Талшықты оптикалық байланыс


КІРІСПЕ
1 Жоба маңыздылығын айқындайтын жалпы ақпарат
1.1 Жобаның маңыздылығы мен қажеттілігі
1.2 Дипломдық жұмыстың мақсаты
1.3 ТОБЖ желісінің негізгі артықшылықтары
1.4 ТОБЖ артықшылықтары
1.5 Оптикалық кабель түрін таңдау
1.6 ТОБЖ құру, салу және эксплутациялау
2 АНАЛИТИКАЛЫҚ ТАЛДАУ ЖӘНЕ ЖОБА ШЕШІМІ
2.1 Қазақстан Республикасының телекоммуникация жүйесі
2.2 Астана.Көкшетау арасында DWDM технологиясын қолданып ТОБЖ жүйесін құру
2.3 Талшықты оптикалық байланыс каналының өткізгіштік қабілетін жоғарлату
2.3.1. Уақыт бойынша мультиплексірлеу тәсілі (TDM)
2.3.2. Жиілік бойынша мультиплексірлеу тәсілі (FDM)
2.3.3. Поляризация арқылы мультиплексірлеу (PDM)
2.3.4. Көптолқынды мультиплексірлеу (WDM)
2.4 DWDM және STM.16 технологияларының жұмыс істеу принциптері
2.4.1 Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM)
2.4.2 Synchronous Transport Module (STM.16)
3 Техникалық есептеу бөлімі
3.1 Арналардың қажетті өткізу қабілетінің есебі
3.2 Талшық параметрлерін есептеу
3.3 Регенерациялық аймақтың ұзындығын есептеу
3.4 Жүйенің сенімділігі
4 Экономикалық бөлім
4.1 Инвестициялық жобаның ұйымдастырылуы және жалпы ақпарат
4.2 ТОБЖ.ның дүниежүзілік телекоммуникациядағы даму қарқыны
4.3 Инвестициялық жобаның тиімділігіне экономикалық баға беру
Барлық экономикалық өзгертулердің мақсаты адам өміріне қамқорлық жасау болып табылады. Соның ішінде қызмет көрсету сферасы маңызды рөл атқарады. Сонымен қатар қызмет көрсету сферасының дамуы мынандай көрсеткіштерге байланысты: мемлекет экономикасының даму потенциалы, жалпы экономикалық өзгертулерге нарықтың белсенді әсері. Қазақстан Республикасы экономикалық дамудың маңызды кезеңінде, яғни бұл кезде қоғамдағы жалпы процестері қызмет көрсету процестерінің дамуынсыз мүмкін емес.
Қоғамдық құрылымды реформалаудағы динамикалық экономикалық және әлеуметтік процестер, нарықтың құрылымындағы негізгі шаруашылықта болып жатқан радикалды қадамдар Қазақстан Республикасының өндірістік инфраструктурасында керекті өзгертулер қажет етеді, соның ішінде қызмет көрсету нарығына көп көңіл бөліну керек.
Қазіргі таңда байланыс жолдарының және телекоммуникациялық жүйелерді кең пайдалануы маңызды мәселе. Дүниежүзілік тәжірибеге қарасақ, телекоммуникациялық жүйелердің қарқынды дамуы экономиканың жалпы динамикалы дамуына әсер етеді. Қазақстанда әлемдік экономикаға белсенді интеграциялануда, сондықтан байланыс пен информатиканың дамуына және оларға жаңа технологияларды енгіздіруге үлкен көңіл бөледі.
Информациялық алмасу көлемі қоғам дамуының деңгейін көрсетеді. Электробайланыс – бұл халықтың, мемлекеттік басқару орындарының, өндірістердің, ауыл шаруашылықтарының, мемлекеттік қорғаныс бөлімдерінің және байланыстағы күзеттердің қажеттіліктерін қанағаттандыратын мемлекеттік инфраструктураның бөлігі.
Дипломдық жұмыстың мақсаты – Астана және Көкшетау магистралінде талшықты оптикалық байланыс жүйесін (ТОБЖ) құрудағы экономикалық тиімділікті бағалау.
Опто-талшықты кабельдердің пайда болуымен цифрлық жүйелерде ақпаратты жоғарғы жылдамдықта жіберуге және регенерациялық пункттерді 100 км-ден ұзартуға қол жеткізілді, сондықтан бұл тақырыптың өзектілігін көрсетеді. ТОБЖ арқылы байланыстың өнімділігі жоғарылайды, металлдық кабельдермен салыстырсақ бұл көрсеткіш 100-ге дейін барады, яғни экономикалық тиімділіктің жоғары екенін көрсетеді. Ұшқыш аппараттар, жүзу қайықтар және басқада мобильді құрылысында опто-талшықты кабельді қолдануда, себебі жеңіл, кіші көлемді болуы, өртенбеуі жағдайды оңайлатты.
ТОБЖ-ның қолдану орталары өте кең – қалалық жүйелерде, ауылдық байланыста, борттық комплекстерден (самолеттер, ракеталар, кемелер) бастап алыс қашықтыққа тарайтын жоғарғы сыйымдылықты байланыс жүйелеріне дейін. Көп жақты мақсатқа арналған бірыңғай интегралды жүйелер ТОБЖ базасында күннен күнге дейін дамып жатыр. Кабельді теледидар жүйелерінде опто-талшықты кабельді қолданудың болашағы өте жоғары.

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Көлемі: 73 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 1300 теңге




КІРІСПЕ

Барлық экономикалық өзгертулердің мақсаты адам өміріне қамқорлық жасау
болып табылады. Соның ішінде қызмет көрсету сферасы маңызды рөл
атқарады. Сонымен қатар қызмет көрсету сферасының дамуы мынандай
көрсеткіштерге байланысты: мемлекет экономикасының даму потенциалы, жалпы
экономикалық өзгертулерге нарықтың белсенді әсері. Қазақстан Республикасы
экономикалық дамудың маңызды кезеңінде, яғни бұл кезде қоғамдағы жалпы
процестері қызмет көрсету процестерінің дамуынсыз мүмкін емес.
Қоғамдық құрылымды реформалаудағы динамикалық экономикалық және
әлеуметтік процестер, нарықтың құрылымындағы негізгі шаруашылықта болып
жатқан радикалды қадамдар Қазақстан Республикасының өндірістік
инфраструктурасында керекті өзгертулер қажет етеді, соның ішінде қызмет
көрсету нарығына көп көңіл бөліну керек.
Қазіргі таңда байланыс жолдарының және телекоммуникациялық жүйелерді
кең пайдалануы маңызды мәселе. Дүниежүзілік тәжірибеге қарасақ,
телекоммуникациялық жүйелердің қарқынды дамуы экономиканың жалпы динамикалы
дамуына әсер етеді. Қазақстанда әлемдік экономикаға белсенді
интеграциялануда, сондықтан байланыс пен информатиканың дамуына және
оларға жаңа технологияларды енгіздіруге үлкен көңіл бөледі.
Информациялық алмасу көлемі қоғам дамуының деңгейін көрсетеді.
Электробайланыс – бұл халықтың, мемлекеттік басқару орындарының,
өндірістердің, ауыл шаруашылықтарының, мемлекеттік қорғаныс бөлімдерінің
және байланыстағы күзеттердің қажеттіліктерін қанағаттандыратын мемлекеттік
инфраструктураның бөлігі.
Дипломдық жұмыстың мақсаты – Астана және Көкшетау магистралінде
талшықты оптикалық байланыс жүйесін (ТОБЖ) құрудағы экономикалық
тиімділікті бағалау.
Опто-талшықты кабельдердің пайда болуымен цифрлық жүйелерде ақпаратты
жоғарғы жылдамдықта жіберуге және регенерациялық пункттерді 100 км-ден
ұзартуға қол жеткізілді, сондықтан бұл тақырыптың өзектілігін көрсетеді.
ТОБЖ арқылы байланыстың өнімділігі жоғарылайды, металлдық кабельдермен
салыстырсақ бұл көрсеткіш 100-ге дейін барады, яғни экономикалық
тиімділіктің жоғары екенін көрсетеді. Ұшқыш аппараттар, жүзу қайықтар және
басқада мобильді құрылысында опто-талшықты кабельді қолдануда, себебі
жеңіл, кіші көлемді болуы, өртенбеуі жағдайды оңайлатты.
ТОБЖ-ның қолдану орталары өте кең – қалалық жүйелерде, ауылдық
байланыста, борттық комплекстерден (самолеттер, ракеталар, кемелер) бастап
алыс қашықтыққа тарайтын жоғарғы сыйымдылықты байланыс жүйелеріне дейін.
Көп жақты мақсатқа арналған бірыңғай интегралды жүйелер ТОБЖ базасында
күннен күнге дейін дамып жатыр. Кабельді теледидар жүйелерінде опто-
талшықты кабельді қолданудың болашағы өте жоғары.
1 Жоба маңыздылығын айқындайтын жалпы ақпарат

1.1 Жобаның маңыздылығы мен қажеттілігі

Телекоммуникацияның дамуы экономиканың дамуына байланысты, яғни
неғұрлым экономика деңгейі жоғары болса, соғұрлым телекоммуникация деңгейі
де жоғары болады. Сонымен қатар осы пікірді керіде қолдануға болады.
Телекоммуникацияның өсуі жұмыс орнын көбейтумен қатар экономиканың басқа
салаларының эффективтілігін көтереді. Экономиканың әр түрлі кезеңінде
телекомуникация мен экономиканың салыстырмалы көрсеткіштерінің
тәуілділігіне көңіл аудару қажет.
Қазіргі өркениеттің деңгейі тасымалданатын және өңделетін
информацияның көлемімен анықталады. Теориялық және статистикалық
зерттеулерге қарасақ, тасымалданатын ақпарат көлемінің өсуі жалпы өнім
өсуінің квадратына пропорционалды, сонымен қатар байланыс саласына деген
нақты сұраныс жоспарланған көрсеткіштерден әрдайым асып тұрады. Байланысты
ТОБЖ арқылы цифрлық әдіспен кеңжолақты байланыс жүйесін құру көптеген
қиындықтарды шешеді, олардың көбісі коаксиальді және өрілген қос
кабельдерді пайдаланумен байланысты (байланыс қашықтығының шектілігі,
жиіліктік бұрмалану). Байланыс ұзындығы 500 м жоғары болып, қажетті сапада
видеосигналды тасымалдаса да кеткен шығындарды ақтап шығарады.
Қазақстан - бәсекеге қабілетті және экономикасы тұрақты 50 алдыңғы
қатарлы мемлекеттер тізіміне енуге мақсат қойған қуатты орталық-азия
мемлекеті. Соңғы ЦРУ зерттеуі бойынша Қазақстан ЖҰӨ көлемі бойынша ірі
мемлекеттер арасында 54-ші орын алады.
Қазақстанды Шығыс пен Батыс арасын байланыстыратын ірі транзиттік
коридор ретінде қарастыруға болады. Сонымен қатар, елбасшысының
республикамызды ең мықты 50 мемлекеттер қатарына жеткізу мақсаты еліміздегі
бүкіл телекоммуникация жүйесін жоғарғы стандартқа көтермелеуде. Осы салада
нарықтың және бәсекелестіктің дамуы көрсетілетін қызмет түрлерін кеңейтіп,
сапасын жақсартады. Дұрыс бағалық саясат пен жаңа технологияларды енгізу
арқылы тұтынушылардың талаптарын жоғарылатады. Айта кетерлік жайт, әлемдік
қаржы дағдарысына қарамастан соңғы жарты жылда экономиканың кейбір
секторларында, сонымен қатар телекоммуникация саласында көрсеткіштердің
дамуы байқалған.
Телекоммуникация нарығы - мемлекет экономикасының болашағы зор және
қарқынды дамушы салаларының бірі. Мемлекеттік бағдарламаларды орындау
арқылы, информациялық және техникалық жетістіктерге қол жеткізіп әлемдегі
ең мықты мемлекеттер қатарына кіруге жол ашады. Қазіргі заманғы
технологиялар пайда болуымен, өмір сүруімізді тез арада өзгертуде, адамдар
бейімделіп үлгермей жаңа технологияларға ауысып жатыр. Бүгінгі күнде
адамдардың бір-бірімен араласуында қашықтық еш қандай кедергі болмайды,
туристерге ғарышқа ұшу мүмкіндігі бар, мемлекеттік басқару ашық саясат
жүргізуде, қазір өмірімізді информациялық технологияның дамуымен пайда
болған заттарсыз елестете алмаймыз.
Магистральді желілерде ақпарат тасымалдау жылдамдығы төмен байланыс
жүйесін қолданылуы және опто-талшықтың ескі түрлерінің болуы, сонымен
қатар ақпаратты жоғарғы сапада тасымалдайтын байланыс жүйелеріне деген
сұраныстың өсуі мен техникалық прогресстің жоғарғы темпі тасымалдау тракті
мен нығыздаушы аппаратураларды жаңа технологияларға ауыстыруды міндеттейді.
Байланыс операторлары үшін қымбат жабдықтар мен жоғарғы технологиялық
процесстер сатып алу мен аппаратураны монтаждауды қиындатады. Қазіргі таңда
опто-талшықты кабельдерді пайдалану кең масштабта қолданып жатыр деп толық
айта алмаймыз, көп жүйелерде, магистральдардың кейбір аймақтарында әлі
күнге дейін коаксиальді кабельдер қолданылып жатыр, сол себептен әлі де
мынандай қиыншылықтардан құтылған жокпыз: өткізу жолағының тар болуынан аз
көлемді ақпарат жібере алуы, желі трактінде байланыс сигналының сапасына
әсер ететін сөну көрсеткішінің жоғары болуы және басқа да опто-талшықтан
қалатын көрсеткіштері бар. Тағы да аппаратуралардың қосымша параметрлерін
ұмытпағанымыз жөн, мысалға жабдықтардың алатын ауданы, оның да қосымша
капиталды қажет етеді және одан басқа себептері жеткілікті. Бірнеше жыл
немесе он жылдан астам жұмыс істеген аппаратуралар моральді тұрғыда
ескіреді. Екі индустриялды қалалар арасындағы байланыс желісінің ұзындығы
орташа алғанда 500-ден 1000 км дейін жетеді.
Қазақстан байланыс нарығында жаңа технологиялар енгізулер жүргізуде.
Елімізде 3G технологиясының бірінші желілері, WiMAX пайдаланатын жаңа
операторлар және цифрлы теледидар пайда болып жатыр. Осыған байланысты
магистральді желілерде трафиктің күрт толуы байқалады. Осындай жағдайларда
туындайтын қиындықтарды желінің өткізгіштік қасиетін жоғарылататын Dense
Wavelength Division Multiplexing (DWDM) технологиясы шешіп береді.
DWDM – спектральді мультиплексірлеу технологиясы – мәліметтерді опто-
талшық арқылы жіберудің жаңадан шыққан цифрлық жүйе технологиясы. Ол опто-
талшықты жүйенің өткізгіштік қасиетін кабельдің сыйымдылығын кеңейтусіз-ақ
жоғарлатуға мүмкіндік береді. Көп жылдар бұрын опто-талшықты желілер
салынған кезде, телефонды трафик бойынша тек 10 немесе 100 канал ғана
жасауға болатын еді. Ал қазіргі танда сол кабельдерде талшықтың санын
көбейтпей-ақ DWDM технологиясы арқылы бірнеше он миллиондық каналдық трафик
жасауға болады. Бұл технология талшық ішінде сигналдарды әр түрлі түске
бояйды. Әрбір түс - бұл жаңа канал. Яғни, DWDM цифрлық сигналдарды нығыздап
көптеген информация жібере алады.
DWDM-нің орнатылуымен байланыстың өздік құны өте үлкен шамаға азаяды.
Егер бір дауыстық канал үшін бір жабдықтың өздік құнын санасақ және оған
дейінгі жабдықтың бағасы жаңаның бағасымен тең болған жағдайда ең маңыздысы
ақпарат таратушы каналдардың саны көбейеді. Ал егер байланыс каналының
өздік құнын айтатын болсақ 3-4 есе азаяды. Бұрынғы технологияны сатып
алғындай, тура сондай бағаға DWDM технологиясын сатып алып каналдар санын
көбейтуге мүмкіндік алады.
DWDW технологиясы трафикті өсірумен қатар жүйенің сыйымдылығын
жоғарылатады, сосын жүйенің жұмысын тоқтатпай енгіздіруге болады. Базалық
станция мен коммутация түйіндерінің арасындағы желінің өткізгіштік қасиетін
жоғарлатуға болады. Сонымен қатар, экономикалық маңызы бар, мысалға ұялы
байланыс операторлары каналдардың көптеген сандарын басқа операторлардан
жалға алады, егер өздері DWDM технологиясын қолданса ішкі тордың трафигін
көбейтеді және каналды жалға алудың шығындарын азайтады. Жаңадан мобильді
байланыстың үшінші ұрпағы өмірімізге келуі желінің жоғарғы өткізгіштігін
талап етеді. 3G мобильді байланысының талаптарын тек DWDM-ді SDH, Ethernet
сияқты кең жолақты сымсыз байланыспен қосып шешуге болады.
Бұл технология АҚШ-та кең таралған, себебі опто-талшықты байланыс
жүйесі бұрыннан дамып келе жатыр. Опто-талшықты байланыс желісі бүкіл
әлемде салынған, ең көбісі Еуропада, Азияда кең жасалынған. Сонымен қатар
DWDM технологиясы тек өткізгіштікті көтеріп қана коймай, тағы сенімді
технология болғандықтан мультисервистік және мобильді желілерде тіректі
инфраструктураларда қолданылады.
DWDM-ның басқада ATM, IP, ASDL сияқты перспективті жүйелердің
протоколдарымен жұмыс істей алуы байланыс көптеген түрлерінде қолдануға
мүмкіндік береді. [1]

1.2 Дипломдық жұмыстың мақсаты

Қазақстан Республикасының ұлттық байланыс жүйесін модернизациялау мен
дамыту келесі негізгі бағыттарда жүргізіледі:
- байланыстың өткізгіштігін жоғарлататын және жүйенің сенімділігін
күшейтетін ақпарат тарататын жаңа технологияларды енгіздіру,
мемлекеттік органдардың, өндірістердің, организациялардың, бүкіл
елдің қажеттілігін көтеру мақсатында қызмет көрсетудің сапасын
жоғарлату;
- мемлекеттік басқармалардың және өкіметтің арасындағы электронды
документ алмасуына жағдайлар жасалу керек, сонымен телемедицина,
мультимедиа, видео-конференц байланысы, интернет кафе сияқты қызмет
көрсетулердің түрлерін дамыт;
- ақпаратты таратудың әлемдік жүйелеріне шығудың жолдарын кеңейту
керек, сонымен қатар Интернет мүмкіндіктеріне көңіл бөліну керек;
- транспорттық байланыстың протоколдары мен ақпараттық ресурстарды
басқару протоколдарын бір жүйеге келтіру;
- радиожиілікті спектрді рационалды қолдану мақсатында спутниктік
технологияны пайдалануды реттеу, өндірістік-технологиялық байланыс
арқылы ұлттық байланыстың тасымалдаушы каналдарын максималды
қолдануды реттеу.
Қазақстан Республикасының Өкіметінің туризм саласындағы анықтаған ең
маңызды мақсаттардың бірі – Қазақстанды орталықазия регионының туризм
орталығына айналдыру. Жобамыздағы Ақмола облысы еліміздің туризм саласында
ең маңызды орын алады, Боровое жерінің табиғаты әлемге танымал. Яғни
мемлекеттік бағдарламамен осы өңірдің телекоммуникация жүйесін әлемдік
деңгейде дамыту керек.
Мемлекеттік бағдарлама елімізде жоғарғы эффективті және бәсекелестікке
қабілетті туристік индустрияны жасауға мүмкіндік береді, сонымен
экономиканың аралас салаларын дамытады. Ол туризмді дамытудағы мемлекеттік
политиканың стратегиясын, негізгі бағыттарын, приоритеттерін, мақсаттарын
және механизмін анықтайды және туризмнің даму инфраструктурасының негізгі
аспектілерін, мемлекеттік қадағалаудың эффективті механизмін құруды және
осы саланың көтерілуін қамтиды. Көкшетау қаласындай рекреационды салалық
шаруашылығы бар жерлер туристік потенциалды күшейтеді, мемлекетіміздің
мықты туризмдік имиджін қалыптастыруға үлкен үлесін қосады.
Елімізде жоғарғы сапалы және бәсекелестікке қабілетті туристік
комплекстарының қызмет көрсетулеріне әр түрлі туристік қызметтерде
қазақстандық және шетел азаматтарының талаптарын толық қанағаттандыруға кең
мүмкіншіліктер беретін жағдайлар жасалынып жатыр. Ұлттық туристік өнімінің
сапа стандарттары жасалынған және қабылданған. Туризм инфраструктурасының
дамуына және инвестициялық климаттың жақсаруына мынандай әрекеттер орындау
керек:
- электр байланыс сызықтарын жүргізу;
- су жүйелерін салу және дамыту;
- телефонды сызықтарда қайта салулар мен модернизация жасау;
- транспортық жолдарды салу және реконструкция жасау керек.
Жаңа ақпараттық технологияларды енгіздіру Қазақстанның туристтік
мүмкіншіліктері туралы барлық керекті ақпараттарды ұсына алуға мүмкіндік
береді. Яғни республикамызда туризмнің дамуына барлық жағдайлар жасалынады.
Енді Ақмола облысында телекоммуникация жүйесін дамыту үшін келесі іс-
шаралар жасалыну керек:
а) участіктегі байланыс жағдайына талдау
жасалынып оны модернизациялаудың біраз жолдарын табу;
б) байланысты тасымалдаушы аппаратты таңдап, оның мінездемелері
көрсетілу;
в) оптикалық талшықтың моделін және мінездемесі көрсетілу;
г) оптокалық талшықтың дисперсиялық қасиеттерін және
сигналдың өшуін есептеп, регенерациондық участоктің санын анықтау;
д) байланыс желісні автоматты басқару жүйесін таңдау;
е) еңбек қауіпсіздігіне талдау жасау;
ж) жобаның экономикалық көрсеткіштерін есептеу.

1.3 ТОБЖ желісінің негізгі артықшылықтары

Опто-талшықты байланыс жүйесі – бұл ақпараттық желі, опто-талшықты
желілер байланысушы элементтердің түйіндерін қосушы. ТОБЖ технологиясы тек
қана талшықты оптиканы ғана қарастырмайды, сонымен қатар электронды
таратушы құрылғыларды, оларды стандарттауды, тарату протоколдарын, желі
топологиясын және желіні құрастыруларды қарастырады.
Бұл технологияның негізі 1958 жылы салынды. Ал 1980 жылы
лабораториялық мақсатта спектралды нығыздауды (Wavelength Division
Multiplexing, WDM) қолдана бастады. Одан бес жылдан кейін AT&T компаниясы
спектралды тығыз нығыздауды (Dense Wavelength Division Multiplexing, DWDM)
ойлап шығарды, ол кезде бір талшықта сигналды он каналда жіберуге қол
жеткізілді [2].
Оптикалық байланыс жүйесі – бұл ақпаратты тасымалдау үшін жарық
сәулесін қолданатын жүйе. Өткізгіш орта ретінде ауа да болуы мүмкін,
сонымен қатар оптикалық талшықта бола алады. Бұл процесс қалай жүреді?
Кәдімгі жарық сәулесі әр түрлі сәуледен тұратындай, DWDM технологиясы жарық
ағынын әр түрлі ұзындыққы бөліп тастайды.

Сурет 1.1 Жарық ағынының оптикалық талшықта таралуы

Яғни бір талшық арқылы арқылы мыңнан аса стандарттық каналдар құруға
болады. Себебі DWDM мультиплексоры ұзындығы әр түрлі максималды 160 толқын
жасай алады. DWDM-нің приципиалды схемасы қарапайым. Бір талшық ішінде
біренеше оптикалық каналадар жасау үшін SDH сигналдарын әр түрлі “түске
бояйды”, бұл процесс 1.1-ші суретте көрсетілген. “Боялған түстер”
мультиплексор арқылы араласып оптикалық желі арқылы жіберіледі. Соңғы
пункте кері процесс жүргізіледі, яғни “боялған түстердің” SDH сигналдары
топтық сигналдардан ажыратылып, тұтынушыларға жіберіледі. Демультиплексор
жұмысы 1.2-ші суретте айқындалады.
ТОБЖ-ның қолдану орталары өте кең – қалалық жүйелерде, ауылдық
байланыста, борттық комплекстерден (самолеттер, ракеталар, кемелер) бастап
алыс қашықтыққа тарайтын жоғарғы сыйымдылықты байланыс жүйелеріне дейін.
Көп жақты мақсатқа арналған бірыңғай интегралды жүйелер ТОБЖ базасында
күннен күнге дейін дамып жатыр. Кабельді теледидар жүйелерінде опто-
талшықты кабельді қолданудың болашағы өте жоғары, оның арқасында сапалы
бейнелеорді жіберу мүмкіндігі туады [3].

Сурет 1.2 Сигналды қабылдап, толқын түрлерін ажырату

Көпканалды ТОБЖ мемлекеттердің магистральді және зоналық желілерінде,
қалалық телефондық станциялардың байланыстырушы желілерінің құрылғыларында
көптеп қолданылады, себебі бір опто-талшық ішінде көп ақпараттық
сигналдарды толқынның әр түрлі ұзындықтарында жіберуге болады, жалпы
айтқанда оптикалық кабель арқылы үлкен көлемді ақпарат жіберуге болады.
Әсіресе суастылық оптикалық магистральдердің эффективтілігі өте жоғары.
Ақпаратты таратудың физикалық принципіне байланысты ТОБЖ-да таратудың
цифрлық жүйесі қолданылады.
Опто-талшықты кабельдің негізінде әр түрлі топологияда локальді
есептегіш желілер құрылады. Мұндай желілердің арқасында есептегіш
орталықтарды біріктіретін жоғарғы өткізгіштік қасиеті бар ақпараттық жүйе
құруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар жүйенің байланыс сапасы жоғары
болады және ақпаратты заңсыз ұрлаудан қорғалған болады.

1.4 ТОБЖ артықшылықтары

Ақпаратты ТОБЖ арқылы таратудың мыс кабельдермен салыстырғанда
көптеген артықшылықтары бар. ТОБЖ-ның ақпараттық желілерге қарқынды
енгізілуінің себебі артықшылықтары шығатын оптикалық талшықта сигналдың
таралуында, негізгі артықшылықтары:
а) Кең жолақты өткізгіштігі болуы, тасымалдаушы жиіліктің жоғарлы-
ғында 1014Гц. Мұндай қасиет бір оптикалық талшық арқылы секундына терабит
ақпарат жіберудің потенциалды мүмкіншілігін береді. Оптикалық талшықтың
өткізгіштігінің жоғары болуы - мыс немесе басқа тарату орталарымен
салыстырғандағы ең маңызды артықшылықтарының бірі. Кәдімгі опто-талшық
кабелінің түрлері 1.3-ші суретте көрсетілген.

Cурет 1.3 Оптикалық талшықты кабельдердің түрлері

б) Талшықтағы жарық сигналының аз өшулігі. Қазіргі таңда шығарылып
жатқан отандық немесе шетелдік өндірушілердің өндірістік оптикалық
талшықтарының өшу коэффициенттері 1 км қашықтықта толқын ұзындығы 1,55 мкм
болғанда 0,2-0,3 дБ көрсетеді. Аз өшуліктің және үлкен емес дисперсияның
арқасында ретрансляциялық аймағы 100 км немесе одан да жоғары болатын
байланыс жүйесін құруға болады.
в) Оптикалық талшықта шуыл деңгейінің төмен болуы код артықшылығы аз
болып келетін әр қалай модуляцияланған сигналдарды жіберу арқылы өткізу
жолағын кеңейтуге мүмкіндік береді.
г) Бөгеттерден жоғары қорғаныштылығы. Оптикалық талшық диэлектрлі
материалдан жасалғандықтан, оптикалық кабельге жан-жақтағы мыс кабельді
жүйелерінің және электромагниттік сәулелену жасай алатын электр
құрылғыларының ешқандай кері әсері болмайды. Көп парлы мыс кабельдерінің
қиылысқан жерлерінде кездесетін электромагниттік сәулелену оптикалық
кабельде кездеспейді.
е) Аз салмақты және аз көлемді. Өткізгіштіктері бірдей болатындай мыс
кабельдерінің көлемі оптикалық кабельдің көлемінен әлде-қайда асып түседі,
яғни салыстырмалы түрде оптикалық кабельдің салмағы мен көлемі өте аз болып
келеді. Мысалға, диаметрі 7,5 см 900-парлы телефон кабелін 0,1 см-лік бір
оптикалық талшықпен алмастыруға болады. Егерде осы оптикалық талшықты
“киіндіретін” болса, яғни қорғайтын қабықпен және болатты лентамен
қаптайтын болса диаметрі 1,5 см-ге дейін жетеді, бұл қарастырылып отырған
телефон кабелінен бірнеше есе кіші.
д) Ақпаратпен заңсыз иемденуден мықты қорғанысы. Опто-талшықты ка-
бельде радиодиапазондағы сәулелер қолданылмағандықтан жүйені бұзбайынша
тасымалданушы ақпаратты тыңдау өте қиын. Оптикалық желі байланысының
үздіксіз жұмыс істеуін қадағалау жүйесі талшықтың жоғарғы сезімталдық
қасиетінің арқасында бұзылған байланыс каналын сол мезетте өшіріп, үрейлі
сигналды қосады (1.4-ші суретті қара) [4].

Сурет 1.4 ТОБЖ-дағы мониторингтік жүйенің схемасы

ж) Желі элементтерінің гальваникалық шешімділігі. Бұл артықшылығы-ның
болуы оптикалық талшықтың изоляциялық қасиетінің болуы. Оптикалық талшық
желіде кездесетін электрлік жерлеу ілмектерінен құтылуға мүмкіндік береді,
мұндай жағдайлар изоляцияланбаған есептегіш жүйелердегі ғимараттардың әр
түрлі нүктелерінде жерленген мыс кабельдермен байланысқан екі желілік
құрылғыларда кездеседі. Сонымен қатар желілік құрылғыларға зиян келтіретін
потенциалдар айырмашылығы пайда болуы мүмкін. Ал оптикалық талшық үшін
мұндай проблема жоқ.
з) Жарылыс және өрт қауіпсіздігі. Оптикалық талшықта ұшқын пайда болуы
мүмкін емес болғандықтан, химиялық, мұнайды қайта өндеуші өндірістерде
үлкен қаупі бар технологияларда қолданудың қауіпсізділігін жоғарылатады.
и) Оптикалық талшықтың экономикалық тиімділігі. Мыспен салыстыр-ғанда
оптикалық талшық арзан материалдан жасалынады, себебі оптикалық талшық жер
бетінде кең таралған кварцтан жасалынады, оның негізі - кремний қос тотығы
болып табылады. Қазіргі кезде оптикалық талшық пен мыс кабелі бағаларының
ара-қатынасы 2:5 болып келеді. Сонымен қатар оптикалық талшықты кабель
сигналды ұзақ қашықтықтарға ретрансляциясыз тасымалдауға мүмкіндік береді.
Алыс қашықтықты желілерде қайталауыш санын азайтырады. Егер солитонды
жүйелерді қолданса регенерациялық аймақтарды 4000 км-ге дейін ұзартуға
болады.
к) Эксплутация уақытының ұзақтығы. Уақыт келе талшық деградацияға
ұшырай бастайды, яғни кабельдің өшу коэффициенті өсе бастайды. Бірақта
оптикалық талшықты жасайтын жаңа мықты технологиялардың арқасында бұл
процесстер кәдімгідей азаяды. Бұл уақыт ішінде қабылдау-тасымалдаушы
жүйелерінде көптеген жаңалықтар пайда болады.
л) Алысталған электр қорек көзінің болуы. Кейбір жағдайларда ақпарат-
тық жүйелерге алыстатылған электр қорек көзі қажет болады. Ал оптикалық
талшық мұндай рөл атқара алмайды. Бірақ осындай қажеттіліктерде аралас
кабель қолданылады, яғни оптикалық талшықпен қатар кабельге өткізгіш мыс
элементімен жабдықталады [8].

1.5 Оптикалық кабель түрін таңдау

Сыну көрсеткіші жоғары болатын оптикалық талшықтың өзекшесі сыну
көрсеткіші өте аз қабықпен қапталған. Осы айырмашылықтың арқасында негізгі
жарықтық ағын өзекшенің ішінде толық шағылып, өзекше бойымен таралады.
Оптикалық талшықтың екі түрі бар: бірмодалы және көпмодалы.
Бірмодалы талшықтың көбінесе диаметрі 8 микрондай болады және талшық
бойымен тек бір мода ғана тарайды. Соған байланысты мода аралық дисперсия
болмайды, бірақ ішкі модалық дисперсия сияқты екінші реттік құбылыстар
өткізгіштік жолағын шектейді. Өткізгіштік жолағының кең және өшу
көрсеткішінің төмен болуына байланысты бірмодалық талшықтың ірі
телекоммуникациялық жүйелерде қолданылуы өте тиімдірек келеді. Бірақ
талшыққа сандық апертуралары аз болып келетін жарық сәулелерін енгіздіру
үшін мықты лазерлік жүйелерді қолданудың қымбат болуы локальді жүйелерде
қолданылуын шектейді.
Көпмодалы талшық өзегінің диаметрі үлкенірек болады, көбінесе 50 және
62,5 микроннан көп болады және бір уақытта көп мода жібере алады. Қазіргі
заманғы градиенттік көпмодалы талшықтардың оптикалық өзекшелері күрделі
болып жасалынады, яғни өзекшесінің өшу коэффициенті орталық осьте жоғары,
ал сыртына жақындаған сайын төмендейді. Өзекшесінің үлкен диаметрі аяқталу
процесін жеңілдететін болғандықтан локальді жүйелерде және ғимараттардың
ішінде көптеп қолданылады. Сонымен қатар көпмодалы талшықтар үшін жарық
көзі ретінде сандық апертуралары жоғары болатын светодиодтарды қолдануға
болады. Кейбір факторларға байланысты көпмодалы талшықтардың өткізгіштік
жолағы дисперсиямен шектелген болып келеді, сонымен қатар талшықтан өту
барысында цифрлық сигналдың импульс ені кеңейе береді.[11]
Осы участкідегі ТОБЖ-нің даму перспективасын ескере отырып, =1550
нм толқын ұзындығында жұмыс істейтін, ақпаратты тарату жылдамдығы 2488,320
Мбитс болатын, бірмодалы талшықты және сатылы дисперсиясы бар SIECOR
фирмасының G.653A маркалы 12-талшықты кабелі болып табылады (1.5-ші
суретті қара). Бұл кабел маркасының құрылымы мен параметрлері төмендегі
келтірілген: [23]
- талшық сызбасы 1 + 1 болатын DWDM жүйелерінде қолданылады;
- 1-12 бірмодалы талшықтар;
- толқынның жұмыс ұзындығы 1550 нм;
- металликалық емес орталық элемент;
- SZ типті есілуі бар оптикалық модульдер;
- оптикалық модульдер гидрофобты материалмен толтырылған;
- сыртқы қабықша полиэтиленнен жасалған;
- кабель толығымен диэлектрлік;
- кабельдік канализацияда төсеу үшін жарамды.

Сурет 1.5 SIECOR фирмасының G.653A кабелінің құрамдас бөліктері

Кесте 1.1 G.653A типті кабелдің оптикалық сипаттамалары

Көрсеткіштері Мәндері
Модалық дағының диаметрі (1550 нм), нм 7,8...8,5 ± 0,8
Қабығының диаметрі, мкм 125 ±1
Максималды эксцентриситет, мкм 0,8
Жабынның дөңгелек еместігі, % 2,0
Талшықты кескен кездегі толқынның максималды 1270
ұзындығы, мкм
Макромайысудың максималды сыну көрсеткіші (1550 нм),0,5
дБ.
Жарылуды тексерудің максималды қысымы, ГПа 0,69
Нөлдік дисперсиядағы толқын ұзындығы, мкм 1500 – 1600
Хроматикалық дисперсияның максималды коэффициенті, 3,5
с(нм × км)
Өшулік коэффициенті, дБкм, 0,22
Максималды коэффициент PMD, псÖкм 0,55

1.6 ТОБЖ құру, салу және эксплутациялау

Ғимарат ішінде опто-талшықты байланыс желісін құру үшін екі талшықты
оптикалық кабель қолданылады. Ыңғайына қарай кабельді пол астына труба
арқылы немесе қабырға бойымен декоротивті қорабтардың ішімен жүргізуге
болады. Кабельді жүргізгеннен кейін соңдарын коннекторлармен жалғау керек,
магистральдік кабель 1.6-шы суретте көрсетілген.
Ғимараттардың арасындағы оптикалық байланыс желілерін кабельдерді
коммуникация құдықтарынан өткізіп немесе оптикалық кабельді екі тірекке ілу
арқылы құруға болады. Мұндай жағдайда қалың көпталшықты кабельді оптикалық
трансиверге қосылуын жабдықтау керек. Ол үшін кабель соңдарын бөліп қосатын
кабельдік муфталар қолданылу керек, талшықты идентификациялау және
таңдалынған трансиверлерге байланысты талшықтың соңын коннекторлармен қосу
керек. Мұндай жұмыстар бірнеше әдістермен жасалынады.

Сурет 1.6 Оптикалық талшықты кабельдің жұмыстық ұзындығы

Опто-талшықты кабельдерді оптикалық трансиверлермен қосудың басқада
әдістері бар. Ал практикада "Бителеком" компаниясының мамандары үшінші
әдісті қолданады, себебі экономды, сенімді және розетка мен коннекторды
қолданудың арқасында қосу кезінде өте аз оптикалық жоғалтулар болады.
Сонымен қатар қолданушылар үшін өте ыңғайлы
Оптикалық кросс-коннектордың қажеттілігін ерекше айта кеткен жөн, бұл
құрылғы қабырғаға немесе кез-келген вертикальді бетке орналастыруға
арналған. АМП фирмасының оптикалық кроссы SC, FC немесе ST типті портардың
6-дан 64-ке дейін сыйдырта алады.Кросс ішінде порттардың әр түрлі
типтерінен комбинация жасауғада болады. [7]

Кесте 1.2 КОРЛИНК аппаратының сипаттамалары

Көрсеткіштері Мәндері
Қосымша пайда болатын өшулік 0,1dB
Қайта шағылысу – 55dB
Жұмыс температурасы – 40 до 80° С
Габариттік өлшемдері - 51х7,6х3,3mm
Қосудың қайталау циклдерінің саны 10
Дәнекерлеу уақыты 30 с

Оптикалық талшықтарды механикалық қосқыш КОРЛИНК опто-талшықты
желілерді шапшаң жөндеуге арналған. Сонымен қатар стационарлы немесе дала
жағдайында да оптикалық кабельді ұзартуға болады, оптикалық талшықты
тестілеуге де болады. КОРЛИНК диаметрлері 125 мкм болатын бірмодалы және
көпмодалы талшықтарды механикалық ұзартуға арналған. Ол аз шығындармен және
аз уақыттың ішінде оптикалық талшықты бірнеше рет қосуға мүмкіндік береді.
Буферлік жабулығының диаметрлері 250мкм және 900мкм аралығында болатын
кабельдерді қосуға болады. Корпусының мөлдір болуы монтаждау процесін
көрнекі түрде қадағалауға мүмкіндік береді. Одан басқа аз шығынды болу үшін
талшықты нақты орналастырудың мүмкіншідігі бар. Корлинк сипаттамалары 2
кестеде көрсетілген.
Қарапайым және экономды монтаждау технологиясы, габариттерінің кіші
болуы, бірмодалы және көпмодалы талшықтарды тез және сенімді қосуы, көп
қолданылуы, аз шығындалуы – ең негізгі артықшылықтары.
Талшықтарды тез байланыстыру үшін 3М фирмасымен арнайы жасалған
механикалық сплайстар (splice) қолданылады ( 1.7-ші суретті қара). Бұл
көлемі 40x7x4 мм болып келетін пластикалық құрылғы. Корпус пен қалпақшадан
тұрады. Корпус ішінде арнайы науа бар, соның екі жағанан байланысатын
талшықтар салынады. Сол мезетте құлпы рөлін атқаратын қалпақ кигізіледі.
Сплайстың ерекше конструкциясы талшықты мықтылап орталықтандырады. Қосылу
жерінде шығындары ~ 0.1 dB болатын герметикалық және сапалы байланысқа қол
жеткізіледі.

Cурет 1.7 Механикалық сплайс
Мұндай сплайстар оптикалық желіні тез жүндегенде өте ыңғайлы.
Дайындалған талшықтарды байланыстыру уақыты 30 секундтан аспайды. Монтаждау
процессі клейді немесе арнайы құрылғыны керек етпейді, яғни қиын жерлерде
қолдану өте ыңғайлы, мысалы құдық ішіндегі монтаждауда.
"Бителеком" компаниясы опто-талшықты байланыс желілерінің монтаждау
жұмыстарын Fujikura FSM-11S сваркалық құрылғымен жүргізеді. Бұл аппарат
кез-келген типті талшықты қолдық немесе автоматты режимдерде күйдіріп қоса
алады, күйдіру алдында тестілейді, жұмыстың оптималды параметрлерін
анықтайды, күйдіру алдында талшық қабығының сапасын анықтайды, талшықтың
қосылу орнындағы шығындарды есептейді, егер мүмкін болған жағдайда
күйдіруді қайта жасайдың бұйрығын береді. Одан басқа аппарат сварка аймағын
арнайы гильзамен қорғайды және сваркалық қосылудың беріктігін тексереді.
Бірмодалы және көпмодалы талшықтарды 0.01dB шығынмен сваркілейді, бұл өте
жаксы нәтиже. Сварканың сапасын бағалаудың арнайы жасалған методикасын
ерекше айтып кетуге болады. Сваркалаушы аппараттардың басқа
конструкцияларын қарастыратын болсақ, мысалға BICC, талшық майыстырылады,
сваркіленетін талшықтың майысқан жеріне лазерлік сәуле жіберіледі, сол
арқылы майысу жеріндегі екінші талшықты фотоқабылдағыш арқылы байқайды.
Өлшеудің мұндай әдістерінде талшық шамадан тыс деформацияға ұшырайды, бұл
талшықтың осы жерлерінде жарылулардың пайда болуына алып келеді. [17]
Fujikura FSM-11S өлшеулерді арнайы жасалған алгоритмдер арқылы алынатын
видеоақпараттың негізінде бұзбайтын әдіспен жүргізіледі(1.8-ші суретті
қара).

Cурет 1.8 Fujikura FSM-11S сваркілеуші аппараты

ТОБЖ-ны монтаждау кезіндегі желіні тестілеу оптикалық рефлектометр
көмегімен жасалынады. 7920 Helios моделі – жаңа заманның оптикалық
рефлектометры, ашық архитектура принципіне негізделген. Құрылғыда аралық
өлшемдері бар: мини және үлкен рефлектометр. Өлшеу нәтижелерін өңдеу үшін
MS-DOS форматына арналған дисковод, принтер, электролюминесцентті дисплей
орнатылған. Helios опто-талшықты трассаның кез-келген түріне, жұмыстың
далалық немесе лабораториялық жағдайлардың кез-келгеніне қолданыла береді.
Helios өте жылдам жұмыс істеуімен ерекшеленеді, барлық өлшеулерді
максималды диапазонда 1 минуттан аз уақытта жүргізе алады. Ол өлшеудің
параметрлерін автоматты түрде таңдайды, сонымен қатар параметрлерді
максималды дәл табу үшін оптикалық талшықтың сипаттамаларын ескереді.
Өлшеулерді қолдық, жартылай немесе автоматтық түрде жүргізуге болады.
Барлық нәтижелер график және кесте түрлерінде беріледі. Рефлектометр
арқасында кері шағылысудың алып келетін шығындарын және талшықтың сыну
көрсеткіштерін анықтауға болады.
ТОБЖ құрылысының жаңа технологиялары жоғарғы сапалы телекоммуникация
жүйесін құруға мүмкіндік береді.

2 АНАЛИТИКАЛЫҚ ТАЛДАУ ЖӘНЕ ЖОБА ШЕШІМІ

2.1 Қазақстан Республикасының телекоммуникация жүйесі

“Қазақтелеком” 2008 жылы Ұлттық Ақпараттық Супер Магистральдің негізгі
кольцо құрылысын бітірді.
Аналогтік жабдықтарда байланыстың жаңа қызмет түрлерін енгіздіру
мүмкін болмағандықтан, таралатын ақпарат көлемінің өсуіне байланысты және
байланыс сапасының халықаралық талаптарға сай болуы үшін Ұлттық желіні
модернизациялау қажет болды. 1998 жылы Қазақстан Республикасының 16
облыстық центрлерінде бір-бірімен байланыс желісінің аналогтік түрімен
байланысатын цифрлық қалааралық станциялар орнатылды. Халықаралық байланыс
жүйелерімен тек спутниктік жүйе арқылы және Москвалық бірнеше каналды
пайдалану арқылы байланысты ұйымдастырып отырған.
Қазіргі уақытта Ұлттық Ақпараттық Супер Магистралінда (9 суретті қара)
республиканың облыс центрін, Алматы және Астана қалаларын байланыстыратын
ұзындығы 11500 км болатын опто-талшықты байланыс желісі бар. АО
"Казахтелеком" магистральді желісі қазір мемлекетіміздің жер бойындағы
телекоммуникациялық инфраструктурасының толық тәуелсіздігін
қамтамасыздандырып отыр. Тұтынушылар үшін ұтымдылығы айқын көрінеді,
себебі супермагистральдің құрылуымен халықаралық және қалааралық
байланыстың жоғарғы сапаға ауысуы, сонымен қатар телекоммуникациялық
қызметтердің кең спектрлі болуы. 1997 жылдан бастап 2008 жылға дейін
“Қазақтелеком” ҰАСМ-нің құрылуына барлығы 21,423 млрд тенгелік инвестиция
жасаған.
ҰАСМ-нің салыну схемасы қарастырылған кезде мынандай факторлар
қарастырылды: республиканың географиялық орын, қалааралық цифрлық
байланысты ұйымдастыру, ұлтаралық және қалааралық каналдардың сапасы мен
сенімділігі қамтамасыз ету, көршілес мемлекеттермен байланыс ұйымдастыру.
Қытай шекарасынан бастап Өзбекстан шекарасына дейін Қазақстан жерінен
өтетін Халықаралық Транс-Азия-Европалық опто-талшықты байланыс желісін (ТАЕ
ТОБЖ) 1998 жылы салу – ҰАСМ-нің бастауы болып табылады. Сол жылы Қазақстан
мен Ресейді байланыстыратын ең алғашқы цифрлық байланыс болып табылатын
Петропавловск – Кормиловка ТОБЖ-сы салынды.
2001 жылдың желтоқсанында Шымкент – Кызылорда – Актобе - Атырау –
Ресей шекарасы Батыс ТОБЖ-ның енгіздірілуімен Ресеймен екінші цифрлық
байланыс орнатылды, соның арқасында республика магистраль желілерінің
сенімділігі мен тоқтаусыз жұмыс істеуін қамтамасыз ететін
телекоммуникациялық балама маршрут ұймдастырылды.
2004 жылы Петропавл, Көкшетау, Астана, Павлодар, Семей, Өскемен және
Талдықорған қалаларын байланыстыратын ТОБЖ-ның Шығыс бөлігі іске қосылды.
2005 жылы Каспиаймағының облыстық центрлерінің арасын цифрлық ағынмен
қосатын Макат-Теңгіз-Ақтау ТОБЖ-сі іске асырылды. ҰАСМ-нің соңғы үлкен
сегменті – “Петропавловск - Костанай – Актобе” Солтүстік ТОБЖ-сінің іске
қосылуы еліміздің 14 ірі қалалары мен 116 майда қалаларын, аудан
орталықтары мен ауылдарды бірыңғай цифрлық супермагистраль кольцосына
қосуды бітірді.

Сурет 2.1 Қазақстан Республикасының ҰАСМ сызбасы

Супермагистраль құрылысында әлемдік танымал компаниялардың құралдары
пайдаланылды. ҰАСМ құрылысын өзіміздің отандық компаниялар жасады. Жұмыс
істеген мамандар саны – 300 адам.
2009 жылдың 10 тамызда АО НК Қазақстан темір жолы мен “Европалық
қайта құру және даму банкімен” опто-талшықты байланыс желісін салуға $105
млн. көлімдік қаржыландыру жөнінде келісім-шарт жасалды. Бұл жоба бойынша
2010 жылдың басына қарай ТОБЖ-негізінде телекоммуникация желісінің үш
негізгі кольцосы эксплутацияға берілді, бұл магистральдерде STM-4, STM-16
және DWDM технологиялары орнатылды.

2.2 Астана-Көкшетау арасында DWDM технологиясын қолданып ТОБЖ
жүйесін құру

Ақмола облысын жалпы экономикалық тұрғыдан қарастыратын болсақ өте
перспективті аймақтың бірі. Ең біріншіден мемлекетіміздің орталығы. Астана
күннен күнге дейін дамып, бүкіл әлемге аты танылып келе жатыр. Елордасында
салынып жатқан жаңа құрылыс кешендері халқымызды және шетелдік
қонақтарымызды таңқалдырып жатыр, яғни бұл қала инфраструктурасының жоғарғы
деңгейге көтеріліп жатқанын көрсетеді.
Ақмола облысының экономикасы жыл сайын жан-жақты даму үстінде. Соңғы
жылдары бұл өңірдің дамуына байланысты, оқу-білім алушылар, бизнесмендер,
көптеген кәсіпкерлер, жастар үшін Астанаға көшудің өте ұнамды болып
жатқанына байланысты иммиграциялық көрсеткіштердің өсіп жатқанын байқайыз.
Шетелдік туристердіңде қызығушылдықтары өсуде.
Әрине Ақмола облысының қарқынды дамуы бүкіл қоғам қызмет көрсету
салалырына үлкен талаптар қояды, соның ішінде телекоммуникация саласын
ерекше бөліп айтуға болады, себебі барлық өндірістік және өндірістік емес
салалардың эффективті, мобильді, өнімді жұмыс істеуіне байланыс
инфраструктурасының тікелей әсері бар, яғни телекоммуникацияның даму
стратегиясына да аса көңіл бөліну керек. Сондықтан бұл жобаның басты
мақсаты Астана мен Көкшетау қалаларының арасында опто-талшықты байланыс
жүйесін құру арқылы информация алмасу жылдамдығын жоғарлату және жаңа
технологиялар арқылы каналдар санын едәуір көбейтіп өткізгіштік қасиетін
жоғарлату болып табылады.
“Астана-Көкшетау” магистралінде ТОБЖ линиясы автомобиль жолын бойлай
проектелініп салынады, себебі проекттің мақсаты бойынша барлық негізгі елді
мекендерді қамтып, райондық телекоммуникация жүйелеріне байланысу
мүмкіндігін тудыртады. Жалпы маршруттың ұзындығы - 300 км. Жобаның маршруты
2.3-ші суретте көрсетілген.
ТОБЖ келесі елді мекендерді қамтып өтеді: Астана қаласы, Елизаветинка
қалашығы, Шортанды қаласы, Ақкөл қаласы, Даниловка қалашығы, Макинск
қаласы, Щучинск қаласы, Кенесары ауылы, Көкшетау қаласы. Суретте
проектелінген ТОБЖ-ның маршруты салынып көрсетілген.

Сурет 2.2 Сызбаның шартты белгілері

Сурет 2.3 Астана мен Көкшетау арасында ТОБЖ маршруты

2.3 Талшықты оптикалық байланыс каналының өткізгіштік қабілетін
жоғарлату

Ақпаратты тасымалдаушы жүйелердің өткізгіштік қасиетін жоғарлатудың
бірнеше тәсілдері бар. Көбісінің жасайтын процестеррі түбінде компонентті
ақпараттық ағындарды бір группада жіберудің нығыздау әдісіне бағытталады.
Барлық тәсілдер жаңа заманғы технологиялардың бәрінде кең таралғандықтан,
солардың әр қайсысын қарастырайық. [24]

2.3.1. Уақыт бойынша мультиплексірлеу тәсілі (TDM)

Қазіргі кезде ақпараттық ағындарды уақыт бойынша мультиплексірлеу
тәсілі кең қолданылады (TDM — Time Division Multiplexing). Ақпаратты
цифрлік күйде тасымалдау кезінде қолданылады. Оның мәні мынада: тасымалдау
процессі бірнеше уақыт циклдарына бөлінеді, олардың әр қайсысы N субциклге
бөлінеді, ал N – нығыздаушы каналдар саны. Әрбір субцикл уақыт
интервалдарына бөлінеді, сол уақыт аралығында цифрлық мультиплексірленуші
ағындардың ақпарат бөлігі тасымалданады. Кейбір позициялар
синхроимпульстерді идентификациялауға және қызмет байланысының цифрлық
ағынына бөлінеді.

2.3.2. Жиілік бойынша мультиплексірлеу тәсілі (FDM)

Жиілік бойынша мультиплексірлеу тәсілі кезінде әрбір ақпараттық ағын
өзіне лайықты жиілік – тасымалдаушы ƒпн арқылы физикалық каналмен
таратылады. Егер физикалық канал ретінде оптикалық сәулелену қабылданатын
болса, онда ол топтық ақпараттық сигналдың интенсивтілігіне байланысты
модуляцияланады, яғни оның спектрі ақпараттық ағын компоненттер санына тең
бірнеше тасымалдаушы жиіліктерден тұрады. Әр каналдың тасымалдаушысының
жиілігі мына шарттар арқылы анықталады ƒпн ≥ 10ƒвчп, мұндағы где ƒпн —
тасымалдаушының жиілігі, ƒвчп — ақпараттық ағын спектрінің жоғарғы жиілігі.
Тасымалдаушылар арасындағы жиіліктік интервал Δƒпн мына шарттар арқылы
анықталады Δƒпн ≥ ƒвчп.

2.3.3. Поляризация арқылы мультиплексірлеу (PDM)

Ақпараттық ағындарды сызықтық поляризациялары бар оптикалық
тасымалдаушылар арқылы нығыздауды поляризация арқылы мультиплексірлеу (PDM
— Polarization Division Multiplexing) деп аталады. Сонымен қатар әрбір
таратушы жиіліктің поляризация жазығы өзінің бұрышымен орналасуы тиіс.
Мультиплексірлеу арнайы оитикалық призма көмегімен жүргізіледі, мысалға
Рошон призмасы. Поляризациялық мультиплексорлеу мүмкін тек таралу ортасында
оптикалық анизотропия болмаса ғана және талшық локальді біркелкілік болу
қажет, майысқан талшықтар жарамайды. Бұл осы нығыздау тәсілінің аз
қолданылуының бір себебі. Көбінесе оптикалық изоляторларда және оптикалық
күшейткіштерде қолданылады. Екі лазердің сәулесін қосу үшін эрбиелік
талшықтардың тартуларында қолданылады.

2.3.4. Көптолқынды мультиплексірлеу (WDM)

Опто-талшықты байланыс жүйесінің өткізгіштік қасиетін ары қарау
жоғарлату мақсаты TDM тәсілін қолданғанда шектеледі, бұл тек электронды
уақыттық нығыздаудың технологиялық қиындылықтарына ғана байланысты емес,
сонымен оптикалық импульстердің оптикалық талшық бойымен таралу процессінде
уақыттық дисперсияның пайда болуы. Мысалға мүмкін болатын уақыттық
дисперсия STM-16 және STM-64 технологияларында сәйкесінше мынандай шамалар
көрсетеді: 10500 пснм мен 1600 пснм және поляризацияланған модалық
дисперсии — 40 пс мен 10 пс.
Жоғарыда айтылған мақсат толқын ұзындықтары бойыншы бөліп
мультиплексірлеу арқылы ұтымды шешіледі және WDM (Wavelength Division
Multiplexing) деп аталады. Бұл тәсілдің мәні мынада: әрқайсысы толқын
ұзындығы λm таратушы жиілікте болатын m цифрлы ақпараттық ағын арнайы
құрылғының – оптикалық мультиплексордың көмегімен λ1..λm бір оптикалық
ағынға біріктіріледі, содан кейін ғана оптикалық талшық арқылы таратылады.
Ал арғы жақта кері процесс – демультиплексірлеу жүреді.

2.4 DWDM және STM-16 технологияларының жұмыс істеу принциптері

2.4.1 Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM)

DWDM технологиясының принциптері телевизионды және радиотарату
жүйелердікіне де ұқсайды. Телевизионды антеннадан ауа арқылы бірнеше ТВ-
программалар тарайды, әрқайсысының өз жиіліктері болады. Сонымен қатар
жиіліктері әртүрлі электромагниттік толқындар бір-біріне әсер етпейді. ТВ-
қабылдағышты керекті каналға, яғни жиілікке қостыруға болады. Ал DWDM
технологиясында ауаның рөлін оптикалық талшық атқарады, талшық бойымен бір-
біріне әсер етпейтін электромагниттік толқындар таралады. Әр жиілікте кез-
келген трафик жіберуге болады - STM, ATM, IP. Бұл технология үшін өшу
көрсеткіші аз болатын жиіліктер мен толқын ұзындықтары қолданылады.
DWDM жүйесінің заңдылықтары Б қосымшасында анықталады. Жарық
сигналдары бірнеше оптикалық тасымалдаушыда әр түрлі ұзындықтарда
генерацияланады, кейін мультиплексор арқылы біріктіріліп, опто-талшықты
байланыс желісіне енгізіледі. Үлкен қашықтарда бір немесе бірнеше оптикалық
күшейткіштер қолданылады. Байланыс желісі аяқталған соңында құрама сигналды
демультиплексор қабылдап, оның ішінен ұзындықтары әр түрлі компоненттерді
бөліп алады және сәйкесінше фотоқабылдағыштарға бағыттайды.

Cурет 2.4 Спектральді мультиплексерлі ТОБЖ структурасы

Бірнеше STM сигналдарын бір талшық арқылы жіберу үшін, оларды SDH
форматынан DWDM форматына түрлендіру керек. Бұл қызметті транспондер
атқарады. Оның кірісіне STM (немесе ATM, IP) сигналдары жіберіледі, сосын
осы сигналдарды DWDM форматына түрлендіреді, яғни нақты бекітілген толқын
ұзындықтары бар және cәулелену спектрі тар болады. Оптикалық STM-сигнал
электрлік формаға айналады, сигнал формасы қалпына келтіріледі, содан кейін
кері DWDM форматына электрооптикалық түрленеді. Түрлендіру үшін 3R-
түрлендіру қолданылады: 1R (re-amplification) – сигналды күшейту, 2R - 1R
плюс сигнал формасын қалпына келтіреді (re-shaping), 3R - 2R плюс
ресинхронизация (re-timing). Қала немесе облыс деңгейінде салыстырмалы алыс
емес қашықтыққа сигналды жіберу үшін 2R функциясы бар транспондер қолдану
жеткілікті. [16]
SDH қарағанда DWDM технологиясы оптикалық сәулелену көздеріне өте
қатаң талаптар қояды. Көршілес каналдар бір-бірімен беттесіп кетпеу үшін,
сәулелену спектрнің ені оптикалық канал енінен кәдімгідей аз болу керек,
яғни 0,2-0,3 нм шамаларда. SDH жүйесінде оптикалық кабель арқылы жиілігі
1310 немесе 1550 нм болатын тек бір ғана сигнал өтеді. Сондықтан оптикалық
құрылғыларға жиіліктің және сәулелену спектр енінің тұрақтылығына қойылатын
талаптар жоғары емес.
“Нүкте-нүкте” топологиясы екі түйіндердің арасындағы өткізгіштік
қасиетін жоғарылатады. Күрделі дамыған және әртүрлі көптеген түйіндерден
тұратын байланыс жүйелерінде WDM технологиясының мүмкіншіліктері мен
артықшылығы кеңінен ашыла бастайды. Аралық түйіндерде кейбір қажетті
каналдарды құрама сигналдардың ішінен кіріс-шығыс мультиплексорлары арқылы
қосуғада немесе жеке алуғада болады, ал қалған сигналдар ешқандай электрлі
сигналға түрлендірусіз-ақ ары қарай түйін арқылы тарала береді. Кейбір
түйіндерде оптикалық кросс-коммутация құрылғысы каналдарды жаңа бағытта
жібере алады (2.5-ші суретті қара). [25]

Сурет 2.5 “Нүкте-нүкте” топологиясы арқылы кұрылған ТОБЖ

DWDM мультиплексірлеуі тығыз деп аталады, себебі WDM-мен салыстырғанда
толқын ұзындықтарының аралығы қысқарақ болып келеді. Қазіргі кезде ITU-T
G.692 кепілдемесі бойынша анықтамалар бар: көршілес каналдар арасындағы
жиіліктік жоспар 100 ГГц (0,8 нм) болу керек, осымен сәйкес мәлімет тарату
үшін 1528,77 нм-ден (196, 1 ТГц) 1560,61 нм-ге (192,1 ТГц) дейінгі
аралықтағы 41 толқын түрін қолдануға болады және жиіліктік жоспар адымы 50
ГГц (0,4 нм) болса, онда 81 толқын санын қолдануға болады. Кейбір
компаниялар жоспарлық жиіліктік адымы 25 ГГц (High-Dense WDM, HDWDM деп
аталатын) болатын технологиясын шығаруда, бірақ қазіргі кезде олар тек
эксперименттік түрде ғана қолданылуда.
Жиіліктік жоспар адымы 50 ГГц және 25 ГГц болатын жүйелер DWDM
технологиясына оданда жоғары талаптар қояды, әсіресе әрбір толқын
сигналдарды 10 Гбитс және оданда жоғары модуляциялық жылдамдық арқылы
тарататын болса. Бұл таралушы сигнал спектрінің ені модуляция жиілігіне
пропорционалды болуына байланысты, сондықтан STM-64 сигналының спектрінің
ені STM-16 сигналының спектрінен төрт есе кең. 50 ГГц және тіпті 25 ГГц
көршілес толқындарының аралығындағы теориялық саңылаулар мәліметтерді 10
Гбитc жылдамдықпен таратуға мүмкіндік береді, бірақ сонымен қатар
жиіліктің жоғарғы дәлдігін және тасушы толқын спектрінің минималды мүмкін
енін қамтамасыз ету керек, спектрлардың беттесу эффекттерін азайту үшін
шуылды азайту керек, 2.6-ші суретте көрсетілген.
Танымал әлемдік байланыс операторлары қолданатын DWDM технологиясының
практикалық табыстылығы көбінесе кварц негізінде жасалған оптикалық
күшейткіштің арқасында, эрбимен легирленген күшейткіш - EDFA (Erbium-Dopped
Fiber Amplifier) деп аталады. Мұндай оптикалық құрылғы 1550 нм
диапазондағы жарықтық сигналдарды күшейтеді, SDH жүйелерінде қолданылатын
регенераторлар сияқты сигналдарды электрлік формаға аралық түрлендіруді
қажет етпейді. Сигналдарды электрлік регенерациялау жүйелері өте қымбат
болып келеді, сонымен қатар протоколға тәуелді болып келеді, себебі
сигналды кодтаудың белгілі бір түрін ғана қабылдау керек. Ақпаратты
“мөлдір” таратушы болып саналатын оптикалық күшейткіштер магистраль
жылдамдығын күшейткіш блоктарды еш модернизациялаусыз жоғарлатуға мүмкіндік
береді.

Сурет 2.6 Әр түрлі жиіліктік жоспар үшін спектрлердің беттесуі

Астана мен Көкшетау магистралінде оптикалық тарату жүйесі 2,5 Гбитс,
10 Гбитс және 40 Гбитс жылдамдықты 192 арнаны қамтыйтын DWDM Metro 6100
технологиясын орнатамыз. DWDM Metro 6100 - үлкен магистральды транспорттық
жүйелер үшін 192-арналы DWDM жүйесі (2.7-ші суретті қара). Бұл құрылғы өте
үлкен қашықтықты магистральді DWDM платформасының жаңа буынына жатады.
Бұндай жүйе 2,5 Гбитс, 10 Гбитс жылдамдықтағы цифрлық ағындарды тарату
кезінде экономикалық тиімді шешімдерді ұсынады, ал келешекте 40 Гбитс
жылдамдыққа дейін жеткізуге болады. Сонымен қатар желілік ресурстарға
қолайлы рұқсаттарды және көрсетілетін қызметтаердің кепілдендірілген
сапасында, соған қоса хаттамаланған мәліметтерді таратуда ыңғайлы
шешімдерге жағдай жасайды. Транспорттық жүйесі максималды сыйымдылықты,
модульдігі және ыңғайлылығы бар. Тұтынушылардың сұранысын қанағаттандыру
үшін жеңіл өсіріледі. Бұл технологияның көмегімен қызмет көрсетуші өзінің
абоненттеріне керекті кеңжолақты қызметтерді көрсетіп қана қоймай, сонымен
қатар талшықты желінің өнімділігін максималды қолданады, қызметтік
мүмкіндіктерін кеңейтеді, инвестициялық қаржының ақталу мерзімін әлде-қайда
тездетеді. [21]
Басты сипаттамалары:
- Сигналдың модуляциясы: NRZ әлде RZ;
- Оптикалык диапазоны: C, L;
- Арналардың жиіліктік айырылымы: 100 ГГц, 50 ГГц, 25 ГГц;
- Аз энерготұтынушылық: 35 Вт 10Гбитс үшін;
- Соңғы терминалдық сызықты трактарымен үйлесімділігі;
- Интерфейстердің кең жолақтығы: 2,5 Гбитс, 10 Гбитс, 1 GbE,
келешекте 10 GbE және 40 Гбитс;
- Терминалдық құрылғы құрамында Super FEC түзету және табу кодтары
аралықтық күшейткіштерде және OADM – де қолданылады;
- 1GbE 8 арнаны бір оптикалық арнаға, 2,5 Гбитс 4 арнаны бір
оптикалық арнаға толығымен тұнық мултиплекстеу;
- Жүйенің қашықтықтан құрастырылуы;
- Бүкіл жиіліктер жолағы бойынша лазерлердің түзелулері;
- Интегралданған автоматты құралу функциясы, жүйенің автоматты
құралу механизмі, өзіндік тексеру функциясы бар.

Сурет 2.7 DWDM Metro 6100 мультиплексоры

DWDM Metro 6100 технологиясының құрамындағы 4 негізгі құрылғылар
туралы толық айта кетейік:
а) оптикалық терминалды мультиплексор (Optical Terminal
Multiplexer -
OTM);
б) регенератор (Regenerator - REG)
в) оптикалық күшейткіш (Optical Line Amplifier - OLA);
г) оптикалық кіріс-шығыс ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Талшықты-оптикалық байланыс
Оптикалық-талшықты желілер
«Сандық талшықты оптикалық беру жүйелері» пәні бойынша тест сұрақтар
Талшықты-оптикалық кәбілдің негізгі элементтерін және маркировкасын қарастыру
Талшықтық-оптикалық байланыс желісіндегі тағыздау әдістері
Оптикалық желілер
Оптикалық кабельдер
Оптикалық кабель
Оптикалық кабельдерді жерге төсеу
Оптикалық кабельдің телекоммуникацияда қолданылуы
Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор №1 болып табылады.

Байланыс

Qazaqstan
Phone: 777 614 50 20
WhatsApp: 777 614 50 20
Email: info@stud.kz
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь