|
Optik aloqa asoslari
|
| bet | 110/160 | | Sana | 13.01.2024 | | Hajmi | 1 Mb. | | #136728 |
Bog'liq Optik aloqa asoslari (N.Yusupov, R.Isayev)Nazorat savollari
Multipleksor/demultipleksorlarga tavsif bering. Ulardan qanday maqsadlarda foydalaniladi?
Multipleksor/demultipleksorlar qaysi turdagi fdtrlar asosida tayyorlanadi?
Multipleksor/demultpleksorlarning qanday turlari mavjud?
Yupqa pardali dielektrikli multipleksorlarning tuzilishi va ish mexanizmini tushuntiring.
Yupqa pardali dielektrikli multipleksorlardan qanday maqsadlarda foydalaniladi?
Difraksiya panjarali multipleksorning ish mexanizmini tushuntiring.
Maykelson eshelonili multipleksorning tuzilishi va ish mexanizmini tushuntiring.
Bregg panjarasili multipleksorning tuzilishi va ish mexanizmini tushuntiring.
Difraksiya panjarali multipleksorlardan qanday maqsadlarda foydalaniladi?
Hozirda qo ‘llanilayotgan multipleksor/demultipleksorlarning parametrlarini tavsiflang.
Multipleksor/demultipleksorlarningparametrlarini barqarorlashtirish uchun qanday choralar ko‘riladi?
Invers multipleksorlashning mohiyatini tushuntiring.
www.ziyouz.com kutubxonasi
10-bob. OPTIK KOMMUTATORLAR
Asosiy tushunchalar
Elektron element bazasining borgan sari kichiklashib borayotgani hisobiga elektron komponentlarning unumdorligi oshib bormoqda.
Elektron komponentlar o‘lchamining kichrayib borish: chegarasiga yetib qoldi va elektr kommutatsiya tizimlarining yagona muqobili optik kommutatsiya tizimlari hisoblanadi.
Optik kommutator — bu ma’lum tolqin uzunligidagi yorug‘lik impulslari shaklida taqdim etilgan signallar kommutatoridir [1].
Optik kommutator — tolali optik telekommunikatsiya tarmoq- larining muhim elementlaridan biri bo‘lib, u telekommunikatsiya tarmoqlarining optik signallarni o‘ta yuqori tezliklarda uzatish qobiliyatida ishlashiga imkon beradi va signallarning yo'nalishlari (marshrutlari) uchun o‘zgaruvc.han platformani ta’minlaydi.
To‘lqin uzunligi bo‘yicha multipleksirlash va a-kommutatsiya (to‘lqin uzunliklari kommutatsiyasi) bir-biri bilan juda yaqin bog‘liq. Signallar kommutatsiyasi tizimida va DWDM agregat oqimida harbir to‘lqin uzunligi ohishdagi halaqitlarni iloji boricha kamaytirish uchun qo‘shni to'lqin uzunliklaridan aniq ajratilishi kerak.
Optik aloqa tizimlarining servislariga kirish imkoni bo‘lishi bilan mijozlar bazasini ancha oshirish va transport trafigiga bo‘lgan talabning o‘sishi ko‘zda tutiladi. Shu paytgacha keng polosali elektron kross-kommutatorlar tarmoqda trafikni taqdim etish talablarini qanoatlantirar edi, biroq bu tizimlarning murakkabligi va ularning kommutatsiya matritsalarining o‘lchamlari aslida imkoni bor chegarasiga yetdi.
Optik kross — kommutatorlar trafikni yuklash darajasi yuqori bo'lgan elektron raqamli kross — kommutatorlarning ohchamlarini va murakkabligini kamaytirishi va marshrutlashtirishni to‘lqin uzunliklari darajasida amalga oshirishi mumkin.
254
www.ziyouz.com kutubxonasi
Signallar STM 1 ga qaraganda yuqoriroq darajada marshrutlash- tirilishi va optik darajada samarali ishlov berilishi mumkin. Optik matritsa haqiqatda, elektron matritsaga nisbatan kam quwat iste’mol qiladi, yuqoriroq tezlikda ulaydi va katta hajmdagi trafiklarga kichikroq murakkablikda ishlov beradi.
Optik kommutator telekommunikatsiya tarmoqlarining yuqori unumdorligini, tarmoqning yaxshi ishlashini, xizmat ko‘rsatish qiymatining pastligi va optik darajada signallarni marshrutlashtirish yo‘llarini ta’minlaydi. Bu imkoniyatlar telekommunikatsiya sohasida elektron raqamli kommutatsiyaning murakkab va qimmat tizimlarini zarurligini yo‘qotishga yordam beradi.
Optik kommutatorlarning asosiy vazifalari
Optik kommutatorlar tarmoqda bir qancha asosiy vazifalarni bajaradi [2]:
tashish (transportirovka) — bir portdan boshqasiga optik signal polosasi, chastotalar polosasi yoki alohida to‘lqin kanallarini kommutatsiyalash;
tikiash — tolali-optik kabellarning ishdan chiqqan kom- ponentlarini yoki uzilishlarini chetlab o‘tish imkoniyati.
Tarmoqli testlash va boshqarish — sinov asboblarida masalan, vaqt bo‘yicha ajratish qobilyatiga ega optik reflektorlarda kommu- tatsiyalanuvchi elementlar uzoqdagi bo‘g‘inlarda tolali — optik kabellarning to‘plamini tekshirish uchun yoki trafikning faolligini uning o‘tishini buzmaydigan usul bilan nazorat qilish uchun foydalaniladi.
Optik kommutatorlarning asosiy parametrlari
Kommutatorlar quyidagi parametrlar bilan tavsiflanadi [3]:
«o‘chirilgan» rejimida «ulangan» rejimiga nisbatan chiqishda kommutatsiyalanuvchi signalning susayish koeffitsiyenti (kommu- tatorning turiga bog‘liq holda 40 — 50 dB dan 10 — 15 dB gacha o‘zgartirilishi mumkin);
kommutator tomonidan kiritilayotgan yo'qotishlar — kommutator tomonidan vujudga keltiriladigan signalning susayishi;
255
www.ziyouz.com kutubxonasi
o‘tish o‘chishi — kerakli chiqishda signal quwatining qolgan barcha chiqishlardagi signallar quwatiga nisbati;
polyarizatsion yo‘qotishlar — kommutatsiyalanuvchi signaling polyarizatsiyasi (qutblantirilishi) natijasida vujudga keltiriluvchi susayishi (kuchsizlanishi).
Optik kommutatorlarning asosiy turlari
Ishlab chiqarish texnologiyasiga ko‘ra kommutatorlarning quyi- dagi turlari farq qilinadi [4]:
Mexanik optik kommutatorlar.
Kirish optik portlaridan optik tolalar ulangan chiqish optik portlariga yorug‘lik oqimini kommutatsiyalovchi elementning ko‘- chishidan foydalanadi. Bunday kommutatsiyalovchi element sifatida optik to'lqin elitkich (volnovod) ning aylanuvchi kesmasi, prizma yoki yo'naltirilgan yulduzsimon tarmoqlagich bo'lishi mumkin [3].
Elektrooptik kommutatorlar.
Kommutatorlarning bu turi qo‘yilgan kuchlanish ta’sirida aloqa koeffitsiyentining o‘zgarishi hisobiga chiqish portlarining birida yorug‘lik oqimini fokuslash uchun yo‘naltirilgan tarmoqlagich- lardan foydalanadi.
Akustooptik kommutatorlar.
Akustik to‘lqinlarda yorug‘lik difraksiyasi asosida fotoelastiklik effekti yotadi muhit sindirish ko'rsatkichining elastik kuchlanishlar ta’sirida o‘zgarishi. Bu effekt oqibatida optik shaffof muhitda tarqalayotgan akustik to'lqin vaqt va makonda davriy bo‘lgan muhit sindirish ko'rsatkichi n ning g'alayonlanishini vujudga keltiradi.
Yorug‘lik uchun bunday muhit tovush tezligi rbilan ko‘chuvchi fazoviy difraksion panjarani tashkil etadi. Yorug‘lik akustik maydon orqali o‘tib, sindirish ko‘rsatkichi nobiijinsliliklarida difraksiyalanadi. Bunda tovush to‘lqini chastotasining o‘zgarishi bilan yorug'lik to'lqinining tushish burchagiga nisbatan og‘ish burchagi (difrak- siya) o'zgaradi. Bu holat yorug‘lik to‘lqinlari tarqalishi yo'nalishini boshqarishga imkon beradi.
Termooptik kommutatorlar. •
Ularning ishlashi sindirish ko'rsatkichining harorat ta’sirida o'zgarishi hodisasiga asoslangan.
256
www.ziyouz.com kutubxonasi
Yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichlar asosidagi optoe- lektron kommutatorlar. Kommutatsiya mexanizmini boshqaruvchi sifatida siljish kuchlanishidan foydalaniladi. Siljish kuchlanishi kichik bo‘lganda kirish signali kuchaytirgich tomonidan yutiladi — «uzil- gan» holati yuzaga keladi. Kuchlanish ortganda signalning normal kuchayishi tiklanadi — «ulangan» holati yuzaga keladi.
Integral aktiv to‘lqin elitkich kommutatorlar. Bunday kommutator uning uchun tanlab olingan topologik sxemasiga mos keluvchi kommutatorning yagona bo‘g‘iniga tizimning ayrim elementlarini bog'lovchi, yarimo‘tkazgichli optik kuchaytirgichlar va optik to‘lqin elitkich qurilmalardan tashkil topgan optoelektron integral sxemadan iborat.
Ko‘p qatlamli yorug‘lik elituvchi suyuq kristall matritsali kommutatorlar. Mazkur turdagi kommutatorlar suyuq kristallarning qo'yilgan boshqaruvchi kuchlanishning ta’sirida shaffof (yorug‘lik o‘tkazuvchi) yoki noshoffof bo'lish qobilyatidan foydalanadi.
Mikroko‘zgular massivi asosidagi kommutator mikroko‘zgular massivi (matritsasi)ni boshqaruvchi mikroelektromexanik tizim (MEMS) dan iborat bo‘lib, uning diametrlari millimetrdan kamdir.
Har bir mikroko‘zgu mustaqil harakatlanadi, bu ma’lum bir qayd qilingan burchakka buriluvchi va qaytgan nurni chiqish portiga kommutatsiyalovchi aylanuvchi yassi ko‘zgudir [5]. 2 D sistemalarda matrisa bitta (kvadrat), ko‘zgular matritsa tekisligida yotadi. 3 D MEMS kommutatorlari 2 D ga nisbatan ancha o‘zgaruvchan va mashtablanuvchan bo'ladi va ko‘p miqdordagi kommutatsiyala- nuvchi nurlami ta’minlaydi, biroq ular ancha murakkab. Optoelektron kros-konnektorlarga nisbatan MEMS 3 D optik kommutatorlar 30 marta kam hajmni egallaydi va taxminan 100 marta kam energiya iste’mol qiladi. Biroq qurilmalaming bu turi kamchiliklarga ham ega, birinchi navbatda — tez ishlashi past va vibratsiyalarga sezgir [6].
Golografik kommutatorlar 2000-yillarda paydo bo‘ldi. Ularni ishlab chiqaruvchi yagona kompaniya — Trellis Photovics. Biroq faqat ulargina 3 D EMS turidagi ancha mukammal kommutatorlar bilan raqobatlashishlari mumkin. Golograflya — manbaning to‘lqin maydonini qayd etish hodisasidir (odatda, 3 o‘lchovli optik muhit- larda). Bunday kommutatorni yaratish uchun ma’lum sharoitlarda
257
www.ziyouz.com kutubxonasi
(kuchlanish berilganda) u orqali o‘tayotgan ma’lum to‘lqin uzun- ligidagi yorug‘lik signalini ma’lum chiqishga o‘tqazishga (yoki o‘tkazmaslikka) imkon beradigan, ularda manbalarning to‘lqinlari bilan yozilgan (golografik 3 o‘lchovli Bregg difraksion panjaralari bilan) golografik kristallar matritsasidan foydalaniladi [3].
Foton kristalli kommutatorlar. Foton kristallar — ma’lum bir chastotali diapazondagi yorag‘likning tarqalishiga to‘sqinlik qiladigan taqiqlovchi zonaga ega bo‘lgan davriy dielektrik tuzilmalar. Bunday kristallda nuqtali va chiziqli nuqsonlarni yaratib (tabiiy rezonans bo‘shliqlar) optik elituvchining taqiqlangan zona orqali (tonnel effektidan foydalanib) «tonnel« o‘tkazishini va eltuvchining bir ichki kanaldan boshqasiga kommutatsiyalanishini amalga oshirish mumkin [3].
Foton kristallar tabiatda mavjud bo'lmagan metamateriallarga kiradi, lekin ular laboratoriya sharoitida yaratilishi mumkin [7].
rasmda foton kristallar asosidagi optik kommutatorning baza bloki gipotetik tizimi keltirilgan.
Sxema uchta optik to‘lqin elitkichlar shinalardan iborat: markazdagi umumiy shina va ikki tomondagi chiqarish shinalari, ular o‘zaro optik rezonatlar sistemasi bilan bog‘langan (har bir tomonda 2 yoki 4 tadan rezonans bo‘shliq). Umumiy shinada to‘g‘ri yo‘nalishida tarqaladigan optik to‘lqin rezonans tekislikda ma’lum tebranishlar moddasini qo‘zg‘atadi, ular o‘zaro ta’sir natijasida to‘g‘ri va teskari yo‘nalishida tarqalib, rezonans tekislikda chiqarish shinasiga o‘tadi (to‘g‘ri yo‘nalishda chiqish va teskari yo‘nalishida chiqish tushunchasini shakllantiradi) [3].
, Optik kommutatorlarning mavjud imkoniyatlarining tahlili 10.1- jadvalda taqdim etilgan, unda kommutatorlarning barcha turlari uchun reyting raqami qo‘yilgan va bu reytinglar yig‘indisiga ko‘ra har bir kommutator turining reytingi aniqlangan [7].
■■ Reyting jadvalidan. ko'rinadiki, mutiservisli raqamli aloqa tarmoqlari uchun eng afzali foton kristallaridagi kommutatorlar hisoblanadi [6].
rasmda mavjud optik kommutatorlarning umumiy tasnifi ko‘rsatilgan. ■ '
Foton kommutatorlarni ishlab chiqish telekommunikatsiya sohasida faoliyat yuritayotgan yetakchi kompaniyalari, jumladan,
258
www.ziyouz.com kutubxonasi
|
| |
