Өскемен-Аягөз аумағында ҰАСМ бөлімін қайта жаңарту
Кіріспе 4
1 Мәселені талдамалы зерттеу және оны шешу жолдары 5
1.1 WDM, DWDM, СWDM технологиялары 5
1.2 Байланысты ұйымдастыру сызбасы және қолданыстағы трафик 7
1.3 Мақсатты қою 11
2 WDM технологиясы 13
2.1 WDM технологиясының жалпы сипаттамасы 14
2.2 Көлік технологиясының байланыс үлгісі 16
2.3 WDM.нің арна (жиілік) жоспарының негізінде жіктелуі 16
2.4 8 . арналықWDMмультиплексоры 18
2.5 WDM жүйесінің құрамдастары 19
2.6 Оптикалық талшық 24
3 WDMтехнологиясын жобалау 25
3.1 Оптикалық жүйедегі «нүкте.нүкте» желісінің өшуін есептеу 27
3.2 EDFA күшейткіштерін есептеу 35
3.3 Байланыс арналарының және ТОБЖ түрлерінің сандық 38
қажеттілігін негіздеу
3.4 Қабылдағыш оптоэлектрондық модулдің сезімталдық деңгейін 40
Анықтау
3.5 Талшықты.оптикалық шоғырсымның SZ.шиыршығын есептеу 45
3.6 Оптикалық талшық 47
3.7 Регенерациялық аумақтың максималды ұзындығын есептеу 52
3.8 ТОБЖ сенімділігін есептеу 54
Қорытынды 55
Қолданылған әдебиеттер тізімі 56
1 Мәселені талдамалы зерттеу және оны шешу жолдары 5
1.1 WDM, DWDM, СWDM технологиялары 5
1.2 Байланысты ұйымдастыру сызбасы және қолданыстағы трафик 7
1.3 Мақсатты қою 11
2 WDM технологиясы 13
2.1 WDM технологиясының жалпы сипаттамасы 14
2.2 Көлік технологиясының байланыс үлгісі 16
2.3 WDM.нің арна (жиілік) жоспарының негізінде жіктелуі 16
2.4 8 . арналықWDMмультиплексоры 18
2.5 WDM жүйесінің құрамдастары 19
2.6 Оптикалық талшық 24
3 WDMтехнологиясын жобалау 25
3.1 Оптикалық жүйедегі «нүкте.нүкте» желісінің өшуін есептеу 27
3.2 EDFA күшейткіштерін есептеу 35
3.3 Байланыс арналарының және ТОБЖ түрлерінің сандық 38
қажеттілігін негіздеу
3.4 Қабылдағыш оптоэлектрондық модулдің сезімталдық деңгейін 40
Анықтау
3.5 Талшықты.оптикалық шоғырсымның SZ.шиыршығын есептеу 45
3.6 Оптикалық талшық 47
3.7 Регенерациялық аумақтың максималды ұзындығын есептеу 52
3.8 ТОБЖ сенімділігін есептеу 54
Қорытынды 55
Қолданылған әдебиеттер тізімі 56
Қазіргі таңда байланыс жүйесі қоғамның ең басты даму бөлшегіне айналды. Қарапайым телефон байланысынан бастап жоғары жиілікті интернет байланысына дейінгі барлық байланыс түрлері қарқынды даму үстінде. Бұл байланыстың қазіргі заманғы желілік талабына, оның ішінде оның өткізгіш қабілеттілігіне, сенімділігіне, икемділігіне үлкен әсерін тигізуде. Қазір енді қоғамда адамзаттың ақпарат алмасуы тек талшықты-оптикалық байланыс негізінде жүзеге асырылады деп қабылдаған.
Оптикалық талшық үлкен өткізгіштік қабілеттілікке ие. Осыдан жиырма жыл бұрын осы жүйені қолдану жайлы адамдар тіпті ойламағанда. Бірақ уақыт өте келе адамзат қажеттілігі оны жобалауынан да қарқынды дамуда. Жиырма жыл алдын талшықты оптикалық байланыс желісі (ТОБЖ) тек магистральды байланыс желілерінде қолданған, яғни континенттерді және маңызды қалаларды байланыстыру мақсатында ғана қолданған. Ал бүгінгі күні талшықты оптикалық байланыс желісі әрбір кеңседе орнатылған. Заманауи көпдәрежелі тармақталған байланыстың оптикалық жүйесін күрделі «интеллектуалды» құрылғылармен және компоненттермен басқарады және үнемі қадағалауды, квалификациялық қызметті талап етеді.
ATM, IP, SDH (STM-16/64) технологиялары енді ақпарат таратудың қарқынды дамуында шамасы келмей жатыр. Бұл байланыс жүйесін өңдейшілерге осы бір өткізу жолағындағы ағаттылықтарды түзетуге және өткізу кезінде қосымша өткізу қорын ұлғайтуды талап етеді.
Өткізу жолағында ең тиімді әрі үлкен оптикалық жүйесі бар перспективалық технологиялардың бірі болып толқынды мультиплексорлық WDM (Wavelength Division Multiplexing) технолгиясы жатады. WDM технологиясының нақ мақсаты, онда бір оптикалық талшықтың бойымен бірнеше ақпараттық каналдар әр түрлі толқын ұзындықта таратылады, ол яғни оптикалық талшықты мейлінше кең пайдалануға жол ашады. WDM технологиясы жаңа кабельдер жалғамай-ақ және әрбір талшыққа жаңа құрылғылар орнатпай-ақ ТОБЖ-ның өткізу қабілетін бірнеше есе арттыра алады. Бір талшықта бірнеше каналмен жұмыс жасау ыңғайлы. Ол жерде каналдың кез келген санын өңдеу үшін бізге тек бір WDM мультиплексоры, бір WDM демультиплексоры және оптикалық күшейткіш қажет.
Алғашқы WDM жүйесі 2 каналдан 1330 және 1550нм тұратын. Содан 1550 нм терезесіндегі каналдар арасы 8-10нм болатын 4-каналды жүйе пайда болды. Уақыт өте келе WDM компонентін өңдеушілермен өндірушілердің арасында жарысу нәтижесінде тығыздалған талшықты мультиплексорлы DWDM (Dense WDM) технологиясын және 8, 16, 24, 32 каналды жүйені жасап шығарды. Қазіргі кезде каналдар арасындағы қалыпты ара қашықтық деп 0,8 нм алынған.
Оптикалық талшық үлкен өткізгіштік қабілеттілікке ие. Осыдан жиырма жыл бұрын осы жүйені қолдану жайлы адамдар тіпті ойламағанда. Бірақ уақыт өте келе адамзат қажеттілігі оны жобалауынан да қарқынды дамуда. Жиырма жыл алдын талшықты оптикалық байланыс желісі (ТОБЖ) тек магистральды байланыс желілерінде қолданған, яғни континенттерді және маңызды қалаларды байланыстыру мақсатында ғана қолданған. Ал бүгінгі күні талшықты оптикалық байланыс желісі әрбір кеңседе орнатылған. Заманауи көпдәрежелі тармақталған байланыстың оптикалық жүйесін күрделі «интеллектуалды» құрылғылармен және компоненттермен басқарады және үнемі қадағалауды, квалификациялық қызметті талап етеді.
ATM, IP, SDH (STM-16/64) технологиялары енді ақпарат таратудың қарқынды дамуында шамасы келмей жатыр. Бұл байланыс жүйесін өңдейшілерге осы бір өткізу жолағындағы ағаттылықтарды түзетуге және өткізу кезінде қосымша өткізу қорын ұлғайтуды талап етеді.
Өткізу жолағында ең тиімді әрі үлкен оптикалық жүйесі бар перспективалық технологиялардың бірі болып толқынды мультиплексорлық WDM (Wavelength Division Multiplexing) технолгиясы жатады. WDM технологиясының нақ мақсаты, онда бір оптикалық талшықтың бойымен бірнеше ақпараттық каналдар әр түрлі толқын ұзындықта таратылады, ол яғни оптикалық талшықты мейлінше кең пайдалануға жол ашады. WDM технологиясы жаңа кабельдер жалғамай-ақ және әрбір талшыққа жаңа құрылғылар орнатпай-ақ ТОБЖ-ның өткізу қабілетін бірнеше есе арттыра алады. Бір талшықта бірнеше каналмен жұмыс жасау ыңғайлы. Ол жерде каналдың кез келген санын өңдеу үшін бізге тек бір WDM мультиплексоры, бір WDM демультиплексоры және оптикалық күшейткіш қажет.
Алғашқы WDM жүйесі 2 каналдан 1330 және 1550нм тұратын. Содан 1550 нм терезесіндегі каналдар арасы 8-10нм болатын 4-каналды жүйе пайда болды. Уақыт өте келе WDM компонентін өңдеушілермен өндірушілердің арасында жарысу нәтижесінде тығыздалған талшықты мультиплексорлы DWDM (Dense WDM) технологиясын және 8, 16, 24, 32 каналды жүйені жасап шығарды. Қазіргі кезде каналдар арасындағы қалыпты ара қашықтық деп 0,8 нм алынған.
1 Жирар А. Руководство по технологии и тестированию систем WDM. – М.:EXFO, 2001.-240с.
2 Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети.-М.: Эко – Трендз,2000. -128 c.
3 Слепов Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи. – М.: Радио и связь, 2000.-355c.
4 Свинцов А.Г. WDM в России: точка отсчета // Вестник связи, 2002. - С.71 -75.
5 Грогисман Ш.Л. Планирование оптического бюджета сети WDM // Вестник связи, 2002.- С. 22 – 25.
6 Шульцева В.К. Телекоммуникации Казахстана в фокусе национальных интересов // ИКС, 2003. – С. 49 – 53.
7 Алибаева С.А. Методические указания по дипломному проектированию (для студентов всех форм обучения направления 652400 – Радиоэлектроника и телекоммуникации). – Алматы: АИЭС, 2001. - 224 c.
8 Баклашов Н.И. Охрана труда на предприятиях связи и охрана окружающей среды. – М.: Радио и связь, 1989.-220 c.
9 Гроднев И.И., Мурадян А.Г., Шарафутдинов P.M. Волоконно-оптические системы передачи и кабели. – M.: Радио и связь, 1993.- 234 c.
10 Алексеев Е.Б. Принципы построения и технической эксплуатации фотонных сетей связи.–M.: Информсвязьиздат, 2000.-310 c.
11 Алексеев Е.Б., Заркевич Е.А., Скляров O.K., Устинов С.А. Эволюция сети доступа на основе применения волоконно-оптических технологий. –M.: Электросвязь, 2003.– 213c.
12 Долотов Д.В. Оптические технологии в сетях доступа, Технологии и средства связи. –T.:Системы абонентского доступа, 2004.–196c.
13 Скляров O.K., Заркевич Е.А., Устинов С.А. Волоконно-оптические технологии как основа развития широкополосных сетей доступа. – C.-Пб.: Технологии и средства и связи,2003.-167 c.
14 Гроднев И.И., Мурадян А.Г., Шарафутдинов P.M. - Волоконно-оптические системы передачи и кабели. – М.: Радио и связь, 1993.-344 c.
15 Хволес Е.А., Ходатай В.Г., Шмалько А.В. Волоконно-оптические линии связи и проблемы их надежности. – Т.: ВКСС. Connect,2000.-120 c.
16 Шмалько А.В. Планирование и построение современных цифровых корпоративных сетей связи. – М.: Вестник связи, 2000.-165 с.
17 Шмалько А.В. Построение современных цифровых сетей связи: основные понятия, принципы и вопросы терминологии. – М.: ВКСС. Connect, 2000. - 85 с.
18 Robert Pease, DWDM presses for continuous improvement in OSAs, Lightwave, 2000. – 200с.
2 Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети.-М.: Эко – Трендз,2000. -128 c.
3 Слепов Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи. – М.: Радио и связь, 2000.-355c.
4 Свинцов А.Г. WDM в России: точка отсчета // Вестник связи, 2002. - С.71 -75.
5 Грогисман Ш.Л. Планирование оптического бюджета сети WDM // Вестник связи, 2002.- С. 22 – 25.
6 Шульцева В.К. Телекоммуникации Казахстана в фокусе национальных интересов // ИКС, 2003. – С. 49 – 53.
7 Алибаева С.А. Методические указания по дипломному проектированию (для студентов всех форм обучения направления 652400 – Радиоэлектроника и телекоммуникации). – Алматы: АИЭС, 2001. - 224 c.
8 Баклашов Н.И. Охрана труда на предприятиях связи и охрана окружающей среды. – М.: Радио и связь, 1989.-220 c.
9 Гроднев И.И., Мурадян А.Г., Шарафутдинов P.M. Волоконно-оптические системы передачи и кабели. – M.: Радио и связь, 1993.- 234 c.
10 Алексеев Е.Б. Принципы построения и технической эксплуатации фотонных сетей связи.–M.: Информсвязьиздат, 2000.-310 c.
11 Алексеев Е.Б., Заркевич Е.А., Скляров O.K., Устинов С.А. Эволюция сети доступа на основе применения волоконно-оптических технологий. –M.: Электросвязь, 2003.– 213c.
12 Долотов Д.В. Оптические технологии в сетях доступа, Технологии и средства связи. –T.:Системы абонентского доступа, 2004.–196c.
13 Скляров O.K., Заркевич Е.А., Устинов С.А. Волоконно-оптические технологии как основа развития широкополосных сетей доступа. – C.-Пб.: Технологии и средства и связи,2003.-167 c.
14 Гроднев И.И., Мурадян А.Г., Шарафутдинов P.M. - Волоконно-оптические системы передачи и кабели. – М.: Радио и связь, 1993.-344 c.
15 Хволес Е.А., Ходатай В.Г., Шмалько А.В. Волоконно-оптические линии связи и проблемы их надежности. – Т.: ВКСС. Connect,2000.-120 c.
16 Шмалько А.В. Планирование и построение современных цифровых корпоративных сетей связи. – М.: Вестник связи, 2000.-165 с.
17 Шмалько А.В. Построение современных цифровых сетей связи: основные понятия, принципы и вопросы терминологии. – М.: ВКСС. Connect, 2000. - 85 с.
18 Robert Pease, DWDM presses for continuous improvement in OSAs, Lightwave, 2000. – 200с.
Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 43 бет
Таңдаулыға:
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 43 бет
Таңдаулыға:
Реферат
Дипломдық жұмыс 55 беттен, 20 суреттен, 6 кестеден тұрады
Бұл жобада ең жаңа талшықты-оптикалық DWDM технологиясын пайдаланып, Республиканың Ұлттық Ақпараттық Супермагистраліне (ҰАСМ) кіретін Өскемен-Аякөз ТОБЖ бөлімін қазіргі жағдайға сәйкес өзгерту ұсыны-лады.
Жобада жобаның негіздемесі келтіріледі, DWDM технологиясы, жабдық-ты таңдау мәселелері қарастырылады, кабель және тарату жүйесінің өлшемдері есептеледі.
Бұдан басқа жобаның экономикалық есептелері жүргізіледі және еңбек пен айналадағы ортаны қорғау сұрақтары қарастырылды.
Реферат
Дипломная работа состоит из 55 страниц, 20 рисунок, 6 таблиц.
В дипломном проекте предлагается модернизация участка ВОЛС Усть-Каменогорск-Аягуз, входящего в Национальную Информационную Супермагистраль (НИСМ) Республики с использованием новейшей волоконно-оптической технологии DWDM.
В проекте проводится обоснование проектирования, рассматриваются технология DWDM и вопросы выбора оборудования, рассчитываются парамет-ры кабеля и системы передачи.
Кроме того, проводится экономический расчет проекта и рассматриваются вопросы охраны труда и окружающей среды.
Report
In dyplom work have 55 list, 20 pictures, 6 chart.
In the degree project modernization of site FOTL Ust-Kamenogorsk-Ayaguz entering into the National Information Superbus (NISB) of Republic with use of the newest fiber-optical technology DWDM is offered.
In the project the substantiation of designing is spent, technology DWDM and questions of a choice of the equipment are considered, pay off parametrs a cable and system of transfer.
Besides economic calculation of the project is spent and questions of a lab our safety and an environment are considered.
Мазмұны
Кіріспе
4
1
Мәселені талдамалы зерттеу және оны шешу жолдары
5
1.1
WDM, DWDM, СWDM технологиялары
5
1.2
Байланысты ұйымдастыру сызбасы және қолданыстағы трафик
7
1.3
Мақсатты қою
11
2
WDM технологиясы
13
2.1
WDM технологиясының жалпы сипаттамасы
14
2.2
Көлік технологиясының байланыс үлгісі
16
2.3
WDM-нің арна (жиілік) жоспарының негізінде жіктелуі
16
2.4
8 - арналық WDMмультиплексоры
18
2.5
WDM жүйесінің құрамдастары
19
2.6
Оптикалық талшық
24
3
WDMтехнологиясын жобалау
25
3.1
Оптикалық жүйедегі нүкте-нүкте желісінің өшуін есептеу
27
3.2
EDFA күшейткіштерін есептеу
35
3.3
Байланыс арналарының және ТОБЖ түрлерінің сандық
38
қажеттілігін негіздеу
3.4
Қабылдағыш оптоэлектрондық модулдің сезімталдық деңгейін
40
Анықтау
3.5
Талшықты-оптикалық шоғырсымның SZ-шиыршығын есептеу
45
3.6
Оптикалық талшық
47
3.7
Регенерациялық аумақтың максималды ұзындығын есептеу
52
3.8
ТОБЖ сенімділігін есептеу
54
Қорытынды 55
Қолданылған әдебиеттер тізімі 56
Кіріспе
Қазіргі таңда байланыс жүйесі қоғамның ең басты даму бөлшегіне айналды. Қарапайым телефон байланысынан бастап жоғары жиілікті интернет байланысына дейінгі барлық байланыс түрлері қарқынды даму үстінде. Бұл байланыстың қазіргі заманғы желілік талабына, оның ішінде оның өткізгіш қабілеттілігіне, сенімділігіне, икемділігіне үлкен әсерін тигізуде. Қазір енді қоғамда адамзаттың ақпарат алмасуы тек талшықты-оптикалық байланыс негізінде жүзеге асырылады деп қабылдаған.
Оптикалық талшық үлкен өткізгіштік қабілеттілікке ие. Осыдан жиырма жыл бұрын осы жүйені қолдану жайлы адамдар тіпті ойламағанда. Бірақ уақыт өте келе адамзат қажеттілігі оны жобалауынан да қарқынды дамуда. Жиырма жыл алдын талшықты оптикалық байланыс желісі (ТОБЖ) тек магистральды байланыс желілерінде қолданған, яғни континенттерді және маңызды қалаларды байланыстыру мақсатында ғана қолданған. Ал бүгінгі күні талшықты оптикалық байланыс желісі әрбір кеңседе орнатылған. Заманауи көпдәрежелі тармақталған байланыстың оптикалық жүйесін күрделі интеллектуалды құрылғылармен және компоненттермен басқарады және үнемі қадағалауды, квалификациялық қызметті талап етеді.
ATM, IP, SDH (STM-1664) технологиялары енді ақпарат таратудың қарқынды дамуында шамасы келмей жатыр. Бұл байланыс жүйесін өңдейшілерге осы бір өткізу жолағындағы ағаттылықтарды түзетуге және өткізу кезінде қосымша өткізу қорын ұлғайтуды талап етеді.
Өткізу жолағында ең тиімді әрі үлкен оптикалық жүйесі бар перспективалық технологиялардың бірі болып толқынды мультиплексорлық WDM (Wavelength Division Multiplexing) технолгиясы жатады. WDM технологиясының нақ мақсаты, онда бір оптикалық талшықтың бойымен бірнеше ақпараттық каналдар әр түрлі толқын ұзындықта таратылады, ол яғни оптикалық талшықты мейлінше кең пайдалануға жол ашады. WDM технологиясы жаңа кабельдер жалғамай-ақ және әрбір талшыққа жаңа құрылғылар орнатпай-ақ ТОБЖ-ның өткізу қабілетін бірнеше есе арттыра алады. Бір талшықта бірнеше каналмен жұмыс жасау ыңғайлы. Ол жерде каналдың кез келген санын өңдеу үшін бізге тек бір WDM мультиплексоры, бір WDM демультиплексоры және оптикалық күшейткіш қажет.
Алғашқы WDM жүйесі 2 каналдан 1330 және 1550нм тұратын. Содан 1550 нм терезесіндегі каналдар арасы 8-10нм болатын 4-каналды жүйе пайда болды. Уақыт өте келе WDM компонентін өңдеушілермен өндірушілердің арасында жарысу нәтижесінде тығыздалған талшықты мультиплексорлы DWDM (Dense WDM) технологиясын және 8, 16, 24, 32 каналды жүйені жасап шығарды. Қазіргі кезде каналдар арасындағы қалыпты ара қашықтық деп 0,8 нм алынған.
1. Мәселені талдамалы зерттеу және оны шешу жолдары
Соңғы он жылда адамзаттың ақпарат алмасуда қолданысы өте қарқынды өсуде. Желілерде ақпарат тарату жылдамдығы мен географиялық қамтулары бірнеше рет ұлғайтылды. Қазір адам өмірінде, мемлекеттік басқару мекемелерінде және ауқымды ұйыдарда бейне, дауыс және ақпаратты жылдам әрі сенімді жіберуі өте маңызды рөл атқарады. Байланыс каналының өткізу қабілеттілігін арттыруда Солтүстік Америка, Европа және Азия мемлекеттерінде айқын байқалуда.
1990 жылдың аяғында халықаралық желі арқылы ақпарат таратуда ең маңызды рөл Интернетке бұйырды. World Wide Web атты бүкіл әлемдік желінің шығуы Интернетте шексіз көп ақпараттың пайда болуына әкелді, ол арқылы кез келген өткізу жолағындағы ақпарат айқын көрінетін болды.
Оптикалық талшық осындай ақпараттың алып ағынындағы тарату ортасы болды. Алғашқы кезде байланыс каналының әрбір талшықтың үлкен өткізу жолағын бөлу үшін уақытша ТDM (Time Division Multiplexing) мультиплексрі қолданылған. Бірақ құрылғының ақпарат таратудың жылдамдығын арттыруда модульдеу және мультиплексорлеу кезінде қиындықтардың әсерінен бұл технологияны қолданы тиімсіз болды. Өткізу жолағын ұлғайтудаға альтернативті тәсіл ретінде WDM (Wavelength Division Multiplexing) толқынды мультиплексрлеу қолданылды.
1.1 WDM, DWDM, CWDM технологиялары
1990 жылдың ортасында ТОБЖ-нің өткізу қасиетін арттыру әдісін дамытудың басты бағыттарының бірі ақпараттық оптикалық ағындарды толқынның ұзындығы бойынша тығыздау болып саналды. ГОСТ 45.190-2001 сәйкес отандық сала құжаттары мен техникалық әдебиеттерде өткізу қасиеттерін арттыру әдісі бойынша ТОБЖ жүйесінің келесі анықтамасы қабылданған: оптикалық канал толқынды-оптикалық беріліс жүйесінің спектрлік бөлумен - ТОБЖ СБ. Шет елдерде мұндай жүйелер WDM (Wavelength Division Multiplexing) қысқармасымен белгіленеді. Тығыз спектрлік бөлу технологиясы DWDM (Dense WDM) атауын алды. Бүгінгі күні осы әдіс ТОБЖ-нің өткізгіш қасиетін арттыру бойынша басты бағыт болып қалуда.
2001 жылы NEC Corporation компаниясы өткізгіш қасиеті 10,92 Тбитс құрайтын DWDM жүйесін ұсынды. Бұл жүйе тығыздатылған мультиплексор әдісіні қолдану алқылы 273 спектрлік арнаны ұйымдастыруға мүмкіндік береді, ал олардың әр қайсысында ақпаратты беру жылдамдығы 40 Гбитс дейін жетеді. Барлық ұзындықтары бойынша тығыздатылған толқын ағындары үш спектрлік диапазонда орналастырылған: S (1447-1508 нм); С (1527-1563 нм) и L (1570-1610 нм). Арналар арасындағы жиілік интервал 50 ГГц (немесе 0,4 нм) тең. Осы жылы басқа компания, яғни Alcatel ТОБЖ жүйесін аса тығыздалған мультиплексормен ұсынды. Ол 320 спектрлік арна бойынша берілетін сигналды 10 Гбитс жылдамдыққа дейін жеткізді, ал әр арнадағы жиілік 25ГГц құрады. Бұл беріліс 2 500 км қашықтықта С + L диапазоны арқылы іске асырылды.
Осы екі жүйенің параметрін салыстыру WDM технологиясын жетілдіруде екі үрдіс қалыптасқанын көрсетеді. Біреуі мультиплексорлы спектралды каналдың санын үлкейтумен және арнада беріліс жылдамдығын бір мезетте максималды деңгейге дейін арттырумен, сонымен қатар S-диапазонын С және L диапазондарын қолдану арқылы меңгерумен байланысты болса, екінші үрдіс игеріліп қойған С және L диапазондарында арнадағы жоғары емес жылдамдықта аралық жиілікті 25 ГГЦ дейін азайту арқылы спектрлік арналарды ары қарай үлкейтуге бағытталған.
ТОБЖ және OTDM жүйелерінде оптикалық күштің қайнары ретінде синхронизация тәртібінде жұмыс істейтін шала өткізгіш (немесе тығыздатылған) лазер қолданылады. Лазер оптикалық күштің реттілік сәулесін таратады, ал олардың жиілігі топтық сандық сигналдағы ырғақтық жиілікке тең. ETDM әдісі арқылы алынған 40 Гбитс сандық ағынды уақыт бойынша бөлу оптикалық желінің, сыртқы оптикалық модулятордың және басқа да оптикалық элементтердің көмегі арқылы іске асырылады. Алғашқы ғылыми тәжірибелік ТОБЖ және OTDM 2000-жылдары жасалынған болатын. Соңғы екі жылда осындай жүйелер өте қарқынды жасалына бастады [1].
NEC корпорациясы OTDM әдісі арқылы 300 км қашықтыққа дейін 160 Гбитс жылдамдықпен сигнал беретін ТОБЖ жүйесін ұсынды. Дәл осы компания 70 км ара қашықтықта OTDM әдісі арқылы жылдамдығы рекордтық 1,28 Тбитс құрайтын сандық сигнал беру жүйесі жайлы айтып берді, сурет 1.1-де көрсетілген.
Сурет 1.1. Сиретілген спектрлық мультиплекстеу (CWDM)
OTDM (оптикалық уақыша мультиплекстеу) арнада мәліметтерді жеткізу жылдамдығын шамамен 160 Гбитс қамтамасыз етеді. Өте жылдам және өте қымбат.
Siemens ICN компаниясында OTDM технологиясын белгілі түрде тиімді болмаса, оптикалық желінің тығыздығына икемді болмаса және уақытша үзілістер кезінде бағдарлауды қолдай алмаса коммерциялық табысқа жете алмайды деп болжайды.
Сонымен қатар, магистральды арналарды жоғары жылдамдық бүкіл әлем бойынша ғаламтор қолданушыларының тең жартысы байланыс арналарына толыққанды мүмкіндік алмаса қажет болмайды. Тағы да көптеген болжамдарда мұндай жағдай әлі 10 жыл көлемінде болмайды деп көрсетілген. Оған дейін жоғары жылдамдық ұғымы 1,5 Мбитс-тан 10 Мбитс-қа дейін ауысып кетуі мүмкін [2].
1.2 Байланысты ұйымдастыру сызбасы және қолданыстағы трафик
Ұлттық Ақпараттық Супермагистраль Қосымша А-да көрсетілген. Сименстің жаңартылған құрылғысының арқасында Ұлттық Ақпараттық Супермагистральдің Батыс бұтағы Транс-Азия-Европалық магистраль сияқты Европа мен Азияны байланыстыратын қысқа жол болады. Ол өз кезегінде жаһандық ауылда ең жақын көршіге айналады және 10 000 километрлік қашықтықты бүгінгі күні ең тез өтуге болды. Байланысты ұйымдастыру сызбасы Қосымша А-да көрсетілген.
Менің дипломдық жобамның мақсаты - DWDM технологиясын Өскемен-Аягөзге енгізу. Себебі біз Қытай мен Ресей арасынағы транзитті ел болуымызға болады. Мұнда қосымша мультиплексор қою ұсынылады, ол Алматы-Астана арасындағы тіке жолда арнаға салмақ тым көп түскен кезде және үлкен трафик кезінде қосылып отыратын болады. Бұл мультипликатор екі талшықпен жұмыс істейтін болады: шығыс және кіріс.
Бұдан біз үлкен пйда аламыз. Себебі, бұл технология тек қана үлкен өткізу қасиетін ғана көрсетпейді, қазіргі кезде мұндай жүйелердің өткізу қасиеті - 100 Мбитс тең, ал ол тағы 40 Мбитс дейін өсуі мүмкін. Сонымен қатар WDM ATM, IP, ASDL және басқа келешегі бар технологиялармен және сандық ақпаратты тарату жүйелерімен ықпалдасуы мүмкіндігі жоғары.
Келешегі бар және желілерінің өткізу қасиеті жоғары байланыс WDM технологиясы көптеген әлем елдерінде қолданысқа ие болуда.
1.2-суретте ақпаратты беру технологиялары қазіргі заманғы телекоммуникациялық желілерді құрау үшін қалай қиыстырылғандары көрсетілген. Ол жерде әр технология пайдалы және экономикалық тиімді болып саналады.
Қазіргі уақытта металл сым жүйелерінің технологиялары желіге қол жеткізуді ұйымдастыру үшін жиі қолданылады. Сондықтан офистік телефон станциялары (РВХ) бар тұтынушылар DS - 1 сервисін қолдана алады (Т1 арнасы арқылы ұсынылады немесе басқа құралдар арқылы, мысалы HDSL). Олар коммутациялық телефон желілеріне рұқсат алу үшін немесе РВХ-ның басқа станцияларымен бірігу үшін нүкте-нүкте байланыс каналын қолданады [2].
Үлкен қалалар арасында жүйелі беріліс үшін, оператор WDM спектральды бөлу технологиясын қолдану арқылы SONET жүйесінің мәліметтер ағынын жиі мультиплекстейді. WDM спектральды бөлу технологиясы операторға тез және көп артық шығынсыз арнаның өткізу қабілетін жаңа оптоталшықты кабель төсемей-ақ арттыруға мүмкіндік береді.
Ақпаратты беру технологиясының бірігуі сурет 1.2-де көрсетілген.
WDM SONET
Cурет 1.2. Ақпаратты беру технологиясының бірігуі
1.3 Мақсатты қою
Бітіру жұмысының мақсаты болып DWDM технологиясын Шығыс Қазақстан облысындағы Өскемен-Аягөз елді мекендерінің телекоммуникация-лық жүйелерінде қолдануды зерттеу саналады.
oo ауыл-шаруашылық комплекстерінің және халықтың мүдделері негізінде қазіргі заманғы телекоммуникациялық жүйе жасау;
oo әр-түрлі байланыс объектілерінің арасында ақпарат тарату үшін сапалы байланыс орнату.
Магистраль республикалық маңызы бар автокөлік жолы арқылы өтеді. Оның ұзындығы 355 км құрайды. Жолдың өзін және қоданылатын оптикалық шоғырсымды бұрынғыша қалдыруға болады, ол жобаны іске асыру құнын төмендетеді және магистраль жолы бұрынғы елді мекендер арқылы өтетін болады. Магистраль Молодежный, Георгиевка, Жангизтобе елді мекендері арқылы өтеді. Сол сияқты магистральға жақын жатқан елді мекендерді де қосуды қарастыру қажет, ол оларды жаңа байланыс қызметімен қамтамасыз етуге және жергілікті желілерді Республикалық ақпараттық байланыс желісі жүйесіне қосуға ықпалын тигізеді.
Дипломдық жобада төмендегілерді қарастыру керек:
oo жобалаған аймақта DWDM технологиясын қолданудың қажеттігін негіздеу керек;
oo НИСМ Өскемен-Аягөз аймағында DWDM ТОБЖ жобасын жасау;
oo беру жүйесінің құрылғыларын таңдауды жасау;
oo жобаланып отырған беру жүйесінің негізгі параметрлерін есептеу, яғни құрылғылардың электр шығындарын қоса есептеу және магистральдың сенімділік көрсеткіштерін;
oo жобаның технико-экономикалық көрсеткіштерін есептеу;
oo еңбекті және қоршаған ортаны қорғау сұрақтарын қарастыру;
Жобада біз Huawei Technologies (КНР) компаниясының DWDM- OptiX BWS 1600G құрылғысын қолданамыз.
2 WDM технологиясы
2.1 WDM технологиясының жалпы сипаттамасы
Толқын ұзындығы бойынша бөлінген оптикалық мультиплекстеу (толқындық немесе спектрлық мультиплекстеу деп те аталады) - ТҰБМ (WDM) - оптикалық спектральдық тығыздаудың салыстырмалы жаңа технологиясы. WDM технологиясы 1980 жылдан бұрын жасалынғаны анық.
1985 жылы Bell Labs (AT&T) мамандары бірінші рет 1,3 нм аралықта 10 арнаны (2 Гбитс) мультиплекстеу жасады. Содан бері 15 жыл осы технология жетілдіріліп өз күшіне ие болуда. Бірақ 1995 жылға дейін аз таратылды. Алғашқы тәжірибелік жүйеде бір талшықта екі арнаны біріктіру үшін мультиплекстеуді қолдануды бастады. Содан кейін WDM мультиплексорын екі 1 310 және 1 550 нм бір толқында біріктіру үшін қолданыла бастады. Бұл тек қана ТОБЖ-ның сиымдылығын үлкейту үшін ғана емес, сонымен қатар ескі желілерді бірмодолыққа ОВ (қолданылатын 1 310 нм) жаңаларымен (қолданылып жүрген 1 550 нм) тығып қоюғы мүмкіндік берді.
WDM бәсекеге қабілетті технология ретінде кең көлемде бес жыл бұрын ғана таныла бастады, яғни 800-400 ГГц құрайтын толық дуплексті 4 арналы жүйе пайда болған кезде. Олардың тез қолданысқа енуіне WDM құрылғысының қымбаттылығы және SDHSONET арзан мультиплексорын көп түрде шығару кедергі келтірді. Бірақ соңғы үш жылда бұл технология өзінің таратылымын қашық байланыс желілерін қолданылатын операторларда күрт көтерді. Қазір WDM өндірістік жүйесі 128-160 арнаны біріктіруге мүмкіндік береді. Сонымен қатар Bell Labs 2000 жылдың басында 1 024 арнаны бір талшықта мультиплекстеудің сәтті тәжірибесі өткендігін мәлімдеді [3].
Бұл берілім технологиясы бір оптикалық талшықта әр түрлі ұзындықтағы толқындары бар оптикалық сигналдарды тығыздайды. Мұндай технология оптикалық талшықтың өткізу қабілетін арттырады, бірақ арнайы техникалық әдістерді талап етеді. WDM - бұл тез дамып келе жатқан технология болғандықтан, қысқа уақыт ішінде талшық сиымдылығын 64-тен 160-қа дейін және одан көп отпикалық арналарға (толқын ұзындықтар) арттыруға мүмкіндік берді. Алайда, тәжірибеде желілік оператор үшін оптикалыық арналардың саны емес, талшықты-оптикалық желілердің жалпы өткізу қасиеттері мен осы көрсеткіштердің масштабтылығы маңызды, яғни нарық талабының өсуіне сәйкес ТОБЖ-ның өткізу қабілеттілігін арттыру мүмкіндігі. Қазіргі уақытта мұндай жүйелердің өткізу қасиеті - 2 Гбитс-қа дейін. Тағы да мұндай технологиялардың артықшылығы - берілімнің сенімділігі. Опто талшық арқылы берілімнің электрлік немесе радиохабар сигналы бойынша жетіспеушілігі жоқ. Сигналды құртатын тосқауылдар жоқ және қолданылған радиожиіліктерді лицензиялаудың қажеттілігі жоқ (сурет 2.1).
Cурет 2.1. WDM-желісінің құрылымы
WDM технологиясын қолдану қолданыстағы желіде қосымша оптикалық шоғырсымдарды төсеуді жояды. Егер де болашақта жаңа технологияларды қолданудан талшықтың бағасы төмендесе де, талшықты-оптикалық инфрақұрылым (төселген талшық және орнатылған құрылғы) әр қашан қымбат тұратын болады. Оны тиімді қолдану үшін ұзақ уақыт бойы желінің өткізгіш қабілетін жоғарылатуға және көрестілетін қызметтерді оптикалық шоғырсымды ауыстырмай-ақ өзгертуге мүмкіндік болу керек. WDM технологиясы дәл осы мүмкіндікті көрсетеді.
WDM тхнологиясы негізінен қазір ұзақ байланыс желілерінде қолданылады. Ол жерде үлкен өткізгіш жолақтары қажет. Қалалық және аймақтық масштабтағы желілер мен кабельді теледидарлар жүйесі де WDM технологиясы үшін үлкен нарық болып саналады. Төселінген шоғырсымдарды тиімді қолдану бір талшық арқылы берілетін арналар санын арттыруға және олардың ара қашықтығы азайтуға мүмкіндік берді. Қазіргі уақытта арналар арасындағы жиілік 100 ГГц (~ 0,8 нм) жүйелер және одан төменін тығыз талшықты DWDM мультиплексир жүйесі деп атайды.
2.2 Көлік технологиясының байланыс үлгісі
Ресми түрде WDM жүйесі үшін қандай кодтау әдісі мен нақты қандай сандық сигнал қолданылғаны маңызды емес. Әйткенмен де бұл жүйелерде бір типті трафик беріледі, бірақ олар синхронизация мен бір текті әдіс арқылы қолданылады. SDH жүйесінен ерекшелігі тасымалданатын сигнал контейнерлерге топтастырылмайды және SDH мультиплексорының құрылымына байланысты STM-N көлік модулін құру үшін өңдеуге алынбайды.
WDM жүйесінің пайда болғанына дейін ғаламдық сандық желілерде сигнал тасумен айналысатын SDHSONET, ATM и IP (IP-ді ATM арқылы ауыстыру мүмкіндігінсіз) негізгі логилардың қарым-қатынас үлгісін 2-суретте көрсетілген. Үлгі үш деңгейден тұрады және жоғарғы деңгейдегі трафикті (ATM, IP) оптикалық орта арқылы тасымалдау үшін ол STM-NSTS-n(QC-n) көліктік модульгесигналға капусладануы керек. Ол SDHSONET технологиясының физикалық интерфейсін қолдану арқылы хабардың оптикалық ортасына физикалық деңгей арқылы өтуге қабілетті болу керек. Осыдан кейін АТМ ұящықтарының капсулдық технологияларының не үшін қажет екені белгілі болды. Мысалы, SDH (ATM over SDH) виртуалды контейнерлеріне, SONET (ATM over SONET) виртуалды трибіне немесе ІР пакеттері SONET (IP over SONET) виртуалдық трибіне капсулдаумен сәйкес комитеттер ANSI, ISO ITU-T ETS1 стандартизациясы бойынша осы технологияларға стандарттар құрастырды.
WDM жүйесі пайда болғаннан кейін үлгі 2.3-суретте көрсетілген түрді алады. Енді үлгі беріліс ортасын санамағанда үш немесе төрт деңгей алады. WDM аралық деңгейі пайда болды, енді ол SDHSONET сияқты физикалық интерфейсті қамтамасыз етеді. Ол арқылы тек қана SDHSONET технологиясына ғана хабардың оптикалық ортасына физикалық деңгей арқылы шығып қоймай, сонымен қатар АТМ және ІР технологияларына да мүмкіндік берді.
WDM технологиясы АТМ ұяшықтары мен ІР пакеттерін аралық көліктік модульсигналға капсулдауды талап етпейді. Бұл трафикті тек қана АТМ және ІР жүйелерінде өңдеу мен тасымалдау процесін жеңілдетіп қоймай, сонымен қатар басты сөздердің ұзындығын азайтып, трафиктің ақпараттық құндылығының пайызын арттырады, яғни хабардың жалпы тиімділігін де. әрине, АТМ және ІР трафигі SDHSONET қолдану арқылы дәстүрлі сызбамен де беріле алады. Сонымен қатар трафик WDM жүйесі арқылы да беріле алады, бұл ескі тасымалдау сызбасын сақтап жалпы WDM-SDHSONET жүйесінің икемділігін арттырады [4].
Қысқартылған WDM жүйесінің сызбасы (мысал үшін төрт арна көрсетілген) сурет 2.3-те көрсетілген (бір тікелей арна көрсетілген).
Cурет 2.3. WDM жүйесінің блок-тәсімі
Жүйенің берілім бөлімі n (n=4) мәліметтер ағынын (кодталған, сандық импульстық ұзын толқынды λ реттілік) әр түрлі арналардан (мысал үшін 1-арнада SMUX SDH мультиплексоры көрсетілген, ал n-арнасында АТМ мультиплексоры) алады. Бұл ағындар Интi блок интерфейсімен өңделеді және оптикалық модулятор Мi. көмегі (модуляция негізгі сызықта өтеді) арқылы модульденеді. Ол күшейгеннен кейін (бустердің немесе МУ күшті күшейткішінің көмегімен) толқынға жеткізушілер арқылы беріледі.
Жүйенің қабылдау бөлімі ағынды толқыннан шыққан кезде алып, алдын ала ПУ күшейткішімен күшейтеді, яғни демультиплекстейді. Ол жеткізуші λi ағындарды бөліктерге бөледі, олар өз кезегінде Дi детекторының көмегімен детекторланады (олардың кірісінде қосымша сызықтық Фi фильтрі өтпелі кедергілерді азайту үшін және детектрлеудің кедергіге қарсылығын арттыруға қолданылуы мүмкін); соңында, ДМi демодуляторымен шығу кезінде бастапқы кодталған сандық импульстік жалғасытруларды қалпына келтірді, яғни сәйкес технологияларға байланысты кіру кезінде берілетін демультиплексорларды.
2.3 WDM-нің арна (жиілік) жоспарының негізінде жіктелуі
Әр түрлі басылымдарда WDM тақырыбына үш түрлі WDM мультиплексорының типін көрсетеді:
- жай WDM
- тығыз DWDM
- жоғары тығыздықтағы HDWDM
G652 стандартының негізінде қалыптасқан шекаралар, олар тағы жиілік жоспар деп аталады:
- WDM жүйелері - арналардың жиілік жүйелері =200 ГГц, 18 арнаға дейін мультиплекстеуге мүмкіндік береді,
- DWDM жүйелері - арналардың жиілік жүйелері 100 ГГц тең, 64 арнаға дейін мультиплекстеуге мүмкіндік береді,
- HDWDM жүйелері - арналардың жиілік жүйелері =50 ГГц, 64 арнадан артық мультиплекстеуге мүмкіндік береді.
Алғашында ITU-T G.692 стандарты жобасына (ол 1997 жылы G.mcs ретінде ұсынылған) арналық жоспары бір қалыпты орналасқан жеткізушілер жиілігіндегі арқандардың ара қашықтығы 0,1 ТГц немесе 100 ГГц қойылды. Таңдалып алынған жиілік облысы стандартты Δст=5,1 ТГц диапазонын жабады және кең қолданылатын АВХ оптикалық күшейткіштері толқынының ұзындық диапазонына (1 528,77 ден 1 569,59 нм дейін) сәйкес келеді. Тұрақты h=0,1 ТГц (100 ГГц) қадамын қолданған кезде осы диапазонда максималды 51 арна орналастыруға болады, ол кесте 2.2-де жоғарғы қатарында көрсетілген (толқын ұзындығын есептеу үшін λ = cf= 2,99792458-1017f [нмГц] формуласы қолданылады, сонымен бірге λ қадамы әр түрлі болады, яғни 0,780-нен 0,821 нм дейін немесе орташа 0,8 нм). Көрсетілген қадамдардан басқа 0,2 ТГц (200 ГГц немесе орташа 1,6 нм) қадамы қолданылады деп болжанған (2.1-кесте). Оған қоса басқа да үлкен қадамдар ұсынылған, яғни 0,4 ТГц (400 ГГц немесе 3,2 нм), 0,6 ТГц (600 ГГц немесе 4,8 нм) және 1,0 ТГц (1000 ГГц немесе 8,0 нм). 400 ГГц қадамы үшін басқа альтернативті екі жоспар есептеліп, ұсынылған болатын [5].
Кесте 2.1.
Арналары 200 ГГц таратылатын стандартты арна жоспары
f,ТГц
196,1
195,9
195,7 195,5
195,3
191,9
191,7
191,5
191,3
191,1
λ, нм
1528,77
1530,33
1531,9 1533,47
1535,04
1562,23
1563,86
1565,50
1567,13
1568,77
2.4 8 - арналық WDM мультиплексоры
Huawei Technologies (ҚХР) компаниясының сериясы 8-арналық WL8 мультиплексорының блок-тәсімін қарастырамыз.
Оның негізгі сипаттамалары:
- үлгісі - WL81632;
- мәліметтер арнасының саны - 81632;
- типі - S;
- коды - NRZ;
- талшықтың сиымдылығы 20 - 320 Гбитс;
- топология - нүкте-нүкте, қорғанышпен екілік сақина;
- дистанция - 1200 км.; ықпен қос шығыршық;
- шығу кезіндегі жылдамдық - 2,5 - 10 Гбитс;
- салмақтың таратылуы - 200 ГГЦ;
- басқару арналары - 14802 нмМГц;
- басқару TMN - Q3;
- логикалық интерфейстің қолданыстағы типі - ОС - 48, 192, STM - 4,16,64.
Кестеде қолданылатын жүйенің параметрлеріне түсініктеме:
- Жүйе типі - дуплексті немесе екі бағытталған, (D), арнаға екі оптикалық жеткізушіні қолданады және жартылай дуплексті немесе бір бағытталған, (S), арнаға бір оптикалық жеткізушіні қолданады;
- Код - негізінен сызықтық кодтаудың екі типі кеңінен қолданылады: NRZ және RZ. Біріншісі секундтық интервалда үлкен тығыздықтағы эвиваленттік битті іске асыруға мүмкіндік береді және SDH жүйесінің жоғарғы деңгей иерархиясында қолданған жақсырақ. Екіншісі - модулятордың жұмыс ерекшелігінің күшіне қарай DWDM жүйесінде кең қолданылады. [5]
Топология - қиындықтарына қарай WDM жүйесінде топологиялар келесідей іске асырыла алады: нүкте-нүкте (н-н) SDH трибын оптикалық қосуөшіру мүмкіндігінсіз; жалғастырылатын сызықтық тізбек (с) SDH трибын қосуөшіру мүмкіндігімен; жұлдыз (ж) немесе нүкте-көп нүкте (н-кн) концентратор көмегімен іске асырылады; үш түрде ұсынылатын сақина: қорғаусыз жалғыз сақина (с), қорғаумен екі қабатты сақина (с2), жартылай дуплексті қорғаумен төрттік сақина (с4); динамикалық бағдарлауы бар ұяла желі.
Кіріс мәліметтерінің жылдамдығы қолдаулы логикалық интерфейстің типі - жылдамдық диапазонының шекарасы көрсетілген, ол көрсетілген жүйенің қандай технологияның желілерімен түйісе алуымен анықталады. Мысалы, егер минималды жылдамдық 10 Мбитс тең болып, ал интерфейс типінде Е интерфейсі көрсетілген болса - онда WDM жүйесі жай Ethernet желісімен тоғыса алады. Егер, қолданылатын жылдамдық 100 Мбитс тең болып және ҒЕ интерфейсі көрсетілсе - онда Fast Ethernet желісімен тоғыстыруға болады. Егер, интерфейс GE болса, онда 1 Гбитс жылдамдықта Gigabit Ethernet желісімен тоғыстыруға болады. АТМ технологиясы үшін бірнеше беріліс жылдамдығы қолданылуы мүмкін, мысалы, егер интерфейстерде АТМ-ОСЗ,12 көрсетілсе - бұл, WDM желісі АТМ желісімен екі жылдамдықты SONET ОС-3 (155,52 Мбитс) және OC-I2 (622,08 Мбитс) технологияларымен тоғысады деген сөз.
Басқару арнасы - супервизорлы басқарылатын ОКСУ-дың оптикалық арнасы, оны тағы құжаттардың түп нұсқасында OSC (Optical Supervision Channel) арнасы деп те атайды. Бұл арна қосымша оптикалық жеткізушіде (аралық түйінде орналасқан) ОУ тексеру үшін ұйымдастырылады. Ол фактілі қолданылатын жолақтың сыртында (жолақты OSC) немесе ішінде де (ішкі жолақты OSC) орналасады. Мысалы: 11-5 кестеде келесі жиілік қатырының қолданылатынын көруге болады: 1310, 1480, 1510, 1532, 1625 нм (G.692 стандарты бойынша ұсынылатын OSC толқынының ұзындығы 1 510 нм тең).
Басқару - SDHSONET мультиплексорын қоса толықтай жүйені басқару немесе WDM аспабымен түйісетін жүйе құрлғысын. Бұл жағдайда ол SDHSONET жүйесіне байланысты дәстүрлі Q және F интерфейсін қолдана отырып TMN негізіндегі толықтай басқаруға бөлінсе, екінші жағынан жергілікті тораптарда белгілі SNMP агентін қолданатын супервизорлы басқаруға бөлінеді. Тағы да, соңғы кездері ВОК арнаулы мониторинг жүйесін қосатын WDM желісін басқаруға аранайы жасалынған жүйе қолданылады. [5]
Әр бір оптикалық жеткізуші қазіргі уақытта Siemens компаниясының STM-16 (2,5 ГГц) деңгейлі SDH SL16 мультиплексоры шыққаннан кейін кіріс сигналымен модуляциялана алады. Ал, болашақта STM-64 (10 ГГц) деңгейлі SL64 мультиплексорының кіріс сигналын қолдана алады, ол өз кезегінде бір талшықтағы арна сиымдылығын 20 дан 80 Гбитс дейін жеткізуге және бір секция арқылы регенераторсыз 120 км қашықтықты жабуға мүмкіндік береді.
Сонымен, көрсетілген модульдер нүкте-нүкте топологиясында ВОК шоғырсымымен бір, екі және үш модульді байланыстыра қолдану кезінде келесі үш нұсқаны іске асыруға мүмкіндік береді:
1 WLT - BOK - WLT - BOK...BOK - WLT;
2 WLT - WLP - BOK - W
3 LP - WLT - BOK...BOK - WLP - WLT;
4 WLT - WLP - BOK - WLP - BOK...BOK - WLR - WLP - WLT - BOK...BOK - WLP - WLT.
4.5 WDM жүйесінің құрамдастары
2.5.1 Мультиплексорлар және демультиплексорлар
WDM жүйесінде әр бір лазерлік таратқыш белгіленген жиілікте сигнал шығарады. Барлық сигналдарды (арналарды) бір текті құрамдас сигналға мультиплекстеу (бір-бірімен біріктіру) қажет. Осы функцияны орындайтын құрылғы MUX (немесе OM) оптикалық мультиплексоры деп аталады. Байланыс желісінің соңындағы ұқсас құрылғы құрамдас сигналдарды жекелей арналарға бөледі және ол DEMUX (немесе OD) оптикалық демультиплексоры деп аталады. Арналарды тығыздау операциясы уақытша аумақтарда жүретін және негізгі назар қабылдағыш пен таратқыштың дәл синхронизациялануына бөлінетін TDM жүйесінен WDM жүйесінің айырмашылығы, қасиеттері алдын-ала белгілі жекелей сигналдардың спектральды құрамдастары мультиплекстеуге және демультиплекстеуге ұшырайды, сурет 2.4-те көрсетілген.
Сурет 2.4. Мультиплексор және демультиплексор
Оптикалық мультиплекстеу және демультиплекстеу құрамдастырылған немесе бірінен кейін бірі қысқа жолақта жайғастырылған сүзгілерге негізделген. Соның ішінде, сүзу үшін жұқа таспалы сүзгілер, талшықты немесе көлемді брегговтік дифракционды торлар, дәнекерленген биконикалық талшықты тарамдатқыштар, сұйық кристалдар негізіндегі сүзгілер, интегралды оптика құрылғысы қолданылады.
Қазіргі уақытта жиілік интервалы жекелей арналар арасында 100 ГГц (~0,8 нм) құрайтын оптикалық мультиплекстер мен демультиплекстер кең өріс алды. Бұлар қолданыстағы WDM жүйесінде көптеп таратылған [6].
2.5.2 Кірісшығыс каналдарының оптикалық мультиплексоры
Мультиплекстер мен демультиплекстер әр түрлі толқындық бөлу әдісінің көмегімен бір толқында беру үшін бірнеше оптикалық сигналдарды біріктіреді және осы сигналдарды бергеннен кейін бөледі. Дегенмен, құрамдас сигналды қосуды немесе сигналдың құрылымын ауыстырмай одан тек бір ғана сигналды бөліп алуды жиі талап етіледі. Бұл үшін арналарды енгізушығару OADM (Optical AddDrop Multiplexer) мультиплексорын қолданады, олар бұл операцияны барлық арналардың сигналдарын электрлі түрге айналдырмай орындайды (cурет 2.5).
32
Сурет 2.5 Арналарды енгізушығару мультиплексоры
Бүгінгі күні нарықта WDM желісіне SDH арналарын қосатын және одан бөлетін әр түрлі құрылғылар бар. Пішін үйлесімін қашықтан басқаратын енгізушығару мультиплексорлары жасалынып жатыр.
2.5.3 Оптикалық күшейткіштер
Оптикалық күшейткіш жүйесіне толығырақ тоқталайық. Басында сигнал лазермен біріктіріліп, содан кейін талшыққа жіберіледі. Ол өзгерістерге ұшырап талшыққа таралады. Ең негізгі өзгеріс сигналдың шашырауымен (дисперсия) күресу керек. Ол толқындық пакет ортада жүргеннен кейін пайда болатын жолақты емес әсерлермен байланысты және ортада қарсылық көрсетумен түсіндіріледі. Сигналды толыққанды берудің екі жолы бар. Біріншісі - регенераторларды орнату, яғни сигналдарды қабылдайды, кодсыздандырады, жаңа сигналдарды біріктіреді және ары қарай жібереді. Бұл әдіс тиімді, бірақ мұндай құрылғылар өте қымбат әрі олардың өткізу қабілетінің үлкеюі немесе жаңа арналардың қосылуы жүйені қайта қалпына келтіру қиындықтарына әкеледі. Екінші әдіс - сигналды оптикалық күшейту, яғни музыкалық орталықта дауысты көтеруге ұқсайды. Мұндай күшейткіштің негізінде EDFA технологиясы жатыр. Сигнал кодсыздандырылмайды, тек оның амплитудасы артады.
EDFA негізінде желіде күшті жоғалту оптикалық күшейту арқылы өтеді (сурет 2.6). Регенраттардан ерекшелігі, мұндай мөлдір күшейткіштер сигналдың биттік жылдамдығына тіркелмеген. Бұл өз кезегінде ақпаратты өте үлкен жылдамдықта беруге және өткізу қабілетін басқа да шектеу қоятын факторлар қосылмағанша (яғни, хроматикалық дисперсия және поляризацияланған модолық дисперсия) үлкейте беруге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, EDFA күшейткіштері көп арналы WDM-сигналының өткізу сиымдылығына тағы бір өлшем қосып көтеруге мүмкіндігі бар [7].
а) регенерациялық қайталамалардың каскадасы;
б) EDFA оптикалық күшейткіштерінің каскадасы.
Сурет 2.6 ЕDFА негізіндегі байланыстың оптикалық жүйесі
Сурет 2.7-де EDFA күшейткіштерінің сызбалық көрінісі көрсетілген. 1 550 нм болатын толқын ұзындығындағы әлсіздендірілген сигналдар EDFA кірісіне түседі. Сигналдың қоспалы эрбием арқылы опто талшықтың аумағынан өту мүмкігдігіне қарай, қысқа толқыннан келетін энергия (980 нм) пайдалы сигналдың күшеюін қамтамасыз етеді.
Сурет 2.7 Талшықты оптикалық қоспалы эрбием күшейткіші
EDFA күшейткіші WDMDWDM технологиясын жасауға күшті әсер етті. Біріншіден, аумақтың барлық WDM спектральды бөлінгішетіріндегі қысқа интервалдар арқылы орналасқан сигналдарды қолдануды қажет етпейді. Қазіргі заманғы WDM-желілеріндегі EDFA күшейткіштерінің ара қашықтығы 120 км-дей болады. Сигнал өзінің бірігуіне дейін-ақ 8 күшейткішке көтеріле алады, сондықтан, EDFA күшейткішін қолданған кезде регенераторлардың ара қашықтығы 1 000 км-ге дейін улкейеді.
Талшықтағы қоспалы EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier) эрби күшейткіші соңғы жылдары телекоммуникация өнеркәсібінде революция жасады. EDFA күшейткіштері оптикалық сигналдарды күшейтуге тікелей әсер етеді. Олар электр сигналына айналады және керісінше, сонымен қатар шуыл деңгейі төмен, ал толқынның жұмыс диапазоны мөлдір кварцтық оптикалық толқынның терезесіне сәйкес келеді. WDM жүйесі негізінде салынған дәл осындай сапасы бар байланыс желілері күшейткіштерінің пайда болуы экономикалық тартымды бола бастады [7].
EDFA күшейткіштері желілік хаттамаға тәуелсіз болғандықтан оларды әр түрлі құрылғыларға қоса беруге болады - АТМ коммутаторына немесе ІР хаттамасының құрамдастарына. Себебі олар бір-біріне кедергі келтірмейді.
Осындай икемділік - оларды WDM жүйесінде қолданудың бірбен-бір артықшылығы.
Осыған қоса, EDFA күшейткіштерін қолданған кезде олардың әр текті спектральды күшейткішін және шуылын ескерге жөн, яғни ASE (Amplified Spontaneous Emission) игерусіз эмиссия күшейткішін қосу арқылы. EDFA күшейткіші бар желілердің көптеген артықшылықтары бар. Мұндай желілердің өткізу қасиетін оның қажеттілігіне қарай қосымша жаңа арналар қосу арқылы тиімді және аз-аздап арттыруға болады. EDFA күшейткішін қолдану, сигналды электронды құрамдастармен өңдеу желілердің бастапқы (ақпарат желіге алғаш рет түседі) және соңғы (ақпарат соңғы алушыға жетеді) нүктелерінде жүретін толықтай оптикалық желілерді жасауға мүмкіндік береді. OC-48 (STM-16) деңгейіндегі әр бір байланыс желісі WDM жүйесінде жекелей толқын ұзындығында жекелей арна ретінде өңделеді. Осының нәтижесінде қолданыстағы желілік құрылғылардың көп бөлігі WDM жүйесінің құрамына кіреді. Сондықтан WDM жүйесіне іске енгізудің бастапқы бағасы едәуір төмен.
Қолдану тәсіліне қарай EDFA классификациясы
Қолдануына байланысты күшейткіштер алдын ала күшейткіштер, желілік күшейткіштер және қуатты күшейткіштер болып бөлінеді. Оптикалық күшейткіштер қиындарына алмастырғыш ретінде және қымбат когерентті оптикалық қабылдағыштарда қолданылады.
Желілік күшейткіштер регенераторлар арасында аралық нүктелерде немесе оптикалық тарамдарда сигналды әлсіздендіру мақсатында орналастырылады. Олар оптикалық талшықтарда немесе оптикалық тарамдарда, WDM мультиплексорларында пайда болады. Желілік күшейткіштер опто электрлік қайталағыштарды және регенераттарды сигналды дәл тура қалпына келтіру қажет болмаған кезде ауыстырады [8].34
4.6 Оптикалық талшық
4.6.1 Стандартты талшық
Кабельде орналасқан оптикалық талшық, оптикалық талшықты желінің
Маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Үлкен ұзақтылықта яғни байланыс сызғында кеңінен қолданыла бастаған бірінші талшық бұл однодомовые талшықтар яғни бүктелу сатысындағы көрсеткіштер және толқындық ұзындығы 1310 нм (G.652 ITU классификацииясы бойынша) нөлдік шашырау болып келеді. Деректердің алмасу жылдамдығы және WDM технологиясының пайда болуының үлкен көлемде өсуіне қарамастан, орналасқан кабельдің өткізгіштік қабілетін бірнеше рет өсіруге мүмкіндік береді, яғни кабель төсемінің жиілігі дүние жүзінде төмендемейді.
Дегенмен, G.652 қалыпты талшық нөлдік хроматикада шашырау толқындық ұзындығы 1310 нм болып табылады және оның шашырауы толқындық ұзындығы 1550 нм яғни (18 пснм*км) біршама жоғары. Бір көзбен қарағанда, бұл EDFA (1550 нм аймағы) жұмыс көлемінде үйлесімсіз. Бірақ , соңғы көрсеткіштердің зерттеулері бойынша, WDM байланыс алмасу арнасы G.652 бойынша, бір қалыпты жылдамдықта ешқандай сигналдың сапасын жоғалтпай бөліп шыға алады. Көптеген жағдайда, осындай жетістіктер жоғары шашырауы 1550 нм толқын ұзындығы арнайы талшық кескіні немесе басқа да шашырау құрылғысының компенсациялау негізінде жүзеге асады. А-DF(ZN)2Y шоғырсымы 2.3-кестеде көрсетілген.
Кесте 2.3.
А-DF(ZN)2Y шоғырсымының параметрі
Параметрлер
Мөлшері
Модолық алаңдағы дақтың диаметрі
10.5мкм +- 1 мкм
Жабылған талшықтың диаметрі
125мкм +- 2 мкм
n 1 топтық коэффициентінің тиімділігі
1.4675
Сандық апертура
0.13
Толқынның сыни ұзындығы
= 1250 нм
Сөну
0.22 дБкм
Дисперсия
= 3.5 пснм ::км
Толқын ұзындығы
1555 нм
Сурет 2.8 ОКЛ типті оптикалық шоғырсымның құрылысы
Сурет 2.8-де келесі белгілеулер көрсетілген:
1. Полимерлік құбырда, барлық ұзындығы бойынша тиксотропты гелмен толтырылған, оптикалық талшық кеңінен орналасқан.
2. Орталық күш элементі (ОКЭ), айналасы оптикалық модульмен оратылған диэлектрлі шыны тәрізді шыбық (ПЭ аймағындағы болат тәріздес арқан).
3. Арқандар (қажет жағдайда) - сызбаның тұрақтылығын қамтамасыз ететін біріңғай ПЭ өзегі
4. Белбеулік жекелеу - қиыршықтың жоғары бөлігінде орналасқан, лавсанды таспа.
5. Сутепкіштік гель - барлық ұзындығы бойынша қиыршықтың қуытарын толтырады.
6. Күш элементін яғни, жіп тәріздес жоғары иілгіштік модульмен орау.
7. Күрделі қоспалардан алынған өте берік, иілімді полимерден орындалған сырқы қабат.
ОКЛ сымы келесі сипаттамаларға ие:
1. Механикалық
- Н см-ден аспайтын созылмалы жүктеме ... ... ... ... ... ... ... ... ..2700
- Н10 см-ден аспайтын езгілеу жуктеме ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3000
- монтаж кезіндегі майысу радиусы(эксплуатациясы), мм ... ... 196(147)
2. Шоғырсым диаметрі, мм ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Дипломдық жұмыс 55 беттен, 20 суреттен, 6 кестеден тұрады
Бұл жобада ең жаңа талшықты-оптикалық DWDM технологиясын пайдаланып, Республиканың Ұлттық Ақпараттық Супермагистраліне (ҰАСМ) кіретін Өскемен-Аякөз ТОБЖ бөлімін қазіргі жағдайға сәйкес өзгерту ұсыны-лады.
Жобада жобаның негіздемесі келтіріледі, DWDM технологиясы, жабдық-ты таңдау мәселелері қарастырылады, кабель және тарату жүйесінің өлшемдері есептеледі.
Бұдан басқа жобаның экономикалық есептелері жүргізіледі және еңбек пен айналадағы ортаны қорғау сұрақтары қарастырылды.
Реферат
Дипломная работа состоит из 55 страниц, 20 рисунок, 6 таблиц.
В дипломном проекте предлагается модернизация участка ВОЛС Усть-Каменогорск-Аягуз, входящего в Национальную Информационную Супермагистраль (НИСМ) Республики с использованием новейшей волоконно-оптической технологии DWDM.
В проекте проводится обоснование проектирования, рассматриваются технология DWDM и вопросы выбора оборудования, рассчитываются парамет-ры кабеля и системы передачи.
Кроме того, проводится экономический расчет проекта и рассматриваются вопросы охраны труда и окружающей среды.
Report
In dyplom work have 55 list, 20 pictures, 6 chart.
In the degree project modernization of site FOTL Ust-Kamenogorsk-Ayaguz entering into the National Information Superbus (NISB) of Republic with use of the newest fiber-optical technology DWDM is offered.
In the project the substantiation of designing is spent, technology DWDM and questions of a choice of the equipment are considered, pay off parametrs a cable and system of transfer.
Besides economic calculation of the project is spent and questions of a lab our safety and an environment are considered.
Мазмұны
Кіріспе
4
1
Мәселені талдамалы зерттеу және оны шешу жолдары
5
1.1
WDM, DWDM, СWDM технологиялары
5
1.2
Байланысты ұйымдастыру сызбасы және қолданыстағы трафик
7
1.3
Мақсатты қою
11
2
WDM технологиясы
13
2.1
WDM технологиясының жалпы сипаттамасы
14
2.2
Көлік технологиясының байланыс үлгісі
16
2.3
WDM-нің арна (жиілік) жоспарының негізінде жіктелуі
16
2.4
8 - арналық WDMмультиплексоры
18
2.5
WDM жүйесінің құрамдастары
19
2.6
Оптикалық талшық
24
3
WDMтехнологиясын жобалау
25
3.1
Оптикалық жүйедегі нүкте-нүкте желісінің өшуін есептеу
27
3.2
EDFA күшейткіштерін есептеу
35
3.3
Байланыс арналарының және ТОБЖ түрлерінің сандық
38
қажеттілігін негіздеу
3.4
Қабылдағыш оптоэлектрондық модулдің сезімталдық деңгейін
40
Анықтау
3.5
Талшықты-оптикалық шоғырсымның SZ-шиыршығын есептеу
45
3.6
Оптикалық талшық
47
3.7
Регенерациялық аумақтың максималды ұзындығын есептеу
52
3.8
ТОБЖ сенімділігін есептеу
54
Қорытынды 55
Қолданылған әдебиеттер тізімі 56
Кіріспе
Қазіргі таңда байланыс жүйесі қоғамның ең басты даму бөлшегіне айналды. Қарапайым телефон байланысынан бастап жоғары жиілікті интернет байланысына дейінгі барлық байланыс түрлері қарқынды даму үстінде. Бұл байланыстың қазіргі заманғы желілік талабына, оның ішінде оның өткізгіш қабілеттілігіне, сенімділігіне, икемділігіне үлкен әсерін тигізуде. Қазір енді қоғамда адамзаттың ақпарат алмасуы тек талшықты-оптикалық байланыс негізінде жүзеге асырылады деп қабылдаған.
Оптикалық талшық үлкен өткізгіштік қабілеттілікке ие. Осыдан жиырма жыл бұрын осы жүйені қолдану жайлы адамдар тіпті ойламағанда. Бірақ уақыт өте келе адамзат қажеттілігі оны жобалауынан да қарқынды дамуда. Жиырма жыл алдын талшықты оптикалық байланыс желісі (ТОБЖ) тек магистральды байланыс желілерінде қолданған, яғни континенттерді және маңызды қалаларды байланыстыру мақсатында ғана қолданған. Ал бүгінгі күні талшықты оптикалық байланыс желісі әрбір кеңседе орнатылған. Заманауи көпдәрежелі тармақталған байланыстың оптикалық жүйесін күрделі интеллектуалды құрылғылармен және компоненттермен басқарады және үнемі қадағалауды, квалификациялық қызметті талап етеді.
ATM, IP, SDH (STM-1664) технологиялары енді ақпарат таратудың қарқынды дамуында шамасы келмей жатыр. Бұл байланыс жүйесін өңдейшілерге осы бір өткізу жолағындағы ағаттылықтарды түзетуге және өткізу кезінде қосымша өткізу қорын ұлғайтуды талап етеді.
Өткізу жолағында ең тиімді әрі үлкен оптикалық жүйесі бар перспективалық технологиялардың бірі болып толқынды мультиплексорлық WDM (Wavelength Division Multiplexing) технолгиясы жатады. WDM технологиясының нақ мақсаты, онда бір оптикалық талшықтың бойымен бірнеше ақпараттық каналдар әр түрлі толқын ұзындықта таратылады, ол яғни оптикалық талшықты мейлінше кең пайдалануға жол ашады. WDM технологиясы жаңа кабельдер жалғамай-ақ және әрбір талшыққа жаңа құрылғылар орнатпай-ақ ТОБЖ-ның өткізу қабілетін бірнеше есе арттыра алады. Бір талшықта бірнеше каналмен жұмыс жасау ыңғайлы. Ол жерде каналдың кез келген санын өңдеу үшін бізге тек бір WDM мультиплексоры, бір WDM демультиплексоры және оптикалық күшейткіш қажет.
Алғашқы WDM жүйесі 2 каналдан 1330 және 1550нм тұратын. Содан 1550 нм терезесіндегі каналдар арасы 8-10нм болатын 4-каналды жүйе пайда болды. Уақыт өте келе WDM компонентін өңдеушілермен өндірушілердің арасында жарысу нәтижесінде тығыздалған талшықты мультиплексорлы DWDM (Dense WDM) технологиясын және 8, 16, 24, 32 каналды жүйені жасап шығарды. Қазіргі кезде каналдар арасындағы қалыпты ара қашықтық деп 0,8 нм алынған.
1. Мәселені талдамалы зерттеу және оны шешу жолдары
Соңғы он жылда адамзаттың ақпарат алмасуда қолданысы өте қарқынды өсуде. Желілерде ақпарат тарату жылдамдығы мен географиялық қамтулары бірнеше рет ұлғайтылды. Қазір адам өмірінде, мемлекеттік басқару мекемелерінде және ауқымды ұйыдарда бейне, дауыс және ақпаратты жылдам әрі сенімді жіберуі өте маңызды рөл атқарады. Байланыс каналының өткізу қабілеттілігін арттыруда Солтүстік Америка, Европа және Азия мемлекеттерінде айқын байқалуда.
1990 жылдың аяғында халықаралық желі арқылы ақпарат таратуда ең маңызды рөл Интернетке бұйырды. World Wide Web атты бүкіл әлемдік желінің шығуы Интернетте шексіз көп ақпараттың пайда болуына әкелді, ол арқылы кез келген өткізу жолағындағы ақпарат айқын көрінетін болды.
Оптикалық талшық осындай ақпараттың алып ағынындағы тарату ортасы болды. Алғашқы кезде байланыс каналының әрбір талшықтың үлкен өткізу жолағын бөлу үшін уақытша ТDM (Time Division Multiplexing) мультиплексрі қолданылған. Бірақ құрылғының ақпарат таратудың жылдамдығын арттыруда модульдеу және мультиплексорлеу кезінде қиындықтардың әсерінен бұл технологияны қолданы тиімсіз болды. Өткізу жолағын ұлғайтудаға альтернативті тәсіл ретінде WDM (Wavelength Division Multiplexing) толқынды мультиплексрлеу қолданылды.
1.1 WDM, DWDM, CWDM технологиялары
1990 жылдың ортасында ТОБЖ-нің өткізу қасиетін арттыру әдісін дамытудың басты бағыттарының бірі ақпараттық оптикалық ағындарды толқынның ұзындығы бойынша тығыздау болып саналды. ГОСТ 45.190-2001 сәйкес отандық сала құжаттары мен техникалық әдебиеттерде өткізу қасиеттерін арттыру әдісі бойынша ТОБЖ жүйесінің келесі анықтамасы қабылданған: оптикалық канал толқынды-оптикалық беріліс жүйесінің спектрлік бөлумен - ТОБЖ СБ. Шет елдерде мұндай жүйелер WDM (Wavelength Division Multiplexing) қысқармасымен белгіленеді. Тығыз спектрлік бөлу технологиясы DWDM (Dense WDM) атауын алды. Бүгінгі күні осы әдіс ТОБЖ-нің өткізгіш қасиетін арттыру бойынша басты бағыт болып қалуда.
2001 жылы NEC Corporation компаниясы өткізгіш қасиеті 10,92 Тбитс құрайтын DWDM жүйесін ұсынды. Бұл жүйе тығыздатылған мультиплексор әдісіні қолдану алқылы 273 спектрлік арнаны ұйымдастыруға мүмкіндік береді, ал олардың әр қайсысында ақпаратты беру жылдамдығы 40 Гбитс дейін жетеді. Барлық ұзындықтары бойынша тығыздатылған толқын ағындары үш спектрлік диапазонда орналастырылған: S (1447-1508 нм); С (1527-1563 нм) и L (1570-1610 нм). Арналар арасындағы жиілік интервал 50 ГГц (немесе 0,4 нм) тең. Осы жылы басқа компания, яғни Alcatel ТОБЖ жүйесін аса тығыздалған мультиплексормен ұсынды. Ол 320 спектрлік арна бойынша берілетін сигналды 10 Гбитс жылдамдыққа дейін жеткізді, ал әр арнадағы жиілік 25ГГц құрады. Бұл беріліс 2 500 км қашықтықта С + L диапазоны арқылы іске асырылды.
Осы екі жүйенің параметрін салыстыру WDM технологиясын жетілдіруде екі үрдіс қалыптасқанын көрсетеді. Біреуі мультиплексорлы спектралды каналдың санын үлкейтумен және арнада беріліс жылдамдығын бір мезетте максималды деңгейге дейін арттырумен, сонымен қатар S-диапазонын С және L диапазондарын қолдану арқылы меңгерумен байланысты болса, екінші үрдіс игеріліп қойған С және L диапазондарында арнадағы жоғары емес жылдамдықта аралық жиілікті 25 ГГЦ дейін азайту арқылы спектрлік арналарды ары қарай үлкейтуге бағытталған.
ТОБЖ және OTDM жүйелерінде оптикалық күштің қайнары ретінде синхронизация тәртібінде жұмыс істейтін шала өткізгіш (немесе тығыздатылған) лазер қолданылады. Лазер оптикалық күштің реттілік сәулесін таратады, ал олардың жиілігі топтық сандық сигналдағы ырғақтық жиілікке тең. ETDM әдісі арқылы алынған 40 Гбитс сандық ағынды уақыт бойынша бөлу оптикалық желінің, сыртқы оптикалық модулятордың және басқа да оптикалық элементтердің көмегі арқылы іске асырылады. Алғашқы ғылыми тәжірибелік ТОБЖ және OTDM 2000-жылдары жасалынған болатын. Соңғы екі жылда осындай жүйелер өте қарқынды жасалына бастады [1].
NEC корпорациясы OTDM әдісі арқылы 300 км қашықтыққа дейін 160 Гбитс жылдамдықпен сигнал беретін ТОБЖ жүйесін ұсынды. Дәл осы компания 70 км ара қашықтықта OTDM әдісі арқылы жылдамдығы рекордтық 1,28 Тбитс құрайтын сандық сигнал беру жүйесі жайлы айтып берді, сурет 1.1-де көрсетілген.
Сурет 1.1. Сиретілген спектрлық мультиплекстеу (CWDM)
OTDM (оптикалық уақыша мультиплекстеу) арнада мәліметтерді жеткізу жылдамдығын шамамен 160 Гбитс қамтамасыз етеді. Өте жылдам және өте қымбат.
Siemens ICN компаниясында OTDM технологиясын белгілі түрде тиімді болмаса, оптикалық желінің тығыздығына икемді болмаса және уақытша үзілістер кезінде бағдарлауды қолдай алмаса коммерциялық табысқа жете алмайды деп болжайды.
Сонымен қатар, магистральды арналарды жоғары жылдамдық бүкіл әлем бойынша ғаламтор қолданушыларының тең жартысы байланыс арналарына толыққанды мүмкіндік алмаса қажет болмайды. Тағы да көптеген болжамдарда мұндай жағдай әлі 10 жыл көлемінде болмайды деп көрсетілген. Оған дейін жоғары жылдамдық ұғымы 1,5 Мбитс-тан 10 Мбитс-қа дейін ауысып кетуі мүмкін [2].
1.2 Байланысты ұйымдастыру сызбасы және қолданыстағы трафик
Ұлттық Ақпараттық Супермагистраль Қосымша А-да көрсетілген. Сименстің жаңартылған құрылғысының арқасында Ұлттық Ақпараттық Супермагистральдің Батыс бұтағы Транс-Азия-Европалық магистраль сияқты Европа мен Азияны байланыстыратын қысқа жол болады. Ол өз кезегінде жаһандық ауылда ең жақын көршіге айналады және 10 000 километрлік қашықтықты бүгінгі күні ең тез өтуге болды. Байланысты ұйымдастыру сызбасы Қосымша А-да көрсетілген.
Менің дипломдық жобамның мақсаты - DWDM технологиясын Өскемен-Аягөзге енгізу. Себебі біз Қытай мен Ресей арасынағы транзитті ел болуымызға болады. Мұнда қосымша мультиплексор қою ұсынылады, ол Алматы-Астана арасындағы тіке жолда арнаға салмақ тым көп түскен кезде және үлкен трафик кезінде қосылып отыратын болады. Бұл мультипликатор екі талшықпен жұмыс істейтін болады: шығыс және кіріс.
Бұдан біз үлкен пйда аламыз. Себебі, бұл технология тек қана үлкен өткізу қасиетін ғана көрсетпейді, қазіргі кезде мұндай жүйелердің өткізу қасиеті - 100 Мбитс тең, ал ол тағы 40 Мбитс дейін өсуі мүмкін. Сонымен қатар WDM ATM, IP, ASDL және басқа келешегі бар технологиялармен және сандық ақпаратты тарату жүйелерімен ықпалдасуы мүмкіндігі жоғары.
Келешегі бар және желілерінің өткізу қасиеті жоғары байланыс WDM технологиясы көптеген әлем елдерінде қолданысқа ие болуда.
1.2-суретте ақпаратты беру технологиялары қазіргі заманғы телекоммуникациялық желілерді құрау үшін қалай қиыстырылғандары көрсетілген. Ол жерде әр технология пайдалы және экономикалық тиімді болып саналады.
Қазіргі уақытта металл сым жүйелерінің технологиялары желіге қол жеткізуді ұйымдастыру үшін жиі қолданылады. Сондықтан офистік телефон станциялары (РВХ) бар тұтынушылар DS - 1 сервисін қолдана алады (Т1 арнасы арқылы ұсынылады немесе басқа құралдар арқылы, мысалы HDSL). Олар коммутациялық телефон желілеріне рұқсат алу үшін немесе РВХ-ның басқа станцияларымен бірігу үшін нүкте-нүкте байланыс каналын қолданады [2].
Үлкен қалалар арасында жүйелі беріліс үшін, оператор WDM спектральды бөлу технологиясын қолдану арқылы SONET жүйесінің мәліметтер ағынын жиі мультиплекстейді. WDM спектральды бөлу технологиясы операторға тез және көп артық шығынсыз арнаның өткізу қабілетін жаңа оптоталшықты кабель төсемей-ақ арттыруға мүмкіндік береді.
Ақпаратты беру технологиясының бірігуі сурет 1.2-де көрсетілген.
WDM SONET
Cурет 1.2. Ақпаратты беру технологиясының бірігуі
1.3 Мақсатты қою
Бітіру жұмысының мақсаты болып DWDM технологиясын Шығыс Қазақстан облысындағы Өскемен-Аягөз елді мекендерінің телекоммуникация-лық жүйелерінде қолдануды зерттеу саналады.
oo ауыл-шаруашылық комплекстерінің және халықтың мүдделері негізінде қазіргі заманғы телекоммуникациялық жүйе жасау;
oo әр-түрлі байланыс объектілерінің арасында ақпарат тарату үшін сапалы байланыс орнату.
Магистраль республикалық маңызы бар автокөлік жолы арқылы өтеді. Оның ұзындығы 355 км құрайды. Жолдың өзін және қоданылатын оптикалық шоғырсымды бұрынғыша қалдыруға болады, ол жобаны іске асыру құнын төмендетеді және магистраль жолы бұрынғы елді мекендер арқылы өтетін болады. Магистраль Молодежный, Георгиевка, Жангизтобе елді мекендері арқылы өтеді. Сол сияқты магистральға жақын жатқан елді мекендерді де қосуды қарастыру қажет, ол оларды жаңа байланыс қызметімен қамтамасыз етуге және жергілікті желілерді Республикалық ақпараттық байланыс желісі жүйесіне қосуға ықпалын тигізеді.
Дипломдық жобада төмендегілерді қарастыру керек:
oo жобалаған аймақта DWDM технологиясын қолданудың қажеттігін негіздеу керек;
oo НИСМ Өскемен-Аягөз аймағында DWDM ТОБЖ жобасын жасау;
oo беру жүйесінің құрылғыларын таңдауды жасау;
oo жобаланып отырған беру жүйесінің негізгі параметрлерін есептеу, яғни құрылғылардың электр шығындарын қоса есептеу және магистральдың сенімділік көрсеткіштерін;
oo жобаның технико-экономикалық көрсеткіштерін есептеу;
oo еңбекті және қоршаған ортаны қорғау сұрақтарын қарастыру;
Жобада біз Huawei Technologies (КНР) компаниясының DWDM- OptiX BWS 1600G құрылғысын қолданамыз.
2 WDM технологиясы
2.1 WDM технологиясының жалпы сипаттамасы
Толқын ұзындығы бойынша бөлінген оптикалық мультиплекстеу (толқындық немесе спектрлық мультиплекстеу деп те аталады) - ТҰБМ (WDM) - оптикалық спектральдық тығыздаудың салыстырмалы жаңа технологиясы. WDM технологиясы 1980 жылдан бұрын жасалынғаны анық.
1985 жылы Bell Labs (AT&T) мамандары бірінші рет 1,3 нм аралықта 10 арнаны (2 Гбитс) мультиплекстеу жасады. Содан бері 15 жыл осы технология жетілдіріліп өз күшіне ие болуда. Бірақ 1995 жылға дейін аз таратылды. Алғашқы тәжірибелік жүйеде бір талшықта екі арнаны біріктіру үшін мультиплекстеуді қолдануды бастады. Содан кейін WDM мультиплексорын екі 1 310 және 1 550 нм бір толқында біріктіру үшін қолданыла бастады. Бұл тек қана ТОБЖ-ның сиымдылығын үлкейту үшін ғана емес, сонымен қатар ескі желілерді бірмодолыққа ОВ (қолданылатын 1 310 нм) жаңаларымен (қолданылып жүрген 1 550 нм) тығып қоюғы мүмкіндік берді.
WDM бәсекеге қабілетті технология ретінде кең көлемде бес жыл бұрын ғана таныла бастады, яғни 800-400 ГГц құрайтын толық дуплексті 4 арналы жүйе пайда болған кезде. Олардың тез қолданысқа енуіне WDM құрылғысының қымбаттылығы және SDHSONET арзан мультиплексорын көп түрде шығару кедергі келтірді. Бірақ соңғы үш жылда бұл технология өзінің таратылымын қашық байланыс желілерін қолданылатын операторларда күрт көтерді. Қазір WDM өндірістік жүйесі 128-160 арнаны біріктіруге мүмкіндік береді. Сонымен қатар Bell Labs 2000 жылдың басында 1 024 арнаны бір талшықта мультиплекстеудің сәтті тәжірибесі өткендігін мәлімдеді [3].
Бұл берілім технологиясы бір оптикалық талшықта әр түрлі ұзындықтағы толқындары бар оптикалық сигналдарды тығыздайды. Мұндай технология оптикалық талшықтың өткізу қабілетін арттырады, бірақ арнайы техникалық әдістерді талап етеді. WDM - бұл тез дамып келе жатқан технология болғандықтан, қысқа уақыт ішінде талшық сиымдылығын 64-тен 160-қа дейін және одан көп отпикалық арналарға (толқын ұзындықтар) арттыруға мүмкіндік берді. Алайда, тәжірибеде желілік оператор үшін оптикалыық арналардың саны емес, талшықты-оптикалық желілердің жалпы өткізу қасиеттері мен осы көрсеткіштердің масштабтылығы маңызды, яғни нарық талабының өсуіне сәйкес ТОБЖ-ның өткізу қабілеттілігін арттыру мүмкіндігі. Қазіргі уақытта мұндай жүйелердің өткізу қасиеті - 2 Гбитс-қа дейін. Тағы да мұндай технологиялардың артықшылығы - берілімнің сенімділігі. Опто талшық арқылы берілімнің электрлік немесе радиохабар сигналы бойынша жетіспеушілігі жоқ. Сигналды құртатын тосқауылдар жоқ және қолданылған радиожиіліктерді лицензиялаудың қажеттілігі жоқ (сурет 2.1).
Cурет 2.1. WDM-желісінің құрылымы
WDM технологиясын қолдану қолданыстағы желіде қосымша оптикалық шоғырсымдарды төсеуді жояды. Егер де болашақта жаңа технологияларды қолданудан талшықтың бағасы төмендесе де, талшықты-оптикалық инфрақұрылым (төселген талшық және орнатылған құрылғы) әр қашан қымбат тұратын болады. Оны тиімді қолдану үшін ұзақ уақыт бойы желінің өткізгіш қабілетін жоғарылатуға және көрестілетін қызметтерді оптикалық шоғырсымды ауыстырмай-ақ өзгертуге мүмкіндік болу керек. WDM технологиясы дәл осы мүмкіндікті көрсетеді.
WDM тхнологиясы негізінен қазір ұзақ байланыс желілерінде қолданылады. Ол жерде үлкен өткізгіш жолақтары қажет. Қалалық және аймақтық масштабтағы желілер мен кабельді теледидарлар жүйесі де WDM технологиясы үшін үлкен нарық болып саналады. Төселінген шоғырсымдарды тиімді қолдану бір талшық арқылы берілетін арналар санын арттыруға және олардың ара қашықтығы азайтуға мүмкіндік берді. Қазіргі уақытта арналар арасындағы жиілік 100 ГГц (~ 0,8 нм) жүйелер және одан төменін тығыз талшықты DWDM мультиплексир жүйесі деп атайды.
2.2 Көлік технологиясының байланыс үлгісі
Ресми түрде WDM жүйесі үшін қандай кодтау әдісі мен нақты қандай сандық сигнал қолданылғаны маңызды емес. Әйткенмен де бұл жүйелерде бір типті трафик беріледі, бірақ олар синхронизация мен бір текті әдіс арқылы қолданылады. SDH жүйесінен ерекшелігі тасымалданатын сигнал контейнерлерге топтастырылмайды және SDH мультиплексорының құрылымына байланысты STM-N көлік модулін құру үшін өңдеуге алынбайды.
WDM жүйесінің пайда болғанына дейін ғаламдық сандық желілерде сигнал тасумен айналысатын SDHSONET, ATM и IP (IP-ді ATM арқылы ауыстыру мүмкіндігінсіз) негізгі логилардың қарым-қатынас үлгісін 2-суретте көрсетілген. Үлгі үш деңгейден тұрады және жоғарғы деңгейдегі трафикті (ATM, IP) оптикалық орта арқылы тасымалдау үшін ол STM-NSTS-n(QC-n) көліктік модульгесигналға капусладануы керек. Ол SDHSONET технологиясының физикалық интерфейсін қолдану арқылы хабардың оптикалық ортасына физикалық деңгей арқылы өтуге қабілетті болу керек. Осыдан кейін АТМ ұящықтарының капсулдық технологияларының не үшін қажет екені белгілі болды. Мысалы, SDH (ATM over SDH) виртуалды контейнерлеріне, SONET (ATM over SONET) виртуалды трибіне немесе ІР пакеттері SONET (IP over SONET) виртуалдық трибіне капсулдаумен сәйкес комитеттер ANSI, ISO ITU-T ETS1 стандартизациясы бойынша осы технологияларға стандарттар құрастырды.
WDM жүйесі пайда болғаннан кейін үлгі 2.3-суретте көрсетілген түрді алады. Енді үлгі беріліс ортасын санамағанда үш немесе төрт деңгей алады. WDM аралық деңгейі пайда болды, енді ол SDHSONET сияқты физикалық интерфейсті қамтамасыз етеді. Ол арқылы тек қана SDHSONET технологиясына ғана хабардың оптикалық ортасына физикалық деңгей арқылы шығып қоймай, сонымен қатар АТМ және ІР технологияларына да мүмкіндік берді.
WDM технологиясы АТМ ұяшықтары мен ІР пакеттерін аралық көліктік модульсигналға капсулдауды талап етпейді. Бұл трафикті тек қана АТМ және ІР жүйелерінде өңдеу мен тасымалдау процесін жеңілдетіп қоймай, сонымен қатар басты сөздердің ұзындығын азайтып, трафиктің ақпараттық құндылығының пайызын арттырады, яғни хабардың жалпы тиімділігін де. әрине, АТМ және ІР трафигі SDHSONET қолдану арқылы дәстүрлі сызбамен де беріле алады. Сонымен қатар трафик WDM жүйесі арқылы да беріле алады, бұл ескі тасымалдау сызбасын сақтап жалпы WDM-SDHSONET жүйесінің икемділігін арттырады [4].
Қысқартылған WDM жүйесінің сызбасы (мысал үшін төрт арна көрсетілген) сурет 2.3-те көрсетілген (бір тікелей арна көрсетілген).
Cурет 2.3. WDM жүйесінің блок-тәсімі
Жүйенің берілім бөлімі n (n=4) мәліметтер ағынын (кодталған, сандық импульстық ұзын толқынды λ реттілік) әр түрлі арналардан (мысал үшін 1-арнада SMUX SDH мультиплексоры көрсетілген, ал n-арнасында АТМ мультиплексоры) алады. Бұл ағындар Интi блок интерфейсімен өңделеді және оптикалық модулятор Мi. көмегі (модуляция негізгі сызықта өтеді) арқылы модульденеді. Ол күшейгеннен кейін (бустердің немесе МУ күшті күшейткішінің көмегімен) толқынға жеткізушілер арқылы беріледі.
Жүйенің қабылдау бөлімі ағынды толқыннан шыққан кезде алып, алдын ала ПУ күшейткішімен күшейтеді, яғни демультиплекстейді. Ол жеткізуші λi ағындарды бөліктерге бөледі, олар өз кезегінде Дi детекторының көмегімен детекторланады (олардың кірісінде қосымша сызықтық Фi фильтрі өтпелі кедергілерді азайту үшін және детектрлеудің кедергіге қарсылығын арттыруға қолданылуы мүмкін); соңында, ДМi демодуляторымен шығу кезінде бастапқы кодталған сандық импульстік жалғасытруларды қалпына келтірді, яғни сәйкес технологияларға байланысты кіру кезінде берілетін демультиплексорларды.
2.3 WDM-нің арна (жиілік) жоспарының негізінде жіктелуі
Әр түрлі басылымдарда WDM тақырыбына үш түрлі WDM мультиплексорының типін көрсетеді:
- жай WDM
- тығыз DWDM
- жоғары тығыздықтағы HDWDM
G652 стандартының негізінде қалыптасқан шекаралар, олар тағы жиілік жоспар деп аталады:
- WDM жүйелері - арналардың жиілік жүйелері =200 ГГц, 18 арнаға дейін мультиплекстеуге мүмкіндік береді,
- DWDM жүйелері - арналардың жиілік жүйелері 100 ГГц тең, 64 арнаға дейін мультиплекстеуге мүмкіндік береді,
- HDWDM жүйелері - арналардың жиілік жүйелері =50 ГГц, 64 арнадан артық мультиплекстеуге мүмкіндік береді.
Алғашында ITU-T G.692 стандарты жобасына (ол 1997 жылы G.mcs ретінде ұсынылған) арналық жоспары бір қалыпты орналасқан жеткізушілер жиілігіндегі арқандардың ара қашықтығы 0,1 ТГц немесе 100 ГГц қойылды. Таңдалып алынған жиілік облысы стандартты Δст=5,1 ТГц диапазонын жабады және кең қолданылатын АВХ оптикалық күшейткіштері толқынының ұзындық диапазонына (1 528,77 ден 1 569,59 нм дейін) сәйкес келеді. Тұрақты h=0,1 ТГц (100 ГГц) қадамын қолданған кезде осы диапазонда максималды 51 арна орналастыруға болады, ол кесте 2.2-де жоғарғы қатарында көрсетілген (толқын ұзындығын есептеу үшін λ = cf= 2,99792458-1017f [нмГц] формуласы қолданылады, сонымен бірге λ қадамы әр түрлі болады, яғни 0,780-нен 0,821 нм дейін немесе орташа 0,8 нм). Көрсетілген қадамдардан басқа 0,2 ТГц (200 ГГц немесе орташа 1,6 нм) қадамы қолданылады деп болжанған (2.1-кесте). Оған қоса басқа да үлкен қадамдар ұсынылған, яғни 0,4 ТГц (400 ГГц немесе 3,2 нм), 0,6 ТГц (600 ГГц немесе 4,8 нм) және 1,0 ТГц (1000 ГГц немесе 8,0 нм). 400 ГГц қадамы үшін басқа альтернативті екі жоспар есептеліп, ұсынылған болатын [5].
Кесте 2.1.
Арналары 200 ГГц таратылатын стандартты арна жоспары
f,ТГц
196,1
195,9
195,7 195,5
195,3
191,9
191,7
191,5
191,3
191,1
λ, нм
1528,77
1530,33
1531,9 1533,47
1535,04
1562,23
1563,86
1565,50
1567,13
1568,77
2.4 8 - арналық WDM мультиплексоры
Huawei Technologies (ҚХР) компаниясының сериясы 8-арналық WL8 мультиплексорының блок-тәсімін қарастырамыз.
Оның негізгі сипаттамалары:
- үлгісі - WL81632;
- мәліметтер арнасының саны - 81632;
- типі - S;
- коды - NRZ;
- талшықтың сиымдылығы 20 - 320 Гбитс;
- топология - нүкте-нүкте, қорғанышпен екілік сақина;
- дистанция - 1200 км.; ықпен қос шығыршық;
- шығу кезіндегі жылдамдық - 2,5 - 10 Гбитс;
- салмақтың таратылуы - 200 ГГЦ;
- басқару арналары - 14802 нмМГц;
- басқару TMN - Q3;
- логикалық интерфейстің қолданыстағы типі - ОС - 48, 192, STM - 4,16,64.
Кестеде қолданылатын жүйенің параметрлеріне түсініктеме:
- Жүйе типі - дуплексті немесе екі бағытталған, (D), арнаға екі оптикалық жеткізушіні қолданады және жартылай дуплексті немесе бір бағытталған, (S), арнаға бір оптикалық жеткізушіні қолданады;
- Код - негізінен сызықтық кодтаудың екі типі кеңінен қолданылады: NRZ және RZ. Біріншісі секундтық интервалда үлкен тығыздықтағы эвиваленттік битті іске асыруға мүмкіндік береді және SDH жүйесінің жоғарғы деңгей иерархиясында қолданған жақсырақ. Екіншісі - модулятордың жұмыс ерекшелігінің күшіне қарай DWDM жүйесінде кең қолданылады. [5]
Топология - қиындықтарына қарай WDM жүйесінде топологиялар келесідей іске асырыла алады: нүкте-нүкте (н-н) SDH трибын оптикалық қосуөшіру мүмкіндігінсіз; жалғастырылатын сызықтық тізбек (с) SDH трибын қосуөшіру мүмкіндігімен; жұлдыз (ж) немесе нүкте-көп нүкте (н-кн) концентратор көмегімен іске асырылады; үш түрде ұсынылатын сақина: қорғаусыз жалғыз сақина (с), қорғаумен екі қабатты сақина (с2), жартылай дуплексті қорғаумен төрттік сақина (с4); динамикалық бағдарлауы бар ұяла желі.
Кіріс мәліметтерінің жылдамдығы қолдаулы логикалық интерфейстің типі - жылдамдық диапазонының шекарасы көрсетілген, ол көрсетілген жүйенің қандай технологияның желілерімен түйісе алуымен анықталады. Мысалы, егер минималды жылдамдық 10 Мбитс тең болып, ал интерфейс типінде Е интерфейсі көрсетілген болса - онда WDM жүйесі жай Ethernet желісімен тоғыса алады. Егер, қолданылатын жылдамдық 100 Мбитс тең болып және ҒЕ интерфейсі көрсетілсе - онда Fast Ethernet желісімен тоғыстыруға болады. Егер, интерфейс GE болса, онда 1 Гбитс жылдамдықта Gigabit Ethernet желісімен тоғыстыруға болады. АТМ технологиясы үшін бірнеше беріліс жылдамдығы қолданылуы мүмкін, мысалы, егер интерфейстерде АТМ-ОСЗ,12 көрсетілсе - бұл, WDM желісі АТМ желісімен екі жылдамдықты SONET ОС-3 (155,52 Мбитс) және OC-I2 (622,08 Мбитс) технологияларымен тоғысады деген сөз.
Басқару арнасы - супервизорлы басқарылатын ОКСУ-дың оптикалық арнасы, оны тағы құжаттардың түп нұсқасында OSC (Optical Supervision Channel) арнасы деп те атайды. Бұл арна қосымша оптикалық жеткізушіде (аралық түйінде орналасқан) ОУ тексеру үшін ұйымдастырылады. Ол фактілі қолданылатын жолақтың сыртында (жолақты OSC) немесе ішінде де (ішкі жолақты OSC) орналасады. Мысалы: 11-5 кестеде келесі жиілік қатырының қолданылатынын көруге болады: 1310, 1480, 1510, 1532, 1625 нм (G.692 стандарты бойынша ұсынылатын OSC толқынының ұзындығы 1 510 нм тең).
Басқару - SDHSONET мультиплексорын қоса толықтай жүйені басқару немесе WDM аспабымен түйісетін жүйе құрлғысын. Бұл жағдайда ол SDHSONET жүйесіне байланысты дәстүрлі Q және F интерфейсін қолдана отырып TMN негізіндегі толықтай басқаруға бөлінсе, екінші жағынан жергілікті тораптарда белгілі SNMP агентін қолданатын супервизорлы басқаруға бөлінеді. Тағы да, соңғы кездері ВОК арнаулы мониторинг жүйесін қосатын WDM желісін басқаруға аранайы жасалынған жүйе қолданылады. [5]
Әр бір оптикалық жеткізуші қазіргі уақытта Siemens компаниясының STM-16 (2,5 ГГц) деңгейлі SDH SL16 мультиплексоры шыққаннан кейін кіріс сигналымен модуляциялана алады. Ал, болашақта STM-64 (10 ГГц) деңгейлі SL64 мультиплексорының кіріс сигналын қолдана алады, ол өз кезегінде бір талшықтағы арна сиымдылығын 20 дан 80 Гбитс дейін жеткізуге және бір секция арқылы регенераторсыз 120 км қашықтықты жабуға мүмкіндік береді.
Сонымен, көрсетілген модульдер нүкте-нүкте топологиясында ВОК шоғырсымымен бір, екі және үш модульді байланыстыра қолдану кезінде келесі үш нұсқаны іске асыруға мүмкіндік береді:
1 WLT - BOK - WLT - BOK...BOK - WLT;
2 WLT - WLP - BOK - W
3 LP - WLT - BOK...BOK - WLP - WLT;
4 WLT - WLP - BOK - WLP - BOK...BOK - WLR - WLP - WLT - BOK...BOK - WLP - WLT.
4.5 WDM жүйесінің құрамдастары
2.5.1 Мультиплексорлар және демультиплексорлар
WDM жүйесінде әр бір лазерлік таратқыш белгіленген жиілікте сигнал шығарады. Барлық сигналдарды (арналарды) бір текті құрамдас сигналға мультиплекстеу (бір-бірімен біріктіру) қажет. Осы функцияны орындайтын құрылғы MUX (немесе OM) оптикалық мультиплексоры деп аталады. Байланыс желісінің соңындағы ұқсас құрылғы құрамдас сигналдарды жекелей арналарға бөледі және ол DEMUX (немесе OD) оптикалық демультиплексоры деп аталады. Арналарды тығыздау операциясы уақытша аумақтарда жүретін және негізгі назар қабылдағыш пен таратқыштың дәл синхронизациялануына бөлінетін TDM жүйесінен WDM жүйесінің айырмашылығы, қасиеттері алдын-ала белгілі жекелей сигналдардың спектральды құрамдастары мультиплекстеуге және демультиплекстеуге ұшырайды, сурет 2.4-те көрсетілген.
Сурет 2.4. Мультиплексор және демультиплексор
Оптикалық мультиплекстеу және демультиплекстеу құрамдастырылған немесе бірінен кейін бірі қысқа жолақта жайғастырылған сүзгілерге негізделген. Соның ішінде, сүзу үшін жұқа таспалы сүзгілер, талшықты немесе көлемді брегговтік дифракционды торлар, дәнекерленген биконикалық талшықты тарамдатқыштар, сұйық кристалдар негізіндегі сүзгілер, интегралды оптика құрылғысы қолданылады.
Қазіргі уақытта жиілік интервалы жекелей арналар арасында 100 ГГц (~0,8 нм) құрайтын оптикалық мультиплекстер мен демультиплекстер кең өріс алды. Бұлар қолданыстағы WDM жүйесінде көптеп таратылған [6].
2.5.2 Кірісшығыс каналдарының оптикалық мультиплексоры
Мультиплекстер мен демультиплекстер әр түрлі толқындық бөлу әдісінің көмегімен бір толқында беру үшін бірнеше оптикалық сигналдарды біріктіреді және осы сигналдарды бергеннен кейін бөледі. Дегенмен, құрамдас сигналды қосуды немесе сигналдың құрылымын ауыстырмай одан тек бір ғана сигналды бөліп алуды жиі талап етіледі. Бұл үшін арналарды енгізушығару OADM (Optical AddDrop Multiplexer) мультиплексорын қолданады, олар бұл операцияны барлық арналардың сигналдарын электрлі түрге айналдырмай орындайды (cурет 2.5).
32
Сурет 2.5 Арналарды енгізушығару мультиплексоры
Бүгінгі күні нарықта WDM желісіне SDH арналарын қосатын және одан бөлетін әр түрлі құрылғылар бар. Пішін үйлесімін қашықтан басқаратын енгізушығару мультиплексорлары жасалынып жатыр.
2.5.3 Оптикалық күшейткіштер
Оптикалық күшейткіш жүйесіне толығырақ тоқталайық. Басында сигнал лазермен біріктіріліп, содан кейін талшыққа жіберіледі. Ол өзгерістерге ұшырап талшыққа таралады. Ең негізгі өзгеріс сигналдың шашырауымен (дисперсия) күресу керек. Ол толқындық пакет ортада жүргеннен кейін пайда болатын жолақты емес әсерлермен байланысты және ортада қарсылық көрсетумен түсіндіріледі. Сигналды толыққанды берудің екі жолы бар. Біріншісі - регенераторларды орнату, яғни сигналдарды қабылдайды, кодсыздандырады, жаңа сигналдарды біріктіреді және ары қарай жібереді. Бұл әдіс тиімді, бірақ мұндай құрылғылар өте қымбат әрі олардың өткізу қабілетінің үлкеюі немесе жаңа арналардың қосылуы жүйені қайта қалпына келтіру қиындықтарына әкеледі. Екінші әдіс - сигналды оптикалық күшейту, яғни музыкалық орталықта дауысты көтеруге ұқсайды. Мұндай күшейткіштің негізінде EDFA технологиясы жатыр. Сигнал кодсыздандырылмайды, тек оның амплитудасы артады.
EDFA негізінде желіде күшті жоғалту оптикалық күшейту арқылы өтеді (сурет 2.6). Регенраттардан ерекшелігі, мұндай мөлдір күшейткіштер сигналдың биттік жылдамдығына тіркелмеген. Бұл өз кезегінде ақпаратты өте үлкен жылдамдықта беруге және өткізу қабілетін басқа да шектеу қоятын факторлар қосылмағанша (яғни, хроматикалық дисперсия және поляризацияланған модолық дисперсия) үлкейте беруге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, EDFA күшейткіштері көп арналы WDM-сигналының өткізу сиымдылығына тағы бір өлшем қосып көтеруге мүмкіндігі бар [7].
а) регенерациялық қайталамалардың каскадасы;
б) EDFA оптикалық күшейткіштерінің каскадасы.
Сурет 2.6 ЕDFА негізіндегі байланыстың оптикалық жүйесі
Сурет 2.7-де EDFA күшейткіштерінің сызбалық көрінісі көрсетілген. 1 550 нм болатын толқын ұзындығындағы әлсіздендірілген сигналдар EDFA кірісіне түседі. Сигналдың қоспалы эрбием арқылы опто талшықтың аумағынан өту мүмкігдігіне қарай, қысқа толқыннан келетін энергия (980 нм) пайдалы сигналдың күшеюін қамтамасыз етеді.
Сурет 2.7 Талшықты оптикалық қоспалы эрбием күшейткіші
EDFA күшейткіші WDMDWDM технологиясын жасауға күшті әсер етті. Біріншіден, аумақтың барлық WDM спектральды бөлінгішетіріндегі қысқа интервалдар арқылы орналасқан сигналдарды қолдануды қажет етпейді. Қазіргі заманғы WDM-желілеріндегі EDFA күшейткіштерінің ара қашықтығы 120 км-дей болады. Сигнал өзінің бірігуіне дейін-ақ 8 күшейткішке көтеріле алады, сондықтан, EDFA күшейткішін қолданған кезде регенераторлардың ара қашықтығы 1 000 км-ге дейін улкейеді.
Талшықтағы қоспалы EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier) эрби күшейткіші соңғы жылдары телекоммуникация өнеркәсібінде революция жасады. EDFA күшейткіштері оптикалық сигналдарды күшейтуге тікелей әсер етеді. Олар электр сигналына айналады және керісінше, сонымен қатар шуыл деңгейі төмен, ал толқынның жұмыс диапазоны мөлдір кварцтық оптикалық толқынның терезесіне сәйкес келеді. WDM жүйесі негізінде салынған дәл осындай сапасы бар байланыс желілері күшейткіштерінің пайда болуы экономикалық тартымды бола бастады [7].
EDFA күшейткіштері желілік хаттамаға тәуелсіз болғандықтан оларды әр түрлі құрылғыларға қоса беруге болады - АТМ коммутаторына немесе ІР хаттамасының құрамдастарына. Себебі олар бір-біріне кедергі келтірмейді.
Осындай икемділік - оларды WDM жүйесінде қолданудың бірбен-бір артықшылығы.
Осыған қоса, EDFA күшейткіштерін қолданған кезде олардың әр текті спектральды күшейткішін және шуылын ескерге жөн, яғни ASE (Amplified Spontaneous Emission) игерусіз эмиссия күшейткішін қосу арқылы. EDFA күшейткіші бар желілердің көптеген артықшылықтары бар. Мұндай желілердің өткізу қасиетін оның қажеттілігіне қарай қосымша жаңа арналар қосу арқылы тиімді және аз-аздап арттыруға болады. EDFA күшейткішін қолдану, сигналды электронды құрамдастармен өңдеу желілердің бастапқы (ақпарат желіге алғаш рет түседі) және соңғы (ақпарат соңғы алушыға жетеді) нүктелерінде жүретін толықтай оптикалық желілерді жасауға мүмкіндік береді. OC-48 (STM-16) деңгейіндегі әр бір байланыс желісі WDM жүйесінде жекелей толқын ұзындығында жекелей арна ретінде өңделеді. Осының нәтижесінде қолданыстағы желілік құрылғылардың көп бөлігі WDM жүйесінің құрамына кіреді. Сондықтан WDM жүйесіне іске енгізудің бастапқы бағасы едәуір төмен.
Қолдану тәсіліне қарай EDFA классификациясы
Қолдануына байланысты күшейткіштер алдын ала күшейткіштер, желілік күшейткіштер және қуатты күшейткіштер болып бөлінеді. Оптикалық күшейткіштер қиындарына алмастырғыш ретінде және қымбат когерентті оптикалық қабылдағыштарда қолданылады.
Желілік күшейткіштер регенераторлар арасында аралық нүктелерде немесе оптикалық тарамдарда сигналды әлсіздендіру мақсатында орналастырылады. Олар оптикалық талшықтарда немесе оптикалық тарамдарда, WDM мультиплексорларында пайда болады. Желілік күшейткіштер опто электрлік қайталағыштарды және регенераттарды сигналды дәл тура қалпына келтіру қажет болмаған кезде ауыстырады [8].34
4.6 Оптикалық талшық
4.6.1 Стандартты талшық
Кабельде орналасқан оптикалық талшық, оптикалық талшықты желінің
Маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Үлкен ұзақтылықта яғни байланыс сызғында кеңінен қолданыла бастаған бірінші талшық бұл однодомовые талшықтар яғни бүктелу сатысындағы көрсеткіштер және толқындық ұзындығы 1310 нм (G.652 ITU классификацииясы бойынша) нөлдік шашырау болып келеді. Деректердің алмасу жылдамдығы және WDM технологиясының пайда болуының үлкен көлемде өсуіне қарамастан, орналасқан кабельдің өткізгіштік қабілетін бірнеше рет өсіруге мүмкіндік береді, яғни кабель төсемінің жиілігі дүние жүзінде төмендемейді.
Дегенмен, G.652 қалыпты талшық нөлдік хроматикада шашырау толқындық ұзындығы 1310 нм болып табылады және оның шашырауы толқындық ұзындығы 1550 нм яғни (18 пснм*км) біршама жоғары. Бір көзбен қарағанда, бұл EDFA (1550 нм аймағы) жұмыс көлемінде үйлесімсіз. Бірақ , соңғы көрсеткіштердің зерттеулері бойынша, WDM байланыс алмасу арнасы G.652 бойынша, бір қалыпты жылдамдықта ешқандай сигналдың сапасын жоғалтпай бөліп шыға алады. Көптеген жағдайда, осындай жетістіктер жоғары шашырауы 1550 нм толқын ұзындығы арнайы талшық кескіні немесе басқа да шашырау құрылғысының компенсациялау негізінде жүзеге асады. А-DF(ZN)2Y шоғырсымы 2.3-кестеде көрсетілген.
Кесте 2.3.
А-DF(ZN)2Y шоғырсымының параметрі
Параметрлер
Мөлшері
Модолық алаңдағы дақтың диаметрі
10.5мкм +- 1 мкм
Жабылған талшықтың диаметрі
125мкм +- 2 мкм
n 1 топтық коэффициентінің тиімділігі
1.4675
Сандық апертура
0.13
Толқынның сыни ұзындығы
= 1250 нм
Сөну
0.22 дБкм
Дисперсия
= 3.5 пснм ::км
Толқын ұзындығы
1555 нм
Сурет 2.8 ОКЛ типті оптикалық шоғырсымның құрылысы
Сурет 2.8-де келесі белгілеулер көрсетілген:
1. Полимерлік құбырда, барлық ұзындығы бойынша тиксотропты гелмен толтырылған, оптикалық талшық кеңінен орналасқан.
2. Орталық күш элементі (ОКЭ), айналасы оптикалық модульмен оратылған диэлектрлі шыны тәрізді шыбық (ПЭ аймағындағы болат тәріздес арқан).
3. Арқандар (қажет жағдайда) - сызбаның тұрақтылығын қамтамасыз ететін біріңғай ПЭ өзегі
4. Белбеулік жекелеу - қиыршықтың жоғары бөлігінде орналасқан, лавсанды таспа.
5. Сутепкіштік гель - барлық ұзындығы бойынша қиыршықтың қуытарын толтырады.
6. Күш элементін яғни, жіп тәріздес жоғары иілгіштік модульмен орау.
7. Күрделі қоспалардан алынған өте берік, иілімді полимерден орындалған сырқы қабат.
ОКЛ сымы келесі сипаттамаларға ие:
1. Механикалық
- Н см-ден аспайтын созылмалы жүктеме ... ... ... ... ... ... ... ... ..2700
- Н10 см-ден аспайтын езгілеу жуктеме ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3000
- монтаж кезіндегі майысу радиусы(эксплуатациясы), мм ... ... 196(147)
2. Шоғырсым диаметрі, мм ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz