi ikki tomonlama signallarni uzatganda oqimlar orasida
o‘zaro o‘tish shovqinlari hosil bo‘ladi. O‘tish shovqinlari OT va
tarmoqlagichlardagi teskari sochilishdan, yorug‘likni ulangan joylardan va
liniya oxiridagi ajraladigan ulagichlardan qaytishi natijasida vujudga
keladi. Shovqin sathi va uning spektr tarkibi uzatilayotgan signalning
uzatish tezligiga, impuls formasiga va liniya trakti parametrlari (optik
tolaning so‘nishi, to‘lqin uzunligi, sonli apertura, sindirish ko‘rsatkichlari)
ga bog‘liq.
To‘lqin uzunligi 1,55 mkm va uzatish tezligi 35 Mbit/s dan yuqori
bo‘lsa, bir OTdan qarama - qarshi yo‘nalishli signallarni uzatuvchi TOA
tizimida o‘tish shovqinlari kam bo‘lib, optimal ish rejimiga ega bo‘ladi.
To`lqin uzunligi bo‘yicha zichlashtirilgan (bir tolali ko‘p polasali bir
kabelli) TOA tizimida bir optik tola bo‘ylab bir vaqtda to`lqin uzunligi
bo‘yicha zichlashtirilgan bir necha optik tashuvchilar uzatiladi. Bunday
tizimlarni tuzish, qo‘llanilladigan spektr oralig‘ida optik kabelning so‘nish
koeffisientini optik tashuvchi chastotasiga (yoki to‘lqin uzunligiga)
nisbatan kam bog‘liqligiga asoslanadi. Shuning uchun bir optik tola
8
bo‘ylab, axborotlarni uzatishning natijaviy tezligini oshirib, bir necha keng
oraliqli optik kanallarni tashkil etish mumkin.
Optik kanallari to`lqin uzunligi bo‘yicha zichlashtirilgan TOATning
tuzilish sxemasi 1.3-rasmda ko‘rsatilgan.
n KHQUdan signallar n optik uzatgich OUz ga uzatiladi. OUz
chiqishidagi 1, 2,..., n to‘lqin uzunlikli turli optik tashuvchilar multipleksor
(MP) yordamida bir optik tolaga kiritiladi. Qabul qiluvchi stansiyada
demultipleksor (DM) yordamida 1, 2,..., n to‘lqin uzunlikli turli optik
tashuvchilar ajratiladi va optik qabul qilgich (OQq) ga beriladi. Shu tarzda,
bir optik tola orqali n to`lqin uzunligi bo‘yicha ajratilgan optik kanallar
tashkil qilinadi, ya’ni o‘tkazish qobiliyatidan samarali foydalanish
koeffisienti boshqa an'anaviy tuzilgan optik tizimlarning liniya traktiga
nisbatan n marta oshadi.
1
KHQU
N



l1
MvQ
1
OUz
1



l1
l1
λ1
l1, l2 ,, l
ОQq1
λ1
n
MvQ
1
1
МP
1
N



DМ
λn


KHQU
λn
ln
1 KHQU
N
n



MvQ
ОUz
ln
ОQqn
MvQ
KHQU



n
n
1
N
n
n
1.3-rasm. To‘lqin uzunligi bo‘yicha zichlashtirilgan TOA tizimining
tuzilish sxemasi
Optik tashuvchilarni birlashtirish va ajratish uchun turli optik spektral
qurilmalar optik multipleksor va demultipleksorlar qo‘llanilishi mumkin.
Ularning ishi fizik optikaning dispersiya, difraksiya va interferensiya
xodisalariga asoslangan. Optik multipleksor va demultipleksorlar optik
prizma, ko‘p qatlamli dielektrik, difraksion panjara asosida tuzilishlari
mumkin.
Tolali optik aloqa liniyalarini zichlashtirish usullari: vaqt
bo‘yicha zichlashtirish, chastota bo‘yicha zichlashtirish, to‘lqin
uzunligi bo‘yicha zichlashtirish
TOA liniyalarini quyidagi zichlashtirish usullari mavjud: vaqt
bo‘yicha, chastota va to`lqin uzunligi bo‘yicha.
9
Vaqt bo‘yicha zichlashtirish. Bu usulda bir necha informatsion
oqimlarni bitta oqimga birlashtirish nazarda tutiladi. Birlashtirish elektrik
signallar va optik signallar darajasida amalga oshirilishi mumkin. Elektrik
signallar darajasida vaqt bo‘yicha zichlashtirilgan TOAT liniya traktining
tuzilish sxemasi 1.4-rasmda ko‘rsatilgan.
А'
OT
А
BQ
ОQq
ОUz
АQ
В'
В
1.4-rasm. Elektrik signallar darajasida vaqt bo‘yicha zichlashtirilgan TOA
tizimining liniya trakti.
A va B kirishdan tushayotgan elektrik signallarning ikki qism
impulslari (N manba bo‘lishi mumkin) birlashtiruvchi qurilma (BQ)
yordamida vaqt bo`yicha aniq ketma-ketlikka ega guruhli signalga
birlashtiriladi. Guruhli signal optik uzatgich OUz da optik tashuvchini
modulyatsiyalaydi. Optik nurlanish OT bo‘ylab tarqaladi va optik qabul
qilgich OQq da qaytadan elektr signaliga o‘zgartiriladi. So‘ng bu signal
ajratuvchi qurilma (AQ) yordamida A1 va B1 chiqishlariga beriladigan
impulslarga ajratiladi.
Optik va raqamli oqimlarni birlashtirish sxemasi 1.5–rasmda
ko‘rsatilgan.
N manbadan elektrik raqamli oqimlar N optik uzatgich OUz ga
tushadi. OUz da elektr signallar optik signallarga o‘zgartiriladi. Optik
signallarni birlashtirishdan oldin ularni Δt;2Δt;3Δt;...( N -1) Δt ga
kechikishi ro‘y beradi. Bunday kechikishdan keyin optik siljitgich (OS)
chiqishida optik impulslar ketma-ketligiga ega bo‘lamiz. Qabul qilishda
bunga teskari jarayon amalga oshiriladi.
Vaqt bo‘yicha zichlashtirishda qisqa (10-9s va undan kichik) yorug‘lik
impulslarini uzatish talab etiladi. Lekin subnanosekundli impulslarni
uzatish TOAT uzatib qabul qiluvchi apparaturalarining optoelektron
qurilmalarining oxirgi imkoniyatiga yaqin bo‘lgan tezkorligiga juda yuqori
talablar qo‘yadi. Bundan tashqari optik tolaning dispersiya xususiyatlari
tufayli uzatish tezligi, o‘tkazish oralig‘i ham chegaralangan.
10
1
2 
ОUz 1
ОUz 2
∆t
ОC
ОТ


N

ОUz N
(N-1) D t
1.5-rasm. Optik signallar darajasida vaqt bo‘yicha zichlashtirilgan
TOA tizimining liniya trakti.
Vaqt bo‘yicha zichlashtirishning asosiy afzalligi bu OT o‘tkazish
qobiliyatidan samarali foydalanish koeffisientining ortishi va to‘liq optik
aloqa tarmoqlarini yaratish imkoniyatining mavjudligi hisoblanadi.
Chastota
bo‘yicha
zichlashtirish.
Chastota
bo‘yicha
zichlashtiriladigan TOA liniyalarida turli axborot manbalarining
boshlang‘ich signallariga aniq chastota oraliqlari ajratiladi. Bu holda
guruhli liniya signallarini xosil qilish uchun yaqin joylashgan stabil optik
tashuvchilar
talab
qilinadi.
Biroq,
ayniqsa
yuqori
tezlikli
modulyasiyalashda yarim o‘tkazgich lazerlarning nurlanish liniyalarining
nostabilligi qo‘shni kanallarning ishchi to‘lqin uzunliklari orasida spektr
bo‘yicha oraliqlarini informasion signal oraliqlaridan bir necha marta
oshib ketishiga olib keladi. Shuning uchun TOA tizimida spektral yaqin
joylashgan kanallarni xosil qilish uchun turli manbalarning turli
tashuvchilaridan emas, balki optik tashuvchilarni surish yordamida bitta
manbaning turli tashuvchilaridan foydalaniladi.
Guruxli signallarni shakllanish sxemasi 1.6-rasmda tasvirlangan.
Qator ƒ1, ƒ2,..., ƒn tashuvchilardan iborat optik nurlanishlar lazer
nurlanish manbai (NM) chiqishidan analizator A1 ga tushadi. So‘ng
chorak to‘lqinli λ/4 prizmadan o‘tib birinchi kanalning F1 filtriga uzatiladi.
Bu filtr birinchi kanalning ƒ1 optik tashuvchisini OM1 optik
modulyatoriga o‘tkazadi va bu yerda u axborot manbaidan berilgan signal
bilan modulyasiyalanadi.
ƒ1, ƒ2,..., ƒn (ƒ1, dan tashhari) chastotali optik nurlanish filtrdan aks
etib, u ham A1 analizatorga qaytadi. Yo‘li bo‘ylab u ikkinchi marta chorak
to‘lqinli λ/4 prizmadan o‘tib, A2 analizatorga tushadi. OM1 optik
modulyatorda informasion signal bilan modulyasiyalangan birinchi
kanalning optik tashuvchisi ko‘zgudan aks etib, A1 analizatorga qaytadi.
11
Ko‘zgu
NM
l/4
A1
F1
OM1
Axborot manbai
l/4
A2
F2

OM2
Axborot manbai


AN
l/4
FN
OMN
Axborot manbai
Guruhli
optik
signal
1.6-rasm. Chastota bo‘yicha (geterodinli) zichlashtirishda guruhli
optik signallarning shakllanish sxemasi
Ikki martalab chorak to‘lqinli λ/4 prizmadan o‘tgan optik signalning
qutblanish yuzasi boshlang‘ich tebranishning qutblanish yuzasiga nisbatan
π/2 ga buriladi.
Natijada yorug‘lik to‘plami prizmada bir tomonga yo‘naladi va undan
chiqadi. So‘ng umumiy signal A2 analizatorga tushadi va jarayon
qaytariladi, faqatgina farqi bunda ƒ2 chastotali optik nurlanish
modulyasiyalanadi. Shu tarzda optik liniya traktida uzatiladigan optik
guruhli signal shakllanadi. Qator
modulyasiyalangan
optik
tashuvchilardan iborat qabul qilinadigan optik guruhli signal, A 1
analizatorga kelib tushadi, so‘ng esa chorak to‘lqinli λ/4 prizma va birinchi
kanalning F1 fil'tri orqali o‘tgach optik siljitgichga (OS) beriladi (1.7rasm), F1 fil'tri ƒ1 chastotali optik signallarni o‘tkazadi, boshqa chastotali
signallar aks etib, A2 ga kelib tushadi. ƒ1 chastotali modulyasiyalangan
optik tashuvchi OS da ko‘payadi, so‘ng ƒor oraliq chastota OF oraliq
fil'tri yordamida ajratib olinadi va FD fotodetektorga beriladi. FD
chiqishida elektr axborot signali shakllanadi. Shu tarzda boshqa
signallarni qabul qilish amalga oshiriladi.
12
Kirish
А1
l/4
ОS
F1
ОF
l/4
Axborot
сигнали
Get
А2
FD
∙∙∙
F2
1.7-rasm. Chastota bo‘yicha (geterodinli) zichlashtirishda guruhli
optik signallarni qabul qilish sxemasi
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
samarali foydalanish koeffisienti ortadi.
Bu usulning kamchiligi shundaki, bunda qutblanishi saqlanadigan
optik uzatish va qabul qilish traktlari, shuningdek bir qator qo‘shimcha
qurilmalar, chastota surgichlar, optik ventillar, qutblanish nazoratgichlari,
optik kuchaytirgichlar va boshqa qurilmalar talab etiladi. Bu TOATni
murakkablashtiradi va narxini oshiradi.
To‘lqin uzunligi bo‘yicha zichlashtirish. Optik tolaning o‘tkazish
qobiliyatidan samarali foydalanish koeffisientini oshirishning istiqbolli
yo‘nalishlaridan biri tÿlqin uzunligi bo‘yicha zichlashtirishdir. To‘lqin
uzunligi bo‘yicha zichlashtirish usuli 1.3-rasmda tasvirlangan edi. Bunda
liniya kabelidagi bir optik tola orqali kÿplab axborotlarni uzatish xisobiga
sezilarli darajada iqtisodiy samaradorlikka erishiladi. Bundan tashqari, bu
usul qo‘shimcha qurilish ishlarisiz tarmoq rivojlanishini ta'minlash,
shuningdek tarmoqlangan daraxtsimon va xalqali tarmoqlarni tuzish
imkonini beradi. Bunda har xil tezlikli, raqamli va analog turli
modulyasiyali (telefon, televidenie, telemetriya, 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.
Xozirgi kunda 0,8...1,8 mkm diapazon oralig‘i o‘rganilgan. Agarda
13
spektral kanalning kengligi 10 nm ni tashkil etsa, u holda belgilangan
diapazonda 100 tagacha spektral kanallarni joylashtirish mumkin.
To‘lqin uzunligi bo‘yicha zichlashtirilgan TOA tizimlarida so‘nish va
dispersiya qiymatlari kichik bir modali optik tolalardan, quvvati yuqori
lazer nurlanish manbalaridan foydalanish maqsadga muvofiqdir.
Foydalaniladigan bir modali optik tola 1,5...1,6 mkm to‘lqin uzunligida
ishlashi va kvars shishasidan tayyorlangan bo‘lishi kerak.
To‘lqin uzunligi bo‘yicha zichlashtirilgan TOATda uzatishda optik
kanallarni birlashtirish uchun optik multipleksor va qabul qilishda optik
kanallarni ajratish uchun optik demultipleksor ishlatilinadi.
Optik multipleksor va demultipleksorlar spektral sezgir bo‘lib,
selektiv hisoblanadi, ya’ni ularning xarakteristikalari optik to‘lqin
uzunligiga bog‘liq.
14
2 – amaliy mashg‘ulot
OPTIK TOLA TURLARI VA STANDARTLARI, OPTIK
TOLANING GEOMETRIK PARAMETRLARINI ANIQLASH
2.1. Mashg‘ulotning maqsadi
Optik tolaning turlari, standartlari, ularning geometrik parametrlarini
o‘rganish va hisoblash ko‘nikmalariga ega bo‘lish.
2.2. Topshiriq
2.2.1. Mashg‘ulotga tayyorlanishda quyidagi o‘quv materiallarini
o‘rganish va 2.3 paragrafda keltirilgan nazorat savollari (NS) ga javob
tayyorlash zarur (ulardan 4 ta savolga javob yozma ravishda bayon etilishi
kerak):
NS ning 2.3.1-2.3.5 bandlari bo‘yicha: o‘quv materiali 2.1 ning 4453 betlarida, [2.2] ning 21-24 betlarida, [2.3] ning 100-114 betlarida, [2.4]
ning 49-50 betlarida bayon etilgan.
NS ning 2.3.6-2.3.12 bandlar bo‘yicha: o‘quv materiali [2.1] ning 5465 betlarida, [2.2] ning 24-27 betlarida, [2.4] ning 51-56 betlarida bayon
etilgan.
2.2.2. O‘zingizga tegishli variant (n) bo‘yicha optik tolaning quyidagi
jadvalning 3-8 ustunlarida berilgan parametrlari bo‘yicha uning oxirgi
ustunida ko‘rsatilgan parametrlari qiymatlarini aniqlang.
2.1-jadval. Topshiriq variantlari
n
1
1
2
Optik
Qiymatlari
Δn,
d,
l,
tolaning
n1
n2
aniqlanadigan
(%) mkm nm
turi
parametrlar
2
3
4
5
6
7
9
pog‘onali,
1,54 1,52
50
850 Dn, θt.i.q., NA,V, Nm,λkes
ko‘p
modali
pog‘onali,
1,54 1,52
62,5 1310 Dn, θ t.i.q., NA,V, Nm,λkes
ko‘p
modali
15
pog‘onali,
3
ko‘p
modali
pog‘onali,
4
bir modali
pog‘onali,
5
bir modali
gradientli,
6
ko‘p
modali
gradientli,
7
ko‘p
modali
gradientli,
8
ko‘p
modali
gradientli,
9
ko‘p
modali
gradientli,
10
ko‘p
modali
gradientli,
11
ko‘p
modali
gradientli,
12
ko‘p
modali
1,54 1,52
-
85
1550 Dn, θ t.i.q., NA,V, Nm,λkes
1,468
-
0,36
8,3
850
n2, θ t.i.q., NA,V, Nm,λkes
1,468
-
0,36
8,3
1310
n2, θ t.i.q., NA,V, Nm,λkes
1,468
-
0,36 62,5
1550
n2, θ t.i.q., NA,V, Nm,λkes
1,46
-
1,25
50
850
n2, θ t.i.q., NA,V, Nm,λkes
1,46
-
1,25
50
1310
n2, θ t.i.q., NA,V, Nm,λkes
1,25
50
1550
1,46
-
1,47
-
2,1
62,5
1,47
-
2,1
62,5
1310
1,47
-
2,1
62,5
1550
850
n2, θ t.i.q., NA,V, Nm,λkes
n2, θ t.i.q., NA,V, Nm,λkes
n2, θ t.i.q., NA,V, Nm,λkes
n2, θ t.i.q., NA,V, Nm,λkes
2.1-jadvalni tuzishda quyidagi belgilashlardan foydalanildi: n1, n2 lar –
mos ravishda optik tola o‘zagi va qobig‘ining sindirish ko‘rsatkichlari; Dn
- n1 va n2 sindirish ko‘rsatkichlarining foizlarda hisoblangin nisbiy farqi; d
– optik tola o‘zagining diametri; λ – yorug‘lik nurining to‘lqin uzunligi;
NA – apertura soni; B – normalashtirilgan chastota; λkes. – kesish to‘lqin
uzunligi; αyut va αsoch – yorug‘lik nurlanishining optik tolada yutilish va
sochilish jarayonlari tufayli so‘nishi.
16
2.3. Nazorat savollari
2.3.1. Optik tolaning optik aloqa tizimidagi o‘rniga tafsiv bering.
2.3.2. Optik tolaning tuzilishini tavsiflang.
2.3.3. Optik tola qanday materiallardan tayyorlanadi?
2.3.4. Optik aloqa tizimida qo‘llaniladigan optik tolalarning qanday
turlari mavjud? Ularga tafsiv bering.
2.3.5. Tolali optik aloqa tizimlarida optik tolalarning qanday
standartlaridan keng foydalaniladi? Ularga tafsiv bering.
2.3.6. Ikki muhit chegarasidagi tekislikka tushgan yorug‘lik nurining
tushish va sinish burchaklari orasidagi bog‘lanishni ifodalovchi Snellius
qonuni qanday munosabat bilan aniqlanadi?
2.3.7. Optik tolaning muhim parametrlaridan biri - sindirish
ko‘rsatkichining nisbiy farqi qanday munosabat bilan aniqlanadi?
2.3.8. Yorug‘lik nurining to‘liq ichki qaytish burchagi uchun miqdoriy
munosabatni yozing va uni tafsivlang.
2.3.9. Normalashtirilgan chastotaga ta’rif bering?
2.3.10. Pog‘onali optik tola uchun modalar soni qanday miqdoriy
munosabat bilan aniqlanadi? Unga tafsiv bering.
2.3.11. Gradientli optik tola uchun modalar soni qanday miqdoriy
munosabat bilan aniqlanadi? Unga tafsiv bering.
2.3.12. Kesish to‘lqin uzunligiga ta’rif bering. Pog‘onali bir modali
optik tola uchun va optik kabel uchun kesish to‘lqin uzunliklarini aniqlash
usullarini tafsivlang.
2.4. Amaliy mashg‘ulotga yakun yasash
Optik aloqa tizimlarining uzatish muxiti - optik tolalarning tuzilishi,
ish prinsipiga oid o‘quv materiallari o‘rganildi. Bir modali va ko‘p modali
optik tolalarning geometrik parametrlarini hisoblash bo‘yicha amaliy
ko‘nikmalar egallandi.
2.5. Foydalaniladigan adabiyotlar
2.1. Yunusov N.Yu., Isayev R.I., Mirazimova G.X. Optik aloqa
asoslari. O‘zbekiston Respublikasi Oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi –
T.: Cho‘lpon nomidagi NMIU, 2014 – y. – 368 bet.
17
2.2. Mirazimova G.X. Optik aloqa asoslari: O‘quv qo‘llanma., t.f.n.,
dosent Isaev R.I. mas’ul muharrirligi ostida.-Toshkent, TATU
bosmaxonasi, 2006.- 136 b.
2.3. Скляров О. К. Волоконно - оптические сети и системы связи:
Учебное пособие. 2е изд., стер. — СПб.: Издательство «Лань», 2010.
— 272 с.
2.4. Дмитриев С.А., Слепов Н.Н. Волоконно-оптическая техника:
Современное состояние и перспективы. - 2-е изд., перераб. и доп. /
Сб. статей. - М.: ООО "Волоконно-оптическая техника", 2005. — 576
с.
2.6. Topshiriqning 2-bandini bajarish bo‘yicha ko‘rsatmalar
Sindirish ko‘rsatkichining nisbiy farqi
n12  n22 n1  n2
Dn 

2n1
n1
(2.6.1)
munosabat bilan aniqlanadi.
Yorug‘lik nurining ikki muhit chegarasidan to‘liq ichki qaytish
burchagi quyidagi munosabat bo‘yicha aniqlanadi:
 t .i . q.  arcsin
n2
.
n1
(2.6.2)
Apertura soni quyidagi munosabat bilan aniqlanadi:
NA  n0 sin  A  n0 n12 - n22 ,
(2.6.3)
bu yerda n0, n1 va n2 lar mos ravishda havo, optik tola o‘zagi va
qobig‘ining sindirish ko‘rsatkichlari, θA- apertura burchagi.
Havo uchun n0=1 ekanligi e’tiborga olinsa, apertura soni uchun
quyidagi munosabatga ega bo‘lamiz:
NA  sin  A  n12  n22  n1 2D ,
18
(2.6.4)
Bu kattalik pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli optik tolalar uchun (2.6.4)
munosabat bilan, parabolik ko‘rinishdagi gradient sindirish ko‘rsatkichli
optik tolalar uchun esa,
n (0)  n2
NA  sin  A  1
2
2
2
(2.6.4)
munosabat bilan aniqlanadi. Bu yerda n1(0) – sindirish ko‘rsatkichining
gradient optik tola o‘zagining o‘qiga mos kelgan qiymati.
Normalashtirilgan chastota quyidagi munosabat bilan aniqlanadi:
V 
d
d
NA 
n12 - n22 ,
l
l
(2.6.5)
bu yerda d – optik tola o‘zagining diametri; l - tola bo‘ylab
tarqalayotgan optik nurlanishning to‘lqin uzunligi.
Optik tola bo‘ylab tarqalayotgan modalarning soni umumiy holda
V2
N
2
(2.6.6)
munosabat bilan, “pog‘onali” optik tola uchun
 2d 2 2 2

Nт 
n1 - n2 
2
2l
(2.6.6’)
munosabat bilan, gradientli optik tola uchun
 2d 2
Nт 
2  l2
 n12 0  - n22
 
2

  2d 2 2
2
 


n
0
n
1
2
2
 4l


(2.6.7)
munosabat bilan aniqlanadi.
Kesish to‘lqin uzunligi quyidagi munosabat orqali aniqlanadi:
lkes ( mkm ) 
19
d
2,405
NA.
(2.6.8)
2-topshiriqni bajarish bo‘yicha misol keltiramiz:
Sindirish ko‘rsatkichlarining taqsimoti “pog‘ona” ko‘rinishga ega
bo‘lgan ko‘p modali optik tolaning quyidagi parametrlari berilgan bo‘lsin:
n1=1,53; n2=1,51; d=62,5 mkm; l=1,3 mkm; l =24 km.
Ushbu optik tolani tafsivlovchi quyidagi parametrlarning son
qiymatlarini aniqlang:
Dn=?;θt.i.q.=?; NA=?; V=?; Nm=?; lkes=?;
Sindirish ko‘rsatkichining nisbiy farqini (2.6.1) miqdoriy munosabat
orqali hisoblaymiz:
Dn 
1,53  1,51
 0,013  1,3% .
1,53
Yorug‘lik nurining optik tola o‘zagi va qobig‘i chegarasidan to‘liq
ichki qaytish burchagi (2.6.2) munosabat bilan aniqlanadi:
t .i . q.  arcsin
1,51
 0,95.
1,59
Apertura sonini (2.6.4) miqdoriy munosabat orqali aniqlaymiz:
NA  1,532 - 1,512  0,2465  0,25.
Normalashtirilgan chastotani (2.6.5) miqdoriy munosabat orqali
hisoblaymiz:
3,14 * 62,5 *10-6
V 
1,3 *10-6
1,532 - 1,512  37,74.
Modalar sonini (2.6.6`) miqdoriy munosabat orqali aniqlaymiz:
20
2
 3,14  62,5 
 (1,532  1,512 )  684,5  684.
N m  
 2  1,3

Kesish to‘lqin uzunligini (2.6.8) shartga muvofiq hisoblaymiz:
3,14  62,5  106 м
lkes mkm  
 0,2465  20mkm.
2,405
Bundan shunday xulosaga kelish mumkinki, tolali optik aloqa
tizimlari uchun odatiy bo‘lgan to‘lqin uzunliklarida 10,85-1,6 mkm ushbu
optik tola yorug‘lik nurlanishning bir modali tarqalish rejimini ta'minlaydi.
Nazariy qism
Optik tola va uning tuzilishi
Tolali optik aloqa tizimi (TOAT)da yorug‘lik to‘lqinlarining
tarqalishini chegaralovchi va yorug‘lik energiyasi oqimini berilgan
yo‘nalishda yo‘naltiruvchi, uzatish va qabul qilish traktlarini bog‘lab
turuvchi muhit optik tola deb yuritiladi. Optik tolalarning xossalari qisman
aloqa tizimining sifatini aniqlaydi. Shuning uchun TOATni
loyihalashtirishda optik tola (OT) larning tavsiflarini e’tiborga olish kerak.
Kichik so‘nish koeffitsiyentiga ega bo‘lgan optik tolalar asosida optik
signallarni uzoq masofalarga uzatishni ta’minlovchi optik kabellar
yaratilgan.
Optik tolalar o‘zak va qobiqdan tarkib topadi (2.1-rasm). Ular
qiymati bo‘yicha bir-biriga yaqin turli sindirish ko‘rsatkichlariga ega.
O‘zak uzatuvchi, qobiq esa o‘zi va o‘zak orasida chegara hosil qiluvchi
muhit sifatida ishlatiladi. Bu chegara yorug‘likni yo‘naltiruvchi fizik
kanalni shakllantirib, u orqali uzatilgan signalning eltuvchisi – yorug‘lik
nuri tarqaladi.
Yorug‘lik nurining faqat o‘zak bo‘ylab tarqalishini ta’minlash uchun
n1>n2,
shart bajarilishi kerak. Bu yerda mos ravishda
n1 – o‘zakning sindirish ko‘rsatkichi;
n2 – qobiqning sindirish ko‘rsatkichi.
21
(2.6.9)
Optik yorug‘lik uzatgichlarining sindirish ko‘rsatkichi quyidagi
munosabat bilan aniqlanadi:
n  
,
(2.6.10)
bu yerda,  va  – mos ravishda yorug‘lik uzatuvchi muhitning nisbiy
dielektrik va magnit singdiruvchanliklari.
Ikkinchi tomondan, sindirish ko‘rsatkichi n, yorug‘likning
vakuumdagi tezligi (s) ni uning uzatuvchi shaffof muhitdagi tezligi (s m) ga
nisbati orqali ifodalanadi:
n = s / sm .
(2.6.10`)
Sindirish ko‘rsatkichining qiymati bilan farqlanuvchi turli xil
moddalarda yorug‘lik turlicha tezlik bilan tarqaladi (2.2-jadval).
2.1-rasmda OT ning tuzilishi tasvirlangan. OTni tayyorlash uchun
asosiy material sifatida juda toza va shaffof kvars shishasi – kremniy ikki
oksidi (SiO2) ishlatiladi.
O‘zak va qobiqning kerakli sindirish ko‘rsatkichlariga erishish uchun
kvars shishasiga kiritmalar kiritiladi. Chunonchi, germaniy va fosfor
sindirish ko‘rsatkichi qiymatini oshiradi, bor va ftor esa, aksincha uni
kamaytiradi.
Tolaning qo‘shimcha qobiqlari himoya qobig‘i hisoblanadi. 2.1rasmda tashqi plastik qoplama ko‘rsatilgan.
Tashqi plastik qoplama optik tolani uning xususiyatlariga ta’sir
etuvchi mexanik va boshqa atrof muhit ta’sirlaridan himoya qiladi.
2.2-jadval
Turli xil materiallarning sindirish ko‘rsatkichlari
Materiallar nomi
Sindirish
Yorug‘likning turli
ko‘rsatkichlari, n
materiallardagi
tezligi, cm, km/sek.
Vakuum
1,0
300 000
Havo
300 000
1,0003
Suv
1,33
225 000
Kvars
1,46
205 000
Shisha
1,5
200 000
Olmos
2,5
120 000
22
Tashqi plastik qoplama
Qobiq
Yorug’lik
nuri
O’zak
2.1-rasm. Optik tolaning tuzilishi.
Optik tola turlari va ularning tavsiflari.
Bir modali va ko‘p modali optik tolalar. Pog‘onali, gradientli va
maxsus sindirish ko‘rsatgichli optik tolalar
O‘zagi diametrining u bo‘ylab tarqaluvchi to‘lqin uzunligiga nisbatiga
ko‘ra optik tolalar bir modali va ko‘p modali bo‘lishi mumkin. Bir modali
optik tolalarda ko‘pincha o‘zak diametri 7 – 10 mkm (2.2, a-rasm), ko‘p
modali optik tolalarda esa, 50 – 62,5 mkm (2.2, b-rasm) bo‘ladi.
d = 7 - 10 mkm
d = 50 - 62,5 mkm
D=1252 mkm
D=1252 mkm
а)
b)
2.2-rasm. Bir modali (a) va ko‘p modali (b) optik tolalarning ko‘ndalang
kesimi.
23
Ikkala turdagi optik tolalarda qobiq diametri 125 mkm ni tashkil
etadi. Amaliyotda bir modali va ko‘p modali optik tolalar diametrlarining
boshqacha qiymatlari ham mavjud. Bir modali optik toladan faqat bitta
moda (optik eltuvchi) uzatiladi. Ko‘p modali optik toladan esa, bir
vaqtning o‘zida apertura burchagi doirasida tolaga turli burchaklar ostida
kiritiladigan bir necha yuzlab ruxsat etilgan modalarni uzatish mumkin.
Barcha ruxsat etilgan modalar turli tarqalish yo‘nalishi va vaqtiga ega.
Ko‘p modali optik tolalar sindirish ko‘rsatkichining tola radiusi
bo‘yicha taqsimotiga ko‘ra pog‘onali (2.3, a-rasm) va gradientli (2.3, brasm) tolalarga bo‘linadi.
Тuzulishi
20-50 mkm
30-100 mkm
Sindirish
ko’rsatkichining
ko’rinishi
Sindirish
ko’rsatkichining
ko’rinishi
n1
n1
n2
n2
a)
n2
b)
n2
2.3-rasm. Pog‘onali (a) va gradientli (b) ko‘p modali optik tolalarning
tuzilishi va sindirish ko‘rsatkichining optik tola o‘zagi radiusi bo‘yicha
taqsimoti.
24
Pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli ko‘p modali optik tolalar ikki muhit
chegarasida sindirish ko‘rsatkichlarining keskin - pog‘ona ko‘rinishida n1
dan n2 gacha o‘zgarishi bilan harakterlanadi. Pog‘onali sindirish
ko‘rsatkichli optik tolalar o‘tkazish polosasini chegaralaydi, biroq
gradientli sindirish ko‘rsatkichli optik tolalarga nisbatan arzon hisoblanadi.
Gradientli sindirish ko‘rsatkichli ko‘p modali optik tolalar pog‘onali
sindirish ko‘rsatkichli tolalarga nisbatan ravon o‘zgaruvchi sindirish
ko‘rsatkichiga egaligi va modalararo dispersiyaning kamligi tufayli yuqori
texnik ko‘rsatkichlari bilan ajralib turadi. Chunki gradientli sindirish
ko‘rsatkichli optik tolada modalarning tarqalish tezligi (dispersiyasi) birbiridan juda ham kattaga farq qilmaydi. Dispersiya impulslarning kengayib
ketishiga, uzatilayotgan signallarning buzilishiga olib keladi. Shuning
uchun hozirda gradientli sindirish ko‘rsatkichli ko‘p modali optik tolalar
keng tarqalgan. Gradientli sindirish ko‘rsatkichli ko‘p modali optik
tolalarning asosiy kamchiligi tannarxining qimmatligi va ularni ishlab
chiqarishning murakkabligidir.
Ko‘p modali optik tolalarda modalararo dispersiya o‘tkazish polosasi
va aloqa masofasini chegaralaydi. Shuning uchun ko‘p modali optik tolalar
signallarni asosan lokal tarmoqlarda va nisbatan past tezlikli raqamli
TOAT lar bo‘ylab uzatishda ishlatiladi. Bir modali optik tolalardan
magistral aloqa tarmoqlarida foydalaniladi. Chunki bir modali optik
tolalarda modalararo dispersiya yuzaga kelmaydi, shuning uchun signallar
ko‘p modali rejimga qaraganda kam buzilish bilan uzatiladi.
Bir modali optik tolalar sindirish ko‘rsatkichining optik tola radiusi
bo‘yicha taqsimotiga ko‘ra pog‘onali (to‘g‘riburchakli) va maxsus turdagi
uch tishli W ko‘rinishdagi tolalarga bo‘linadi (2.4-rasm).
Sindirish ko‘rsatkichlari optik signalning so‘nishiga ta’sir etmasada,
xromatik dispersiya ko‘rsatkichlarini o‘zgartiradi.
Ya’ni, bir modali optik tolalardan foydalanish optik tolaning
o‘tkazish qobiliyatini oshiradi, lekin bu holda uzatuvchi qismda birmuncha
qimmat bo‘lgan lazer diodlaridan foydalanish talab etiladi. 2.5-rasmda
optik signallarning turli xil tolalar bo‘ylab tarqalish jarayoni tasvirlangan.
25
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0
-0,5
0
R,mkm -0,1
-25
-15
-5 -0 5
15
25
R,mkm
-25
-15
-5 -0 5
15
25
b)
а)
2.4-rasm. Bir modali optik tola sindirish ko‘rsatkichlarining radius
bo‘yicha taqsimoti: a) – pog‘onali sindirish ko‘rsatkichili bir modali
standart SF optik tola; b) – maxsus uch tishli – W ko‘rinishga ega sindirish
ko‘rsatkichili, dispersiyasi nolga siljigan bir modali
Bir modali optik tolalar dispersiya qiymatlari bo‘yicha quyidagi
turlarga bo‘linadi:
1. Standart tola - SF (Standart Fiber).
2. Siljigan dispersiyali tola - DSF (Dispersion-Shifted Fiber).
3. Nolga teng bo‘lmagan siljigan dispersiyali tola - NZ DSF (NonZero Dispersion-Shifted Fiber).
DSF, NZ DSF optik tola turlari maxsus profil ko‘rinishidagi W
sindirish ko‘rsatkichlariga ega.
26
P
Yuqori tartibli moda Dispersiya
Kirish
impulsi
n2
n1
Chiqish
impulsi
t2
t1
a)
Quyi tartibli moda
Dispersiya
P
Kirish
impulsi
n2
n1
Chiqish
impulsi
b)
t1
t2
P
Kirish
impulsi Chiqish
impulsi
n2
n1
v)
t1
t2
2.5-rasm. Turli xil optik tolalarda sindirish ko‘rsatkichlarining radius
bo‘yicha taqsimoti va ularda yorug‘lik nurining tarqalish jarayoni:
a) – ko‘p modali, pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli optik tola;
b) – ko‘p modali, gradient sindirish ko‘rsatkichli optik tola;
v) – bir modali, pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli optik tola.
27
Yorug‘likning optik tola bo‘ylab tarqalish qonuniyatlari,
yorug‘likning sinish jarayoni
Optika qonuniyatlari yorug‘lik nurining bir jinsli muhitda to‘g‘ri
chiziq bo‘yicha tarqalishiga, tola muhiti bilan o‘zaro ta’sirlashuviga va
tolaning xossalariga, ya’ni uning barcha yo‘nalishlarda bir xil xususiyatga
ega ekanligiga asoslangan. Bu qonuniyatlarga yorug‘likning qaytish/sinish
qonunlari va ularga asoslangan hodisalar kiradi.
Yorug‘lik bir muhitdan boshqasiga o‘tganida uning tarqalish tezligi
o‘zgaradi. To‘lqin nazariyasi nuqtai nazaridan bu harakat yo‘nalishining
o‘zgarishiga olib keladi. Bu hodisa – yorug‘likning to‘g‘ri yo‘nalishdan
og‘ishi sinish deb ataladi.
Sinish hodisasini prizmaga tushgan yorug‘lik nuri misolida ko‘rib
chiqamiz (2.6-rasm).
Sinish
Sinish
Qizil
To’q qizil
Sariq
Yashil
Xavo rang
Binafsha rang
1.8-rasm. Prizmada yorug‘likning
2.6-rasm. Prizmada yorug‘ likning sinishi
Prizmaga oq yorug‘lik tushirilganda, prizma bu yorug‘likni sindiradi
va kamalakning turli ranglariga ajratadi. Qizil rang eng kuchli og‘adi va
kichik tarqalish tezligiga ega. Sinish prizma kirishida bo‘lganidek, uning
chiqishida ham xosil bo‘ladi.
Optik toladan signallarning uzatilish jarayonida ham yuqorida ko‘rib
chiqilgan sinish hodisasi ro‘y beradi. Bu haqida quyida batafsilroq
to‘xtalamiz.
28
Yorug‘likning to‘liq ichki qaytishi
Yorug‘lik nuri sindirish ko‘rsatkichi kichik muhitdan sindirish
ko‘rsatkichi katta muhitga o‘tganida, ikki muhit chegarasida og‘adi va
muayyan shart bajarilganida ikki muhit chegarasidan to‘liq qaytadi. Bu
hodisa yorug‘likning to‘liq ichki qaytishi (TIQ) hodisasi deb ataladi. TIQ
hodisasi optik signallarning yorug‘lik uzatgichi bo‘ylab tarqalishining
fizik asosi hisoblanadi. Uni amalga oshirish uchun optik tola o‘zagining
sindirish ko‘rsatkichi n1 qobiqning sindirish ko‘rsatkichi n2 dan katta
bo‘lishi kerak.
O‘zak va qobiq tayyorlanadigan materiallarning sindirish
ko‘rsatkichlari nisbatini maqbul tarzda tanlash orqali yorug‘lik nurining
qobiq va o‘zak chegarasidan to‘liq ichki qaytishiga erishiladi va nurning
faqat optik tola o‘zagi bo‘ylab zigzaksimon ko‘rinishida tarqalishi
ta’minlanadi.
Masalan, sindirish ko‘rsatkichlari optik tola uchun xos bo‘lgan
n1=1,48, n2=1,46 qiymatlariga ega bo‘lsin. U holda yorug‘lik nurining
to‘liq ichki qaytishiga mos kelgan kritik tushish burchagini quyidagi
munosabat bilan aniqlash mumkin:
Өkr = arc sin (1,46 / 1,48) = arc sin (0,9864) = 80,60.
Sindirish ko‘rsatkichlari shunday nisbatga ega, kritik tushish
burchagi Өkr=80,60 ga teng yoki undan katta, masalan Ө2=810 bo‘lganida
nur ikkinchi muhitga o‘tmay, boshlang‘ich muhitga to‘liq ichki qaytadi.
Yorug‘lik signallarining optik tola bo‘ylab tarqalishi ana shu prinsipga
asoslangan. 2.7-rasmda optik signallarning sindirish ko‘rsatkichlari va
tushish burchagi ana shunday qiymatlarga ega bo‘lgan optik tola bo‘ylab
tarqalish jarayonlari ko‘rsatilgan.
3
3
2
1
Өkr=80,6
0
Ө1=810
Ө2=810
2.7-rasm. Optik tolada to‘liq ichki qaytish jarayoni.
29
Chizmadan ko‘rinadiki, kritik burchakdan katta (Ө > Өkr) burchak
ostida o‘zak-qobiq chegarasiga tushgan nurlar (nur 1) chegaradan to‘liq
ichki qaytadi. Tushish va sinish burchaklari o‘zaro teng Ө1 = Ө2 bo‘lgani
uchun, 1-nur takroriy qaytishlarga uchrab, o‘zak muhiti bo‘ylab
zigzaksimon traektoriya bo‘yicha tarqaladi.
Ideal holda yorug‘likning sochilishi va nolinchi dispersiya
bo‘lmaganda 1-nur o‘zak bo‘ylab istalgan masofaga tarqalishi mumkin.
Bu nur yo‘nalgan nur (moda) deyiladi.
2-nur Өkr burchak ostida tushib, sinadi va o‘zak-qobiq chegarasi
bo‘ylab tarqaladi.
Ө < Өkr ostida tushgan 3-nur esa, sinadi va uning bir qismi qobiq
chegarasiga tushib, qobiq bo‘ylab tarqalishida so‘nadi yoki qobiqdan
tashqariga chiqib ketadi. Ular nurlanuvchi nurlar deyiladi.
30
3– amaliy mashg‘ulot
OPTIK TOLALARNING SONLI APERTURASINI TAJRIBA
YO‘LI BILAN ANIQLASH
3.1. Mashg‘ulotning maqsadi
Optik tolalarning sonli aperturalarini tajriba yo‘li bilan aniqlashni
o’zlashtirish ko‘nikmalariga ega bo‘lish.
3.2. Topshiriq
3.2.1. Mashg‘ulotga tayyorlanishda quyidagi o‘quv materiallarini
o‘rganish va 3.3 paragrafda keltirilgan nazorat savollari (NS) ga javob
tayyorlash zarur (ulardan 4 ta savolga javob yozma ravishda bayon etilishi
kerak): [3.1] ning 44 – 79 sahifalari, [3.2] ning 6 – 9, 21 – 45 sahifalari,
[3.3] ning 37 – 40 sahifalari, [3.4] ning 51 – 52 sahifalaridan foydalaning.
3.2.2. Optik tola va uning geometrik parametrlarini o‘rganish.
Hisobot uchun nazariy qismning qisqacha mazmuni, qurilmaning
tuzilishi va olingan natijalarni qayd etish uchun jadval chizilgan sahifani
tayyorlash.
3.3. Nazorat savollari:
3.3.1. Optik tolaning optik aloqa tizimidagi o‘rniga tavsif bering.
3.3.2. Tolali optik aloqa tizimida qo‘llaniladigan optik tolalarning
qanday turlari mavjud? Ularga tavsif bering.
3.3.3. Bir modali va ko‘p modali optik tolalarning farqi nimada?
3.3.4. Apertura burchagi va sonli apertura tushunchalariga ta’rif
bering.
3.3.5. Pog‘onali va gradientli sindirish ko‘rsatkichlariga ega bo‘lgan
optik tolalar uchun apertura sonlari qanday miqdoriy munosabatlar bilan
aniqlanadi?
3.3.6. Optik tola turlari uchun sonli aperturaning norma qiymatlari
nechaga tetg?
3.3.7. Sonli apertura optik tolaning qaysi parametrlatiga bog‘liq?
31
3.4. Amaliy mashg‘ulotga yakun yasash
Optik aloqa tizimlarining uzatish muxiti - optik tolalarning tuzilishi,
bir modali va ko‘p modali optik tolalarga oid o‘quv materiallari o‘rganildi.
Optik tolaning sonli aperturalarini tajriba yo‘li bilan aniqlash bo‘yicha
amaliy ko‘nikmalar egallandi.
3.5. Foydalaniladigan adabiyotlar
3.1. Yunusov N.Yu., Isayev R.I., Mirazimova G.X. Optik aloqa
asoslari. O‘zbekiston Respublikasi Oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi –
T.: Cho‘lpon nomidagi NMIU, 2014 – y. – 368 bet.
3.2. Mirazimova G.X. Optik aloqa asoslari: O‘quv qo‘llanma., t.f.n.,
dosent Isaev R.I. mas’ul muharrirligi ostida.-Toshkent, TATU
bosmaxonasi, 2006.- 136 b.
3.3. Фриман Р. Волоконно–оптические системы связи: Перевод с
английского под ред. Н.Н. Слепова.–М.: Техносфера, 2003.
3.4. Дмитриев С.А., Слепов Н.Н. Волоконно–оптическая
техника: Современное состояние и перспективы. - 2-е изд., перераб. и
доп. / Сб. статей под ред. - М.: ООО "Волоконно – оптическая
техника", 2005.
3.6. Topshiriqning 2-bandini bajarish bo‘yicha ko‘rsatmalar
Diqqat! Har bir qo‘llashdan avval tolali shnurlar yordamida
o‘lchovlarni olib borishda ularning kesimidan himoya qalpoqlarini
yechish kerak. Tolali shnur yordamida ish tugagach, uning kesimiga
yechilgan himoya qalpog‘ini albatta kiygizib qo‘yish kerak.
Ushbu amaliy ishida quyidagi elementlar qo‘llaniladi (3.9-rasm):
- “nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki” elektron bloki;
- lazer diodi LD yoki yorug‘lik diodi YD;
- yustirovka qurilmalari YuQ1 va YuQ2;
- FS-UPS turdagi konnektorli, himoya qobig‘isiz (sariq rangli bufer
qoplamali) bir modali optik tola;
- FC-PC turdagi konnektorli ko‘p modali (olov rangli himoya
qobig‘ili) optik tola;
- mikroob’yektivsiz telekamera;
- oq-qora monitor;
32
- qatorni ajratish bloki;
- ostsillograf.
Dastlabki ogohlantirish. Optik tolaning sonli aperturasini
o‘lchashda telekamera mikroob’yektivi albatta yechilishi kerak.
Optik tolaning sonli aperturasi NA deganda optik tola ko‘ndalang
kesimiga tushayotgan yorug‘lik nuri va optik tola o‘qi orasidagi burchak
sinusining nurning o‘zak-qobiq chegarasidan to‘liq ichki qaytishiga mos
keladigan qiymati tushuniladi. Uni tajriba yo‘li bilan aniqlash uchun optik
tola kesimidan chiqayotgan nurlanishning tarqalish jarayoni tadqiq etiladi.
Bunda yorug‘lik nurining optik toladagi to‘liq ichki qaytishi chog‘ida
tolaning kirishidagi va chiqishidagi burchaklarning o‘zaro teng bo‘lishiga
asoslaniladi. 3.1-rasmda qo‘zg‘atilgan optik tola kesimidan chiqayotgan
natijaviy nurlarning yo‘li ko‘rsatilgan. Ular bilan optik tola o‘qi orasidagi
 burchak NA sonli apertura qiymatini belgilaydi.
Optik tolaga kiritiladigan nurlanish manbai sifatida lazer diodi LD
yoki yorug‘lik diodi YD ishlatilishi mumkin. Ikkala manba laboratoriya
qurilmasining tarkibiga kiradi.
Optik tolaning chiqish kesimi telekameraning ko‘rish maydonida
joylashadi va monitor ekranida uning tasviri hosil bo‘ladi. Televizion
ostsillograf yordamida tasvir qatorini ajratish (laboratoriya ishi
qurilmasining tavsifiga qarang), uning ko‘ndalang kesimida
intensivlikning taqsimlanishini tahlil etish imkonini beradi.

NA=sin 
3.1-rasm. Qo‘zg‘atilgan optik tola kesimidan chiqayotgan natijaviy
nurlarning yo‘li
3.2-rasmda optik tola kesimi S va undan chiqayotgan nurlanish
mujassamlashgan yorug‘lik konusini chegaralovchi 1-, 2-nurlar
ko‘rsatilgan. Nurlar telekameraning PZS matritsasiga tushadi (M 3.2, arasm), uning yordamida televizion signal shakllanadi. 3.2, a-rasmda optik
tola kesimidan F masofaga tarqaluvchi nurlanishga mos keluvchi yorug‘lik
dog‘i t ning diametri va matritsaning T gorizontal o‘lchami belgilangan.
33
a
b
v
3.2-rasm. Optik tola kesimi C va undan chiqayotgan nurlanish
mujassamlashgan yorug’lik konusini chegaralovchi 1-2 nurlar (a).
Tadqiq qilayotgan optik toladan LD (b) va YD (v) dan uzatilayotgan
optik nurlanishining ostsillogrammasini namunaviy ko’rinishi
34
M matritsaga yorug‘lik konusi proyeksiyasining tasviri monitor
ekranida yorug‘ dog‘ ko‘rinishida kuzatiladi. Ostsillograf va qatorni
ajratish bloki QAB yordamida televizion signalning qatorlaridan biri
ajratilishi mumkin. Dog‘ o‘rtasiga to‘g‘ri keluvchi, qatorga muvofiq
keluvchi ostsillogrammaning namunaviy ko‘rinishi 3.2, b va 3.2, vrasmlarda ko‘rsatilgan.
3.2, b-rasm tadqiq etilayotgan optik tolaning lazer diodi LD
yordamida qo‘zg‘algan holatiga muvofiq keladi. LD nurlanishining
kogerentligi tufayli optik tola kesimida barcha mumkin bo‘lgan modalar
(spekl) tomonidan hosil bo‘ladigan interferension tasvir kuzatiladi.
Natijada yorug‘lik dog‘iga mos keluvchi ostsillogramma kuchli qiyib
tashlangan. Bu o‘lchovni o‘tkazishga xalaqit qilishi mumkin.
3.2, v-rasm tadqiq etilayotgan optik tolaning yorug‘lik diodi YD
yordamida qo‘zg‘algan holatiga mos keladi. Uning nurlanishi nokogerent
va modalar orasida interferensiya mavjud emas.
Dog‘ning diametriga ostsillogrammada belgilangan t o‘lcham mos
keladi. D matritsaning gorizontal o‘lchamiga ostsillogrammadagi qo‘shni
qator impulslari orasidagi T masofa mos keladi. Maketda ishlatiladigan
telekamera uchun D o‘lcham ma’lum (D=40 mm). Shuning uchun
dog‘ning real o‘lchami D ostsillogramma bo‘yicha t va T kattaliklarni
o‘lchash yo‘li bilan aniqlanishi mumkin:
d=t*D/T.
Sonli aperturaning qiymati, masofaning o‘lchangan qiymati bo‘yicha
oddiy trigonometrik ifoda orqali hisoblanadi:
NA=sin(θ)=d/(
(d 2  D 2 ) ).
3.1. Ko‘p modali (olov rangli himoya qobig‘ili) optik tola kirish
kesimining joyini chiziqli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi yustirovka
qurilmasi YQ1 tuguniga mahkamlanadi (3.8-rasm). Buning uchun
quyidagilar bajariladi:
3.1.1. Joyni chiziqli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi mikrometrik
vint ChB1 yordamida tugunning joyini chapga oxirgi holatga o‘zgartirish;
3.1.2. 2 va 3-platalardagi tirqishlar orqali optik tolani o‘tkazish;
3.1.3. Konnektorning qayd etish vintini burab, optik tolaning FS
konnektorini opravka 10 ga mahkamlash.
35
3.2. Joyni burchakli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi yustirovka
qurilmasi YQ2 (3.8-rasm) tuguniga optik tolaning chiqish kesimini
mahkamlash. Buning uchun quyidagi ishlar bajariladi:
3.2.1. Joyni chiziqli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi mikrometrik
vint ChB1 yordamida tugunning joyini chapga oxirigacha o‘zgartirish;
3.2.2. FV2 qayd etuvchi vintni (3.8-rasm) burash va yechiladigan
opravka 12 ni ajratish;
3.2.3. 5, 6, 7-halqalardagi va 11-silindrdagi tirqishlar orqali optik
tolani o‘tkazish;
3.2.4. Konnektorning qayd etuvchi vintini burab, opravka 12 dagi
optik tolaning FC konnektorini mahkamlash;
3.2.5. Ehtiyotlik bilan optik tolaning keskin bukilishiga yo‘l
qo‘ymasdan, opravka 12 ni o‘rnatiladigan joyiga qo‘yish va uni FV2 qayd
etuvchi vint yordamida mahkamlash.
3.3. O‘rnatish uchun quyidagi ishlar bajariladi:
- NMETB ning old panelidagi (3.7-rasm) damlash tokini sozlovchi
potensiometr ruchkasini soat strelkasiga teskari yo‘nalishda eng oxirgi
holatga o‘rnating;
- damlash tokining o‘zgarish chegarasini almashlab ulash
tugmachasini
50 mA holatiga o‘rnatish;
- bog‘lovchi kabel yordamida LD yoki YD ni (3.4-rasm) NMETB ga
ulash. Ulash blok qismining old panelida joylashgan RS4TV ajraladigan
ulagich yordamida amalga oshiriladi;
- opravka 8 ga tanlangan optik manbani mahkamlash (3.8-rasm).
3.4. NMETB blokining old panelidagi “TARMOQ” tumblerini
yoqish. Bunda u yonadi. Potensiometr yordamida LD damlash tokining
Id=20 mA qiymatini o‘rnatish. Damlash tokining nazorati old paneldagi
strelkali asbob bo‘yicha amalga oshiriladi.
3.5. Monitorning old panelidagi tugmachali almashlab/ulagichni
bosib, M monitor va TK telekameraning (3.4-rasm) ta’minotini yoqish.
Bunda u qizib bo‘lgandan so‘ng monitor ekrani kuchsiz yorishadi.
3.6. Optik tolaning chiqish kesimi telekameraning qarshisida
joylashgan. Ikkala element ikkinchi yustirovka qurilmasi YQ2 ga
mahkamlangan (3.8-rasm). BV2 va BG2 mikrometrik vintlar yordamida
telekameraga nisbatan optik tola kesimining burchak bo‘yicha holatini
o‘zgartirib va ChK2 hamda ChV2 mikrometrik vintlar yordamida
telekamera joyini ikki ko‘ndalang yo‘nalishlarda o‘zgartirib, monitor
ekranida optik tola kesimining tasvirini hosil bo‘lishiga erishish mumkin.
36
3.7. Ushbu eksperimentda tadqiq etilayotgan lazer diodi joyi
burchak bo‘yicha o‘zgartirishni amalga oshiruvchi yustirovka qurilmasi
YQ1 tugunida joylashgan (3.8-rasm). Uning nurlanishini shu yustirovka
qurilmasida (joyni chiziqli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi tugunda)
joylashgan optik tolaning kirish kesimiga tushishiga erishish kerak. BV1
va BG1 mikrometrik vintlar yordamida OT kesimiga nisbatan LD ning
burchak bo‘yicha holatini o‘zgartirib va ChK2 hamda ChV2 mikrometrik
vintlar yordamida LD ga nisbatan optik tolaning kirish kesimli
opravkaning joyini ikki ko‘ndalang yo‘nalishlarda o‘zgartirib, optik tola
kesimining chiqishida yorug‘lik dog‘ining hosil bo‘lishiga erishish
mumkin, bu dog‘ monitor ekranida kuzatiladi. Manbaning va optik tola
kirish kesimining holatini sozlashni ketma–ket yaqinlashtirish usulida olib
borib kuzatiladigan dog‘ning maksimal aniqligiga erishiladi.
Agarda monitor ekranida tasvirning o‘ta kontrastligi kuzatilsa,
qutblantirgichni LD ga burib, quvvat sathini kamaytiriladi.
3.8. Ossillograf manbaini ulash. Uning boshqaruv elementlarini
shunday holatga o‘rnatish kerakki, bunda uning ekranidagi ostsillogramma
monitor ekranida kuzatiladigan video signalning qatorlaridan biriga mos
kelsin.
3.9. ChB2 mikrometrik vintlar yordamida telekameraning joyini
shunday holatga o‘zgartirish kerakki, monitorda kuzatiladigan
yorishayotgan dog‘ ekranning taxminan yarmini egallasin.
3.10. Ossillografning razvertka rejimi boshqaruv elementlarini
qo‘llab, uning ekranida 3.2-rasmga mos keluvchi ossilogrammaning hosil
bo‘lishiga erishish. R razvertka davomiyligini (del/mksek) pog‘onali
sozlovchi almashlab ulagichning holatini va T-kichik impulslar orasidagi
masofani belgilab qo‘yish (3.2-rasm). O‘lchov ma’lumotlarini 3.1-jadvalga
kiritish.
3.1-jadval
Optik tolaning sonli aperturasini o‘lchash
ti (del)
Ri
(del/mksek)
Ti (del)
Fi (MM)
di (mm)
NA
t0
t1
tn
R0
R1
Rn
T0
F0
d0
NA0
T1
F1
d1
NA1
Tn
Fn
dn
NAn
37
3.11. “↑” “↓” tugmalar yordamida monitor ekranidagi tasvir bo‘yicha
ajratilgan qator joyini pastga yoki yuqoriga o‘zgartirish amalga oshiriladi
va yorishayotgan dog‘ga mos keluvchi impulsning maksimal kengligiga
erishiladi. Bu bilan yorug‘lik dog‘ining markaziga to‘g‘ri keluvchi qatorni
ajratish ta’minlanadi. O‘lchov aniqligini oshirish uchun razvertka
davomiyligini del/mksek pog‘onali sozlovchi almashlab ulagich
yordamida razvertka davrini kamaytirish kerak. Uning yangi holati R 0 ni
belgilab qo‘yish.
3.12. BV2 va BG2 mikrometrik vintlar yordamida telekameraga
nisbatan optik tola kesimining burchakli holatini o‘zgartirib, monitor
ekranidagi dog‘ o‘lchamini va ostsillogrammada unga mos keluvchi
impuls o‘lchamini kamaytirishga harakat qilish. Bu bilan optik tola kesimi
joylashgan yuza va ob’yektiv fokal yuzasining parallelligiga erishish
ta’minlanadi. Shundan keyin ajratilgan qator holati korreksiyalanadi va 11punktda ta’riflangan ishlar takrorlanadi.
3.13. ChK2 va ChV2 mikrometrik vintlar yordamida optik tola
kesimiga nisbatan telekamera joyini ko‘ndalang yo‘nalishlarda o‘zgartirib,
dog‘ o‘lchamini kamaytirishga harakat qilish. Bu bilan optik tola
kesimining holatini optik o‘q O ga nisbatan (3.2-rasm) moslashtirish
ta’minlash.
Shundan so‘ng 11-punktda qayd etilgan, ishlarni takrorlab, ajratilgan
qator holatini korreksiyalash. Razvertka davomiyligini (del/mksek) pog‘onali sozlovchi almashlab ulagichning oxirgi yakuniy holati R0 ni va
ostsillogrammada kuzatiladigan impulsning mos keluvchi kengligi t 0 va T0
larni belgilab qo‘yish. O‘lchov ma’lumotlarini 3.1-jadvalga kiritish.
3.14. ChB2 mikrometrik vint shkalasi bo‘yicha F0 masofa qiymatini
belgilab qo‘yish. O‘lchov ma’lumotlarini 3.1 – jadvalga kiritish.
3.15. F = F1,2...n masofalar va R = R1,2...n uchun 11-14 punktlarda qayd
etilgan o‘lchashlarni takrorlash. Bunda barcha otschetlar o‘lchashlarda
F1,2...n< F0 bo‘lishiga e’tibor berish. O‘lchashlar soni n o‘qituvchi
tomonidan ko‘rsatiladi. O‘lchov ma’lumotlarini 1.3-jadvalga kiritish.
3.16. 3.1-jadvalda keltirilgan ma’lumotlar bo‘yicha yorug‘lik
dog‘ining o‘lchamini quyidagi miqdoriy munosabat bo‘yicha aniqlash:
d = t*D/T.
Hisoblangan qiymatlarni 3.1-jadvalga kiritish.
38
3.17. Quyidagi munosabat bo‘yicha apertura soni NA ning qiymatini
aniqlash:
NA = sin (θ) = d/(
(d 2  D 2 ) ).
Sonli aperturaning o‘lchangan qiymati uning quyidagi o‘rtacha
qiymati bo‘yicha aniqlanadi:
NA = (ΣNAi)/(n).
3.18. Ko‘p modali optik tolani bir modaliga almashtirish. Buning
uchun quyidagi amallarni bajarish:
3.18.1. Joyni chiziqli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi yustirovka
qurilmasi YQ1 tugunining joyini ChB1 mikrometrik vint (3.8-rasm)
yordamida eng chap holatga o‘rnatish.
3.18.2. Konnektorning qayd etuvchi vintini burab, ko‘p modali optik
tolaning kirish kesimini FS konnektorining opravkasi 10 dan ajratish.
Shundan keyin uni joyni chiziqli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi
yustirovka qurilmasi YQ1 tugunidan chiqarib olish.
3.18.3. Bir modali optik tolani 2, 3-platalardagi tirqishlardan
o‘tkazish.
3.18.4. Konnektorning qayd etuvchi vintini burab, optik tolaning FS
konnektorini opravka 10 ga mahkamlash.
3.18.5. Joyni chiziqli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi mikrometrik
vint ChB2 yordamida yustirovka qurilmasi YQ2 tugunining joyini chapga
oxirgi holatga o‘rnatish.
3.18.6. Qayd etuvchi FV2 vintni (3.8-rasm) burab ochish va ko‘p
modali optik tolali yechiladigan opravka 12 ni ajratish. Optik tolali
opravkani yustirovka qurilmasidan chiqarib olish ehtiyotkorlik bilan uni
keskin bukishlarga yo‘l qo‘ymasdan amalga oshirilishi kerak.
3.18.7. Konnektorning qayd etuvchi vintini qayta burab, ko‘p modali
optik tolaning kirish kesimini FS konnektorining opravkasi 12 dan burab
chiqarish. Shundan so‘ng uni joyini burchakli o‘zgartirishni amalga
oshiruvchi yustirovka qurilmasi YQ2 tugunidan chiqarib olish.
3.18.8. Bir modali optik tolani 5, 6, 7-halqalar va silindr 11 dagi
tirqishlar orqali o‘tkazish.
3.18.9. Konnektorning qayd etuvchi vintini burab, optik tolaning FS
konnektorini opravka 12 ga mahkamlash.
39
3.18.10. Ehtiyotkorlik bilan - optik tolani keskin bukishlarga yo‘l
qo‘ymasdan, opravka 12 ni joylashadigan o‘rniga qo‘yish va uni FV2 qayd
etuvchi vint bilan mahkamlash.
3.19. Yuqorida ta’riflangan o‘lchash usullaridan foydalanib, bir
modali optik tolaning sonli aperturasini o‘lchash.
3.7. Nazariy qism
Sonli apertura
Optik tolaga bir emas, bir necha yorug‘lik nurlarining dastasi kirish
konusini hosil qilib tushadi va faqat kritik burchakdan katta burchak ostida
tushgan nurlargina OT o‘zagi bo‘ylab tarqaladi. Nurlarning tola o‘zagiga
maksimal tushish konusining yarim burchagi apertura burchagi – a, sina
kattalik esa sonli apertura deb ataladi (3.3-rasm). Sonli apertura NA bilan
belgilanadi (inglizchadan Numerical Aperture) va o‘zak, qobiq sindirish
ko‘rsatkichlari orqali quyidagi munosabat bo‘yicha aniqlanadi:
NA  sin à  (n12 - n22 )  n1 2D n ,
yoki
NA1  k (n12 - n22 ) .
(3.7.3)
(3.7.3) munosabatda sonli aperturani hisoblashning adabiyotlarda
uchrashi mumkin bo‘lgan ikki formulasi berilgan. Ular sonli aperturaga
yaqin qiymatlarni beradi. Birinchi formula nazariy, ikkinchisi esa amaliy
hisoblashlar uchun ishlatiladi. Bu yerda o‘lchash usullariga bog‘liq holda
k=0,98 yoki k=0,94.
Berilgan n1=1,48, n2=1,46 qiymatlar uchun, (3.7.3) formula bo‘yicha
sonli aperturaning (nazariy qiymatlari) 0,242487 yoki 0,237637 (k=0,98)
va (amaliy qiymati) 0,227938 (k=0,94) ga teng.
Sindirish ko‘rsatkichlarining nisbiy farqi ∆n quyidagi munosabat
bilan aniqlanadi:
Dn 
n12  n22 n1  n2


2n1
n1
40
(3.7.4)
≤a burchak ostida, ya’ni apertura burchagi doirasida tushgan nurlar
(3.3-rasmdagi 1-nurga mos keladi) qobiq va o‘zak chegarasidan to‘liq
ichki qaytib, optik tola o‘zagi bo‘ylab uzatiladi.
21
2
1
Өа apertura
burchagi
Өа
3.3-rasm. Optik tolaning apertura burchagi.
>a apertura burchagi doirasidan katta burchak ostida tushgan nurlar
sinib, o‘zakdan qobiqqa o‘tadi. Bu nurlarning bir qismi qobiq bo‘ylab
tarqalib, qobiqdan chiqib ketib qolgan qismi o‘zak bo‘ylab tarqalishi
chog‘ida so‘nib boradi (3.3-rasmdagi mos ravishda 2 va 21 nurlar).
Apertura doirasiga mos keluvchi nurlar yo‘nalgan nurlar (1-nur),
aperturadan tashqaridagi nurlar (2 va 21-nurlar) nurlanuvchi nurlar deb
ataladi. Aperturadan tashqaridagi qobiq bo‘ylab tarqaladigan nurlar qobiq
bo‘ylab uzatiluvchi nurlar deb ataladi.
3.2-jadvalda eng ko‘p tarqalgan optik tolalar parametrlarining odatiy
qiymatlari keltirilgan.
3.2-jadval
OT turi
(kvars
shishasi)
Ko‘p modali
OT
Bir modali
OT
O‘zak
diametri,
mkm
NA
Tola o‘zagiga
maksimal
tushish
burchagi, grad.
50 – 200
0,25 – 0,5
20 – 30
5 – 12
0,12 – 0,25
5-8
41
∆n
0,005 –
0,02
0,002 –
0,01
NA optik tolaning muhim parametri hisoblanib, yorug‘lik nuri tolaga
qanday kiritilishi va tarqalishini ko‘rsatadi.
NA ning qiymati katta bo‘lgan OT yorug‘likni yaxshi qabul qiladi,
kichik sonli aperturali optik tolalarga esa faqat tor yo‘nalishli yorug‘lik
dastasini kiritish mumkin.
Yuqori o‘tkazish polosali OT kichik qiymatli NA ga ega. Shu sababli,
ularda modalar soni kam, dispersiya qiymati kichik va ishchi o‘tkazish
polosasi keng bo‘ladi.
NA katta qiymatga ega optik tolalarda yorug‘lik nurining mumkin
bo‘lgan yo‘nalishlari, ya’ni modalar sonining ko‘pligi natijasida
modalararo dispersiya yuqori bo‘ladi.
«Optik tolalarning xarakteristikalarini tadqiq etish» o‘quv qurilmasi
1. Qurilmaning umumiy tavsifi
Ushbu qurilma asosida quyidagi ishlarini bajarish mumkin:
1. Optik tolalarning sonli aperturasini tajriba yo‘li bilan aniqlash.
2. Optik tolaning bukilishi tufayli yuzaga keladigan so‘nish
solishtirma koeffitsiyentining tola radiusiga bog‘liqligini tadqiq etish.
Yuqorida qayd etilgan ishlarini bajarish quyidagi maqsadlarga
erishish imkonini beradi:
-optik tolalarning sonli aperturasini tajriba yo‘li bilan aniqlash;
-optik tolalarning ruxsat etiladigan bukilish radiuslarini baholash va
bukilish kiritadigan so‘nish koeffitsiyentini aniqlash.
2. Maketining tarkibi va uning funksional sxemasi
Maketining funksional sxemasi 3.4-rasmda keltirilgan. Uning
tarkibiga quyidagi elementlar kiradi:
2.1. Optik nurlanish manbai - lazer diodi LD1, u λ = 0,67 mkm
to‘lqin uzunligidagi nurlanishni ta’minlaydi. Nurlanish quvvati damlash
toki Id ga bog‘liq bo‘ladi va Id = 40 mA da 5 mVt qiymatga erishadi.
2.2. Optik nurlanish manbai - yorug‘lik diodi YD, u λ = 0,67 mkm
to‘lqin uzunligidagi nurlanishni ta’minlaydi. Nurlanish quvvati damlash
toki Id ga bog‘liq bo‘ladi va Id = 40 mA da 5 mVt qiymatga erishadi.
LD1 korpusida mikroob’yektiv mavjud bo‘lib, u nurlanishni optik
tolaning kesimiga fokuslash imkonini beradi. YD da mikroob’yektiv
mavjud emas. LD1 va YD bir xil diametrli kaprolonli korpuslarda
42
joylashgan va ta’minot blokiga ulanish uchun RS4-TV ajraladigan
ulagichli elektr shnurlar bilan ta’minlangan.
Qurilmada ular maxsus opravkada joylashgan, bu o‘lchash
jarayonida ularni osonlik bilan almashtirishni amalga oshirish imkonini
beradi.
1.3. Optik nurlanish manbaining ta’minot bloki (NMTB λ=0,67
mkm). 3.5-rasmda blokning old paneli ko‘rsatilgan. Unga LD1 va YD
RS4-TV ajraladigan ulagichli ta’minot shnuri yordamida ulanadi.
Ajraladigan ulagichning blokli qismi old panelda joylashgan va “OPTIK
CHIQISH” deb belgilangan.
Blok quyidagi imkoniyatlarni ko‘zda tutadi:
- old panelda joylashgan potensiometr ruchkasi yordamida damlash
tokini sozlash. Damlash tokining o‘zgarishi lazer diodining nurlanish
quvvatini o‘zgartirish imkonini beradi;
- almashlab ulagich tugmasi yordamida damlash tokining o‘zgarish
chegarasini (5, 50 mA) almashlab ulash;
- “NURLANTIRGICH TOKI” raqamli indikatori yordamida
damlash tokining mavjudligini qayd etish.
NMTB ta’minoti 220 V/50 Hz tarmoqdan amalga oshiriladi. Blokni
yoqish old paneldagi qizil rangli “TARMOQ” tumbleri orqali amalga
oshiriladi.
2.4. Optik nurlanish manbaining ta’minot bloki (NMTB λ=1,3
mkm). Blok oldingi blokdagi bilan bir xil boshqaruv elementlaridan
iborat. Farqi shundaki, RS4-TV elektr ajraladigan ulagich o‘rniga FS-SM
optik rozetka o‘rnatilgan. Unga optik tolaning ajraladigan ulagichi
bevosita ulanadi.
2.5. FD fotodiod, u λ=0,67 mkm to‘lqin uzunlikdagi nurlanishni
qayd etish uchun mo‘ljallangan, shtativda silindrik korpusda joylashgan va
foto qabul qilgich blokiga ulanish uchun RS4-TV ajraladigan ulagichli
ta’minot shnuri bilan jihozlangan. Fotodiod korpusiga opravka o‘rnatilgan,
unga tadqiq etilayotgan optik tola K konnektori mahkamlangan.
2.6. Foto qabul qilgich (FQQ), u λ=0,67 mkm to‘lqin uzunlikdagi
nurlanishni qayd etish uchun mo‘ljallangan. 3.6-rasmda FQQ blokining
old paneli ko‘rsatilgan. Unga RS4-TV ajraladigan ulagichli ta’minot
shnuri yordamida FD ulanadi. Ajraladigan ulagichning blok qismi old
panelda joylashgan va unga “OPTIK CHIQISH” deb yozilgan.
43
YD
ОТ 1
ChS
YuQ 2
2
BS
ТQ
YuQ
ChS 1
Q
Q
К
BS
LD1
ОТ 2
NMTB
l0,67 мkм
YO’T
FQq
Q
К
ОТ 3
FD
Optik
kirish
ОQМ
QAB
МТB
OSTS
Кir1(2)
Sinx
.
Optik
testr
NMTB
l1,3 мkм
3.4-rasm. Maketning funksional sxemasi
44
3.5-rasm. Optik nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki
3.6-rasm. Foto qabul qilgich
Blok optik quvvatning o‘zgarish chegarasini almashlab ulash
imkoniyatini ko‘zda tutadi. Buning uchun old panelda “SEZGIRLIK”
tugmachali almashlab ulagich mavjud. Old paneldagi “0,001; 0,01; 0,1; 1”
tugmachalarini bosish fototok kuchayish koeffitsiyentining o‘zgarishiga
olib keladi.
Optik quvvat nazorati uchun FQQ old panelida “OPTIK QUVVAT,
NISB. BIRL.” raqamli indikatori mavjud. FD ning fotosezgir maydoniga
tushayotgan optik nurlanish, uning p-n o‘tishi orqali o‘tayotgan tok
45
(fototok) ning o‘zgarishiga olib keladi. Fototok fotodiodning fotosezgir
maydonidagi optik quvvat qiymatiga to‘g‘ri proporsional. Shuning uchun
raqamli indikator ko‘rsatkichi bu quvvatga proporsional, lekin unga teng
emas. Foto qabul qilgich yordamida o‘lchash nisbiy birliklarda amalga
oshiriladi.
2.7. “TOPAZ 3000” optik testeri. U λ=1,3 mkm to‘lqin uzunlikdagi
nurlanish parametrlarini qayd etish uchun mo‘ljallangan.
2.8. Ikkita optik tola OT1 va OT2 qirqimi:
- FS-URS turdagi konnektorli himoya qobig‘isiz bir modali optik tola
(sariq rangli bufer qoplamasi bilan);
- FS-RS turdagi konnektorli ko‘p modali optik tola OT (olov
rangdagi himoya qobig‘i bilan);
OT konnektorlari laboratoriya qurilmasining optik sxema elementlari
bilan maxsus opravalar (K) yordamida ulanadi, maxsus opravalar
yustirovka qurilmalariga mahkamlangan (ularning ta’rifi quyida
keltiriladi).
2.9. Mikroob’yektivli telekamera (TK), tadqiq etiladigan OT
kesimidan tushayotgan nurlanishni tahlil qilish uchun xizmat qiladi.
Telekameraning ko‘rish maydonida tadqiq etilayotgan OTning bitta kesimi
ko‘rinadi.
Telekamera quyidagi xarakteristikalarga ega:
- maksimal ruxsat etish – 700 lin/mm;
- ob’yektivning fokus masofasi F=4,2 mm.
O‘lchovlarni olib borish (sonli aperturani o‘lchash, moda tarkibini
tadqiq etish, manbaning kogerentlik darajasini o‘lchash) da telekamera
ob’yektivi ishlatilmaydi.
2.10. Oq–qora monitor (OQM), uning ekranida telekamera orqali
shakllangan tadqiq etilayotgan optik tola yoritilgan kesimining tasviri
kuzatiladi.
2.11. Qatorni ajratish bloki (QAB), uning yordamida telekamera
orqali shakllangan tasvirning qatorini ajratish amalga oshiriladi. Bu signal
tadqiq etilayotgan optik tolaning ko‘ndalang kesimida intensivlikning
taqsimlanishiga mos keladi.
3.7-rasmda qatorni ajratish blokining old paneli ko‘rsatilgan. Unda
«↑», «↓», «+» simvollari bilan belgilangan uchta tugma mavjud. «↑», «↓»
tugmalari yordamida monitor ekranidagi tasvir orqali ajratilgan qatorni
pastga yoki yuqoriga siljitish amalga oshiriladi. «+» tugmasi ajratilgan
qatorni tasvir o‘rtasiga o‘rnatadi. Ajratilgan qatorning holati monitor
ekrani orqali nazorat qilinadi - tasvirda u yorqin chiziq bilan belgilangan.
46
3.7-rasm. Qatorni ajratish bloki
Old panelga ikkita (ko‘k va qizil) yorug‘lik diodi joylashgan, ular
blokning elektr ta’minotga ulanganligini va uning kirishida video signal
mavjudligini nazorat etish imkonini beradi. Ta’minotga ulash old
paneldagi «ULASH» tumbleri orqali amalga oshiriladi.
QAB monitorning video chiqishi va ostsillografning kirishi bilan mos
keluvchi ajraladigan ulagichli kabel yordamida ulanadi. Ajraladigan
ulagichlarning blok qismlari blokning orqa panelida joylashgan.
2.12. Monitorning elektr ta’minoti bloki (METB), monitorning
220V/50Hz o‘zgaruvchan elektr toki tarmog‘idan ta’minotini amalga
oshiradi. Telekamera va QAB ning ta’minoti monitorda ishlab
chiqiladigan kuchlanish orqali ta’minlanadi.
2.13. Ostsillograf (OSTS). Uning kirishiga QAB dan ajratilgan
qatorga muvofiq keluvchi signal tushadi. Telekameraning kuzatish
maydonida tadqiq etilayotgan optik tola kesimi yotganligi uchun, qatorni
ajratish rejimida ostsillogramma o‘zida optik tolaning
ko‘ndalang
kesimida intensivlikning taqsimlanishini aks ettiradi.
2.14. Ikkita yustirovka qurilmasi (YQ1, YQ2). Ular quyidagilarni
ta’minlaydi:
- LD manbai va tadqiq etilayotgan optik tola kesimining konnektori
(K) uchun opravkani o‘zaro yustirofkalaydi (YQ1). Bu hol sozlash,
o‘lchovlarni o‘tkazish qulayligini ta’minlab, tadqiq etiladigan optik tolaga
kiritiladigan optik quvvat sathini o‘zgartirish imkonini beradi;
- tadqiq etilayotgan optik tola kesimi va telekameraning o‘zaro
yustirovkalaydi (YQ2).
YQ1 va YQ2 ning soddalashgan (yuqoridan ko‘rinishiga mos
keluvchi) eskizi 3.8-rasmda keltirilgan.
47
1
2
3
5
4
8
6
YQ1
BG1
BG1
7
10
ChB1
ChB1
1
ChK1
2
3
LD ni damlash tok manbaiga
ulovchi kabel
5
4
11
YQ2
6
12
BG
BG
7
ChB2
ChB2
ChK2
13
14
15
16
FB2
Kamera va monitorni (Videokirishni)
ulovchi kabel
3.8-rasm. Ikkita yustirovka
qurilmasi
48
Bu qurilmalar, kerakli elementlar biriktirilgan opravka ko‘rinishi
bilangina farqlanadi. Ularning boshqaruv qurilmalari bir xil.
Asos 1 (3.8-rasm) yustirovka qurilmalarining asosi bo‘lib xizmat
qiladi. Ularda ikki tugun joylashgan. Ularning biri o‘zaro perpendikulyar
yo‘nalishda biriktirilgan elementli opravkaning joyini chiziqli ko‘ndalang
(ChK), chiziqli bo‘ylama (ChB), chiziqli vertikal (ChV) o‘zgartirishni
amalga oshirish imkonini beradi.
Ikkinchi tugun, ikki o‘zaro perpendikulyar yuzalarda biriktirilgan
elementli opravkaning joyini burchakli - vertikal (BV) va gorizontal (BG)
o‘zgartirishni amalga oshiradi.
Yuqorida ko‘rsatilgan 5 yo‘nalishdan biri bo‘yicha o‘zgartirishlarni
amalga oshiruvchi mikrometrik vintlar rezbalarining qadami bir xil bo‘lib,
0,5 mm ni tashkil etadi. Joyini chiziqli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi
tugun tarkibiga uchta harakatlanuvchi (2, 3, 4) platalar kiradi, ular uch
o‘zaro perpendikulyar yo‘nalishlarda - mos ravishda ChB 1, 2 mikrometrik
vintlar orqali (chiziqli bo‘ylama yo‘nalishda), ChK 1, 2 (chiziqli
ko‘ndalang yo‘nalishda), ChV 1, 2 (chiziqli vertikal yo‘nalishda) joylarini
o‘zgartirishlari mumkin.
Joyini burchakli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi tugun tarkibiga
uchta bir biriga kirgizilgan 5, 6, 7-halqalar kiradi. Tashqi 5-halqa asos 1
bilan juda mahkam bog‘langan. 6- va 7-halqalar shunday biriktirilganki,
ularni gorizontal (6) va vertikal (7) o‘qlar atrofida burish taminlangan.
Burish BG (joyini burchakli gorizontal o‘zgartirish) va BV (joyini
burchakli vertikal o‘zgartirish) mikrometrik vintlar yordamida amalga
oshiriladi.
YQ1 da joyini burchakli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi tugunning
ichki 7-halqasiga optik manba (LD yoki YD) li opravka 8 mahkamlangan.
Shu tarzda bir manbadan keyin ikkinchisini ishlatish imkoniyati ko‘zda
tutilgan. Eskizda ulovchi kabel ko‘rsatilgan, uning yordamida optik manba
«Nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki» ga ulanadi. Opravka 8 ga
qutblantirgich 17 mahkamlangan. U opravkaga uning ichki yuzasidagi
rezba bo‘ylab buraladi. Qutblantirgichning burilishi optik quvvat sathining
o‘zgarishiga olib keladi.
YQ1 da joyini burchakli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi tugunning
3-platasiga (3.8-rasm) opravka 10 mahkamlangan, unga tadqiq etilayotgan
optik tolaning FC konnektori ulanadi.
3-, 4-platalarda va silindr 9 da tirqishlar mavjud, u orqali tadqiq
etilayotgan optik tola o‘tadi (3.8-rasm).
49
YQ2 yustirovka qurilmasida joyini burchakli o‘zgartirishni amalga
oshiruvchi tugunning ichki 7-halqasiga markaziy tirqishli silindr 11
mahkamlangan. Unga joyidan olinadigan opravka 12 FV2 vint yordamida
(3.8-rasm) mahkamlangan, unda tadqiq etilayotgan optik tolaning FC
konnektori qayd etiladi.
Silindr 11 va joyini burchakli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi
tugunning qopqog‘idagi tirqish (eskizda ko‘rsatilmagan) orqali tadqiq
etilayotgan optik tola o‘tadi.
YQ2 yustirovka qurilmasida joyini burchakli o‘zgartirishni amalga
oshiruvchi tugunning 3-platasiga ichki tirqishli silindr 14 mahkamlangan.
Unga telekamera 13 mahkamlangan. Silindr 14 ning tashqi yuzasida (M 40
x 0,5) rezba mavjud. Unga ob’yektiv 15 ga ega bo‘lgan opravka 16
buraladi. Telekamera ob’yektivi ishlatilgan holda rezba bo‘ylab opravka
16 ning joyini silindr 14 gacha o‘zgartirish, M monitor ekranida
telekamera orqali shakllangan tasvirni sozlash imkonini beradi.
Eskizda (3.8-rasm) telekamerani monitor bilan bog‘lovchi kabel
ko‘rsatilgan.
YQ2 yustirovka qurilmasi telekamera mikroob’yektiviga nisbatan
tadqiq etilayotgan optik tola kesimining holatini kerakli tarzda o‘zgartirish
uchun xizmat qiladi.
50
4 – amaliy mashg‘ulot
OPTIK TOLADA SIGNALNING SO‘NISHINI HISOBLASH
4.1. Mashg‘ulotning maqsadi
Optik tolada
shakllantirish.
signalning
so‘nishini
hisoblash
ko‘nikmalarini
4.2. Topshiriq
4.2.1. Mashg‘ulotga tayyorlanishda quyidagi o‘quv materiallarini
o‘rganish va 4.3 paragrafda keltirilgan nazorat savollari (NS) ga javob
tayyorlash zarur (ulardan 4 ta savolga javob yozma ravishda bayon etilishi
kerak):
NS ning 4.3.1-4.3.8 bandlari bo‘yicha: o‘quv materiali [4.1] ning 6671 betlarida, [4.2] ning 3-9, 24-27, 27-33, [4.3] ning 45-46 betlarida, [4.4]
ning 57-58 betlarida bayon etilgan.
NS ning 4.3.9-4.3.10 bandlar bo‘yicha: o‘quv materiali [4.1] ning 79
betlarida, [4.2] ning 33-38 betlarida, [4.3] ning 46-53 betlarida, [4.4] ning
377-395 betlarida, [4.5] ning 136-145 betlarida bayon etilgan.
4.2.2. O‘zingizga tegishli variant (n) bo‘yicha 4.1- jadvalning 3-6
ustunlarida berilgan parametrlari bo‘yicha uning oxirgi ustunida
ko‘rsatilgan parametrlari qiymatlarini aniqlang.
4.1-jadval. Topshiriq variantlari
n
1
1
2
3
4
Optik tolaning
turi
n1
n2
Δn,
(%)
l,
nm
2
3
4
5
6
pog‘onali, ko‘p
1,54 1,52
850
modali
1310
pog‘onali, ko‘p 1,54 1,52
modali
1550
pog‘onali, ko‘p 1,54 1,52
modali
0,36 850
pog‘onali, bir 1,468 modali
51
Qiymatlari
aniqlanadigan
parametrlar
7
αyut, αsoch, αxusus, αiq
αyut, αsoch, αxusus, αiq
αyut, αsoch, αxusus, αiq
αyut, αsoch, αxusus, αiq
5
6
7
8
9
10
11
12
pog‘onali, bir 1,468
modali
gradientli, ko‘p 1,468
modali
gradientli, ko‘p 1,46
modali
gradientli, ko‘p 1,46
modali
gradientli, ko‘p
1,46
modali
gradientli, ko‘p 1,47
modali
gradientli, ko‘p
1,47
modali
gradientli, ko‘p
1,47
modali
-
0,36 1310
αyut, αsoch, αxusus, αiq
-
0,36 1550
αyut, αsoch, αxusus, αiq
-
1,25
850
αyut, αsoch, αxusus, αiq
-
1,25 1310
αyut, αsoch, αxusus, αiq
1,25 1550
αyut, αsoch, αxusus, αiq
-
2,1
850
αyut, αsoch, αxusus, αiq
-
2,1
1310
αyut, αsoch, αxusus, αiq
-
2,1
1550
αyut, αsoch, αxusus, αiq
-
4.1-jadvalni tuzishda quyidagi belgilashlardan foydalanildi: n1, n2 lar –
mos ravishda optik tola o‘zagi va qobig‘ining sindirish ko‘rsatkichlari; Dn
- n1 va n2 sindirish ko‘rsatkichlarining foizlarda hisoblangin nisbiy farqi; λ
– yorug‘lik nurining to‘lqin uzunligi; αyut va αsoch – yorug‘lik
nurlanishining optik tolada yutilish va sochilish jarayonlari tufayli
so‘nishi; αxusus – optik toladagi xususiy yo‘qotishlar.
4.3. Nazorat savollari:
4.3.1. Optik tola qanday fizik parametrlar bilan tafsivlanadi?
4.3.2. Yorug‘lik nurlanishining optik toladagi so‘nishiga ta’sir etuvchi
omillarni sanab ko‘rsating.
4.3.3. Optik tolani so‘nish bo‘yicha baholashning zarurati nimada?
4.3.4. Optik toladagi xususiy va kabel yo‘qotishlariga ta’rif bering.
4.3.5. Optik toladagi xususiy yo‘qotishlar qaysi tashkil etuvchilardan
tarkib topadi va ular qanday miqdoriy munosabatlar bilan aniqlanadi?
4.3.6. Toladagi yo‘qotishlar qanday omillar tufayli yuzaga keladi?
4.3.7. Optik tolaning xususiy yo‘qotishlari qanday hosil bo‘ladi?
4.3.8. Optik tolaning kabel yo‘qotishlari qanday hosil bo‘ladi?
4.3.9. Optik signalni uzatish sifatiga qanday omillar ta’sir qiladi?
4.3.10. Tolali optik kabellar vazifasi, tuzilishi va tayyorlangan
materialiga bog‘liq ravishda qanday turlarga bo‘linadi?
52
4.4. Amaliy mashg‘ulotga yakun yasash
Optik aloqa tizimlarining uzatish muxiti - optik tolalarning tuzilishi,
ish prinsipiga oid o‘quv materiallari o‘rganildi. Bir modali va ko‘p modali
optik tolalarning geometrik va fizik parametrlarini hisoblash bo‘yicha
amaliy ko‘nikmalar egallandi.
4.5. Foydalaniladigan adabiyotlar
4.1. Yunusov N.Yu., Isayev R.I., Mirazimova G.X. Optik aloqa
asoslari. O‘zbekiston Respublikasi Oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi –
T.: Cho‘lpon nomidagi NMIU, 2014 – y. – 368 bet.
4.2. Mirazimova G.X. Optik aloqa asoslari: O‘quv qo‘llanma., t.f.n.,
dosent Isaev R.I. mas’ul muharrirligi ostida.-Toshkent, TATU
bosmaxonasi, 2006.- 136 b.
4.3. Фриман Р. Волоконно–оптические системы связи: Перевод с
английского под ред. Н.Н. Слепова.–М.: Техносфера, 2003.
4.4. Дмитриев С.А., Слепов Н.Н. Волоконно–оптическая техника:
Современное состояние и перспективы. - 2-е изд., перераб. и доп. /
Сб. статей под ред. - М.: ООО "Волоконно – оптическая техника",
2005.
4.5. Скляров О. К. Волоконно - оптические сети и системы связи:
Учебное пособие. 2е изд., стер. — СПб.: Издательство «Лань», 2010.
— 272 с.
4.6. Topshiriqning 2-bandini bajarish bo’yicha ko’rsatmalar
Yutilish hisobigi ro‘y beradigan yo‘qotishlar optik tola materialining
dielektrik singdiruvchanligi (tg) ga bog‘liq bo‘ladi va quyidagi
munosabat bilan aniqlanadi:
 yut  8,68
n1
tg  10 3 , dB/km
l
(4.6.1)
bu yerda l-yorug‘lik signalining to‘lqin uzunligi, tg - optik toladagi
dielektrik yo‘qotishlar burchagining tangensi, n1- optik tola o‘zagining
sindirish ko‘rsatkichi.
53
Optik tola materialining nobirjinsliklarida sodir bo‘ladigan sochilish
tufayli yuzaga keladigan yo‘qotishlarni quyidagi munosabat bilan
ifodalash mumkin:
 soch 
Кr
l4
,
dB/km
(4.6.2)
bu yerda Kr- sochilish koeffisienti (kvars uchun reley sochilish
koeffisenting son qiymati Kr  0.8mkm4dB / km ga teng).
Optik toladagi xususiy yo‘qotishlar yut va soch larning yig‘indisi
sifatida aniqlanadi:
 xusus   yut   soch , dB/km
(4.6.3)
Optik tolada yorug‘lik spektrining infraqizil diapazonida beradigan
yo‘qotishlar quyidagi munosabat bilan aniqlanadi:
  Cе
iq

k
liq
,
dB/km
(4.6.4)
bu yerda C va k lar - o‘zgarmas koeffisientlar (kvars uchun C=0,9 dB/km,
k=0,7-0,9 mkm);
liq-yorug‘lik uzatgichning infraqizil diapazonga mos kelgan to‘lqin
uzunligi, liq=2,3 mkm.
Topshiriqni bajarish bo‘yicha misol keltiramiz:
Sindirish ko‘rsatkichlarining taqsimoti “pog‘ona” ko‘rinishga ega
bo‘lgan ko‘p modali optik tolaning quyidagi parametrlari berilgan bo‘lsin:
n1=1,53; n2=1,51; l=1,3 mkm.
Ushbu optik tolani tafsivlovchi quyidagi parametrlarning son
qiymatlarini aniqlang:
αyut=?; αsoch=?; αxusus=?
54
Yorug‘lik nurlanishining optik toladagi yutilishi hisobiga ro‘y
beradigan yo‘qotishlar (4.6.1) miqdoriy munosabat bo‘yicha aniqlanadi.
Bunda
yorug‘lik uzatgich dielektrik yo‘qotishlarining tangensi
tgδ = 0,5∙10-10 ga teng ekanligini e’tiborga olsak, quyidagi natijaga
kelamiz:
 yut  8,68
3,14  1,53  0,5  1010  103
 1,6
1,3  106
dB/km
Yorug‘lik nurlanishning optik toladagi sochilishi tufayli sodir
bo‘ladigan yo‘qotishlarni (4.6.2) miqdoriy munosabat orqali hisoblaymiz:
 soch
mkm  dB
dB
km

 0,28
.
4
(1,3)  mkm
km
0,8
U holda optik toladagi yig‘indi xususiy yo‘qotishlar
 yig   yut   soch  (1,6  0,28)
dB
dB
 1,88 ,
km
km
ga teng bo‘ladi.
Optik tolada yorug‘lik spektrining infraqizil diapazonida beradigan
yo‘qotishlari (4.6.4) munosabat yordamida aniqlanadi.
55
5 – amaliy mashg‘ulot
OPTIK TOLADA SIGNALNING DISPERSIYASINI
HISOBLASH
5.1. Mashg‘ulotning maqsadi
Optik tolaning dispersiya parametrlarini o‘rganish, dispersiyani
hisoblash ko‘nikmalarini shakllantirish.
5.2. Topshiriq
5.2.1. Mashg‘ulotga tayyorlanishda quyidagi o‘quv materiallarini
o‘rganish va 5.3 paragrafda keltirilgan nazorat savollari (NS) ga javob
tayyorlash zarur (ulardan 4 ta savolga javob yozma ravishda bayon etilishi
kerak):
NS ning 5.3.1-5.3.10 bandlari bo‘yicha: o‘quv materiali [5.1] ning 7179 betlarida, [5.2] ning 38-45 betlarida, [5.3] ning 149-156, [5.4] ning 5964 betlarida, [5.5] ning 118-121 betlaridaб [5.6] ning 156-167 betlarida
bayon etilgan.
NS ning 5.3.11-5.3.12 bandlar bo‘yicha: o‘quv materiali [5.1] ning 4753 betlarida, [5.2] ning 27-33 betlarida, [5.5] ning 115-118 betlarida
bayon etilgan.
5.2.2.O‘zingizga tegishli variant (n) bo‘yicha 5.1- jadvalning 3-5
ustunlarida berilgan parametrlari bo‘yicha uning oxirgi ustunida
ko‘rsatilgan parametrlari qiymatlarini aniqlang.
56
5.1-jadval. Topshiriq variantlari
n
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Optik tolaning
turi
2
pog‘onali, bir
modali
pog‘onali, bir
modali
pog‘onali, bir
modali
pog‘onali, bir
modali
pog‘onali, bir
modali
pog‘onali, bir
modali
pog‘onali, bir
modali
pog‘onali, bir
modali
pog‘onali, bir
modali
pog‘onali, bir
modali
pog‘onali, bir
modali
pog‘onali, bir
modali
3
4
5
Qiymatlari
aniqlanadigan
parametrlar
7
20
0,6
1
τmat, τtu, τpr, τxr, ΔF
40
1,31
2
τmat, τtu, τpr, τxr, ΔF
60
1,55
3
τmat, τtu, τpr, τxr, ΔF
30
0,85
1
τmat, τtu, τpr, τxr, ΔF
50
1,66
0,1
τmat, τtu, τpr, τxr, ΔF
70
1,55
0,3
τmat, τtu, τpr, τxr, ΔF
40
1,0
1
τmat, τtu, τpr, τxr, ΔF
25
1,2
0,5
τmat, τtu, τpr, τxr, ΔF
55
1,55
1,5
τmat, τtu, τpr, τxr, ΔF
2,5
τmat, τtu, τpr, τxr, ΔF
Ltr,
l, ΔlLD,
km mkm nm
35
0,85
45
1,4
0,4
τmat, τtu, τpr, τxr, ΔF
80
1,8
0,7
τmat, τtu, τpr, τxr, ΔF
4.1-jadvalni tuzishda quyidagi belgilashlardan foydalanildi: Ltr –
trassa, aloqa masofasining uzunligi; λ–uzatiladigan to‘lqin uzunligi; ΔλLD –
LD nurlanish manbaining nurlanishining spektr kengligi; τmat – material
dispersiyasi; τtu – to‘lqin uzatish bilan bog‘liq dispersiya; τpr – profil
dispersiyasi; τxr – xromatik dispersiya; ΔF – optik tolaning o‘tkazish
polosasi kengligini.
57
5.3. Nazorat savollari:
5.3.1. Optik tolada yuz beradigan dispersiya hodisasiga ta’rif bering.
Uning qanday turlari mavjud? Natijaviy dispersiya qanday munosabat
bilan aniqlanadi?
5.3.2. Ko‘p modali optik tolada yuz beradigan modalararo
dispersiyaga ta’rif bering. Pog‘onali va gradientli optik tolalar uchun bu
turdagi dispersiya qanday miqdoriy munosabatlar bilan aniqlanadi?
5.3.3. Optik tolada yuz beradigan xromatik dispersiyaga ta’rif bering.
U qanday tashkil etuvchilardan tarkib topadi?
5.3.4. Optik tola materialining turiga bog‘liq tarzda yuz beradigan
dispersiya turi qaysi miqdoriy munosabat bilan aniqlanadi?
5.3.5. Optik tolada to‘lqin uzatish jarayoni bilan bog‘liq tarzda yuz
beradigan dispersiya turi qanday miqdoriy munosabat bilan aniqlanadi?
Unga tafsiv bering.
5.3.6. Optik tolada yuz beradigan qutblangan moda dispersiyasiga
ta’rif bering, u qanday omillar tufayli hosil bo‘ladi?
5.3.7. Dispersiyani kamaytirish maqsadida qaysi usullardan
foydalaniladi? Bu usullarning afzallik va kamchiliklari nimada?
5.3.8. Tolali optik kabellar vazifasi, tuzilishi va tayyorlangan
materialiga bog‘liq ravishda qanday turlarga bo‘linadi?
5.3.9. Optik tolaning o‘tkazish polosasiga ta’rif bering. U qanday
miqdoriy munosabat bilan aniqlanadi?
5.3.10. Dispersiyaning ortishi tolali optik aloqa tizimlarining uzatish
imkoniyatlari (parametrlari) ga qanday ta’sir etadi?
5.3.11. Bir modali optik tolalarning qaysi standartida dispersiya
qiymati minimal?
5.3.12. Dispersiyani kamaytirish maqsadida optik tolani ishlab
chiqarish jarayonida sindirish ko‘rsatkichining qanday profillaridan
foydalaniladi?
5.4. Amaliy mashg‘ulotga yakun yasash
Optik tolada dispersiya
ko‘nikmalar egallandi.
parametrlarini hisoblash bo‘yicha amaliy
58
5.5. Foydalaniladigan adabiyotlar
5.1. Yunusov N.Yu., Isayev R.I., Mirazimova G.X. Optik aloqa
asoslari. O‘zbekiston Respublikasi Oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi –
T.: Cho‘lpon nomidagi NMIU, 2014 – y. – 368 bet.
5.2. Mirazimova G.X. Optik aloqa asoslari: O‘quv qo‘llanma., t.f.n.,
dosent Isaev R.I. mas’ul muharrirligi ostida.-Toshkent, TATU
bosmaxonasi, 2006.- 136 b.
5.3. Фриман Р. Волоконно–оптические системы связи: Перевод с
английского под ред. Н.Н. Слепова.–М.: Техносфера, 2003.
5.4. Дмитриев С.А., Слепов Н.Н. Волоконно–оптическая техника:
Современное состояние и перспективы. - 2-е изд., перераб. и доп. /
Сб. статей под ред. - М.: ООО "Волоконно – оптическая техника",
2005.
5.5. Скляров О. К. Волоконно - оптические сети и системы связи:
Учебное пособие. 2е изд., стер. — СПб.: Издательство «Лань», 2010.
— 272 с.
5.6. Ксенофонтов С.Н., Портнов Э.П. Направляющие системы
электросвязи. Сборник задач: Учебное пособие для ВУЗов. - М.:
Горячая линия — Телеком, 2004. — 268 с.
5.6. Topshiriqning 2-bandini bajarish bo’yicha ko’rsatmalar
Material dispersiyani Δλ/λ nisbat orqali ifodalash mumkin, λ- to‘lqin
uzunligi, Δλ- to‘lqin uzunligi nurlanishining spektr kengligi, ya’ni
nurlanish manbai chiqishidagi nurlanish spektrining tashkil etuvchilari Δλ
diapazonni egallaydi. Δλ/λ lazer diodlar uchun 0,001 nm, yorug‘lik
diodlari uchun 0,1 nm, ya’ni yorug‘lik diodlari 2 martaga ko‘pni tashkil
etadi. Material dispersiyani quyidagi formula orqali aniqlash mumkin:
 mat
Dl l2 d 2 n

 
l ,
l c dl2
(5.6.1)
bu yerda: n - effektiv sindirish ko‘rsatkichi; λ - uzatiladigan to‘lqin
uzunligi; Δλ - nurning spektr kengligi; c-yorug‘lik tezligi; l - aloqa
liniyasining uzunligi.
Hisoblash uchun sindirish ko‘rsatkichining ko‘rinishi SKK hisobga
olinmaydigan (ideal pog‘onali SKK uchun) quyidagi formuladan
foydalanish mumkin:
59
 mat  Dl  l  M l  ,
(5.6.2)
bu yerda: Δλ - nurlanish spektrining kengligi odatda lazer diodlar uchun
0,1-3 nm, yorug‘lik diodlari uchun 20-40 nm ga teng, M(λ) - solishtirma
material dispersiyasi bo‘lib, λ ga bog‘liq holda uning o‘zgarishi 5.1jadvalda keltirilgan.
To‘lqin
0.6
uzunligi λ,
mkm
M(λ),
400
ps/(nm·km)
0.8
1.0
1.2
1.3
1.4
1.55
5.1-jadval
1.66 1.8
125
40
10
-5
-5
-18
-20
-25
Jadvaldan ko‘rinib turibdiki, to‘lqin uzunligi oshishi bilan τmat
kamayadi, so‘ng noldan o‘tib, manfiy qiymatlarga teng bo‘ladi.
To‘lqin uzatish bilan bog‘liq dispersiya moda ichidagi dispersiya bilan
tushintiriladi. U modaning tarqalish koeffisientini to‘lqin uzunligiga
bog‘liqligi bilan xarakterlanadi. To‘lqin uzunligi bilan bog‘liq dispersiya
tufayli impulslar kengayishini quyidagicha aniqlash mumkin:
 Т .U
Dl 2n12  Dnl


l
c
,
(5.6.3)
bu yerda: Δn - sindirish ko‘rsatkichlarining nisbiy farqi; l - aloqa
liniyasi uzunligi; c - yorug‘lik tezligi; Δλ - nurlanish spektrining kengligi;
n1 - o‘zak sindirish ko‘rsatkichining maksimal qiymati.
Muxandislik hisobi uchun soddaroq formuladan foydalanish mumkin:
 TU  Dl  l  N l  ,
(5.6.4)
bu yerda: N(λ) - solishtirma to‘lqin uzunligi bilan bog‘liq dispersiya
bo‘lib, qiymatlari 5.2-jadvalga kiritilgan.
60
To‘lqin 0.6
uzunligi
λ, mkm
N(λ),
5
ps/(nm·
km)
0.8
1.0
1.2
1.3
1.4
1.55
5
6
7
8
8
12
5.2-jadval
1.6
1.8
14
16
5.1 va 5.2 jadvallardan ko‘rinib turibdiki, pog‘onali SKK li optik tola
uchun λ=1,35 mkm to‘lqin uzunligi atrofida τmat va τTU bir birini o‘zaro
kompensatsiyalaydi, bu to‘lqin uzunligi λ0 – nolinchi to‘lqin uzunligi
deyiladi. Ammo 1,55 mkm to‘lqin uzunligida so‘nish kam bo‘lganligi
uchun asosan shu to‘lqin uzunligidan foydalaniladi.
Profil dispersiyasi turli sabablar ishlab chiqarish va ekspluatasiya
jarayonida SKK ning o‘zgarishi natijasida hosil bo‘ladi.
Profil dispersiyasi tufayli impulslarning kengayishi (5.6.5)
formuladan aniqlanash mumkin:
 pr
n12 dD  l dD m1  
d 2 bV 
 


   2Г  в   V
 l , (5.6.5)
cn dl  4D dl n1  
dV 2 
bu yerda: b - normallashtirilgan tarqalish doimiysi; m1 - o‘zakning
guruxli sindirish ko‘rsatkichi; G - quvvat bo‘yicha lokalizasiya
koeffisienti; V - normallashtirilgan chastota; Δ=n1-n2/n1; n - effektiv
sindirish ko‘rsatkichi.
(5.6.5) formula bir modali optik tola uchun SKK real o‘zgarishlari
uchun o‘rinli. Muxandislik hisobi uchun soddaroq formuladan foydalanish
mumkin:
 pr  Dl  l  П l  ,
(5.6.6)
bu yerda: П(λ)-solishtirma profil dispersiyasi bo‘lib, uning qiymatlari
5.3-jadvalda keltirilgan.
61
To‘lqin
uzunligi
λ, mkm
П(λ),
1.0 1.1
0
1.5
1.2
1.3
1.4
1.5
1.55
5.3-jadval
1.6
1.8
5
2.5
4
5
5.5
6.5
7.5
ps/(nm·km)
Xromatik dispersiya asosan bir modali optik tolalarda namoyon
bo‘ladi va uzatiladigan chastotalarining polosa kengligini xamda kanallar
sonini aniqlaydi. Xromatik dispersiyani kompensatsiyalash usullaridan va
nurlanish spektri tor nurlanish manbalaridan foydalanish kerakligi aytib
o‘tildi. Buni isbotlash maqsadida nurlanish spektri turlicha bo‘lgan LD va
YoD larni bir modali optik tolada qo‘llab, hosil bo‘ladigan xromatik
dispersiya qiymatini, o‘tkazish polosasi kengligini aniqlaymiz.
5-topshiriqning 2-bandini bajarish bo’yicha misol keltiramiz:
Hisoblash
uchun
quyidagi
boshlang‘ich
ma’lumotlardan
foydalanamiz:
Qo‘llaniladigan optik tola turi bir modali pog‘onali SKK optik tola;
Ltr = 70 km; λ = 1,55 mkm; ΔλLD = 1 nm.
τmat=? τtu=? τpr=? τxr=? ΔF=?
Material dispersiyani hisoblash uchun soddalashtirilgan (5.6.2)
formula va 5.1 jadvaldan foydalanamiz:
 mat  Dl  l  M l 
 mat. LD  1  70   18  1,26mks .
To‘lqin uzatish bilan bog‘liq dispersiyani hisoblash
soddalashtirilgan (5.6.4) formula va 5.2-jadvaldan foydalanamiz:
 tu  Dl  l  Bl 
 tu. LD  1  70  12  0,8mks .
62
uchun
Profil dispersiyasini hisoblash uchun soddalashtirilgan (5.6.6) formula
va 5.3-jadvaldan foydalanamiz:
 pr  Dl  l  П l 
 pr. LD  1  70  5.5  0,385mks
Natijaviy xromatik dispersiya material, to‘lqin uzunligi bilan bog‘liq
va profil dispersiyalardan quyidagi formula orqali aniqlanadi:
 хr 

  tu    pr 
2
mat
.
(5.6.7)
Lazer diod nurlanish manbai qo‘llanganda natijaviy xromatik
dispersiyasi tufayli impulslarning kengayishi:
 хr . LD 
 1.26 10
6
 0.8  106   0.385  106

2
 75  109 c  75 ps.
Demak, bu xisoblashlar orqali nurlanish spektri tor nurlanish manbaini
qo‘llashning dispersiyani kamaytirishi asoslandi.
Dispersiya orqali optik tolaning o‘tkazish polosasi kengligini aniqlash
mumkin:
DF 
к

(5.6.8)
Lazer diod qo‘llanganda o‘tkazish polosasi:
∆F = 1/75·10-9 s ≈ 13·106 Hz = 13 МHz
Dispersiyani kamaytirish natijasida uzatish tizimining parametri o‘tkazish polosasini xam oshirish mumkinligi asoslandi.
Nazariy qism
Dispersiya jarayoni
Optik tolali kabellar bo‘ylab juda ham ko‘plab kanallarni uzoq
masofalarga uzatish mumkin, lekin bunday uzatuvlar bir qancha
63
cheklanishlardan holi emas. Aloqa liniyalarida optik tolalarni qo‘llash
nuqtai nazaridan oladigan bo‘lsak, signallarni uzatishda cheklanishlardan
biri dispersiya hisoblanadi. Dispersiya – spektral muhitda uzatilayotgan
impulsni qabul qilgich tomonda vaqt bo‘yicha yoki optik impulsning moda
tashkil etuvchilarining yoyilib ketishi, bu esa butun uzunlikdagi optik tola
bo‘ylab xarakatlanuvchi uning davomiyligi kengligining oshishga olib
keladi.
Liniyaga yuborilgan signal qabul qiluvchi tomoniga o‘zgargan
va kengaygan xolda yetib boradigan bo‘lsa uzatilayotgan signal qabul
qiluvchi tomoniga shunchalik ravishda kengaygan holda yetib boradi (5.1rasm). Bunday holat dispersiya deb yuritiladi va u optik tola bo‘ylab
xarakatlanuvchi impulslarning chastota bo‘yicha tashkil etuvchilarining
turli tezlikda xarakatlanishi va yorug‘lik nurlanish manbai spektrining
kengligi hisobiga hosil bo‘ladi.
5.1─rasm. Dispersiya hisobiga impulslarning kengayishi.
Dispersiya – τ deganda optik kabel bo‘ylab xarakatlanuvchi
impulsning kengayishi tushuniladi. Dispersiya qiymati optik kabeldagi
optik tolalardan chiqqan va qabul qiluvchi tomonga tushgan impulslar
davomiyligi kvadratining ayirmasi orqali aniqlanadi:
  t 2 chiq  t 2 kir
(5.6.9)
bu formuladagi tchiq va tkir ─ optik kabeldan chiquvchi va optik kabelga
kiritiluvchi impulslarning yarim amplituda satxidagi vaqti yoki impuls
kengligi.
Dispersiya xolati raqamli signaldagi to‘g‘ri burchakli impulslar
ketma-ketligi ma’lum bir uzunlikdagi optik tola bo‘ylab xarakatlanishida
64
impulslar kengayib boradi, natijada ikkita qo‘shni impulslarni bir-biridan
ajratib bo‘lmaydi va oxir oqibatda signallar uzatuvida xatoliklar ro‘y
beradi. Shunday qilib, dispersiya tolali optik uzatish tizimining o‘tkazish
qobiliyati yoki polosa kengligini va aloqa masofasini cheklaydigan asosiy
faktorlardan biri bo‘lib hisoblanadi.
Dispersiyaning turlari
Optik tolaning uchta dispersiya mexanizmi mavjud:
- modalararo dispersiya;
- xromatik dispersiya;
- qutblangan – moda dispersiya.
Xromatik dispersiya material dispersiya, to‘lqin uzatish bilan bog‘liq
dispersiya va profil dispersiyalardan tashkil topgan.
Dispersiyani kompensasiyalash usullari
Statistik ma’lumotlarga ko‘ra, eng ko‘p yotkazilgan kabellar bir
modali standart SF (Standart Fiber) tolalardan iborat. Hozirda SF
tolalarining so‘nish qiymatlari 0,16-0,22 dB/km gacha kamaytirilgan.
Lekin bu tolalarda 1550 nm to‘lqin uzunligida dispersiya qiymati katta 1720 ns/nm·km ni tashkil etadi. Dispersiyaning bunday katta qiymati
axborotlarni yuqori (10 Gbit/s dan yuqori) tezlikda uzoq masofalarga
uzatishni chegaralaydi.
Bir modali standart SF tolalari qo‘llanilganda, dispersiya qiymatini
kamaytirish kerak. Tolali optik liniya traktida standart bir modali optik
tolalardan foydalanilganda dispersiyani kamaytirish, regeneratsiyalash
seksiyasi uzunligini oshirish, 2,5 Gbit/s tezlikdan yuqori 10 Gbit/s tezlikka
o‘tish, shuningdek to‘lqin uzunligi bo‘yicha zichlashtirish texnologiyasini
qo‘llash maqsadida dispersiyani kompensasiya qiluvchi- DCF (Dispersion
Compensating Fiber) tolalarni yoki dispersiyani kompensasiya qiluvchi
modullarni DCM (Dispersion Compensatinq Module) qo‘llash talab
etiladi.
DCF - dispersiyani kompensasiyalovchi tolalardan asosan xromatik
dispersiyani kamaytirishda qo‘llaniladi. DCF tolalarida dispersiya qiymati
manfiy bo‘lib, katta qiymatlarga ega bo‘ladi. Dispersiyasi musbat ishchi
tolaga dispersiyasi manfiy DCF tolalarini ulash natijasida dispersiya nolga
yaqinlashadi, ya’ni kompensasiya qilinadi.
65
Dispersiyani kompensasiyalovchi modul manfiy ishorali dispersiyaga
ega bo‘lgan dispersiyani kompensasiyalovchi tola DCF (dispersion
compensating fibers) qirqimidan iborat. Ishchi tolaning musbat
dispersiyasi DCF tolaning manfiy dispersiyasi bilan kompensasiyalanadi,
natijaviy
dispersiya
nolga
intiladi.
Xromatik
dispersiyani
kompensasiyalash prinsipini quyidagi rasm tavsiflaydi.
Dispersiyani kompensasiyalash bloki (DCU – dispersion
compensation unit)
DCU uzatuvchi tola dispersiyasini kompensasiyalaydi Uzatuvchi
toladagi dispersiya holati harakati bo‘yicha “tarqalgan” (kengaygan)
impulslarni kompensasiyalashda manfiy dispersiyali DCU dan
foydalanamiz (5.2-rasm).
5.2-rasm. Dispersiyani kompensasiyalash bloki (DCU)
Uzatuvchi tolada manfiy xarakatlanuvchi dispersiya (to‘lqin uzunligi
qisqaroq bo‘lgan “ko‘k” yorug‘lik “qizil” ga qaraganda sekinroq tarqaladi)
musbat xarakatlanuvchi dispersiya bilan neytrallashadi, ya’ni chastota
spektrining quyi va yuqori tashkil etuvchilarini bir xil tezlikda uzatilishini
ta'minlaydi. Xromatik dispersiya katta ahamiyatga ega bo‘lgan biror
uzunlikdagi tolada DCU dan foydalanamiz, chunki DCU uzatuvchi tolaga
nisbatan dispersiyani ancha qisqartirish imkonini beradi.
66
6 – amaliy mashg‘ulot
AJRALADIGAN VA AJRALMAYDIGAN OPTIK ULAGICHLAR,
OPTIK ATTENYUATORLARNING XARAKTERISTIKASINI
TADQIQ ETISH
6.1. Mashg‘ulotning maqsadi
Optik tolani optik ulagich bilan ulashda kiritiladigan so‘nish
qiymatini aniqlash va optik attenyuator tomonidan kiritiladigan so‘nishni
o‘lchash ko‘nikmalarini shakllantirish.
6.2. Topshiriq
3.2.1. Mashg‘ulotga tayyorlanishda quyidagi o‘quv materiallarini
o‘rganish va 3.3 paragrafda keltirilgan nazorat savollari (NS) ga javob
tayyorlash zarur (ulardan 4 ta savolga javob yozma ravishda bayon etilishi
kerak): [6.1]-adabiyotning 214-218 sahifalari, [6.2]-adabiyotning 48-51
sahifalari, [6.3]-adabiyotning 61 sahisi, [6.4]-adabiyotning 283-309
sahifalari, [6.5]-adabiyotning 138-154 sahifalaridan foydalaning.
3.2.2. Ajraladigan va ajralmaydigan optik ulagichlarning, optik
attenyuatorlarning tuzilishi va ishlash prinsipini o‘rganish. Hisobot uchun
nazariy qismning qisqacha mazmuni, qurilmaning tuzilishi va olingan
natijalarni qayd etish uchun jadval chizilgan sahifani tayyorlash.
6.3. Nazorat savollari:
6.3.1. Optik ulagichlarning qanday turlarini bilasiz?
6.3.2. Qismlarga ajraladigan va ajralmaydigan optik ulagichlar qaysi
hollarda qo‘llaniladi?
6.3.3. Shtekerli ajraladigan optik ulagichning tuzilishini tavsiflang.
6.3.4. Optik tolalarni ajralmaydigan ulashning qanday usullarini
bilasiz?
67
6.3.5. Optik attenyuatorlar qanday maqsadlarda qo‘llaniladi?
6.3.6. Optik attenyuatorlarning qanday turlarini bilasiz?
6.3.7. Optik attenyuatorlar qanday parametrlar bilan tavsiflanadi?
6.4. Amaliy mashg‘ulotga yakun yasash
Hisobotga quyidagilar keltirilishi lozim:
1. Nazariy qismning qisqacha mazmuni.
2. Qurilmaning tuzilish sxemasi.
3. Olingan natijalar tahlili va xulosa.
6.5. Foydalaniladigan adabiyotlar
6.1. Yunusov N.Yu., Isaev R.I., Mirazimova G.X. Optik aloqa
asoslari. O‘zbekiston respublikasi Oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi –
T.: Cho‘lpon nomidagi NMIU, 2014 y. – 368 bet.
6.2. Mirazimova G.X. Optik aloqa asoslari: O‘quv qo‘llanma., t.f.n.,
dosent Isaev R.I. mas’ul muharrirligi ostida.-Toshkent, TATU
bosmaxonasi, 2006.- 136 b.
6.3. Фриман Р. Волоконно–оптические системы связи: Перевод с
английского под ред. Н.Н. Слепова.–М.: Техносфера, 2003. -380 с.
6.4. Дмитриев С.А., Слепов Н.Н. Волоконно–оптическая техника:
Современное состояние и перспективы. - 2-е изд., перераб. и доп. /
Сб. статей под ред. - М.: ООО "Волоконно – оптическая техника",
2005.
6.5. G.X. Mirazimova, N.Yu.Yunusov. Optik aloqa tizimlari.
Laboratoriya ishlarini bajarish bo‘yicha uslubiy qo‘llanma.T.: «Aloqachi»,
2017. – 196 bet.
6.6. Topshiriqning 2-bandini bajarish bo’yicha ko’rsatmalar.
Ajraladigan optik ulagichlarning xarakteristikasini tadqiq etish
Diqqat! Har bir qo‘llashdan avval tolali shnurlar yordamida
o‘lchovlarni olib borishda ularning kesimidan himoya qalpoqlarini echish
kerak. Tolali shnur yordamida ish tugagach, uning kesimiga echilgan
himoya qalpog‘ini albatta kiygizib qo‘yish kerak. Har bir qo‘llashdan
avval “TOPAZ 3000” optik testeri yordamida o‘lchashlarni olib borishda
68
uning konnektori kesimidan himoya qalpog‘ini echish kerak va tezda uni
tolali shnur konnektori bilan ulash zarur. O‘lchash ishlari tugagach himoya
qalpoqlarini oldingi joyiga o‘rnatish shart.
1. ”Nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki” boshqaruv
organlarini boshlang‘ich holatga o‘rnating:
- potensiometrning “sozlash” dastagini soat strelkasiga qarshi
yo‘nalishda oxirgi holatga keltiring.
- “rejim” tugmasini “quvvat” holatiga qo‘ying. Buning uchun
tegishli yozuvli tugmani bosib qo‘ying.
- “tarmoq” tumblerini ulang, bunda uning chiroqchasi yonadi.
2. Lazerning ishga layoqatligini tekshiring. Buning uchun
potensiometrning “sozlash” dastagini soat strelkasi yo‘nalishida burang.
Bunda raqamli tablodagi ko‘rsatkichlarning ortishi lazerning ishga
layoqatligini ko‘rsatadi.
3. “Rejim” tugmasini “tok” holatiga qo‘ying. Bunda raqamli tabloda
lazer diodidan oqib o‘tayotgan tokning qiymati qayd etiladi.
4. FC/UPC turidagi bir modali (sariq rangli himoya qobig‘ili) shnur
yordamida “Nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki”ni “TOPAZ
3000” optik testerining kirishiga ulang.
5. “TOPAZ 3000” optik testerini ulang va panel yuza sirtidagi mvt,
dbm, db tugmalarini bosish yo‘li bilan uni quvvatning absolyut
qiymatlarini o‘lchash rejimiga o‘tkazing. Panel yuza sirtidagi tugmani
bosib, testerni 1,3 mkm to‘lqin uzunligida o‘lchash rejimiga o‘rnating.
Zarurat tug‘ilsa, “TOPAZ 3000” asbobining tavsifidan foydalaning.
6. “Nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki”ni “sozlash”
potensiometrini “TOPAZ 3000” optik testerida optik quvvatning 0,5 mVt
qiymatini ko‘rsatadigan qilib o‘rnating. Bu qiymatlarni 6.1 – jadvalga
yozing. Qolgan o‘lchashlarda bu qiymat o‘zgarmasligi kerak.
6.1-jadval
Turli turdagi yorug‘lik uzatgichlarini ulash tufayli yuzaga
kelgan liniyaviy so‘nishlar
mm-mm
Pab, 0,5 mVt
λ, nm
sm-sm (dB)
(dB)
7. mVt, dBm, dB tugmalarini kerak sonda bosib optik testerning ish
rejimini optik quvvatni nisbiy birliklarda o‘lchaydigan qilib o‘rnating.
69
Shundan so‘ng tester pulьtidagi “nolga sozlash” tugmasini bosing. Bunda
tester kirishiga tushayotgan quvvat 0 deb olinadi va bu hol displeyda 0 dB
ko‘rinishida aks etadi.
8. FC/UPC - FC/UPC turidagi (sariq rangli himoya qobig‘ili) bir
modali shnur yordamida ”Nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki”ni
5-platadagi shtativda joylashgan FC - FC/UPC turidagi optik ulash
rozetkasiga ulang (6.7-rasm). Optik rozetkaning qarama - qarshi tomonini
FC/UPC - FC/UPC turidagi bir modali shnur yordamida “TOPAZ 3000”
optik testeri kirishiga ulang. Uning displeyida dB larda ifodalangan bir xil
sonli aperturali ikkita bir modali yorug‘lik uzatgichning ulanishiga mos
kelgan liniya so‘nishi aks etadi. Bu qiymatni jadvaldagi SM-SM katagiga
yozib qo‘ying.
9. “TOPAZ 3000” optik testeri kirishi va optik rozetkani ulovchi
FC/UPC - FC/UPC optik shnurini FC/PC - FC/PC turidagi ko‘p modali
(olov rangli himoya qobig‘ili) shnurga almashtiring. Optik testyerda bir
modali va ko‘p modali yorug‘lik uzatgichlarini ulashga mos kelgan
so‘nishlarni belgilang.
10. ”Nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki”ning “Optik
chiqish”ini optik rozetka bilan ulaydigan FC/UPC - FC/UPC turidagi
tolali shnurni uzing.
11. “TOPAZ 3000” optik tester kirishidagi FC/PC-FC/PC tolali
shnurni uzing.
12. FC/PC - FC/PC turidagi ko‘p modali shnur(olov rangli himoya
qobig‘li) yordamida “Nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki”ning
“Optik chiqish” ini “TOPAZ 3000” optik tester kirishiga ulang. Bunda
tolali shnur orqali optik tester kirish konnektoriga tushuvchi optik quvvat
sathi lazer diodining (elektron blok ichida joylashgan) bir modali yorug‘lik
uzatgichi va ko‘p modali yorug‘lik uzatgichlarni o‘zgartirib ulash bilan
o‘zgaradi.
13. Optik tester yuzida joylashgan mvt, dbm, db tugmalarni bosib
optik testerni quvvatni absolyut qiymatlarini o‘lchash rejimiga o‘tkazing. 6
va 7 qismlarda bajarilgan harakatlarni qaytaring.
14. FC/PC - FC/PC turidagi ko‘p modali shnur (olov rangli himoya
qobig‘li) yordamida “Nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki”ning
“Optik chiqish” ini 5-platadagi shtativda joylashgan optik ulash
rozetkasiga ulang. Optik rozetkaning qarama qarshi tomonini ko‘p modali
shnur (olov rangli himoya qobig‘li) yordamida “TOPAZ 3000” optik
testerining kirishiga ulang. Optik testerning displeyida bir xil sonli
70
aperturali ikkita ko‘p modali optik tolaning ulanishidagi liniya so‘nishi dB
larda aks etadi. Bu qiymatni jadvaldagi MM-MM katagiga yozib qo‘ying.
15. ”Nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki”ning “Optik
chiqish”idagi optik shnurni optik rozetkadan uzing.
16. Optik shnurni optik testyerdan uzing.
Optik attenyuatorlarning xarakteristikasini tadqiq etish
1. ”Nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki” elektron bloki
boshqaruv qurilmasini boshlang‘ich holatga o‘rnating:
- potensiometrning “sozlash” dastagini soat strelkasiga qarshi
yo‘nalishda oxirgi holatga keltiring;
- “rejim” tugmali almashlab ulagachini “quvvat” holatiga qo‘ying,
buning uchun tegishli yozuvli tugmachani bosing;
- “tarmoq” tumblerini ulang, bunda uning chiroqchasi yonadi.
2. Lazerning ishga layoqatligini tekshirib ko‘ring. Buning uchun
potensiometrning “sozlash” dastagini soat strelkasi yo‘nalishi bo‘yicha
burang. Bunda raqamli tablodagi ko‘rsatkichlar ortishi kerak. Bu hol
lazerning ishga layoqatligini ko‘rsatadi.
3. “Rejim” almashlab ulagich tugmasini “tok” holatiga qo‘ying.
Bunda raqamli tabloda lazer diodidan oqib o‘tayotgan tokning qiymati aks
etadi.
4. FC/UPC - FC/UPC turidagi bir modali (sariq rangli himoya
qobig‘li) shnur yordamida “Nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki”
ning “Optik chiqish” ini “TOPAZ 3000” optik testerining kirishiga ulang.
5. “TOPAZ 3000” optik testerini ulang va uni panelning yuza
sirtidagi mvt, dbm, db tugmalarini bosib quvvatning absolyut qiymatlarini
o‘lchash rejimiga o‘tkazing. Panel yuza sirtidagi λ tugmasini bosib,
testerni 1,3 mkm to‘lqin uzunligida o‘lchash rejimiga o‘rnating.
6. “Nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki”ning “sozlash” –
potensiometri yordamida “TOPAZ 3000” testerida optik quvvatning 0,5
mVt ga yaqin qiymatini olishga erishing. Bu qiymatni 6.2 – jadvalning
tegishli katagiga yozib qo‘ying. Qolgan o‘lchashlar chog‘ida bu qiymat
o‘zgarmasligi kerak.
71
6.2-jadval
Qadamli attenyuatordagi so‘nishlar (dB)
Pab, mvt
λ, nm
sm-sm mm-mm
sm-sm
mmmm
1310
FC/SM
FC/MM
7. mVt, dBm, dB tugmalarini tegishli marta bosib optik testerning ish
rejimini nisbiy birliklarda o‘lchash rejimiga o‘rnating. Shundan so‘ng
tester pultidagi “nolga sozlash” tugmasini bosing.
8. FC/SM bir modali tola uchun o‘zgarmas attenyuator – rozetka
tomonidan liniyaga kiritiladigan so‘nishni o‘lchang. Attenyuator 6-platada
joylashgan (11.5-rasm). Buning uchun quyidagi amallarni bajaring:
8.1. FC/UPC - FC/UPC turidagi bir modali ajraluvchi shnurni
“TOPAZ 3000” testeri kirishidan uzib, uni attenyuator - rozetkaga ulang.
8.2. Attenyuator - rozetkaning ikkinchi chiqishini FC/UPC - FC/UPC
turidagi bir modali ajraluvchi (sariq rangli himoya qobig‘li) shnur
yordamida “TOPAZ 3000” optik testeri kirishiga ulang.
8.3. 6.2-jadvaldagi SM-SM katagiga attenyuatorning bir modali
liniyaga kiritadigan so‘nish qiymatini yozib qo‘ying. So‘nishning bu
qiymati optik tester displeyida qayd etiladi.
8.4. Bir modali shnurlarni foydalanayotgan barcha elementlardan
uzing.
8.5. FC/PC - FC/PC turidagi ko‘p modali shnur yordamida
“Nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki”ning “ Optik chiqish” ini
“TOPAZ 3000” optik testerining kirishiga ulang. Bunda tolali shnur orqali
optik tester kirish konnektoriga tushuvchi optik quvvat sathi lazer
diodining (elektron blok ichida joylashgan) bir modali yorug‘lik uzatgichi
va ko‘p modali yorug‘lik uzatgichlarni o‘zgartirib ulash bilan o‘zgaradi.
Optik testerni o‘lchash rejimini mVt holatiga o‘zgartirib (quvvatni
o‘lchash nisbiy birliklarda), “Nurlanish ta’minot bloki” yuzasidagi
“sozlash” dastasi yordamida “TOPAZ 3000” qurilmasi bo‘yicha optik
quvvat kattaligini 0,5 mVt ga o‘rnating.
8.6. So‘nishni o‘lchashga mos keluvchi zarur tugmalarini bosib mvt,
dbm, db, Optik testerni ishlash rejimini o‘rnating. So‘ngra testyerdagi
“nolga sozlash” tugmasini bosing. Bunda qurilma kirishiga tushuvchi
72
optik quvvat sathi nol deb qabul qilinadi. Uning displeyi 0 dB qiymatni
ko‘rsatadi.
8.7. FC/PC - FC/PC turidagi ko‘p modali ajraluvchi optik shnurni
“TOPAZ 3000” testeri kirishidan uzib, uni attenyuator – rozetkaga ulang.
8.8. Attenyuator – rozetkaning ikkinchi chiqishini FC/PC-FC/PC
turidagi ko‘p modali ajraluvchi (olov rangli himoya qobig‘li) optik shnur
yordamida “TOPAZ 3000” optik tester kirishiga ulang.
8.9. 6.2-jadvaldagi MM-MM katagiga attenyuatorning ko‘p modali
liniyaga kiritadigan so‘nish qiymatini kiriting. So‘nishning bu qiymati
optik testr displeyida qayd etiladi.
9. Yuqoridagi punktdagi ishlarni FC/MM attenyuator – rozetka
uchun bajaring.
Nazariy qism
6.1. Optik ulagichlar
Tolali optik aloqa tizimlari liniyalarini o‘tkazishda uzatuvchi, qabul
qiluvchi va liniya traktlarini tashkil etuvchi elementlarni o‘zaro ulashdan
iborat texnik masala yuzaga keladi va bu masala optik ulagichlar
yordamida hal etiladi. Optik ulagich – bu nurlanishni kiritish va chiqarish
joyida tolali optik aloqa liniya traktining turli komponentalarini,
optoelektron modullarni kabel tolalari bilan ulash, kabelning qurilish
uzunliklarini bir-biri yoki boshqa komponentalar bilan ulash uchun
mo‘ljallangan qurilma. Ulagichlarning ajraladigan va ajralmaydigan turlari
mavjud. Ajralmaydigan ulanishni ta’minlovchi asosiy montaj usuli
payvandlash hisoblanadi. Ajraladigan ulagichlar (ularni belgilash uchun
konnektor, connector atamalaridan keng foydalaniladi) ko‘p martalab
ulash/ ajratishlarni bajarish imkonini beradi.
6.2. Ajraladigan optik ulagichlarning tuzilishi
Optik aloqa tarmog‘ining har bir tugunida kabelning optik tolalarini
optik sxema elementlariga ulash imkoniyati ta’minlanishi kerak. Buning
uchun odatda ajraladigan ulagichlardan foydalaniladi. Optik tolalarni optik
sxema elementlariga ulash kommutatsiya qutilari, taqsimlovchi shkaflar va
krosslar yordamida amalga oshiriladi. Ularda optik rozetkalar va optik
kabelni mahkamlovchi elementlar joylashtiriladi. Tolali kabelning
yorug‘lik uzatgichlari zaruriy kommutatsiyani amalga oshiruvchi optik
konnektorlar bilan ta’minlanadi.
73
Ajraladigan ulagichlardan optik aloqa liniyasining alohida passiv
elementlarini ulashni ta’minlash uchun ham foydalaniladi. Bu turdagi
ulashlar odatda tolali shnurlar – pigteyllar yordamida amalga oshiriladi.
Har bir shnurning oxirgi uchlari sifatli ulanishga erishish uchun optik
konnektorlar bilan ta’minlanadi.
6.1-rasmda shtekerli ajraladigan optik ulagichning tuzilishi
ko‘rsatilgan. Bu ulagichda uya va shtir qismlari ulanadi. Ulanishdan so‘ng
gayka bilan mustahkamlanadi. 6.1-rasmda ulagichning uyali qismi
yuzasidagi rezba va gayka ko‘rsatilmagan [6].
Ulagichlarga quyidagi talablar qo‘yiladi: kirituvchi yo‘qotishlari va
teskari aks etishlari kam, tashqi mexanik, klimatik va boshqa ta’sirlarga
bardoshli, yuqori ishonchli, tuzilishi sodda va ko‘p martalab takroriy
ulanishlardan so‘ng xarakteristikalari kam o‘zgarishi kerak.
3
а)
1
2
b)
1
1
d)
6.1-rasm. Shtekerli ulash: a - uya; b-shtir; d-ajraladigan ulagich;
1 - tola; 2 - kanal; 3 - birlashuvchi yuzalar.
Hozirgi vaqtda optik konnektorlarning bir-biridan ulash turi va qayd
etish qobiliyati bilan farqlanadigan o‘nlab turlari mavjud. Quyidagi
konnektor turlari ayniqsa keng tarqalgan (6.2-rasm):
-ssilindr ko‘rinishga va rezbali mahkamlagichga ega FC turidagi
konnektor;
- to‘g‘ri burchakli ko‘rinishga va push – pull turidagi qayd etish
mahkamlagichiga ega SC turidagi konnektor.
74
Optik sxema elementlarini o‘zaro ulash uchun qo‘llaniluvchi 1-3
metr uzunlikga ega tolali shnurlar shunday konnektorlar bilan
ta’minlanadi. Ulovchi shnurlar uchlariga bir turdagi FC-FC, SC-SC
turidagi konnektorlar joylashtiriladi. Agar turli turdagi qobiqli elementlarni
o‘zaro ulash talab etilsa, tolali o‘tish shnurlari qo‘llaniladi. Ularning
uchlariga turli turdagi (FC-SC) konnektorlar o‘rnatiladi.
FC turidagi konnektor
SC turidagi konnektor
6.2-rasm. Konnektorning tuzilishi
Turli turdagi konnektorlar bilan ulangan tolali shnurlarni ulashni
ta’minlash uchun tegishli turdagi rozetkalar ishlab chiqilgan. Ularning
qobiqlari muayyan turdagi konnektorli ikkita ulanuvchi tolali shnurlarni
mahkamlash uchun mo‘ljallangan. 6.5-rasmda FC-FC, SC-SC turidagi
rozetkalarning tashqi ko‘rinishi ko‘rsatilgan. Turli turdagi konnektorli
tolali shnurlarni ulash uchun SC – turidagi o‘tish rozetkasidan
foydalaniladi.
6.3. Ajralmaydigan optik ulagichlar
Odatda optik liniya uzunligi o‘nlab kilometrni tashkil etadi, bu esa
tolali optik kabelning ko‘pincha 10 km bo‘lgan qurilish uzunligidan ancha
katta. Shu sababli kabelni yoiqizishda turli qurilish uzunligiga ega kabellar
optik tolalarini bir-biriga ulash zarurati tug‘iladi. Bunday ulash
75
payvandlash usuli bilan tayyorlanadigan ajralmaydigan ulagichlar
yordamida amalga oshiriladi. Ikkita optik tola o‘zaro payvandlangandan
so‘ng, payvandlash joyi mexanik ta’sirlardan va namlikdan termosiquvchi
naycha yordamida himoyalanadi. Mazkur naycha maxsus kasseta (splaysplastina) ga mahkamlanadi. Ulanuvchi kabellarning optik tolalari splaysplastina bilan birgalikda ulovchi muftaga joylashtiriladi. Shu usul bilan
payvandlangan optik tolalarning mexanik va atrof-muhit ta’sirlardan uzoq
muddatga himoyalanishi ta’minlanadi. Kabelni joylashtirish usuliga (yer
va suv ostida, elektr uzatgich liniyalari ustuniga osish yo‘li bilan) bog‘liq
holda turli mufta turlari qo‘llaniladi.
Ajralmaydigan optik ulashning keng tarqalgan usullaridan biri
shishadan tayyorlangan nay (trubka) yordamida ulash hisoblanadi (6.3rasm). Bunday ulashda kiritiluvchi so‘nish qiymati 0,29 dB ni tashkil
etadi.
1
2
3
4
/
6.3- rasm. Trubka yordamida tolani ulash: 1 - vtulka; 2 - yopishtiruvchi
kompaundni quyish uchun teshik; 3, 4 - optik tola.
Tolalarni yarimssilindrik ariqchali plastina yordamida ulash (11.4rasm) usulida kiritiladigan so‘nish sathi 0,5 dB ni tashkil etadi. Tola
oxirlari aniq markazlashtirilib, so‘ng yopishtiriladi yoki payvandlanadi.
Ajralmaydigan optik ulashda optik tolalarni doimiy ulash, yuqorida
qayd etilganidek, payvandlashda keng foydalaniladi. Hozirda payvandlash
qurilmalari amaliyoti takomillashib bormoqda. Natijada payvandlashli
ulash usuli qo‘llanilganda kiritiluvchi so‘nish qiymatlari bir modali va
ko‘p modali tolalar uchun 0,04-0,1 dB ni tashkil etadi.
Ko‘p modali tolalarda payvandlashli ulash sifatiga ta’sir qiluvchi,
tolaning o‘ziga bog‘liq bo‘lgan omillar
mavjud. Bu omillarga tola
/
diametrlarining, sonli aperturalarining va sindirish ko‘rsatkichlarining mos
kelmasligi, o‘zakning qobiq markazida joylashmasligi kiradi.
76
4
2
1
b)
а)
3
6.4- rasm. Dumaloq ariqchali plastina va V-turdagi forma
yordamida tolani ulash: 1-tola; 2-ariqchalar; 3-plastina; 4-qopqoq
Bir modali tolalarda (dispersiyasi siljimagan holda) payvandlash
sifatiga ta’sir qiluvchi asosiy omil - bu tolalar moda maydoni
diametrlarining mos kelmasligi hisoblanadi.
Shuningdek, bo‘ylama va burchakli siljishlar, o‘zakning ifloslanishi
va deformatsiyasi ham payvandlash sifatiga ta’sir qiluvchi omillardir. Bu
omillarning ta’siri
malakali texniklar, tola oxirlarini aniq
markazlashtiruvchi avtomatik tenglashtiruvchi qurilmalarni va zamonaviy
payvandlash qurilmalarni ishlatish hisobiga kamaytirilishi mumkin.
Optik attenyuatorlar haqida umumiy tushuncha
Optik attenyuatorlar kirish optik signallarining quvvatini kamaytirish
maqsadida ishlatiladi. Raqamli signallarni uzatishda ham, analog
signallarni uzatishda ham bunga zaruriyat vujudga kelishi mumkin. Katta
sathli raqamli signallarni uzatish chog‘ida bu hol qabul qiluvchi
optoelektron modulning to‘yinishiga olib kelishi mumkin.
Attenyuatorlar ko‘pincha lazer uzatgichdan keyin joylashtiriladi.
Attenyuatorlar lazerning chiqish quvvatini undan keyingi EDFA
kuchaytirgichlari, FD kabi qurilmalar talab etadigan sath bilan
moslashtiradi.
Yorug‘likning jadalligi (intensivligi) fotodiodning dinamik diapazoni
doirasidan chiqadigan darajada katta bo‘lgan qisqa optik tolali seksiyalarda
attenyuator o‘rnatish mumkin. Ular jadallikni qabul qilgichning dinamik
diapazoniga mos keladigan sathgacha kamaytiradi.
77
FC turidagi optik rozetka
SC turidagi optik rozetka
FC-SC turidagi o‘tish optik rozetka
6.5-rasm. Optik rozetka turlarining ko‘rinishi
Ishlash prinsipi bo‘yicha attenyuatorlar so‘nish qiymati o‘zgaruvchi
va so‘nish qiymati o‘zgarmas turlarga bo‘linadi.
O‘zgaruvchan attenyuatorlar so‘nish qiymatini 0-20 dB oraliqda
o‘zgartirish imkonini beradi.
So‘nish qiymati o‘zgarmas attenyuatorlarda so‘nish qiymati ishlab
chiqaruvchi tomonidan belgilangan bo‘ladi. Uning qiymati 0, 5, 10, 15
yoki 20 dB ni tashkil etishi mumkin.
78
Attenyuatorlar tomonidan kiritiladigan so‘nish 15 % dan ortiq
bo‘lmasligi kerak. Optik aks etish qobiliyati maksimal -40 dB sathda
bo‘lishi kerak. Attenyuatorlarning ishchi to‘lqin uzunliklari diapazoni eng
ko‘pi bilan 1360 nm dan 1580 nm gachani, eng kami bilan 1200 nm dan
1480 nm gachani tashkil etishi kerak. Ularning odatiy ishchi to‘lqin
uzunligi diapazoni 1310-1580 nm oraliqda yotadi. Attenyuatorlarda
qutblangan moda dispersiyasi (QMD)ga bog‘liq bo‘lgan yo‘qotishlar 0,3
dB dan yuqori bo‘lmasligi kerak.
Optik attenyuatorlar optik rozetka yoki optik konnektor asosida
tayyorlanishi mumkin. 6.5-rasmda bu maqsadda ishlatiladigan ba’zi
turdagi rozetkalarning tuzilishi ko‘rsatilgan.
Bunday rozetkaning konstruksiyasi ulanayotgan optik tolalarning
uchlari orasida o‘zgarmas yoki sozlanuvchi havoli oraliq mavjudligini
ta’minlaydi. Ushbu oraliqning kattaligi attenyuator kiritayotgan
so‘nishning kattaligini belgilaydi.
6.6-rasmda FC-FC optik rozetka asosidagi sozlanuvchi
attenyuatorning tuzilishi ko‘rsatilgan. Unda kiritiladigan so‘nishni sozlash
figurali gayka 1 ni (6.6-rasm) burash yo‘li bilan, uning nazorati esa, optik
tester yordamida amalga oshiriladi. Kontrgayka 2 sozlash holatini qayd
etadi va tasodifiy mexanik ta’sirlar natijasidagi so‘nish kattaligining
o‘zgarishini bartaraf etadi. Attenyuatorni mahkamlash 3 teshiklar orqali
amalga oshiriladi.
3
2
1
1
2
3
6.6-расм. O‘zgaruvchan optik attenyuatorning
tuzilishi
79
«Optik liniyaviy traktining passiv elementlarini tadqiq etish»
o‘quv qurilmasi
1. Qurilmaning umumiy tavsifi
Ushbu qurilma bazasida quyidagi ishlarini bajarishi mumkin:
1. Optik testerning ish tarzini va undan optik liniyadagi buzilishlarni
izlashda foydalanishni o‘rganish;
2. Optik liniya traktidagi optik ulagichlarning harakteristkalarini
o‘rganish;
3. Optik attenyuatorlarning xarakteristikasini o‘rganish;
4. Optik quvvat ajratgichning xarakteristikasini o‘rganish.
2. O‘quv qurilmasi funksional sxemasining
tavsifi
O‘quv qurilmasining blok sxemasi 6.7-rasmda ko‘rsatilgan bo‘lib,
uning tarkibiga quyidagi elementlar kiradi:
1.
Tolali
yorug‘lik
uzatgichlarning
termik
bog‘langan
(payvandlangan) joyini o‘rnatish uchun xizmat qiluvchi universal kasseta
(splays-plastina);
2. Bir uchi SC/SPC turidagi konnektor bilan tugallangan to‘rt tolali
bir modali kabelning ikki bo‘lagi (ular sariq rangli himoya qobig‘iga ega),
to‘rt tolali SC/SPC-4, SC/SPC-4, DST/4/SM 9/125 turidagi yarim vilka;
3. Bir uchi SC/PC turidagi konnektor bilan tugallangan to‘rt tolali
ko‘p modali kabelning ikki bo‘lagi (ular olov rang himoya qobig‘iga ega),
to‘rt tolali SC/PC-4, SC/PC-4, DST/4/MM 50/125 turidagi yarim vilka;
4. 8 ta rozetkali portlarga mo‘ljallangan ikkita W902 seriyali
kommutatsiya qutisi (devorga yopishtiriladigan kross).
Qutilarda quyidagilar joylashtirilgan:
- yuqori qatorda 4 ta SC-SC/UPC turidagi ulovchi rozetka (FC turidagi
konnektor bilan tugallangan bir modali yorug‘lik uzatgichlarni ulash
uchun);
80
1
2
2
3
3
4
4
SC
SC
SC
SC
SC
SC
SC
SC
UPC(SM)
PC(MM)
UPC(SM)
PC(MM)
SC
SC
SC
SC
SC
UPC(SM)
SC
SC
SC
SC
FC
FC
SC
Ат 20 дБ
UPC(SM)
FC
FC
UPC(SM)
FC
SC
SC
PC(MM)
FC
2
UPC(SM)
1х2
FC
UPC(SM)
FC
FC
Ат. пер.
0-20 дБ
UPC(SM)
FC
FC
FC
PC(MM)
SC
SC
7
FC
FC
UPC(SM)
SC
PC(MM)
Ат 20 дБ
UPC(SM)
FC
SC
SC
UPC(SM)
PC(MM)
6
SC
SC
SC
SC
PC(MM)
UPC(SM)
PC(MM)
UPC(SM)
5
SC
SC
SC
SC
UPC(SM)
PC(MM)
UPC(SM)
SC
SC
FC
FC
3
1
UPC(SM)
UPC(SM /
MM)
6.7-rasm. O‘quv qurilmasining blok sxemasi
81
MM
FC/PC
FC/PC
3 dona
FC/UPC
3 dona
SC/PC
2 dona
SC/UPC
2 dona
SC/PC
2 dona
SC/UPC
2 dona
SM
FC/UPCC
MM
SC/PC
SM
SC/UPC
MM
FC/PC
SM
FC/UPC
NTB 8
λ =1,3mkm
FC
FC
9
Тоpaz 3000
ТB
10
UPC(SM)
6.7-rasm. (davomi)
82
- pastki qatorda 4 ta SC-SC/PC turidagi ulovchi rozetka (FC
turidagi konnektor bilan tugallangan ko‘p modali yorug‘lik uzatgichlarni
ulash uchun).
5. Optik passiv elementlar platasi.
Unda quyidagilar joylashtirilgan:
- FC-SC/UPC markali keramik markazli bir modali o‘tish rozetkasi;
- FC-SC/PC markali bronza markazli ko‘p modali o‘tish rozetkasi;
- FC-D/UPC markali keramik markazli bir modali ulovchi rozetka;
- FC- D/UPC markali keramik markazli ko‘p modali ulovchi
rozetka.
6. Optik passiv elementlar platasi.
Unda quyidagilar joylashgan:
- FC/SM bir modali tola uchun so‘nish kattaligi o‘zgarmas
(kiritadigan so‘nishi -20 dB bo‘lgan) attenyuator-rozetka;
- FC/MM ko‘p modali tola uchun so‘nish kattaligi o‘zgarmas
(kiritadigan so‘nishi -20 dB bo‘lgan) attenyuator-rozetka;
- FC/SM bir modali va ko‘p modali tola uchun so‘nish kattaligi
o‘zgaruvchi (kiritadigan so‘nishi 0-20 dB oralig‘ida yotgan) attenyuatorrozetka.
7. Optik passiv elementlar platasi.
Unda quyidagilar joylashgan:
- bir modali (SM) quvvat ajratgichi (50/50 1x2). Ajratgichning
yorug‘lik uzatgichlari FC/SPC turidagi konnektor bilan tugallangan;
- keramik konsentratorli FC-D/UPC turidagi 3 ta ulovchi rozetka.
Barcha rozetkalar va attenyuatorlar ustunlarga mahkamlangan,
ustunlar ham o‘z navbatida mos platalarga qotirilgan. Platalar 2 ta umumiy
P simon yo‘naltirgichlarda joylashtirilgan. Yo‘naltirgichlarning qaramaqarshi tomoniga qopqoqlar joylashtirilgan va ular yordamida
yo‘naltirtirgichlar ekranning yon ustunlari bilan bog‘lanadi. Ekranning
markaziy qismiga (1) kasseta va 4 ta kabel qirqimi (2, 3) mahkamlangan.
Barcha konstruksiyalar laboratoriya qurilmasining ustki tokchasiga
joylashtirilgan.
8. Nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki (NMETB). Uning old
paneli 6.8-rasmda ko‘rsatilgan. U lazer diodi yordamida λ=1,33 mkm li
to‘lqin uzunlik diapazonidagi optik nurlanishning chiqish quvvati
generatsiyasini ta’minlaydi. Uni tashqi optik zanjir orqali ishga tushirish
optik rozetkani “OPTIK CHIQISH” paneliga ulash orqali amalga
83
oshiriladi (6.8-rasm). Panelning yuza sirtida “SOZLASH” potensiometr
dastagi joylashgan bo‘lib, uning yordamida lazer diodidan oqib o‘tayotgan
tok va quvvatning qiymati o‘zgartiriladi.
Damlash toki va quvvatni nazorat qilish uchun panel yuza sirtidagi
“NURLANTIRGICH TOKI, OPTIK QUVVAT” raqamli indikatoridan
foydalaniladi. Rejimlarni o‘zgartirish “REJIM” tugmasi orqali amalga
oshiriladi va bu holda “TOK” yoki “QUVVAT” tugmalarini bosib,
indikatorda shu parametrlarga mos kelgan qiymatlarni ko‘rish mumkin.
6.8-rasm. Optik nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki
Quvvatni o‘lchash «QUVVAT» rejimida ishlovchi raqamli tabloda
aks etadigan tok, lazer qobig‘iga biriktirilgan fotodiod yordamida amalga
oshiriladi. Shuni esda tutish lozimki, bu rejimda indikatorning
ko‘rsatishlari nisbiy haraktyerga ega. Bunday rejim lazer diodining ishga
yaroqliligini nazorat qilish uchun qo‘llaniladi. Nurlanish manbaini 220
V/50 Gs li tarmoqqa ulash “TARMOQ” tugmasini bosish orqali amalga
oshiriladi.
9. Optik quvvatni o‘lchovchi qurilma “TOPAZ 3000” etalon qurilma
sifatida qo‘llaniladi. Optiq quvvat uning kirishiga optik shnur orqali
kiritiladi. Qurilma avtonom manba va tarmoq adapteri (10)ga ega. Qurilma
bilan ishlash uning laboratoriya qurilmasi majmuiga kiruvchi texnik
qo‘llanma asosida amalga oshiriladi. Laboratoriya qurilmasining tarkibida
84
bundan tashqari uning elementlarini ulash uchun xizmat qiladigan
quyidagi tolali ulagich va o‘tish shnurlari (VS)dan foydalaniladi:
- 3 ta FC/PC turidagi konnektorli ko‘p modali ulovchi shnurlar (olov
rangli himoya qobig‘ili);
- 3 ta FC/SPC turidagi konnektorli bir modali (sariq rangli himoya
qobig‘ili) ulovchi shnurlar;
- 2 ta SC/PC turidagi konnektorli ko‘p modali (olov rangli himoya
qobig‘ili) ulovchi shnurlar;
- 2 ta SC/SPC turidagi konnektorli bir modali (sariq rangli himoya
qobig‘ili) o‘tish shnurlari;
-2 ta FC/PC- SC/PC turidagi konnektorli ko‘p modali (olov rangli
himoya qobig‘ili) o‘tish shnurlari;
-2 ta FC/SPC-SC/SPC turidagi konnektorli bir modali (sariq rangli
himoya qobig‘ili) o‘tish shnurlari.
85
7 – amaliy mashg‘ulot
TOLALI OPTIK ALOQA TIZIMLARIDA
QO‘LLANILADIGAN YORUG‘LIK MANBALARINING
PARAMETRLARINI HISOBLASH
7.1. Mashg‘ulotning maqsadi
Yorug‘lik manbalari – yorug‘lik diodi va lazer diodining
xarakteristika va parametrlarini o‘rganish, ularni hisoblash ko‘nikmalarini
shakllantirish.
7.2. Topshiriq
7.2.1. Mashg‘ulotga tayyorlanishda quyidagi o‘quv materiallarini
o‘rganish va 7.3 paragrafda keltirilgan nazorat savollari (NS) ga javob
tayyorlash zarur (ulardan 4 ta savolga javob yozma ravishda bayon etilishi
kerak):
NS ning 7.3.1-7.3.3 bandlar bo‘yicha: o‘quv materiali [7.1] ning 73-74
betlarida, [7.2] ning 57-58, 63-74 betlarida bayon etilgan.
NS ning 7.3.4-7.3.9 bandlar bo‘yicha: o‘quv materiali ma’ruzalar
konspektida bayon etilgan. Ushbu masalalar qisman [7.1] ning 74-77
betlarida, [7.2] ning 58-59 betlarida yoritilgan.
NS ning 7.3.10 band bo‘yicha: o‘quv materiali ma’ruzalar konspektida
bayon etilgan.
NS ning 7.3.11 band bo‘yicha: o‘quv materiali ma’ruzalar konspektida
bayon etilgan.
NS ning 7.3.11-7.3.12 bandlar bo‘yicha: o‘quv materiali ma’ruzalar
konspektida bayon etilgan.
NS ning 7.3.13 band bo‘yicha: o‘quv materiali [7.2] ning 68 betida
bayon etilgan.
NS ning 7.3.14-7.3.16 bandlar bo‘yicha: o‘quv materiali [7.2] ning 6062 betlarida bayon etilgan.
NS ning 7.3.17-7.3.21 bandlar bo‘yicha: o‘quv materiali [7.1] ning
76-77 betlarida, [7.2] ning 69-74, [7.4] ning 93-117 betlarida bayon
etilgan.
7.2.2. O‘zingizga tegishli variant (n) bo‘yicha yorug‘lik diodining
quyidagi jadvalning 3-8 ustunlarida keltirilgan parametrlari bo‘yicha uning
oxirgi ustunida ko‘rsatilgan parametrlari qiymatlarini aniqlang.
86
7.1-jadval. Topshiriq variantlari
Yorug‘ lik
DWm.e.s
n
manbai
эV
materialining turi
1
2
Dl/
Nf, Pnurl, DT,
1/sек mVt nm/
grad
3
4
5
6
1 Ga(1-x1)Asx1
1,42
1015
-
0,3
2 Ga(1-x2)Asx2
1,5
2·1015
-
0,3
3 Ga(1-x3)Asx3
1,6
4·1015
-
0,3
4 Ga(1-x4)Asx4
1,8
5·1015
-
0,3
5 Ga(1-x5)Asx5
2,02 3·1015
-
0,3
6 In0,73Ga0,27As0,58P0,42 1,12
-
3,2
0,3
7 In0,58Ga0,42As0,9P0,1
0,8
-
2,4
0,3
8 In(1-x1)Gax1Asy1P(1-y1) 0,72
-
2,1
0,3
9 In(1-x2)Gax2Asy2P(1-y2)
0,9
-
3
0,3
10 In(1-x3)Gax3Asy3P(1-y3)
0,84
-
2,2
0,3
Qiymatlari
DP/
aniqlanadi
DT, DТ,
gan
mVt/ grad
parametergrad
lar
7
8
9
h, l, ,
0,025 10 Pnurl, Dl,
DP
h, l, ,
0,025 20 Pnurl, Dl,
DP
h, l, ,
0,025 15 Pnurl, Dl,
DP
h, l, ,
0,025 30 Pnurl, Dl,
DP
h, l, ,
0,025 40 Pnurl, Dl,
DP
h, , l,
0,025 10
Nf, Dl, DP
h, , l,
0,025 20
Nf, Dl, DP
h, , l,
0,025 30
Nf, Dl, DP
h, , l,
0,025 15
Nf, Dl, DP
h, , l,
0,025 40
Nf, Dl, DP
7.1-jadvalni tuzishda quyidagi belgilashlardan foydalanilgan: undagi
x1, x2, x3..., y1, y2, y3...indekslar yorug‘lik manbaini tayyorlashda
87
qo‘llanilgan yarim o‘tkazgichli birikmalardagi kimyoviy elementlarning
tarkibiy ulushini, DWm.e.s – yarim o‘tkazgich man etilgan sohasining eV
larda o‘lchangan kengligini, h – fotonlar energiyasini, h – Plank
doimiysini,  – fotonlar chastotasini, l – fotonlar to‘lqin uzunligini, Dl/DT
va DP/DT lar mos ravishda nurlanish to‘lqin uzunligini va nurlanish
quvvatining haroratning 10 K o‘zgarishiga taaluqli o‘zgarishlarini
ko‘rsatuvchi koeffisientlar.
7.3. Nazorat savollari:
7.3.1. Optik aloqa tizimi uzatuvchi modulining vazifasi va tuzilishini
tafsivlang.
7.3.2. Optik aloqa tizimining uzatuvchi modulida qo‘llaniladigan
yorug‘lik manbalariga qanday talablar qo‘yiladi?
7.3.3. Optik aloqa tizimida yorug‘lik manbalarining qanday turlaridan
foydalaniladi? Ular qanday materiallardan tayyorlanadi?
7.3.4. Yorug‘lik diodining tuzilishi va ish prinsipini tafsivlang.
7.3.5. Yorug‘lik diodi qanday xarakteristikalar bilan tafsivlanadi?
7.3.6. Yorug‘lik diodining volt-amper xarakteristikasini tafsivlang. U
qanday miqdoriy munosabat bilan ifodalanadi?
7.3.7. Yorug‘lik diodining vatt-amper xarakteristikasini tafsivlang. U
qanday miqdoriy munosabat bilan ifodalanadi?
7.3.8. Yorug‘lik diodining spektral xarakteristikasini tafsivlang.
Uning kengligini aniqlash usulini tushuntiring.
7.3.9. Yorug‘lik diodining yo‘nalganlik diagrammasini tafsivlang.
Yorug‘lik nurining yo‘nalganlik darajasini oshirish uchun qanday choralar
ko‘riladi?
7.3.10. Yorug‘lik diodi nurlanish samaradorligini oshirish va nurlanish
quvvatini kichik yuzada mujassamlash uchun qanday usullardan
foydalaniladi?
7.3.11. Yorug‘lik diodining degradasiya jarayoniga tafsiv bering. Bu
jarayon qaysi omillar tufayli yuz beradi va qanday miqdoriy munosabat
bilan aniqlanadi?
7.3.12. Yorug‘lik diodining asosiy parametrlarini sanab ko‘rsating va
ularni qisqacha tafsivlang.
7.3.13. Yorug‘lik diodining afzalliklari va kamchiliklari nimada?
Ularga qisqacha tafsiv bering.
7.3.14. Lazer diodining tuzilishi va ish prinsipiga tafsiv bering. Bu
prinsip kvant mexanikasining qaysi fundamental qoidalariga asoslanadi?
88
7.3.15. Lazer diodi nurlanishining xususiyatlariga tafsiv bering.
7.3.16. Ikki yoqlama geterotuzilishli lazer diodining energetik
diagrammasini chizib ko‘rsating, bu turdagi lazer diodining ish jarayonini
tafsivlang.
7.3.17. Lazer diodining volt-amper va vatt-amper xarakteristikalariga
tafsiv bering.
7.3.18. Tashqi muhit haroratining o‘zgarishi lazer diodi nurlanish
spektri va quvvatiga qanday ta’sir etadi?
7.3.19. Bir modali va ko‘p modali lazer diodlarining spektral
xarakteristikalarini tafsivlang. Bu xarakteristikalar yorug‘lik diodining
spektral xarakteristikasidan qanday farq qiladi?
7.3.20. Bir modali lazer diodlarining qanday turlari mavjud? Ularning
sh xususiyatlarini tafsivlang.
7.3.21. Optik signallarni to‘lqin uzunligi bo‘yicha zichlashtirishda bir
modali lazer diodlarining qaysi turlaridan foydalaniladi?
7.4. Amaliy mashg‘ulotga yakun yasash
Tolali optik aloqa tizimlarida qo‘llaniladigan yorug‘lik manbalari –
yorug‘lik diodlari va lazer diodlarning tuzilishi, ish prinsipi, xarakteristika
va parametrlariga oid o‘quv materiallari o‘rganildi. Yorug‘lik
manbalarining parametrlarini hisoblash bo‘yicha amaliy ko‘nikmalar
egallandi.
7.5. Foydalaniladigan adabiyotlar
7.1. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно–оптические сети. -М.:
Экотрендз, 2000. 67 с.
7.2. Mirazimova G.X. Optik aloqa asoslari: O‘quv qo‘llanma., t.f.n.,
dosent Isaev R.I. mas’ul muharrirligi ostida.-Toshkent, TATU
bosmaxonasi, 2006.- 136 b.
7.3. Игнатов А.Н. Оптоэлектронные приборы и устройства. – М.:
Экотрендз, 2006.-270 с.
7.4. Фриман Р. Волоконно–оптические системы связи: Перевод с
английского под ред. Н.Н. Слепова.–М.: Техносфера, 2003. -380 с.
89
7.6. Topshiriqning 2-bandini bajarish bo’yicha ko’rsatmalar
Yarim o‘tkazgichli yorug‘lik manbalari - yorug‘lik diodi va lazer
diodi uchun o‘rinli bo‘lgan quyidagi miqdoriy munosabatdan foydalanib,
nurlanuvchi fotonlar energiyasi h ni aniqlaymiz.
h=ΔWm.e.s
(7.6.1)
U holda nurlanish chastotasi

DWm.e. s
,
h
(7.6.2)
nurlanish to‘lqin uzunligi
l
с0

(7.6.3)
miqdoriy munosabatlar bilan aniqlanadi.
Lazer diodining nurlanish quvvati
Pnurl  N f  h ,
(7.6.4)
nurlanish to‘lqin uzunligi va nurlanish quvvatining haroratning o‘zgarishi
tufayli o‘zgarishlari esa, mos ravishda
Dl 
DPnurl 
Dl
 DТ
DТ
DP
 DТ .
DТ
miqdoriy munosabatlar bilan aniqlanadi.
90
(7.6.5)
(7.6.6)
Topshiriqni bajarish bo‘yicha misol keltiramiz:
Yorug‘lik manbai (yorug‘lik diodi yoki lazer diodi) nurlanish to‘lqin
uzunligi va nurlanish quvvatini tafsivlovchi quyidagi parametrlar berilgan
bo‘lsin:
ΔWm.e.s.=1,9 eV; Nf=5∙1015 1/s;
Dl
DP
 0,3nm / grad ;
 0,025mVt / grad ;
Dl
DТ
DТ  40 0 K .
Ushbu yorug‘lik manbaining quyidagi parametrlari qiymatlarini
aniqlang:
h=?; =?; l=?; Pnurl=?;Dl=?; DP=?
Masalaning yechimi:
(7.6.1) miqdoriy munosabatga ko‘ra yorug‘lik manbai tomonidan
nurlanadigan fotonlar energiyasini aniqlaymiz:
h  DWm.e. s.  1,9эВ  1,9  1,6  1019 j  3,04  1019 j
U holda (7.6.2) va (7.6.3) miqdoriy munosabatlardan foydalanib,
nurlanish chastotasini
DWm.e. s.
3,04  1019 j


 4,5  1014 Hz ,
34
h
6,62  10 j  s
va nurlanish to‘lqin uzunligini topamiz:
l
с0


3  108 m / s
 666,6nm .
4,5  10141 / s
(7.6.4) miqdoriy munosabatdan
nurlanish quvvatini aniqlaymiz:
foydalanib,
yorug‘lik
manbai
1
Рnurl  h  N f  1,9  1,6  1019 j  5  1015  7,6  104Vt  0,76  103Vt  0,76mVt
s
91
(7.6.5) va (7.6.6) miqdoriy munosabatlarga ko‘ra, mos ravishda
nurlanish to‘lqin uzunligi va nurlanish quvvatining haroratning 400 K ga
o‘zgarishiga mos kelgan o‘zgarishlarini topamiz.
Dl  0,3
nm
 400  12nm ,
grad
DP  0,025
mVt
 400  1mVt .
grad
Shunday qilib, haroratning ortishi nurlanish to‘lqin uzunligining
ortishiga va nurlanish quvvatining esa kamayishiga olib keladi. Buning
sababi shundaki, haroratning ortishi energetik sathlar oralig‘ining ortishiga
va buning natijasida yarim o‘tkazgich man etilgan energetik sohasining
torayishiga va nurlanish to‘lqin uzunligining ortishiga olib keladi.
92
MUNDARIJA
KIRISH …………………………………………………………..
1–amaliy mashg‘ulot. Tolali optik uzatish tizimlarining ikki
tomonlama liniya traktlarini tuzish prinsiplari. Optik kanallarni
zichlashtirish usullari………………………………………………
2–amaliy mashg‘ulot. Optik tola turlari va standartlari, optik
tolaning geometrik parametrlarini aniqlash…..................................
3–amaliy mashg‘ulot. Optik tolalarning sonli aperturasini tajriba
yo‘li bilan aniqlash…..…………………………………………….
4–amaliy mashg‘ulot. Optik tolada signalning so‘nishini
hisoblash…..…
5–amaliy mashg‘ulot. Optik tolada signalning dispersiyasini
hisoblash………………...................................................................
6–amaliy mashg‘ulot. Ajraladigan va ajralmaydigan optik
ulagichlar, optik attenyuatorlarning xarakteristikasini tadqiq etish
7–amaliy mashg‘ulot. Tolali optik aloqa tizimlarida
qo‘llaniladigan
yorug‘lik
manbalarining
parametrlarini
hisoblash………………………...
MUNDARIJA
93
3
5
15
31
51
56
67
86
93
“Optik aloqa tizimlari” fani bo‘yicha
amaliy mashg‘ulotlarni bajarishga
oid uslubiy qo‘llanma. 1-qism.
“5350100 – Telekommunikatsiya
texnologiyalari” yo‘nalishi talabalari
uchun.
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi
TATU TI kafedrasida ko‘rib
chiqilgan va nashrga tavsiya etilgan
(2021 yil 9 martdagi 29-sonli
bayonnomasi).
Fakultet ilmiy-uslubiy kengashida
ko‘rib chiqilgan va nashrga tavsiya
etilgan
(2021 yil 23 martdagi 8-sonli
bayonnomasi).
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi
TATU ilmiy-uslubiy kengashida
ko‘rib chiqilgan va nashrga tavsiya
etilgan
(2021 yil 27 apreldagi 9 (134)-sonli
bayonnomasi).
Tuzuvchilar:
R.I. Isayev
G.X. Mirazimova
D.X. Ibatova
Mas’ul muharrir:
Prof. R.I. Isayev
Bichimi 60x84 1/16
Bosma tabog‘i – 10,25. Adadi – _____
Buyurtma - № ______
94
95
96
Download