Талшықты-оптикалық байланыс жолдары Жоспар: 1. ОТ талшық пен

Талшықты-оптикалық байланыс жолдары

Жоспар: 1. ОТ талшық пен талшықты-оптикалық байланыс кабельдерінің қолданылу аймағы; 2. ОТ және ТОБК қолдану аймақтары; 3. ТОТЖ моделі. 1-дәріс (І-бөлім) Оптикалық талшық бойымен сигналдың берілуіне кіріспе

Ұсынылатын әдебиет 1. Виноградов В.В., Котов В.К., Нуприк В.Н. Волоконно-оптические линии связи. М: ИПК Желдориздат, 2002, 278с. 2. Портнов Э.Л. Оптические кабели связи и пассивные компоненты волоконно-оптических линий связи. М: Горячая линия - Телеком, 2007, 464с. 3. Фриман Р. Волоконно-оптические линии связи. М: Техносфера, 2003, 440с. 4. Липская М.А. Волоконно-оптические линии связи. Алматы, КазАТК, 2007, 157с. 5. Кусамбаева Н.Ш. Талшықты-оптикалық байланыс жолдары. Алматы, ҚазККА, 2012, 173с.

1. ОТ талшық пен талшықты-оптикалық байланыс кабельдерінің қолданылу аймағы Тарихы. XVIII ғасырдың 90-шы жж ойлап табылған: И.П. Кулибин (Россия) мен К. Шапп (Франция) бір-бірінен тәуелсіз оптикалық телеграф ойлап тапқан, 1880 ж. А.Г. Белл Вашингтонның екі үйінің шатырлары арасында фокустанған күн сәулесін пайдалана отырып телефон байланысын орнатты.

Ең алғашқы жарық жолдар (световоды) Ресейде появились в России в. XIX ғ. 70-шы жж пайда болған. (1874-76). Жарық сәулесі арқылы жарық жолдармен ақпараттар тарату туралы ой оқымыстыларға тек 100 жылдан кейін ғана келген (ХХ ғ. 60-шы жж..). 1954 ж. Н.Г. Басов пен А.М. Прохоров (Россия) және олардан бөлек Ч.Таунс (АҚШ) қысқа толқынды когорентті сәулені – газды квантты генераторды – лазерді ойлап тапты. 1959 ж. Н.Г. Басов қызметкерлермен бірге қатты денелі жарықты квантты генераторларды құру үшін жартылай өткізгішті материалдарды, яғни лазерді пайдалануды ұсынды.

"ЛАЗЕР" сөзі төмендегі сөйлемнің бірінші әріптерінен алынған Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Индукцияланған сәулеленудің көмегімен жарықтың күшейтілуі

1965-66 жж. британдық телефонды компания STL оптикалық байланыс үшін әйнек талшықты қолдану идеясын ұсынды. 1956 ж. әлемде ең алғаш болып О.Ф. Косминский жасанды оптикалық жолдар бойымен үлкен көлемдегі ақпараттар тарату үшін оптикалық ауқымдағы толқын ұзындықтарын пайдалануды ұсынды.

Ең алғашқы жарық жолдардың өзекшесінің диаметрі 35 мкм , ал сыртқы диаметрі 130 мкм, олардың ұзындығы 100-130 м болған. 0,7-0,9 мкм толқын ұзындығындағы ауқымда сатылы профильді сыну көрсеткіші бар жарық жолда минималды шығындар 10 дБ/км дейін болды.

80-дың басында жылжымалы объектілер үшін: самолеттер, корабльдер, танктер және т.б. бортты ТОБЖ жасалып шығарылды. Бұл жолдар қысқа ұзындықта болған, көбінесе өзекшесінің диаметрі 200-400 мкм талшықтарды, және 0,85 мкм ауқымдағы pin-фотодиодтарды қолданған.

80-шы жж Е.М. Диановтың жетекшілігімен ОМ-талшықты құру жұмыстары, сонымен қатар алдында басталған градиентті ММ-талшықтардың технологиясын жетілдіру жұмыстары кең етек жайды. Талшық бойынша істелетін жұмыстар бағыты ОК қойылатын талаптарды анықтайды, олардың негізгілері төмендегідей: талшықтағы жоғалуларды айтарлықтай төмен, теориялық минимумуна жақын жегіне жеткізу және азайту; өткізу жолақтарының енін жоғарылату немесе дисперсияны минимумға жеткізу; талшықтың төзімділігін анықтау; кері температураларда ОТ қолдану кезінде пайда болатын жоғалуларды азайту; талшықтың радиациялық тұрақтылығын арттыру.

80-ші жж. соңында Ресейде ОТ шығаруға арналған технологиялық база жартылай құрылды, ал 90% шет елдерден сатылып алынды. 1990 жж. соңында ОТ екінші ұрпағы өндірілді: 0,7 дБ/км өшулігі бар 1,3 мкм толқын ұзындығында ОМ- және ММ-талшықтары бар қалалық және 0,3 дБ/км өшулігі бар 1,55 мкм толқын ұзындығындағы (ОКЛ маркалы) алыс байланыс кабельдері. Әлемнің әр түрлі елдеріндегі темір жолдарда талшықты-оптикалық байланыс құралдары 1985 ж бастап қолданысқа енген.

2. ОТ және ТОБК қолдану аймақтары. ТОБ (ВОС) Оптикалық байланыс — ақпараттарды модуляцияланған жарық шоғыры түрінде беру Талшықты оптика — иілгіш оптикалық талшық ішінде жарық тарату ТОБ құралдары әр түрлі елдердің темір жол саласында 1985 ж. бастап қолданысқа енген.

Темір жол көлігінде ТОБЖ байланысы бар 4 қолдану аймағы бар Талшықты-оптикалық байланыс жолдары (ТОБЖ-ВОЛС) Жергілікті есептеуші оптикалық желілер (ЖЕОЖ-ЛВОС) Видеобақылау жүйелері Талшықты-оптикалық түрлендіргіштер (ТОТ-ВОП)

Талшықты-оптикалық байланыс жолдары Ең алғашқы ТОБЖ Ресейдің темір жолдарында 1985 ж. жылы құрылды және ұзақ уақыт бойы (1992 ж. дейін) тек көлікте ғана емес, байланыс министрлігінің ТОБЖ арасындағы ең ұзын (120 км) ТОБЖ болып саналды. Қазақстанда ең алғашқы ТОБЖ 1999 ж. төселді. Бүгінгі күнде Қазақстандағы телекоммуникациялық желінің ұзындығы 11 500 км құрайды. Бұл жол Алматы мен Астананы, Петропавл – Кормиловка және Шымкент – Кызылорда – Актобе – Атыраудың облыс орталықтарын өзара жалғайды.

Жергілікті есептеуші оптикалық желілер (ЖЕОЖ) Жергілікті (локальді) желілерді құрудың негізгі мақсаты – темір жол қызметкерлерінің барлық іс-шараларын автоматтандыру арқылы жұмыс өнімділігін жоғарылату болып табылады. ТОБЖ мен ЖЕОЖ тарату ортасы ұқсас, бірақ масштабында, тармақталу деңгейінде және шеткі құрылғылар санында айтарлықтай ерекшеліктері бар.

Видеобақылау жүйелері Видеобақылау жүйесі негізгі үш компоненттен тұрады: тарутушы видеокамералар; видеосигналдарды беру құралдары; бақыланатын объектілерді қарап отыруға мүмкіндік беретін телевизиялық мониторлар.

Талшықты-оптикалық түрлендіргіштер (ТОТ) Жарық ағыны параметрлерінің сыртқы модуляциясы бар ТОТ: яғни, ОТ үзік (үзіліс) түріндегі тұрақсыздық енгізілген, нәтижесінде ОТ ағып шыққан жарық ағыны кеңістікте модуляциянады да, содан кейін қайтадан жиналып, осы немесе басқа ОТ қайта жөнелтіледі; ОТ өз параметрлері өзгеріске ұшырымайды. Жарық ағыны параметрлерінің ішкі модуляциясы бар ТОТ: бұл дегеніміз, физикалық ықпал арқылы өлшенетін шама ОТ әсер етіп, оның оптикалық параметрлерін өзгеріске ұшыратады.

2. ТОТЖ моделі

ТОТЖ (ВОСП) – ақпараттарды белгілі ара-қашықтыққа оптикалық толқындар мен сигналдардың көмегімен оптикалық талшық арқылы таратуға арналған активті және пассивті құрылғылардың жиынтығы. ТОТЖ (ВОСП) – оптикалық сигналдарды құруға, өңдеуге және таратуға арналған оптикалық құрылғылар мен оптикалық жолдардың жиынтығы.

Таратқыш – электрлік сигналды желілік сигналға түрлендіреді. Талщықты-оптикалық кабель – желілік сигнал таралатын орта Қабылдағыш – желілік сигналды қабылдайды және оны қайтадан электрлік сигналға түрлендіреді Жалғағыштар (коннекторы) – талшықты қорек көзіне, оптикалық детекторге қосуға және талшықтарды бір-бірімен жалғауға арналған

Кварцты талшықты жарық жолдардағы терезе мөлдірлігінің жағдайы

Бақылау сұрақтары 1. Талшықты оптиканың негізгі даму этаптарын сипаттаңыз. 2. Талшықты оптика мен темір жол көлігіндегі кабельдердің қолданылу аймақтарын атап өтіңіз. 3. ТОТЖ жұмыс істеу принципін түсіндіріңіз. 4. «Терезе мөлдірлігі» дегеніміз не? Олардың қолданылу ауқымдары қандай?