|
1. Optik telekommunikasiya sistemləri (otks) haqqinda ümumi məlumat və inkişaf mərhələləri
|
| bet | 1/7 | | Sana | 28.02.2024 | | Hajmi | 114.86 Kb. | | #164261 |
Bog'liq optik konspekt
1.Optik telekommunikasiya sistemləri (OTKS) haqqinda ümumi məlumat və inkişaf mərhələləri
Optik lif yerüstü rabitə şəbəkələrində istifadə edilən elektromaqnit dalğalarına ötürən fiziki mühit olub, böyük həcmli informasiya selini ötürməyə imkan verir. Əgər onun tezlik zolağının rabitə kanalları ilə müqayisədə hesab etsək ki, bir bit /saniyə bir hersə bərabərdir, onda bu nəticəyə gəlmək olar ki, optik tezlikli kanalın yükburaxma qabiliyyəti sonsuzluğa yaxınlaşır. Faktiki olaraq istifadə edilən bütün radio tezlik spektri (hesab edilir ki, həmin tezlik zolağı 3-300 giqahers zolağında yerləşir) bir liflə verilə bilər.OTKS-də optik lifli verliş, rəqəm verliş sxeminə asanlıqla mühis (konvergensiya) edilə bilər. Müasir informasiya texnologiyasında lifin yükburaxma qabiliyyəti – yeni ekvivalent verliş sürəti bir rəqəm seli ilə müqayisədə 10giqabit/saniyə ola bilər.
İnformasiyanı müəyyən məsafəyə ötürmək üçün işıq şüalarından istifadə edirdilər. Buna misal olaraq semafor və mayak kimi işıq mənbələrini göstərmək olar. Lakin metroloji şəraitdən asılı olaraq bu mənbələr vasitəsi ilə təşkil olunan rabitənin keyfiyyəti aşağı olurdu. X1X əsrin sonunda radiorabitənin yaranması informasiyanın semaforla ötürülməsinə son qoydu.Kvant fizikasının inkişafı, optoelektron cihazlarının və elementlərinin istehsalı, radiotexnika sahəsindəki yeniliklər, yeni texnologiyaların meydana gəlməsi və s. kimi nailiyyətlər, yenidən rabitənin təşkilində işıq enerjisindən istifadə etməyin zəruri olduğunu aşkar etdi. Bu problemi lazer generatorunun yaranması həll etdi. Lazer ingilis sözü olub, məcburi şəkildə induksiyalanmış işıq şüalarının gücləndirilməsi deməkdir. 1966-1970-ci illərdə optik liflə rabitənin təşkilinin əsası qoyuldu. Lakin bu dövrdə OL ötürülən siqnalın sönməsi çox böyük idi (α >1000 dB/km). OL-lərin hazırlandığı materialların, texnoloji proseslərin təkmilləşdirilməsi nəticəsində 1979÷1980-cı illərdə sönmənin qiyməti α=0,2dB/km-ə çatdırıldı. 1980-cı il optik rabitənin yaranmasının başlanğıcı oldu.
2.Optik telekommunikasiya sisetminin strukturu.
Elektromaqnit dalğalarının məlum olan spektri sabit elektrik cərəyanı və alçaq tezlikli rəqslərdən rentgen və qamma şüalarına qədər müxtəlif növlərə ayrılır. bu spektrin bütün sahələri göstərilmişdir və op.diapazon adlanan sahə də müəyyən edilmişdir. Op.diapozanda gözlə görünən işıq spektrin 380nm-dən(bənövşəyi)780nm-ə(qırmızı)sahəni tutur ve qısa dalğalar tərəfdən ultra bənövşəyi şüalanmlə, daha uzun dalğalar tərəfdən isə infraqırmızı şüalanma sərhəddə yerləşir.
Op.əlaqə üçün ən əlverişli diapazona yaxın infraqırmızı zona (0,81,675 mkm) hesab edilir. Bu zonanın op.əlaqə sahəsində is.olunması üçün 2 mühüm faktor mövcuddur: enerji şkalasına görə bu diapazon bir sıra yarımkeşiricilərin qadağan olunmuş zonasının eninə uyğun gəlir,belə şüalanma kvantları yalnız valent elektronlarının ionlaşması vasitəsilə yarana və udula bilər.effektiv yarımkeçirici cihazların hazırlanması vəonların ötürmə mühitləri ilə razılaşdırılması imkanı mövcuddur. Op.şüalanma dalğaları təkcə dalğalara aid hadisələr (difraksiya, interferensiya) deyil həm də kvant və ya hissəciklərə aid xassələrlə xarakterizə olunurlar. Işıq dalğasının parametrlərinin kvant enerjisi (foton) ilə əlaqəsi yaxşı məlumdur:
3.Optik liflə ötürülən dalğaların uzunluğu
Optik elektromaqnit dalğaları müxtəlif fiziki mühitlərdə yayıla bilər: atmosferdə, müxtəlif material lardan (şüşə, yarımkeçirici, plasmass) hazırlanmış optik liflərdə, inteqral mikrosxemlərin dalğalarında, yaxın və uzaq kosmosda.
Ötürmə sistemləri yaradılarkən şüşə və yarımkeçirici liflər, mikrosxemlər və yerin atmosferi kimi fiziki mühitlər daha çox diqqət çəkir. Optik şüaların yayılma mühitlərinin ən vacib xarakteristikaları, aşağıdakı göstərici və asılılıqları aid etmək olar.
Refraksiya göstəricisinin şüalanma dalğasının uzunluğundan asılılığı işığın maddədə yayılma faza sürətlərinin dispersiyasını xarakterizə edir.
Qabaritləri optik şüanın uzunluğu ilə üst-üstə düşən materialların özərindəki kiçik qeyri-bircinsliklərdə baş verə bilər.
Udulma və paylanma səbəblərindən şüşə lifin sönmə xarakteristikası rabitə sistemləri üçün tövsiyə olunan məhdud diapazonlu tezliklərə malik “şəffaflıq pəncərələri” formasına malikdir. Bu zaman sönmə parametrləri rabitə sistemində tətbiq olunmaq üçün normallaşdırılır.
Atmosferdə optik şüalanmanın yayılması optik rabitə xətti üçün vacib olan iki proses ilə müşayiət olunur: havanın turbulent qeyri-cinsliklərində şüalanmanın refraksiya səbəbindən qəbul olunan siqnalın funksiyası; yağış, duman, qar, sənaye tullantıları və toz hissəcikləri üzərindən siqnalın aerozol yayılması və udulması.
Optik dalğa ötürücülərinin konstruksiyası və onların düzləndiyi materialların optik xarakteristikaları optik siqnalların ötürüldüyü mühitlər üçün bir sıra parametrləri müəyyənləşdirir:
-dalğa ötürücüyə şüanın daxil edilməsi aparaturası;
-dalğa ötürücünün spektr rejimi;
-sönmə;
-optik impulsların dispersiv təhrifi.
-polyarizasiya həssaslığı.Bu təhriflər dalğaötürücüdə spektral komponenlərin müxtəlif sürətlə yayılması ilə əlaqədar olaraq
4.Optik liflər.
Optik lif şüşə və ya plastikin çəkilməsi (həmçinin ekstruziyası) üsuluyla əldə edilən, diametrcə insan tükündən bir qədər qalın əyilgən, şəffaf lif. Optik liflər elektrik kabellərinə nəzərən daha böyük ötürmə sürətinə malik olur ki, bu da verilənləri geniş buraxılış zolağında çox uzaq məsafələrə ötürməyə imkan verir.
Burada liflər metal məftilləri əvəz edir, çünki onlar siqnalları daha az itki ilə ötürür; bundan başqa liflər elektromaqnit maneələrinə qarşı dözümlüdür, amma metal məftillər üçün vəziyyət tam əksinədir. Həmçinin, liflər dəst şəklində bağlanılır və beləliklə fiberskopa oxşar olaraq burada da işıq və ya təsvir bir yerdən başqa yerə ötürülür. Xüsusi olaraq hazırlanmış liflər müxtəlif tətbiqlər üçün istifadə olunur, bunlardan bəziləri lifli optik sensorlar və lifli lazerlərdir
Adətən, optik liflər sındırma əmsalı lif maddəsinin sındırma əmsalından kiçik olan örtük materialı ilə əhatə olunmuş nüvədən ibarət olur. Optik liflərin aşağı itkilərlə birləşdirilməsi optika rabitə üçün çox vacibdir. Bu elektrik naqilini və ya kabelini birləşdirməkdən daha mürəkkəbdir və liflərin diqqətlə kəsilməsini, lif nüvələrinin dəqiq uyğunlaşdırılmasını və bu nüvələrin düzgün birləşdirilməsini əhatə edir.
Optik lif dielektrik (qeyri-keçirici) dalğaötürən olub, ümumi daxili qayıtma hadisəsinə əsaslanaraq işığı öz oxu boyunca ötürür.
Lif elektrik maneələrinə qarşı dözümlüdür; müxtəlif kabellərdəki siqnallar arasında arzuolunmaz çarpazlaşmalar olmur və xarici mühit küyləri qəbulu edilmir.
Lifli kabellər elektrik cərəyanını keçirmir, bu da lifi enerji istehsalı müəssisələri və ya ildırımvurmaya meylli tətbiqlər kimi yüksək gərginlikli mühitlərdə rabitə avadanlığının qorunması üçün əhəmiyyətli edir. Elektrik izolyasiyası həmçinin torpaqlama ilgəkləriylə bağlı problemlərin qarşısını alır. Optik kabellərdə potensial olaraq qığılcım yarada biləcək elektrik olmadığı üçün, onlar partlayıcı qazların mövcud olduğu mühitlərdə istifadə edilə bilər. Simli dinləmə (bu halda, fiber dinləmə) elektrik rabitələri ilə müqayisədə daha çətindir.
Lifli kabellər metal oğrularına yaramır. Bunun əksinə olaraq, böyük miqdarda misdən istifadə edən kabel sistemləri 2000-ci illərin əmtəə partlayışından sonra hücum hədəfinə çevrilmişdir.
Optik liflərdə dispersiyanın əsas səbələri kimi aşağıdakıla qəbul olunur:-işıq modların müxtəlif sürətlə yayılması modlararası dispersiya əmələ gətirir. ( );
- dalğaötürücünün istiqamətləndirmə xüsusiyyətindən asılı diapozonlarda normallaşdırlmış qiymətə malikdir-optik liflərin materialının xüsusiyyətlərindən asılı olaraq yaranan materiallar dispersiyası (tM)
- lifdə şüanın 2 qat sınması tələbindən
- modda 2 qarşılıqlı perpendikulyar təşkiledicilərinin yayılma sürətləri arasında fərq yaxındır, nəticədə polyar modlaşma dispersiyası (tpM) əmələ gəlir.
Dispersiya ölçüyə malikdir (s/km). Dalğaötürücü və material dipersiyası şüalanma modunun spektirinin enindən asılı olan xromatik dispersiyanı əmələ gətirirlər. burada nm –şüalanma spekterinin eninin ölçü vahididir.
Optik lifin ümumi dispersiyası aşağıdakı ifadə ilə təyin olunur:
(1.8)
5.Optik konnektorlar, birləşdiricilər və passiv optik qurğular.
Optik lif konnektorları qoşulma/ayrılma qabiliyyətinin tələb olunduğu yerlərdə optik lifləri birləşdirmək üçün istifadə olunur. Optik konnektor istehsalına daxil edilə bilən cilalama və sazlama prosedurlarına görə, bağlayıcılar tez-tez təchizatçının istehsal müəssisəsində optik lifə yığılır. Lakin, cəlb edilən montaj və cilalama əməliyyatları sahədə həyata keçirilə bilər, misal üçün, yamaq panelində uzun qaçışları dayandırmaq üçün.
Telefon stansiyalarında fiber optik birləşdiricilərdən istifadə olunur, müştəri binalarının naqilləri üçün, və avadanlıq və kabelləri birləşdirmək üçün xarici zavod tətbiqlərində, və ya kabelləri çarpaz birləşdirmək üçün.
Yaxşı konnektor dizaynının xüsusiyyətləri:
Aşağı daxiletmə itkisi
· Qəbul edilmiş lif əvvəlcədən quraşdırılmış struktur (aşağı interfeysdə əks etdirmə miqdarı)
Quraşdırmanın asanlığı
Aşağı qiymət
Etibarlılıq
Aşağı ətraf mühitə həssaslıq
İstifadə rahatlığı
Müasir bağlayıcılar adətən a istifadə edirfiziki təmas lif və yüksük ucunda cilalayın. Bu əyrinin zirvəsi lif üzərində dəqiq mərkəzləşmiş bir az qabarıq səthdir, belə ki, birləşdiricilər birləşdirildikdə lif nüvələri bir-biri ilə birbaşa təmasda olur. Bəzi istehsalçıların cila keyfiyyətinin bir neçə dərəcəsi var, məsələn, adi FC konnektoru təyin edilə bilərFC/PC (fiziki təmas üçün), isəFC/SPC vəFC/UPC ifadə edə bilərsuper vəultra cilalı keyfiyyətlər, müvafiq olaraq. Daha yüksək dərəcəli cila daha az yerləşdirmə itkisi və aşağı arxa əksi verir.
Passiv optik şəbəkə (MON) son müştərilərə genişzolaqlı şəbəkəyə çıxışı təmin etmək üçün fiber-optik telekommunikasiya texnologiyasıdır.Passiv optik şəbəkə(MON) son müştərilərə genişzolaqlı şəbəkəyə çıxışı təmin etmək üçün fiber-optik telekommunikasiya texnologiyasıdır.Onun arxitekturası bir nöqtədən çox nöqtəyə topologiyanı həyata keçirir. Tək optik lif passiv fiber optik ayırıcılardan istifadə edərək bir neçə son nöqtəyə xidmət edir.
6.Optik liflərin anlayışı və buraxma zolağına qoyulan tələblər.
Optik lif rabitə sistemlərində əsas məhdudlaşdırıcı faktorlar –sönmə, dispersiya və qeyri –xətti optik effekt-lər. Bu fəsildə optik gücləndiricilər –işıq ötürücülərində, əlaqələndirici naqillərdə və passiv ayırıcılarda yaranan optik güc itgilərini kompensasiya edən qurğular nəzərdən keçiriləcəkdir. Optik gücləndirici–optik şüalanmanın gücünü artıran qurğudur.
Optik lif şüşə və ya plastikin çəkilməsi (həmçinin ekstruziyası) üsuluyla əldə edilən, diametrcə insan tükündən bir qədər qalın əyilgən, şəffaf lif. Optik liflər elektrik kabellərinə nəzərən daha böyük ötürmə sürətinə malik olur ki, bu da verilənləri geniş buraxılış zolağında çox uzaq məsafələrə ötürməyə imkan verir.
Burada liflər metal məftilləri əvəz edir, çünki onlar siqnalları daha az itki ilə ötürür; bundan başqa liflər elektromaqnit maneələrinə qarşı dözümlüdür, amma metal məftillər üçün vəziyyət tam əksinədir. Həmçinin, liflər dəst şəklində bağlanılır və beləliklə fiberskopa oxşar olaraq burada da işıq və ya təsvir bir yerdən başqa yerə ötürülür. Xüsusi olaraq hazırlanmış liflər müxtəlif tətbiqlər üçün istifadə olunur, bunlardan bəziləri lifli optik sensorlar və lifli lazerlərdir
Optik –lif xəttinin fotoqəbuledici qurğu ilə uzlaşdırıl-ması baxımından xəttin buraxma zolağı və FQQ –nin buraxma zolağı nisbətini, yəni optik və elektrik zolaqların nisbətini bilmək vacibdir.Optik buraxma zolağı giriş gücünün azalmasına görə 3dB qiymətləndirilir:
Burada, Fe –elektrik buraxma zolağı, F0 –optik buraxma zolağıdır. (6.17) –düzbucaqlı formasındakı isə Qauss impulsları üçün buraxma zolaqlarının nisbətinin ifadəsidir.
7.Optik lifli modullar.Optik birləşdiricilər (optik konnektor) və adapterlər.
Optik seksiyada ötürülmək üçün optik nəqliyyat modulları OTM –n.m, OTM –nr.m, OTM -0.m formalaşdırılır . OTM –in indeksləri modulların müxtəlif qurulma variantları üçün fərqlənir.
“n” indeksi maksimal sayda ötürmə dalğalarının sayını göstərir. Əgər n=0 olarsa, bu bir dalğalı rabitənin göstəricisidir. “r” indeksi sadələşdirilmiş funksiyaları göstərmək üçün istifadə olunur. Məsələn, OTM –in başlıqları ötürmək üçün ayrıca kanala malik olmaması göstəricisidir. “m” indeksi OTM –in uyğun ötürmə sürətinə malik ierarxik pilləsini göstərmək üçün istifadə olunur
Əlaqələndirici yuvalar əlaqələndirilən konnektroların fiziki kontaktda olmasını təmin edir. ST və FC yuvalarının gövdəsinin materialı –nikelli latun, SC –isə plastikdəndir.Standart naqillərin əlaqələndirilməsi zamanı yaranan itgilər: birmodlu -0,2; 0,3 dB; çoxmodlu -0,05; 0,2 dB –dir. SC əlaqələndirici yuvaları qoşalaşdırılmış ola bilər.
Aralıq keçirici yuvalar müxtəlif standartlara malik naqillərin birləşdirilməsi, müxtəlif istehsalçıların avadan-lıqlarını uzlaşdırmaq üçün istifadə olunur. Adapterlər öz tətbiq sahələrinə görə fərqlənirlər.Çılpaq lifli adapterlər –diametri 900 mkm olan bufer qılafı ilə örtülmüş bir və ya çoxmodlu liflərin operativ şəkildə müvəqqəti sonlandırılması üçün cihazdır. Adapterlər təmir və optik ölçmələr zamanı istifadə olunur
|
| |
