Atmosferali optik aloqa liniyalaridan foydalanish masalalari
30.12.2016
Rukn: Texnologiya.
Muallif: A. Eshmuradov, K. Abdurahmonova.

atm_30_12_2016

Hozirgi kunda telekommunikatsiya tarmoqlarida an’anaviy, simli va simsiz radioliniyalardan foydalanilmoqda. Keyingi paytda telekommunikatsiya tarmoqlarida an’anaviy aloqa liniyalaridan tashqari atmosferali optik aloqa liniyasi (AOAL) tushunchasi kirib kelmoqda. AOAL — Free Space Optics texnologiyasi atmosfera orqali optik diapozonda ma’lumotlarni uzatish hisob­lanadi. Ma’lumki, ruxsatnoma olish kerak bo‘lgan radiospektrning eng yuqori chegarasi 400 GGts qabul qilingan. AOAL uchun ishlati­ladigan chastota undan uch barobariga ko‘p hisoblanadi. Shuning uchun AOAL qurilmalari uchun loyihalashtirish, ayrim korxonalar bilan kelishish, ruxsat olish tadbirlari talab etilmaydi hamda radiochastota spektrini ishlatganligi uchun to‘lov amalga oshirilmaydi. Bu esa so‘zsiz telekommunikatsiya tizimlarida AOAL texnologiya va qurilmalarini qo‘llashda asosiy omillardan biri hisoblanadi.

Zamonaviy aloqa liniyalarining xizmat ko‘rsatishga tayyorlik parametri 99,999% bo‘lishi lozim, bu nafaqat tovush signallari, balki ma’lumot va videosignallari uchun ham taalluqlidir. IP-protokollarining tatbiqi va zamonaviy element bazalarining qo‘llanilishi hisobiga XXI asrda yuqori samaradorlikka ega bo‘lgan AOALni yara­tishga erishildi hamda bunday aloqa texnologiyasini telekommunikatsiya industriyasiga tatbiq etishga kirishildi. Avvalo, simsiz optik texnologiyalarning an’anaviy texnologiyalarga nisbatan afzalliklarini sanab o‘tishdan oldin uning ishlash tamoyiliga to‘xtalib o‘tamiz. Simsiz optik tizim asosida infraqizil nurlanish evaziga yuqori tezlikka ega bo‘lgan aloqa kanalini tashkil etish texnologiyasi yotadi. Ular ikki obyekt o‘rtasida fazoviy atmosfera orqali ma’lumotlar (matnli, ovozli, grafik ma’lumotlar)ni uzatish imkonini beradi va shisha tolani ishlatmasdan optik ulanishni ta’minlab beradi.

Lazerli aloqa ikki obyekt oralig‘ini faqat «nuqta-nuqta» turi or­qali ulaydi. Texnologiya atmosfera orqali spektrning infraqizil qismida ma’lumotlarni uzatishning modulyatsiyalangan nurlani­shiga asoslanadi. Kirishda ma’lumotning elektrik signali qabul qi­lish-uzatish moduliga tushadi, keyin esa turli shovqinbardoshli kodlar yordamida kodlanadi, optik lazer nurlatgichda modulyatsiya­lanadi va qisqa lazer nuri uzatgichning optik tizimida fokuslanadi va atmosferaga uzatiladi. To‘lqin uzunligi, ko‘p hollarda, tatbiq etilgan tizimlarda 700–950 nm yoki 1550 nm oralig‘ida qo‘llaniladigan lazerli diodga bog‘liq holda o‘zgaradi. Qurilma protokolga bog‘liq emas, biroq aniq standartlarga to‘g‘rilangan: Ethernet, Fast Ethernet, G.703. Interfeyslarning universalligi va keng polosali o‘tkazuvchanligi turli ilg‘or kriptografik algoritmlarni ishlatishga moyil bo‘ladi, bu esa ma’lumotlarni uzatish tezligiga ta’sir etmaydi. Atmosfera orqali uzatilayotgan signal faqat raqamli bo‘lishi mumkin.

FSOning asosiy xarakteristikalari. «Absolyut toza atmo­sfera» termini atmosferaning holatini aniqlaydi, bunda optik signallarning so‘nishi 0 db/km bo‘ladi. Agar atmosfera lokal ko‘rsatkichlarining optik nurlanishiga ta’siri mintaqa va geografik joylardan bog‘liqligini hisobga oladigan bo‘lsak, u holda atmosfe­rali aloqa liniya tizimini baholash va solishtirish yagona mezon bo‘yicha olib borish lozim. Aloqa masofasi — bu AOAL tizimining kilometrdagi energetik budjet xarakteristikasi. Hisoblash kattaligi — bu kattalik etalon trassada simsiz optik aloqa ma’lum tizimi ener­getik zahirasini o‘lchashda, atmosferaning me’yoriy holatida optik attenyuatorlar, filtrlar va diafragmalar yordamida olinadi. Nurla­nishning o‘tkazuvchanlik koeffitsiyentini pasaytirish berilgan BER (odatda 10-6) sathgacha olib boriladi. Yoritishdagi diametri qabulni kirishida qabul qiluvchining diametridan katta bo‘lishi lozim va quyidagi formula bilan hisoblanadi [1].

Lmax=Lэт.тр/K

bunda: Lmax — maksimal aloqa masofasi (km), Lэт.тр — etalon trassa uzunligi (km), K — to‘lqin uzunligi nurlanishida optik attenyuatorning o‘tkazuvchanlik koeffitsiyenti. Mana shu xarakteristika real yo‘qotishlarning hamma turini o‘z ichiga oladi, ya’ni nisbiy uzoqlashish, apertura o‘lchami, ko‘rish maydoni, optik elementlarda yo‘qotish va fotosezgirlik elementi va boshqalar hisobiga tatbiq etilgan tizimlarda ishlatiladi. Ushbu xarakteristikalarning bo‘lmas­ligi simsiz optik aloqa tizimlarida energetika va imkoniylikni hi­soblash to‘g‘ri bo‘lmaydi.

atm_30_12_2016_01

«Atmosferaning ta’sirini keltirish». Simsiz optik aloqa ti­zimini to‘g‘ri qo‘llash uchun statistik kuzatuvlarni, meteorologik uzoqni ko‘rish, ma’lum geografik joyda, lokal meteoxizmat yordamida to‘plangan ma’lumotlarni hisobga olish lozim. Meteoxizmati bilan yig‘ilgan meteorologik uzoqni ko‘rish (MUK) statistik ma’lu­motlarni ma’lum simsiz nurlanish tizimi bilan bog‘lash lo­zim. Bunday ma’lumotlarni o‘zlarining shaxsiy kuzatuvlari asosida ma’lum tizimni ishlab chiqaruvchi bera oladi. Bugungi kunda bu kamchilik AOALning energetik budjetini hisoblashdagi kamchilik hisoblanadi.

Qo‘llanish aspektlari. Yuqorida keltirilgan xarakteristikalarni miqdoriy baholashdan keyin aniq mintaqada, aniq masofada, aniq model uchun aloqa imkoniyatini hisoblash mumkin bo‘ladi. Bugungi kunda «absolyut toza atmosferada» tizimning maksimal uzoqligi (db/km haqida) 320 km ni tashkil etadi, ya’ni real iqlim sharoitda kerakli imkon darajasini ta’minlaydi. Operatorlik imkoniyati 0,999 uchun tavsiya etilgan masofa 1 kmni tashkil etadi. 0,999 — bu meteorologik ko‘rish masofasi > 100 metr uchun imkoniylik. Xabarlarni uzatish tezligi, simsiz uzatish tizimida optik tolali tizim bilan to‘g‘ri keladi. Ayrim modellar, o‘tkazuvchanlik qobili­yati100/200 Mbit/s. bilan ulanishni ko‘rishni uddalaydi, 155 Mbit/s. o‘tkazish qobiliyati bilan modellar ham bor. Hozirgi vaqtda Gigabit Ethernet — 1 Gbit/s. li interfeys bilan modellar ham bor [2].

Qachonki, ikkita obyekt bir-biri bilan to‘g‘ri ko‘rinishda va ular orasidagi masofa 2 km.dan oshmasa, ularning ulanishi simli ula­nishga nisbatan samaradorligi kichik bo‘lmaydi. So‘zsiz, albatta optik tolali ulanish samaradorligi yuqori bo‘lishi mumkin. Biroq optik tolali ulanishni tashkil etish, imoratning tashqarisida har doim qi­yinchiliklar tug‘diradi. Birinchidan, kabelli ulanish masofasi real masofaga nisbatan 2–3 marta ortiq bo‘ladi, xarajatlarga esa, kabel tan narxidan tashqari, ularni yotqizishga ketgan xizmat xarajatlari ham kiradi. Ikkinchidan, imoratdan tashqarida bajariladigan ishlar albatta kimlar bilandir kelishish lozim bo‘ladi, bunga anchagina vaqt talab etiladi. Bu kabi savollar AOAL uchun dolzarb bo‘lib hisob­lanmaydi. Hammasini hisobga olgan holda AOALni tashkil etish kam miqdorda investitsiya talab etiladi. Qurilmalarni, kerak bo‘lganda bir joydan ikkinchi joyga ko‘chirib o‘tkazish imkoniyati mavjud. Bundan tashqari, kam miqdordagi investitsiya orqali kanal tashkil etish va tezda uni qaytarish mumkin. Shu bilan birga, qu­rilmalarni bir joydan boshqa joyga ko‘chirib ishlatish mumkin. Yotqizilgan optik tolali kabelni esa bu usulda ishlatib bo‘lmaydi.

AOAL standart tizimlarining uzatish tezligi 6 Mb/s. dan 1,25 Gb/s. gacha bo‘ladi. Real obyektlarda, ko‘pgina tizimlarda uzatish tezligi lokal tarmoq o‘tkazuvchanlik qobiliyati bilan chegaralangan bo‘la­di. AOAL o‘tkazuvchanlik qobiliyati signalni uzatish chastotasi bilan chegaralanmaydi, balki optik signallarni maksimal tezlik bilan uzatish va qabul qilish bilan aniqlanadi. Agar AOAL tizimida yorug‘lik oqimini kerakli quvvatda uzatilsa va qabul qilinsa, unda ma’lumotlarni uzatish tezligi yuqori bo‘ladi. Optik tolali tarmoqda signalning kuchsizlanishi hisobiga ma’lumotlarni uzatish tezligi pasaymaydi, ma’lumotlar yoki umuman uzatilmaydi yoki ma’lumotlar katta xatolik bilan uzatiladi. Agar optik tolali aloqa liniyasiga kiritilgan xatolik darajasi juda katta bo‘lsa, u holda ma’lumotlarni uzatish mumkin emas. AOAL simsiz tizimi qabul qilinayotgan signalning quvvatiga e’tibor beradi va ma’lumot uzatish tezligini kamaytiradi. FSO qurilmasidagi kanal ochiq havoda 24 Mb/s. tezlikda ishlaydi, havo ochiq bo‘lmaganda esa ma’lumotlarni 18 Mb/s., 12 Mb/s. yoki 6 Mb/s. tezlikda uzatadi. AOAL kanalining sifati haqida fikr yuritiladigan bo‘lsa, u holda quyidagilarni aytish mumkin: AOAL ning asosiy tamoyili kompromissga asoslangan. Havoning aynib qolish hisobiga tizimning turib qolishi qancha ko‘p bo‘lsa, aloqa kanali oralig‘i shuncha katta bo‘ladi.

Foydalanilgan adabiyotlar:

  1. Милютин Е. Р. Атмосферные оптические линии связи // Вестник связи. 2008. №2. С. 89–90.
  2. Поляков С. Ю., Кузнецов С. Н., Беспроводная связь — вопросы выбора // Технологии и средства связи, 2007, №3, часть 2.


Mualliflar: A. Eshmuradov, t.f.n., TATU dotsenti, K. Abdurahmonova, TATU talabasi

Orphus system
O'zbеkistonda AKT yangiliklaridan birinchilar qatorida xabardor bo'lish uchun Telegramda infoCOM.UZ kanaliga obuna bo'ling.
Telegramga qo`shmoq
WhatsAppga qo`shmoq
Odnoklassnikiga yubormoq
VKontakteda bo`lishmoq