Талшықты оптикалық байланыс желілерінде қолданылатын технологияларға шолу
5
6
7
8
Аңдатпа
Осы аталған дипломдық жобада Ақтау-Жаңаөзен бөлімшелері арасында
талшықты-оптикалық байланыс желілерін құру принциптері қарастырылған.
Жобада байланыс арналары, регенерация бөлім ұзындығы және
оптикалық талшықтың негізгі параметрлеріне есептеу жүргізілген. Талшықты
оптикалық кәбіл таңдалды және оның маңызды сипаттамаларына есептеу
жүргізілді.
Берілген жобаны жүзеге асыру мүмкіндігін сипаттайтын бизнес-жоспар
құрылды.
Аннотация
В данном дипломном проекте рассматриваются принципы построения
волоконно-оптической линии связи на участке Актау-Жанаозен.
В проекте произведены расчеты канала связи, длина участка регенерации
и основных параметров оптического волокна. Сделан выбор волоконно-
оптического кабеля и расчет его важнейшых характеристик.
Составлен бизнес-план, который характеризирует экономическую
целесообразность реализации данного проекта.
9
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
1 Аудан сипаттамалары, қолданылатын технологияларға шолу ... ... ... ... ... ... .. 10
1.1 Ауданның географиялық және экономикалық сипаттамалары ... ... ... 10
1.2Талшықты оптикалық байланыс желілерінде қолданылатын
технлогияларға шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 11
1.3 Технология, қондырғы, кәбілді таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16
1.4 Желі топологиясын таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 28
1.5 Кәбіл жүргізілетін жолды таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 28
2 Есептеу техникалық бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 30
2.1 Негізгі параметрлердің есептелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 30
2.2 Регенерациялық бөлім ұзындығын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 32
2.3 Оптикалық талшықтың негізгі сипаттамаларын есептеу ... ... ... ... ... . 34
2.4 Апертура есептелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 37
2.5Оптикалық кәбілдегі өзара әсердің есептелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 39
2.6Талшықты оптикалық байланыс желісі сенімділігін есептеу ... ... ... ... 41
2.7Қондырғы жағдайы көрсеткішін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 43
2.8Талшыты оптикалық байланыс желілері үшін жолды таңдау ... ... ... ... 44
2.9 Иерархия деңгейін және ағындардың топтық жылдамдығын есептеу
негізіндегі мультиплексор типін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 44
2.10 Байланыс ұйымы сұлбасын құру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 47
2.11 Жобаланатын талшықты оптикалық байланыс желісінің өткізу
қабілетін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 47
2.12 Оптикалық трактідегі қосынды шығындарды анықтау ... ... ... ... ... .. 48
2.13 Жүйе қуатының толық қорын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 49
2.14 Энергетикалық қорды есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 49
2.15 Сигналшуыл қатынасын немесе регенерациялық бөлім ұзындығына
берілген қателік ықтималдығын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 50
2.16 Таратқыш оптикалық модульдің оптикалық жарықтандыру қуатының
тарату деңгейін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 50
2.17 Жүйенің тез жұмыс жасау деңгейін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 51
3Тіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 53
3.1 Өмір тіршілік қауіпсіздік бөлімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 53
3.2 Жарықтандыруды құрастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 61
3.3 Электрқауіпсіздік мәселелерін қарастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 64
4Бизнес жоспар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 68
4.1Түйін ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 68
4.2Компания және сала ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 68
4.3 Қызметтерді (өнімдерді) бейнелеп жазу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 69
4.4Маркетингті стратегия (бағдарлама) ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 69
4.5 Қаражат жоспары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 69
4.6 Табысты есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 71
10
4.7 Пайдалану шығындарын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 73
4.8 Таза табысты есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 77
4.9 Экономикалық тиімділік көрсеткіштерін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... . 77
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 78
Қысқартылған сөздер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 79
Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 80
А Қосымшасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..82
Б Қосымшасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ..83
В Қосымшасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..84
Г Қосымшасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ..87
11
Кіріспе
Қазіргі таңда жыл сайын берілетін ақпараттың көлемі үздіксіз өсуде,
осыған сәйкес ақпараттарды алыс арақашықтықтарға үлкен жылдамдықпен
және жоғары сенімділікпен тарату мәселесі алдынғы орында тұр.
Осы тапсырмаларды шешудің басты ролі техникалық сипаттамалары
барлық ақпараттарды тарату жүйелерінен асып түсетін талшықты-оптикалық
байланыс арналарына тиесілі.
Талшықты-оптикалық байланыс арнасының бағыттаушы жүйесі болып
жезді кабельдерге қарағанда артықшылықтары бар талшықты-оптикалық
кабельдер болып табылады:
оптикалық кабельдерде электрөткізгіштік және индуктивтілік жоқ, бұл
бізге оптикалық кабельдер электромагниттік әсерлерге ұшырамайтынын
көрсетеді;
өте кішкентай қиылыспалы кедергілер;
байланыстың жоғары құпиялығы;
басқа тарату жүйелеріне қарағанда сәйкестіліктің толық сақталуы
кезінде толықтай жетілуі;
үлкен кеңжолақтылығы,жоғары жиілікті диапазонда жұмыс істеу
мүмкіндігі, бұл каналдар санын және жоғары өткізу қабілетін қамтамасыз етеді;
кішкентай металлсыйымдылығы, кабельдердегі дефицитті және қымбат
материалдардың болмауы;
сыртқы әсерлерге жоғары бөгеуілқорғаныстығы,кабельдердегі жеке
талшықтар арасындағы өтпелі бөгеуілдердің болмауы;
аз габариттер және салмақ, кабельдерді орнатуды жеңілдетеді,
оптикалық кабель матералының арзандылығы;
жиіліктің кең жолақтылығы мен дисперсиядағы аз өшулікті
жарықөткізгіішті алу мүмкіндігі. Бұл байланыс арақашықтығын ұзартуға,
жоғалтуларды төмендетуге, регенерациялық бөлімдердегі үлкен қашқтығын
қамтамасыз етуге мүмкіндік береді;
қысқа тұйықталулардың болмауы, кабельдерді қауіпті зоналарда
қолдану мүмкіндігі;
жалғанатын муфталар санын азайтуға және сенімділігін жоғарылатуға
сонымен қатар байланыс қашықтығын үлкейтуге болатын үлкен құрылыс
ұзындығы.
Осы артықшылықтар арқылы, талшықты-оптикалық байланыс арналары
басқа типтегі кабельдерді шетке ысырып тастады. Қазіргі таңда көптеген
тартылатын кабельдерді басатын кабельдер болып оптикалық кабельдер болып
табылады.
Жұмыстың мақсаты болып берілген пункттер арасында талшықты-
оптикалық кабельді жүргізу үшін трассаны таңдау және оған есептеу жүргізу.
Қазақстан Республикасының заманауи электрлік байланысы әртүрлі
12
ақпарат көздерін қажетті қашықтарға таратуға мүмкіндік беретін біріктірілген
автоматты байланыс желісі базасы бойынша даму үстінде. Қазіргі уақытта
Қазақстан Республикасының байланысы желілер мен байланыс қызметтерінің
жиынтығын көрсетеді және оны осы территорияда өндірісті шаруашылық
комплекс байланысы ретінде функциялайды.
Елдің біріншілік байланысы цифрлық талшықты-оптикалық,
радиорелейлік және спутниктік байланыс арналарын қолданылуда негізделеді.
Бұл арналар цифрлық тарату жүйелерін қолдана отырып ақпарат ағындарын
таратуды қамтамасыз ете отырады. Әсіресе сонгы жылдарда байланыс
техникасында хабарламаларды сигналдарға түрлендірудің цифрлық әдістерін
қолдану, цифрлық тарату жүйелері кең қолданысқа ие.
Информациялық технологиялардың дамуы
дауыс пен ақпаратты
таратудың цифрлық таратудың әдістері локальды желілер технологиялары мен
ISDN, PDH, SONET, SDH cяқты жаңа жоғары жылдамдықты глобальды
технологиялық желілердің пайда болуы микропроцессорлық техникалардың
интенсивті дамуына алып келді. SDH-мультиплексрлеу технологияларындағы
WDM толқын ұзындығы және (DWDM) тығыз мультиплексрлеу толқын
ұзвндвғв бойынша жаңа технологиялардың дамуын атап көрсетуге болады.
Бұл технологиялар бір оптикалық талшық арқылы бірнеше цифрлық ағындарды
әртүрлі толқын ұзындығында магистральдің өткізу қабілетін жоғарылатуға
мүмкіндік береді.
Осы технологиялар талшықты-оптикалық байланыс
арналарында кеңінен қолданыла бастады.
Дипломдық жобада жаңа SDH- DWDM технологиялары қарастырылады
және оның Ақтау-Жаңаөзен қалалары арасында қолдануды қарастыру. Осы
жобаны жүзеге асыру негізінде бұл бағыттағы байланыс сапасын арттыру және
өткізу қабілетін жоғарылату мәселелері қарастырылады.
13
1 Аудан сипаттамалары, қолданылатын технологияларға шолу
1.1
Ауданның географиялық және экономикалық сипаттамалары
1.1.1 Ақтау қаласының географиялық және экономикалық сипаттамасы.
Ақтау қаласы Қазақстанның батысында орналасқан және Маңғыстау
облысының облыс орталығы болып табылады. 1963 жылдың 13 қыркүйегінен
1991 жылға дейін қала Қазақстанда айдауда болған, украин ақыны Тарас
Шевченконың құрметіне Шевченко деп аталды. Өндірістік қала болып
табылады. Қаланың пайда болуы жиырмасыншы ғасырда Совет Одағының,
министр Е.П Славскийдің басқаруымен, ядролық қалқан жасап шығару
мақсатында құрылды. Уран алып, қайта жасап шығару мақсатында ерекше
комплекс жасап шығарылды. Осы комплекстің өндірістік желісі химиялық
реагенттерді өндіру негізінде жасалады. Адамдардың шөлді жерлерде өмір
сүруін қамтамасыз ететін, қаланың инфроқұрылымы құрылды. Совет Одағы
құлағаннан кейін Ақтау қаласы негізінен, бұрынғы және қазіргі мұнай
шығаратын жерлердің орталығы болды: Жетыбай, Қаламқас, Қаражанбас,
Атамбай-Сарытөбе, Оймаша, Қарақұдық, Толқын, Араман[1].
Ақтау қаласының климаты-шөлді, жазы өте ыстық, орташа
температурасы: қаңтар айында 1,4 °C, ал шілде айында 48 °C- қа дейін барады.
Барлық өсімдіктер қолдан суарылады. Ақтау қаласы Каспий теңізінің
жағасында орналасқан. Ақтау қаласын ауыз сумен МАЭК станциясы
қамтамасыз етеді. Осы жерге теңіз суынан жасалған дистиллят әкеліп,
өндіріледі, өйткені қалаға жақын табиғи су көзі жоқ[1].
Ақтау қаласының порты Каспий теңізінің жағасында, және әртүрлі
жүктерді, мысалы мұнайды мұнайтауарларын халықаралық тасымалдауда
Қазақстандағы жалғыз порт болып табылады. Периферинді өндіріс
орталықтарының пайда болуы, сонымен қатар елдің шекара қорғанысын
қамтамасыз ету мақсатында, қажетті транспорттық қамтамасыз етілулер қажет
болды.Уран және мұнай өнімдерін тасымалдауда Маңғыстау облысында 1963
жылы порт салынды. Кейіннен порт БН-350 атомды реакторын, химиялық сала
заводтарын және Ақтау қаласын құруда маңызды рөл атқарды[1].
Ақтау қаласы Қазақстандағы маңызды транспортты түйіні болып келеді.
Ақтауда қалааралық және халықаралық қызмет көрсететін, халықаралық әуежай
орналасқан. Ақтау халықаралық әуежайы 1996 жылдың қараша айында
құрылды. Жалпы әуежай 1983 жылдан бері жұмыс жасап келе жатыр. Мұнай
саласының қарқынды дамуы өнімді тез тасымалдауды қажет етті. Қазіргі таңда
Ақтау қаласындағы әуежай өнімді тасымалдаудан Қазақстан бойынша Алматы
және Астана қалаларынан кейін үшінші орынды алады. Әуежай 8 ішкі және 16
халықаралық бағытта
ұшатын
Қазақстандық және халықаралық
әуекомпанияларына қызмет көрсетеді. Ақтау арқылы Мәскеу, Стамбул, Баку
және Киев және басқада кез келген әлемге баруға болады.
14
1.1.2 Жаңаөзен қаласының географиялық, экономикалық сипаттамасы.
Жаңаөзен қаласы Маңғыстау облысында орналасқан. 2012 жылдың қазан
айында Маңғыстау облысының әкімі Мұхамеджанов Бауыржанға бірнеше
қарауылдар тобы, қала атын қасиетті Бекет ата атына ауыстыру туралы өтініш
айтты. Бірақта 2012 жылдың желтоқсан айында, қала әкімі Серікбай Турымов
қала аты ауыспайтынын айтты[1].
Жаңаөзен қаласы 1968 жылы құрылды.
Маңғыстау облысында
орналасқан. Аэропорт бар. 1968 жылы қала Новый Узень деп аталды, бірақ
кейіннен Жаңаөзен деп 1993 жылдың 7 қазанында өзгертілді. 1989 жылы
маусым айларында қалада мемлекеттік тұрғыдағы саяси толқулар болды. 2011
жылдың 16 желтоқсан айында мұнайшылардың алты айлық толқуларынан
кейін, бас алаңдаішкі әскерлердің қару қолданып, қатысуымен болған ауқымды
толқулар болды. Осының салдарынан 15 қаза болды. Жария болмаған
мәліметтерге сәйкес, 64 адам қаза болды және 400 адам жарақаттанды.
Мұнайшылардың айтуы бойынша толқуларды ұйымдастыруға адамдарды жалға
алды. Әскерлер бөлініп, бір айға созылатын комендатты сағат бөлінді. Осыдан
кейін көпшілік қамауға алу басталды. 2012 жылдың шілде айында митинг
дайындалды.
Жаңаөзен қаласының климаты-шөлді, жазы өте ыстық, орташа
температурасы: қаңтар айында 1,4 °C, ал шілде айында 48 °C- қа дейін барады.
Барлық өсімдіктер қолдан суарылады[1].
Қалада 2012 жылдың 1 қаңтарынан бастап 122,1 мың адам немесе барлық
облыстың 17% тұрады. Ақтау мен Жаңаөзен қалаларының арақашықтығы 140
км құрайды. Жаңаөзен қалалық администрациясына қаладан басқа, Тенге және
Қызылсай ауылдары бар. Ауданда тұратын ұлт түрлері: қазақтар, орыстар,
украиндар және қарақалпақтар.
1.1.3 Аралық пункт сипаттамасы. Жетыбай - Маңғыстау облысында
орналасқан ауыл. Административті орталық және Жетыбай ауылдық
администрациясының жалғыз тұрғылықты жері болып табылады.
Жетыбай мұнайгаз шығаратын жермен байланысты. Шөлді жер болып
табылады. Климаты континентальды, жері құрғақ. Барлық өсімдіктер қолдан
суарылады. Қысы жылы, қаңтар айында 1,4 °C құрайды, ал шілде айларында
49 °C дейін барады. Ақтау мен Жаңаөзен қалалары ар асында орналасқан.
Жаңаөзен мен Жетыбай қалаларының арақашықтығы 70 км құрайды[1].
1.2 Талшықты оптикалық байланыс желілерінде қолданылатын
технологияларға шолу
Қазіргі уақытта оптикалық талшықта тарату ретінде глобальды байланыс
желілерінің үш технологиялары кең қолданысқа ие : PDH - плезиохронды
цифрлықиерархия, SDHSONET - синхронды цифрлық иерархия және WDM -
толқындық мультиплексрлеу технологиясы . Алғашқы екі технология (PDH и
15
SDH) жергілікті желіде кең қолданысқа ие. SDH технологиясы мүмкіндігінің
жоғалмауы мен қымбаттылығы әсерінен
WDM
технологиясына
қолданылмайды .
WDM транспортты технологиялары ұсынатын физикалық деңгейдің
(модель OSI) интерфейстерін пайдаланудың арқасында оптикалық тарату
ортасын пайдаланатын (FDDI, АТМ және GBE - Gigabit Ethernet - гигабитті
Ethernet), технологияларынан басқа тек сонгы екі (ATM және GBE)
технологиялар глобальды технологиялар ретінде қарастырылатын болды (ең
алдымен бұл АТМ қатысты). Қазіргі уақытта талшықты байланыс
жүйелеріндегі WDM дамуының жүзеге асуы болмағандықтан, сонымен қатар
айтылған технологиялардың талшықты - оптикалық байланыс технологиялары
ретінде қарастырылмайды. Төменде PDH және SDH технологиялары және
WDM технологиялары толықтай көрсетілген[2].
Уақыттық мультиплексрлеудің цифрлық әдісін пайдаланғанда
мультиплексорды бірінші деңгейде 64 кбитс тарату жылдамдықтағы кіріс
сигналдары ретінде (немесе DS0) n х 64 кбитс жылдамдықтағы біріншілік
цифрлық ақпараттар ағынын қалыптастыра отырып қолданады. Bell D2 жүйесі
үшін24 х 64 кбитс = 1536 кбитс информациялық ағынды, ал CEPT - 30 х 64
кбитc = 1920 кбитс, осыларға 8 кбитс каналдар қосылады ( D2 үшін) немесе
ОЦК екі каналы ( CEPT үшін), синхронизацияны жүзеге асыру, және
сигнализация мен қателікті бақылау үшін (CRC). Нәтижесінде біріншілік ағын
қайталанатын топтардан және осылардың әрқайсысы фрейм немесе цикл
құрылымына ие болады . Bell D2 жүйесінде Т1 (1544 кбитс) фреймі
қалыптасады, ал CEPT жүйесінде - фрейм E1 (2048 кбитс). Егерде m:1, l:1,
k:1..., типтегі мультиплексорды қолданатын, мултиплексерлеудің бұл деңгейін
каскадтық сұлбада біріншілік, мультиплексорлаудың екіншілік, үшіншілік және
де басқада деңгейлер деп есептесек, онда цифрлық тарату жылдамдығының
иерархиялық топтарын немесе цифрлық иерархияларды қалыптасты руға
болады. Бұлар мультиплексерлеу процессін немесе арналардың тығыздалуын
шығысындағы дәйекті каскадтар үшін әртүрлі мультиплексерлеу
коэффициенттерін таңдау арқылы
DS0 каналдар санын қажетті деңгейге
жеткізуге мүмкіндік береді[2].
SONETSDH синхронды желілік технологиялары пайда болмастан бұрын
құрастырылған және енгізілген цифрлық желілер негізінен асинхронды желілер
болған, өйткені орталық тірек көзінен сыртқы синхронизацияны пайдаланбаған.
Бұларда бит жоғалтулары (немесе олардың нақты
локализацияланбау
мүмкіндігі)
ақпараттардың жоғалуына ғана емес, сонымен қатар
синхронизацияның да бұзылуына әкеліп соқтырды.
Синхронды желілердегі барлық жергілікті таймерлердің орташа жиілігі
орталық таймерді, дәлдігі 10-9кем емес(мысалы DS3 үшін 0,045 битс реттегі
жылдамдықтан ауытқуы)қолданудың арқасында бірдей (синхронды) немесе
синхронға жақын (плезиохронды).
Бұл жағдайда фреймдар немесе
мультифреймдарды теңестіру диапазондарды теңестіруге қарағанда маңызды
емес. Сонымен қатар белгілі бір ағын фрагменттерін бөлу жағдайлары (мысалы,
16
E1 арнасы) жеңілдетіледі, егерде фреймді инкапсуляциялайтын сұлбаға осы
фрагменттің басын енгізетін болсақ. Көрсеткіштерді пайдалану контейнер-
таратқыштардың ішкі құрылымын жеңіл тұтастыруға мүмкіндік береді.
Буферлерге көрсеткіштерді сақтау (фрейм тақырыпшасына немесе
мультифреймде) және олардың қателіктерді түзеу қорғаныстық кодалары желі
арқылы жіберілетін пайдалы жүктемені ішкі құрылым арқылы
локализациялайтын сенімді жүйені алуға мүмкіндік береді (фрейм,
мультифрейм немесе контейнер) [2].
Ұсынылған түсініктер синхронды желілердің
қолданылатын
асинхрондауға қарағанда біршама артықшылықтары бар екенін көрсетеді,
ішіндегі маңыздылары келесі:
жеңілдетілген желілер,
синхронды желілердегі бір кіріс-шығыс
мультиплексоры шығаруға(енгізуге), мысалы Е1 сигналы (2 Мбитс) STM-1
модулінен шығып қондырғы мен оны орнату жерінен үнемдей отырып барлық
PDH мультиплексорының "тізбегінің" орнын басады;
сенімділік және қайта қалпына келу желісі, біріншіден желі
электромагниттік кедергі әсерлеріне ұшырамаған талшықты-оптикалық кабелін
қолданады, екіншіден желі біреуі зақымданған кезде бірден қосылуға
мүмкіндігі барсигналдарды таратудың екі альтернативті жолын пайдалануға
рұқсат ететін, сонымен қатар зақымданған орталық желіні тексеріп шығу,
архитектурасы және оңтайлы басқарылуы қорғалған жұмыс режимімен
қолдануға мүмкіндік береді, осы қасиеттер бұл желілерді қайта қалпына
келтіруші етеді;
желілерді басқару икемділігі, элементтік менеджмент пен желілік
деңгейдегі иерархиялық басқару жүйесінің біршама кеңжолақты арналар
санымен негізделген;
талаптарға сәйкес откізу жолақтарының бөлінуі - сервис, бұрын тек
алдын ала жоспарланған уағдаластық арқылы жүзеге аса алатын (мысалы,
бірнеше күн бұрын) енді азғантай секунд ішінде басқа арнаға (кеңжолақты)
қосылу арқылы жүзеге аса алады;
кез келген трафикті тарату үшін айқындық - факт, виртуалды
контейнерлерді трафикті жіберу үшін негізделген, басқа технологиялармен,
соның ішінде ең заманауи технологиялар мен жабдықталған: Frame Relay, IP,
ISDN және ATM;
қолдану ерекшелігі
-
технология
бірнеше локальды желілерді
топтастыруға арналған, глобальды желілерді құру немесе глобальды
магистралдарды және сақиналық корпоративтік желілерді жасау үшін
пайдалануы мүмкін;
қуатты арттыру қарапайымдылығы
- универсалды тіреуі бар
аппаратураларды орнату үшін келесі жоғары жылдамдықты иерархия жаңа
(үлкен жылдамдыққа арналған) блок-карталарды орнату арқылы жүзеге асады.
Қазіргі кезде талшықты-оптикалық байланыс желісін пайдалану кезінде
WDMDWDM технологиялары кеңінен пайдаланылады. WDM - бұл арналардың
17
спектральды тығыздалу ( англ. Wavelength-division multiplexing, WDM, толқын
ұзындығы арқылы мультиплексерлеу) -- бір уақытта әртүрлі жиіліктегі бірнеше
ақпараттық каналдарды таратуға мүмкіндік беретін технология.
WDM технологиясы арналардың өткізу қабілетін үлкейтуге (2003 жылға
қарай жылдамдық 10,72 Тбитс, ал 2012 -- 20 Тбитс), бұл сонымен қатар
жүргізілген талшықты -оптикалық желілерді пайдалануға мүмкіндік береді.
WDM технологиясы арқасында екі жақты көп арналы трафиктерді бір талшық
арқылы таратуға болады. DWDM - жүйесінің артықшылығы болыпжоғары
жылдамдықты сигналдарды алыс қашықтарға аралық пункттерді қолданбастан
жіберіу мүмкіндігі(сигнала регенерациясы және аралық күшейткіштер). Бұл
артықшылықтар сирек қоныстанған жерлерге мәліметтерді таратуда өте
қажетті.
Байланыс желілерінің өткізу қабілетінің жоғарлауы жыл сайын артады,
және бұл алдағы 10 жыл ішінде төмендеуі екі талай. Сонымен қатар бұл талап
географиялық тұрғыда кең таралуда. Жеткізушілерге бағаны төмендету, елдің
телекоммуникация және интернетті пайдалануға деген қызығушылықтағы
монополиялық позицияда әлсіреуі тарату жылдамдығына деген сұранысты
үлкейтеді. Қазіргі уақытта
DWDM
технологиясы өткізу жолағының
экономикалық өсуінің жоғарлауын қамтамасыз етеді, ал практикада өзінің
сенімділігін көрсетеді.
Көп жағдайларда DWDM технологияларын
пайдаланудың арқасында оптикалық байланыс желілерінің өткізу қабілеті жүз
есе артуы мүмкін.
Спектральды технологияның, немесе оптикалық тығыздалудың негізі
көптеген SDH сигналдарын бір талшық арқылы құру мүмкіндігі, яғни байланыс
желілерінің өткізу қабілетінің жоғарлауында.
Алғашында мультиплексті жүйелер зертханалық зерттеулер жүргізу үшін
жасалды, тек 1980 жылы спектралды тығыздалу технологиясы (Wavelength
Division Multiplexing, WDM) телекоммуникация үшін ұсынылды. Ал бес
жылдан кейін зерттеу орталығының AT&T компаниясында спектралды
тығыздалу технологиясы жүзеге асыру арқылы(Dense Wavelength Division
Multiplexing, DWDM), бір оптикалық талшық ішінде 2 Gbps-тан 10 арнаны
құруға мүмкіндік болды. Бұл адам көзіне көрінетін жарықты DWDM
технологиясы арқылы таратып және қайта жинақтауға болатын әртүрлі
түстерден тұратын жарық негізінде жүреді, ол әртүрлі толқын ұзындықтарынан
тұрады (1.1-сурет):
1.1-сурет. Жарықтық ағын
18
Яғни бір талшық арқылы стандартты жүздеген арналарды беруге болады.
DWDM принциптік сұлбасы біршама оңай. Бір талшықта бірнеше оптикалық
арналарды орнату үшін SDH сигналдарын бояйды, яғни әрбір осындай сигнал
үшін толқынның оптикалық ұзындығын өзгертеді. Боялған
сигналдармултиплексор арқылы араласып оптикалық желіге беріледі. Соңғы
пунктте кері операция жүреді- SDH боялған сигналдары топтық сигналдан
бөлініп қолданушыға жіберіледі. (1.2-сурет).
1.2-сурет. DWDM принципиалды сұлбасы
Бір талшық арқылы бірнеше талшықты ағындарды тарату үшін DWDM
технологиясы ерекше дәлдікті қондырғымен жабдықталған. Толқын
ұзындығының қамтамасыз ететін телекоммуникацияда қолданылатын
стандартты лазер қателігі DWDM жүйесінен жүз есе көп. Оптикалық талшық
арқылы өтетін сигнал біртіндеп өшеді. Оны арттыру үшін оприкалық
күшейткіштер қолданылады (1.3-сурет). Бұл ақпараттарды 4000 км дейінгі ара
қашықтықтарға оптикалық сигналдардың электрлік сигналдарға түрленуінсіз
таратуға мүмкіндік береді (салыстыру үшін, SDH-те бұл ара қашықтық 200 км
аспайды).
1.3 - сурет. DWDM қондырғысы
DWDM артықшылығы айқын. Бұл технология талшықты-оптикалық
арналардағы өткізу жолағын кеңейтудің ауқымды және тиімді әдістерін
пайдалануға мүмкіндік береді. DWDM жүйесі негізінде оптикалық желілердің
өткізу қабілетін жаңа оптикалық арна қондырғыларындағы желінің дамуына
байланысты үлкейтуге болады.
19
Өткізу
жолағының ені ақпаратты тарату жылдамдығына
байланысты.Жоғалтулар (өшулік) сигналды жіберуге болатын арақашықтықты
анықтайды. Сигналдың жіберілетін желісіне байланысты оның амплитудасы
азаяды. Бұл амплитуданың азаюы өшулік деп аталады. Оптикалық кабельдегі
өшулік жиілікке байланысты емес және ол белгілі бір жиілік диапозонында
әдетте қолданылмайтын өте жоғары жиілікте тұрақты болады.
Оптикалық талшықтың электромагниттік сәулеленуге деген
сезімсіздігінің басты ерекшелігі жарықтық сигналдардың электромагниттік
нысаналау әсерінен бұрмаланбауында болып табылады. Цифрлық тарату
сигналды қатесіз қайта жіберуді жобалайды. Электромагниттік таратудың
шашырауы найзаның пайда болуына алып келуі мүмкін, тіпті шығарылған
сигналда ешкандай найза болмасада. Осылайша оптикалық талшықтар
сигналдарды бұрмаланусыз таратудың жаңа мүмкіндіктерін ашуда[2].
Оптикалық талшықтар мыс өткізгіштерге қарағанда салмағы
аз.Талшықты-оптикалық кабельдер мыс кабельдер сияқты дәл сондай
ақпараттық тығыздыққа ие, салмағы да аз, өйткені желі санын көп қажет
етпейді. Талшықтар диэлектрик болғандықтан токты өткізбейді. Оның
қолданылуы өртқауіпсіздігі жағынан қауіпсіз болып келеді. Сонымен қатар
талшық өзіне найзаны тартпайды.
Талшықты-оптикалық кабель қауіпсіздігі жағынан
мүлдем кабель
жүргізілмеген жерлерде қолданылуы мүмкін. Мысалы, талшық отынды бак
арқылы тікелей жүргізілуі мүмкін.
1.3
Технология, қондырғы, кабельді таңдау
1.3.1 Қолданылатын технологияны таңдау. Соңғы жылдары әлемде
магистральдардың өткізу қабілетін және ақпаратты таратудың сапасын
жоғарлату мақсатында байланыс құралдарын жетілдіру процесстері жүріп
жатыр. SDH желілерінде жаңа технологиялардың (WDM) толқын ұзындығы
бойынша мультиплексерлеу және (DWDM) толқын ұзындығы бойынша
тығыздау мультиплексерлерінің пайда болуларын атап көрсетуге болады. Бұл
технологиялар оптикалық кабельдерді жүргізгенде бір оптикалық талшық
арқылы бірнеше цифрлық ағындарды әртүрлі толқын ұзындықтарында бір
оптикалық талшықтың түссіз терезесі арқылы тарату есебінен артық шығынға
ұшырамай магистральдардың өткізу қабілеттерін жоғарлатуға мүмкіндік береді.
Осы технологиялар талшықты-оптикалық байланыс желілерінде кеңінен
қолданыла бастады.
Жоғары жылдамдықты магистральдардатарату
желілерінің өткізу
қабілетіне деген сұраныс артуда. Байланыс арналары арқылы берілетін трафик
сипаттамалары да өзгереді. Егерде бұрын магистральды желілердің ортақ
жүктемесінің көп бөлігін телефонды трафик құраса, соңғы жылдары жаппай
компьютерлендіру және желілік ақпараттық технологиялардың дамуына
20
байланысты, трафиктің негізгі бөлігін мәліметтерді тарату құрайды. Өткізу
қабілетін және мәліметтерді таратудың жоғары жылдамдығына жаңа
технологияларды пайдалану арқылы қол жеткізуге болады.Оптикалық кабель
мәліметтерді жоғары өткізу қабілетімен тарата алады, себебі ол өте жақсы
трансмиссионды сипаттамаларға, берілетін мәліметтердің жоғары тығыздылық,
өткізу қабілетін алдағы уақытта дамыту, электромагнитті және радиожиілікті
кедергілерге тұрақтылық қабілеттеріне ие.
WDM жүйелері оптикалық талшықтардың бір уақытта әртүрлі толқын
ұзындығындағы жарықты өзара интерференциясыз таратуға негізделген. Әрбір
толқын ұзындығы талшықтағы жеке оптикалық арнаны көрсетеді. Бірнеше
арналарды бір талшықта біріктіріп, содан кейін оларды қажетті желілерде
көрсету үшін әртүрлі оптикалық әдістер бар. Қазіргі уақытта WDM
технологиясы бір талшық арқылы айырмашылық тек толқын ұзындығында
болатын арналарды басқа көрші арналарға таратуға мүмкіндік береді, яғни ол
DWDM (DenseWDM) толқындық мультиплексерлеу деп аталады. WDM
технологиясының дамуы жеке талшық арқылы жүздеген тәуелсіз арналар
таратылатын және сигналдардың таратылуы екі бағытта да бір оптикалық
талшық арқылы таратылатын коммерциялық желілерді құруға мүмкіндік берді.
1.3.2 Қолданатын қондырғыны таңдау. Бұл дипломдық жобада таңдалған
технология DWDM. DWDM жүйесі жалпы жағдайда бір немесе бірнеше
лазерлік таратқыштан, мультиплексор, бір немесе бірнеше EDFA
күшейткіштерінен, кірісшығыс мультиплексоры, оптикалық кабель,
демультиплексор және сәйкес келетін фотоқабылдағыш саны, қолданылатын
байланыс протоколдары және желілік басқару жүйелері арқылы таратылатын
ұзындықтарды қамтамасыз ететін қондырғыны таңдаудан тұрады.
Көптеген жетекші өндірістерде С-диапазонында (1530-1565 нм) бір арна
ені 100 ГГц болатын 40 оптикалық арнаға дейін немесе ені немесе 50 ГГц
болатын 80 оптикалық арнаны мультиплексерлеуге мүмкіндік беретін DWDM
қондырғылары бар. Осы кезде оптикалық аарнаның максималды тығыздығы 10
Гбитс (деңгей STM-64) құрайды. L (1570-1605 нм) диапазонында максималды
оптикалық арналар саны арна ені 50 ГГц болған кезде 160 дейін бара алады.
DWDM-қондырғысын 160 арнаға C және L (C + L) диапазонында бір
уақытта оптикалық кабельдерге талаптар қойылады, нақты айтқанда C- және L-
диапазонындағы өшулік бірдей болуы қажет. Яғни, өшулік сипаттамаларындағы
диапазондармен симметриялы болатын оптикалық кабельді қолдану қажет.
Осындай кәбілдер жақында құрастырылды. Көп жағдайларда операторлар C-
және L-диапазонындағы сипаттамаларға симметриялық емес кәбілдерді
пайдаланады. G.652 ұсыныстарына сәйкес келетін кәбілдерге көрсетілген
диапазондағы өшулік 0,02 дБкм дейін бара алады, яғни есептегенде бір
күшейткіш бөлікке 2 дБ дейінгі айырмашылықты береді. Осы жағдайда
қондырғыны орнату есептеуінде ең көп өшулікті таңдауымыз керек, өйткені ол
ақыр аяғында үнемі таратқыш қондырғыны орнатып отыруды қажет етеді, және
бұл жағдайда баға көлемі жоғарылайды.
DWDM қондырғысының негізгі төрт түйінін атап көрсетуге болады:
21
оптическалық терминалды мультиплексор (Optical Terminal Мulti-plexer
- OTM);
регенератор (Regenerator - REG);
оптический күшейткіш (Optical Line Amplifier - OLA);
оптическалық кірісшығыс мультиплексоры(Optical Add Drop Muiplexer
- OADM).
Оптикалық терминалды мультиплексордың негізгі түйіні болып
оптикалық мультиплексор (OM) және оптикалық демультиплексор (OD) болып
табылады. Тарату бағытында оптикалық мультиплексор фиксирленген толқын
ұзындықтағы сигналдарды оптикалық кәбілдер арқылы жіберілетін топтық
сигналға мультиплексерлейді. Қабылдау кезінде оптикалық демультиплексор
топтық сигналдарды транспондерлерге жіберілетін фиксирленген толқын
ұзындықтағы сигналдарға демультиплексерлейді.
Оптикалық регенератор топтық сигналды қалпына келтіру, джиттерді басу
және сигналшуыл қатынасын жақсарту үшін қолданылады. Осы мақсатпен O-
E-O (Optical-Electrical-Optical) түрлендіргіші қолданылады. REG шығысындағы
топтық сигнал электрлік формаға түрленеді, сигнал түрін 3R-қалыпқы келтіру
жүреді және кейіннен ол қайтадан оптикалық формаға түрленеді. Регенератор
транспондер арқылы back-to-back схемасы бойынша қосылған екі OTM-
мультиплексор базасында құрылады. Осындай конфигурация барлық оптикалық
арналардың кіріс-шығысын жүзеге асыруға мүмкіндік береді.
Оптикалық күшейткіштер сәйкесінше топтық сигналдардыдың формасын
қалпына келтірмей-ақ күшейтеді. Ақпараттарды үлкен арақашықтықтарға
таратқанда күшейткіштер оптикалық арналардың қуатын реттеу арқылы
эквалайзер функциясын қамтамасыз етеді. Қалалық жағдайларда эквалайзер
функциясы қолданылмайды, және бұл күшейткіш бағасын төмендетеді.
Оптикалық күшейткіш DWDM қондырғысының ең арзан түйіні (OTM-
мультиплексоры және регенератормен салыстырғанда).
Кіріс-шығыс оптикалық мультиплексоры фиксирленген толқын
ұзындықтағы оптикалық арналардың шектеулі санын жүзеге асыруға мүмкіндік
беретін, пассивті оптикалық плата қосылатын оптикалық күшейткіштің базасы
негізінде құрылады.
Ультрофиолеттік жарықтандыру арқылы жасалған,
оптоталшықты кәбілде сыну индексінің периодтты түрде өзгеретін брэгті торды
көрсетеді. Брэгті тор негізіндегі OADM-мультиплексоры1 ден 12-ге дейінгі
оптикалық арналарда кіріс-шығысты жүзеге асырады.Басқа арналар үшін
күшейткіш ретінде жұмыс жасайды.Осындай мультиплексорларды OTM-
мультиплексоры және регенератормен салыстырғанда бағасы біршама төмен.
1.3.3 Қолданылатын қондырғы сипаттамалары. DWDM жүйелерін
шығаратын өндірушілердің нарықтық талдауын қарастырып Қытайдағы
телекоммуникация нарығы әлем бойынша екінші орын алатынын ескеретін
болсақ, онда жобаланатын магистралға HuaweiTechnologies компаниясының
DWDM- OptiXBWS 1600G оптикалық тарату жүйесін таңдаймыз. Әртүрлі
халықаралық ұйымдардың және техникалық конференциялардың мүшесі
22
ретінде HuaweiTchnologiesCo. Ltd., компаниясының барлық жасап шығарған
бұйымдары ITU-T ұсыныстарына сәйкес келеді.
DWDM- OptiX BWS 1600G спектральды тығыздалудың оптикалық тарату
жүйесі бір оптикалық талшықтың ішіндегі 160 ұзындықтағы толқындарды, 1,6
Tбитс жоғары жылдамдықты мәліметтерді таратуды қамтамасыз етеді. Әрбір
арна 10 Гбитс жылдамдықты қолдайды. Бір оптикалық талшықтың өткізу
қабілетінің максималды мәні 1600 Гбитс дейін барады. Яғни осы жүйе
операторлар үшін тиімді басқару платформасын және желінің өткізу қабілетін
кеңейтудің икемді әдісін ұсынады.
OptiX BWS 1600G жүйесі бұлHuawei компаниясы жасап шығарған
магистральды деңгейіндегі оптикалық тарату саласындағы жаңа өнім. Ол қазіргі
таңдағы оптикалық тарату жүйелерінің деңгейіне сәйкес келетін, алдыңғы OptiX
сериясындағы өнімдерден барлық функционалды мүмкіндіктерді иемденген.
Үлкен конфигурация мүмкіндіктеріне және қорғаудың икемді әдістеріне ие
OptiX BWS 1600G жүйесі оптикалық таратуда маңызды орынға ие. Оптикалық
талшықтың өткізу қабілеті 10 Гбитс ден 1600 Гбитс дейін кеңеюі мүмкін.
Желінің тығыздығын үлкейту кезінде қондырғыны өшірудің немесе тарату
қызметтерін үзудің қажеті жоқ. Сондықтан тек жаңа қондырғыны қою керек
немесе жаңа түйінді орнату қажет. Стандартты конфигурация кезінде OADM
түйінін қосу да жүйенің қалыпты функциялануына әсер етпейді.
OptiX BWS 1600G жүйесінің негізгі мақсаты магистралды деңгейде DWDM
қондырғысына жоғары өткізу қабілетін ұсыну. Сондықтан желі құрудың ең
тиімдісі болып сақина топологиясын және тізбек болып табылады.
OptiX BWS 1600G жүйесі нүкте-нүкте, тізбек және сақина
топологиясында қолданылуы мүмкін.
Желінің магистралды деңгейінде
функциялана отырып, берілген жүйе оптикалық коммутациялық қондырғы,
MAN DWDM, SDH қондырғылары және маршрутизаторлар арқылы үлкен
көлемдегі трафиктарды тарату мүмкіндіктеріне ие бола отырып, үлкен
қалаларды бір-бірімен байланыстырады. OptiX BWS 1600G жүйесінің
оптикалық тарату желілерінде орналасуы 1.4-суретте көрсетілген.
1.4-сурет. OptiX BWS 1600G жүйесінің тарату желісінде орналасуы
23
Huawei компаниясы OptiX 155622H, OptiX 155622, OptiX 2500+, OptiX
10G, OptiX Metro 3100, OptiX Metro 6100, OptiX BWS 320G, және OptiX BWS
1600G қондырғыларын қоса отырып, оптикалық тарату құрылғыларын
ұсынады. Әртүрлі тарату жылдамдықтарымен SDH (STM-141664), DWDM
320 Гбитс магистралды тарату жүйелерімен және регионалды MSTP. Жүйенің
ерекшеліктері:
- көреген дизайн, барлық қондырғылар SDH, ATM и IP қызметтерін
біріктіреді;
- қондырғылардың сәйкестігі желіде бар басқа да қондырғы түрлеріне
қосылуға мүмкіндік береді;
- желілік басқару жүйесі SDH және DWDM желі элементтерін басқара
алады;
- желінің икемді кеңеюі.
OptiX BWS 1600G жүйесі жоғары жылдамдықты мәліметтерді тарату
үшін жасалған.Электрлік деңгейде мультиплексерлеу функциясын және төменгі
жылдамдықты конвергенция функция қызметтерін (трибутарлы MUX)
қолдауды қамтамасыз етеді, ол өткізу жолағы коэффициентін жақсартады.1+1
оптикалық желіні, активтірезервті 1+1 режимінде синхронизацияны, 1:8
оптикалық толқын ұзындығындағы түрлендіру платаларын қорғау және қолдау
жүргізіледі.
EDFA күшейткіштерін пайдалану тарату қашықтығын электрлік
регенерация қондырғыларын қолданбастан 640 км-ге дейін үлкейтуге мүмкіндік
береді. Raman және EDFA күшейткіштерін әртүрлі комбинацияларда пайдалану,
кеңжолақты теңестіруді жүзеге асыруға және жүйелік шуылдарды азайтуға
мүмкіндік береді, сәйкесінше ол жүйенің тарату қашықтығын үлкейтеді.
Басқару оптикалық арнасы 3 сенімді тарату синхронизация арнасын
ұсынады.
Орнатылған басқару арнасы
оптикалық секцияның (OSNR
индивидуалды арна, оптикалық қуатты жарықтандыру және орталық толқын
ұзындығы)жұмыс жасау параметрлерімен басқаруды жүзеге асырады.iManager
T2000 жүйесінің желілік басқаруы,толқын ұзындығы арналарын,
трассировканы басқаруды, толқын ұзындығы ресурстарының статистикалық
анализдері және қуатты имитация (моделдеу) функцияларын ұсынады. iManager
(iMES) экспертті жүйесі желі элементтеріне тәуілсіз орнатылуы мүмкін.
Автоматты түрде басқару функцияларын,
жұмыс параметрлері
мен
ақпараттарды тарату, енгізу әрекеттерін және қондырғы эксплуатациясын ұсына
алады.
Техқызметкөрсету және кеңейтумен оңай орнатуылуы, әртүрлі
өндірушілердің әртүрлі қондырғыларымен сәйкестігі қамтамасыз етілген. OptiX
BWS 1600G жүйесі негізінде желіні ұйымдастырғанда нүкте-нүкте және
тізбек топологиялары кең таралған.
Тізбек топологиясы бойынша құрылған желі 1.5-суретте
көрсетілген.Кейбір қызмет арналары ОТМ-ге келіп түседі, бұл жерде олардың
толқын ұзындықтары түрленеді, мультиплексерленеді және
демультиплексерленеді.Желілерге қойылатын талаптарға сәйкес OLA оптикалық
24
күшейткіш және REG регенератор тарату қашықтығын үлкейту үшін
қолданылады. Арналардың кірісшығысын екі ОТМ арасында жүзеге асыру үшін
оптикалық кірісшығыс модульдері қолданылады. Желілердің қорғанысы
оптикалық деңгейде жүзеге асырылады немесе оптикалық толқын ұзындығын
түрлендіру платалары үшін 1:8 қорғанысы қолданылады.
ОТМ- оптикалық терминалды мультиплексор;OLA- оптикалық сызықты
күшейткіш;OADM- оптическалықкірісшығыс мультиплексоры ; REG-
регенератор
1.5-сурет.Тізбек топологиясы арқылы желіні құру
OptiX BWS 1600G 1+1 желі қорғанысын 1.6-суретте көрсетілгендей OLP
платасы арқылы ұсына алады. Суретте екі оптикалық талшық бір оптикалық
кәбілде екіжақты бағытталған жұмыс арнасы, ал басқа екінші оптикалық
кәбілдегі екі оптикалық талшық арна қорғанысы ретінде қолданылады. Жұмыс
арналарында қандайда бір ақау болған жағдайда ақпарат ағыны автоматты
түрде OLP платасы арқылы қорғаныс арнасына қосылуы мүмкін. Сонымен
қатар қондырғы резервті арнадағы ақауды уақытында табуы мүмкін. Осылайша
OLP платасы арқылы DWDM қондырғысымен оптикалық деңгейде тарату
желісінің қорғанысы жүзеге асады.
Protectionchannel- қорғау арнасы;Workingchannel- жұмыс арнасы;OLP-
оптикалық желінің қорғаныс блогы
1.6-сурет. 1+1желісін OLP платасы арқылы қорғау
25
Мәліметтерді тарату желісін құрғанда кең таралған топологиялардың бірі
сақина топологиясы болып табылады. Бұл топологияда арналардың
кірісшығысын әрбір желі элементінде жүзеге асыру қажет. OptiX BWS 1600G
жүйесінде оны OADM немесе MUXDEMUXВ арқылы жүзеге асыруға болады.Екі
әдістіңде функционалды әдістері сәйкесінше 1.7 және 1.8 суреттерде көрсетілген.
OTU- оптикалық блок транспондеры;OAU- оптикалық күшейткіш
блогы;OADM- кірісшығыс оптикалық мультиплексоры;OBU- оптикалық
күшейткіш-бустер
1.7-сурет. OADM қолданылуы арқылы арналардың кірісшығысы
1.7 және 1.8 суреттерден көрініп тұрғандай OADM қолданғанда аз
қондырғы қажет болады, және де бұл өз кезегінде өте тиімді экономикалық әдіс
болып табылады. MR2 платасы 100 МГц шамасымен С-жолағы арқылы 2
арнаның кірісшығыс ағынын жүзеге асыра алады. Бір OADM станциясы 8 MR2
максималды шамасын қолдана алады, мысалы 16 толқын ұзындықты ағындар
жұп С-жолағынан және тақ С-жолақтарынан кіріпшығарылуы мүмкін. Егерде
толқын ұзындығының көп мөлшерін кіріпшығару керек болса, онда OADM
орнына MUXDEMUX қолдану қажет. Онда MUXDEMUX арқылы барлық 40
арналар 1.8 суретте көрсетілгендей кіріпшығарылуы мүмкін, 4
мультиплексорадемультиплексора қолданылған кезде,барлық 160 арнаның
ағындары С-жолағы немесе L-жолағына қарамастан кіріпшығарылуы мүмкін.
OptiX BWS 1600G жүйесінің құрылымы.Орындалатын функцияларға
байланысты DWDM қондырғысы келесі түрде классификацияланады:
оптикалық терминалды OTM мультиплексордемультиплексоры, оптикалық
сызықты күшейткіш OLA, кірісшығыс OLA оптикалық мультиплексоры және
электрлік регенератор REG.
26
OptiX BWS 1600G жүйесі - бұл оптикалық тарату облысында магистралды
деңгейдегі жаңа өнім, ол қазіргі таңдағы оптикалық тарату жүйелерінің
талаптарына сәйкес келеді және алдыңғы OptiX топтама өнімдерінің барлық
мүмкіндіктері мен функцияларын өзіне алған.
М40- 40-арналы мультиплексор;D40- 40 арналы демультиплексор
1.8-сурет. MUXDEMUX қолдануы арқасындағы арналардың
кірісшығысы
ОТМ қондырғысы барлық толқын ұзындықтарының кірісшығысын,
тарату және қабылдауын жүзеге асыра алады. Ол оптикалық транспондер
блогы, мультиплексордемультиплексор және күшейткіштен тұрады. OTU
оптикалық транспондер блогы STM-64 (ITU-T G.691) кіріс сигналдарын
DWDM (ITU-T G.692) сигналдарына айналдырады және оларды
мультиплексорға жібереді. Мультиплексор әртүрлі 160 жиіліктерді 50 МГц
болатын бір талшық арқылы ақпараттарды тарату үшін қолданылады.
Қабылдаушы жақта әлсіз сигналдар күшейеді және мультиплексорға жіберіледі.
Мультиплексорда бұл сигналдар 160 арнаға демультиплексерленеді және OTU-
ға жіберіледі. DWDM стандартты сигналдарын STM-64 сигналдарына OTU
түрлендіреді. OptiX BWS 1600G жүйесінің L және C диапазондары үшін жұмыс
жиіліктері:
- C-жолағы: 192,10 ТГц - 196,05 ТГц (1529,16 нм -1560,61 нм);
- L-жолағы: 186,95 ТГц - 190,90 ТГц (1570,42 нм - 1603,57 нм).
OLA қондырғысы (1.9-сурет) DWDM оптикалық сигналдарының тарату
қашықтығын үлкейтеді.
Оптикалық сигналдың күшеюі арқасында, дисперсия компенсациясы және
тарату арнасын басқаруда, бұл қондырғы магистралды тарату желілеріне қол
жеткізуге мүмкіндік береді.
27
RPA- RAMAN толтыру күшейткіші;DCM- дисперсия компенсация
модулі;FIU- оптикалық интерфейс блогы;SC2, ТС2- екіжақты бағытталған
оптикалық басқару арнасы
1.9-сурет. Оптикалық желілік күшейткіш сұлбасы
DWDM жүйесінің қабылдағыш бөлігінде тарату кезінде сигналдардың
сапасын жақсарту үшін Raman күшейткіштері қолданылады.Raman және EDFA
күшейткіштері жүйеде шуылдардың пайда болуының алдын алу үшін
қолданылады.
Сигналдарды үлкен арақашықтықтарға тарату үшін OLA мүмкіндіктері
қарастырылды. Бірақта үлкен арақашықтықтарға таратуда жарықтың таралуы
кезінде, жіберілетін сигналдардағы дисперсияны алу үшін, қуат шығыны,
оптикалық шуыл, поляризациялық дисперсияға әсері (PMD, polarization mode
dispersion) болмауы үшін сигналдарды регенерациялау қажет.
Сигналдардың сапасын арттыру мақсатында және тарату қашықтығын
үлкейту үшін REG регенератор қолданылды (1.10-сурет), ол оптикалық
сигналдарды қайта қалпына келтіру арқылы арақашықтығын үлкейтеді.
Оптикалық арнаның басқару, дисперсия компенсация блогымен сәйкестігі арқылы
REG мультиплексті секция тарату қашықтығын үлкейтеді. REG ол 3R функциясын
қолданады,яғни сигналдардың бастапқы формасына келтіреді, тактылы
интервалдарды және регенерация сигналдарын қайта қалпына келтіреді.
Кірісшығыс OADM оптикалық мультиплексоры (1.11-сурет) кірісшығыс
оптикалық мультиплексорын жүзеге асырады. Ол бір элемент желісінде 16
арнаның кірісшығыс ағынын жүзеге асыра алады.
FIU платасы негізгі тракт пен оптикалық бақылау арнасының
мультиплексерлеу және демультиплексерлеуді орындайды.
28
ITL - импульсті сигналдардың уақыттық тығыздалуы; МСА - спектр
анализаторының көпарналы блогы
1.10-сурет. Регенератор сұлбасы
FIU тарату бағытында оптикалық бақылау сигналын негізгі трактқа қояды;
FIU қабылдау бағытында оптикалық бақылау сигналдарын негізгі тракттан бөліп
алады.
1.3.4 Талшықты-оптикалық кәбілді таңдау. ITU-T G.983 ұсыныстарының
талаптарына сәйкес магистралды құру үшін G.652 типті бірмодалы оптикалық
талшықты кәбілдер немесе оларға сәйкес келетін (например, G.657А) кәбілдер
қолданылуы тиіс.
Оптикалық кәбілдер қолданылғандықтан, әртүрлі бөлімшелерде
(магистралды, таратқыш, абонентті) және әртүрлі жағдайларда (канализацияда,
абонент ғимараттарында) жүргізілетін кәбілдер конструкциясы бұл желілер
үшін бір-бірінен қатты ажыратылуы мүмін.
Кәбілдер конструкциясы ең алдымен, кәбілдерді жүргізу шартымен
(грунтқа жүргізу, кәбілді канализацияға, ішкі арналарда жүргізу және т.б),
сонымен қатар қажетті талшықтар санымен анықталады.
Талшықтар саны 12...24 дейін болғанда экономикалық тұрғыда бір
өзекшелі (UT типті) кәбілдерді, ал үлкен көлемде модульді өзекшемен (LT
типті) кәбілдерді қолданған дұрыс. Кәбілді жер асты жүргізуде тышқандардан
қорғану (әдетте - темір гофриронды таспадан жасалған броньдар) ал ылғалдан
(қалың полиэтиленді қабықша, ылғалдан қорғайтын барьер, өзекшені
гидрофобты толтыру), сонымен қатар механикалық зақымдану және және
басқада факторлардан қорғану әдістері болған дұрыс. Ілмелі оптикалық
кәбілдер үшінсозылмалы
күштерге тұрақтылық (күштік элементтермен
қамтамасыз етіледі) немесе температураның түсуіне (негізінен сыртқы қабықша
конструкциясымен және материалдармен қамтамасыз етіледі) тұрақтылық
маңызды болып табылады. Кәбілдерге қойылатын негізгі талаптарға сәйкес
29
бөлме ішіне жүргіземіз, оларға: жанудың таралмауы (қабықшаның жануын
қолдамайтындар қолданылады) және икемділік, сонымен қатар жеңілділік, аяқ
асты ұрынулардан, созылулардан қорғау және т.б жатады.
Дмау перспективасын ескере отырып, магистральдың жұмысын
қамтамасыз ету үшін Lucent Technologies талшықты-оптикалық
компаниясының 1550 нм толқын ұзындығында , 622,080 Мбитс ақпаратты
тарату жылдамдығында жұмыс жасайтын 8-талшықты кәбілді таңдаймыз. 8-
талшықты кәбіл, яғни төрт талшық бір бағытта және төртеуі кері бағытта
жұмыс жасайды[3].
Таңдаған кәбілдің сипаттамаларын жүргіземіз:
- 1 - 8 бірмодалы талшық;
- толқынның жұмыс ұзындығы 1550 нм;
- металл емес орталық элемент;
- SZ типті шиыршығы бар оптикалық модульдер;
- гидрофобты материалдармен толтырылған оптикалық модульдер;
- сыртқы қорғаныс темір гофрирді таспадан жасалған;
- ішкі қабықша полиэтиленнен жасалған;
- кәбілді канализацияларда жүргізуге жарамды;
- рұқсат етілген созылмалы жүктеме(статистикалық) - 1,5 - 4,0 кН;
- рұқсат етілген созылмалы жүктеме (динамикалық) - 2,4 - 6,4 кН;
-рұқсат ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
6
7
8
Аңдатпа
Осы аталған дипломдық жобада Ақтау-Жаңаөзен бөлімшелері арасында
талшықты-оптикалық байланыс желілерін құру принциптері қарастырылған.
Жобада байланыс арналары, регенерация бөлім ұзындығы және
оптикалық талшықтың негізгі параметрлеріне есептеу жүргізілген. Талшықты
оптикалық кәбіл таңдалды және оның маңызды сипаттамаларына есептеу
жүргізілді.
Берілген жобаны жүзеге асыру мүмкіндігін сипаттайтын бизнес-жоспар
құрылды.
Аннотация
В данном дипломном проекте рассматриваются принципы построения
волоконно-оптической линии связи на участке Актау-Жанаозен.
В проекте произведены расчеты канала связи, длина участка регенерации
и основных параметров оптического волокна. Сделан выбор волоконно-
оптического кабеля и расчет его важнейшых характеристик.
Составлен бизнес-план, который характеризирует экономическую
целесообразность реализации данного проекта.
9
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
1 Аудан сипаттамалары, қолданылатын технологияларға шолу ... ... ... ... ... ... .. 10
1.1 Ауданның географиялық және экономикалық сипаттамалары ... ... ... 10
1.2Талшықты оптикалық байланыс желілерінде қолданылатын
технлогияларға шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 11
1.3 Технология, қондырғы, кәбілді таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16
1.4 Желі топологиясын таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 28
1.5 Кәбіл жүргізілетін жолды таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 28
2 Есептеу техникалық бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 30
2.1 Негізгі параметрлердің есептелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 30
2.2 Регенерациялық бөлім ұзындығын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 32
2.3 Оптикалық талшықтың негізгі сипаттамаларын есептеу ... ... ... ... ... . 34
2.4 Апертура есептелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 37
2.5Оптикалық кәбілдегі өзара әсердің есептелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 39
2.6Талшықты оптикалық байланыс желісі сенімділігін есептеу ... ... ... ... 41
2.7Қондырғы жағдайы көрсеткішін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 43
2.8Талшыты оптикалық байланыс желілері үшін жолды таңдау ... ... ... ... 44
2.9 Иерархия деңгейін және ағындардың топтық жылдамдығын есептеу
негізіндегі мультиплексор типін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 44
2.10 Байланыс ұйымы сұлбасын құру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 47
2.11 Жобаланатын талшықты оптикалық байланыс желісінің өткізу
қабілетін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 47
2.12 Оптикалық трактідегі қосынды шығындарды анықтау ... ... ... ... ... .. 48
2.13 Жүйе қуатының толық қорын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 49
2.14 Энергетикалық қорды есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 49
2.15 Сигналшуыл қатынасын немесе регенерациялық бөлім ұзындығына
берілген қателік ықтималдығын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 50
2.16 Таратқыш оптикалық модульдің оптикалық жарықтандыру қуатының
тарату деңгейін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 50
2.17 Жүйенің тез жұмыс жасау деңгейін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 51
3Тіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 53
3.1 Өмір тіршілік қауіпсіздік бөлімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 53
3.2 Жарықтандыруды құрастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 61
3.3 Электрқауіпсіздік мәселелерін қарастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 64
4Бизнес жоспар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 68
4.1Түйін ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 68
4.2Компания және сала ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 68
4.3 Қызметтерді (өнімдерді) бейнелеп жазу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 69
4.4Маркетингті стратегия (бағдарлама) ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 69
4.5 Қаражат жоспары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 69
4.6 Табысты есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 71
10
4.7 Пайдалану шығындарын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 73
4.8 Таза табысты есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 77
4.9 Экономикалық тиімділік көрсеткіштерін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... . 77
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 78
Қысқартылған сөздер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 79
Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 80
А Қосымшасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..82
Б Қосымшасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ..83
В Қосымшасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..84
Г Қосымшасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ..87
11
Кіріспе
Қазіргі таңда жыл сайын берілетін ақпараттың көлемі үздіксіз өсуде,
осыған сәйкес ақпараттарды алыс арақашықтықтарға үлкен жылдамдықпен
және жоғары сенімділікпен тарату мәселесі алдынғы орында тұр.
Осы тапсырмаларды шешудің басты ролі техникалық сипаттамалары
барлық ақпараттарды тарату жүйелерінен асып түсетін талшықты-оптикалық
байланыс арналарына тиесілі.
Талшықты-оптикалық байланыс арнасының бағыттаушы жүйесі болып
жезді кабельдерге қарағанда артықшылықтары бар талшықты-оптикалық
кабельдер болып табылады:
оптикалық кабельдерде электрөткізгіштік және индуктивтілік жоқ, бұл
бізге оптикалық кабельдер электромагниттік әсерлерге ұшырамайтынын
көрсетеді;
өте кішкентай қиылыспалы кедергілер;
байланыстың жоғары құпиялығы;
басқа тарату жүйелеріне қарағанда сәйкестіліктің толық сақталуы
кезінде толықтай жетілуі;
үлкен кеңжолақтылығы,жоғары жиілікті диапазонда жұмыс істеу
мүмкіндігі, бұл каналдар санын және жоғары өткізу қабілетін қамтамасыз етеді;
кішкентай металлсыйымдылығы, кабельдердегі дефицитті және қымбат
материалдардың болмауы;
сыртқы әсерлерге жоғары бөгеуілқорғаныстығы,кабельдердегі жеке
талшықтар арасындағы өтпелі бөгеуілдердің болмауы;
аз габариттер және салмақ, кабельдерді орнатуды жеңілдетеді,
оптикалық кабель матералының арзандылығы;
жиіліктің кең жолақтылығы мен дисперсиядағы аз өшулікті
жарықөткізгіішті алу мүмкіндігі. Бұл байланыс арақашықтығын ұзартуға,
жоғалтуларды төмендетуге, регенерациялық бөлімдердегі үлкен қашқтығын
қамтамасыз етуге мүмкіндік береді;
қысқа тұйықталулардың болмауы, кабельдерді қауіпті зоналарда
қолдану мүмкіндігі;
жалғанатын муфталар санын азайтуға және сенімділігін жоғарылатуға
сонымен қатар байланыс қашықтығын үлкейтуге болатын үлкен құрылыс
ұзындығы.
Осы артықшылықтар арқылы, талшықты-оптикалық байланыс арналары
басқа типтегі кабельдерді шетке ысырып тастады. Қазіргі таңда көптеген
тартылатын кабельдерді басатын кабельдер болып оптикалық кабельдер болып
табылады.
Жұмыстың мақсаты болып берілген пункттер арасында талшықты-
оптикалық кабельді жүргізу үшін трассаны таңдау және оған есептеу жүргізу.
Қазақстан Республикасының заманауи электрлік байланысы әртүрлі
12
ақпарат көздерін қажетті қашықтарға таратуға мүмкіндік беретін біріктірілген
автоматты байланыс желісі базасы бойынша даму үстінде. Қазіргі уақытта
Қазақстан Республикасының байланысы желілер мен байланыс қызметтерінің
жиынтығын көрсетеді және оны осы территорияда өндірісті шаруашылық
комплекс байланысы ретінде функциялайды.
Елдің біріншілік байланысы цифрлық талшықты-оптикалық,
радиорелейлік және спутниктік байланыс арналарын қолданылуда негізделеді.
Бұл арналар цифрлық тарату жүйелерін қолдана отырып ақпарат ағындарын
таратуды қамтамасыз ете отырады. Әсіресе сонгы жылдарда байланыс
техникасында хабарламаларды сигналдарға түрлендірудің цифрлық әдістерін
қолдану, цифрлық тарату жүйелері кең қолданысқа ие.
Информациялық технологиялардың дамуы
дауыс пен ақпаратты
таратудың цифрлық таратудың әдістері локальды желілер технологиялары мен
ISDN, PDH, SONET, SDH cяқты жаңа жоғары жылдамдықты глобальды
технологиялық желілердің пайда болуы микропроцессорлық техникалардың
интенсивті дамуына алып келді. SDH-мультиплексрлеу технологияларындағы
WDM толқын ұзындығы және (DWDM) тығыз мультиплексрлеу толқын
ұзвндвғв бойынша жаңа технологиялардың дамуын атап көрсетуге болады.
Бұл технологиялар бір оптикалық талшық арқылы бірнеше цифрлық ағындарды
әртүрлі толқын ұзындығында магистральдің өткізу қабілетін жоғарылатуға
мүмкіндік береді.
Осы технологиялар талшықты-оптикалық байланыс
арналарында кеңінен қолданыла бастады.
Дипломдық жобада жаңа SDH- DWDM технологиялары қарастырылады
және оның Ақтау-Жаңаөзен қалалары арасында қолдануды қарастыру. Осы
жобаны жүзеге асыру негізінде бұл бағыттағы байланыс сапасын арттыру және
өткізу қабілетін жоғарылату мәселелері қарастырылады.
13
1 Аудан сипаттамалары, қолданылатын технологияларға шолу
1.1
Ауданның географиялық және экономикалық сипаттамалары
1.1.1 Ақтау қаласының географиялық және экономикалық сипаттамасы.
Ақтау қаласы Қазақстанның батысында орналасқан және Маңғыстау
облысының облыс орталығы болып табылады. 1963 жылдың 13 қыркүйегінен
1991 жылға дейін қала Қазақстанда айдауда болған, украин ақыны Тарас
Шевченконың құрметіне Шевченко деп аталды. Өндірістік қала болып
табылады. Қаланың пайда болуы жиырмасыншы ғасырда Совет Одағының,
министр Е.П Славскийдің басқаруымен, ядролық қалқан жасап шығару
мақсатында құрылды. Уран алып, қайта жасап шығару мақсатында ерекше
комплекс жасап шығарылды. Осы комплекстің өндірістік желісі химиялық
реагенттерді өндіру негізінде жасалады. Адамдардың шөлді жерлерде өмір
сүруін қамтамасыз ететін, қаланың инфроқұрылымы құрылды. Совет Одағы
құлағаннан кейін Ақтау қаласы негізінен, бұрынғы және қазіргі мұнай
шығаратын жерлердің орталығы болды: Жетыбай, Қаламқас, Қаражанбас,
Атамбай-Сарытөбе, Оймаша, Қарақұдық, Толқын, Араман[1].
Ақтау қаласының климаты-шөлді, жазы өте ыстық, орташа
температурасы: қаңтар айында 1,4 °C, ал шілде айында 48 °C- қа дейін барады.
Барлық өсімдіктер қолдан суарылады. Ақтау қаласы Каспий теңізінің
жағасында орналасқан. Ақтау қаласын ауыз сумен МАЭК станциясы
қамтамасыз етеді. Осы жерге теңіз суынан жасалған дистиллят әкеліп,
өндіріледі, өйткені қалаға жақын табиғи су көзі жоқ[1].
Ақтау қаласының порты Каспий теңізінің жағасында, және әртүрлі
жүктерді, мысалы мұнайды мұнайтауарларын халықаралық тасымалдауда
Қазақстандағы жалғыз порт болып табылады. Периферинді өндіріс
орталықтарының пайда болуы, сонымен қатар елдің шекара қорғанысын
қамтамасыз ету мақсатында, қажетті транспорттық қамтамасыз етілулер қажет
болды.Уран және мұнай өнімдерін тасымалдауда Маңғыстау облысында 1963
жылы порт салынды. Кейіннен порт БН-350 атомды реакторын, химиялық сала
заводтарын және Ақтау қаласын құруда маңызды рөл атқарды[1].
Ақтау қаласы Қазақстандағы маңызды транспортты түйіні болып келеді.
Ақтауда қалааралық және халықаралық қызмет көрсететін, халықаралық әуежай
орналасқан. Ақтау халықаралық әуежайы 1996 жылдың қараша айында
құрылды. Жалпы әуежай 1983 жылдан бері жұмыс жасап келе жатыр. Мұнай
саласының қарқынды дамуы өнімді тез тасымалдауды қажет етті. Қазіргі таңда
Ақтау қаласындағы әуежай өнімді тасымалдаудан Қазақстан бойынша Алматы
және Астана қалаларынан кейін үшінші орынды алады. Әуежай 8 ішкі және 16
халықаралық бағытта
ұшатын
Қазақстандық және халықаралық
әуекомпанияларына қызмет көрсетеді. Ақтау арқылы Мәскеу, Стамбул, Баку
және Киев және басқада кез келген әлемге баруға болады.
14
1.1.2 Жаңаөзен қаласының географиялық, экономикалық сипаттамасы.
Жаңаөзен қаласы Маңғыстау облысында орналасқан. 2012 жылдың қазан
айында Маңғыстау облысының әкімі Мұхамеджанов Бауыржанға бірнеше
қарауылдар тобы, қала атын қасиетті Бекет ата атына ауыстыру туралы өтініш
айтты. Бірақта 2012 жылдың желтоқсан айында, қала әкімі Серікбай Турымов
қала аты ауыспайтынын айтты[1].
Жаңаөзен қаласы 1968 жылы құрылды.
Маңғыстау облысында
орналасқан. Аэропорт бар. 1968 жылы қала Новый Узень деп аталды, бірақ
кейіннен Жаңаөзен деп 1993 жылдың 7 қазанында өзгертілді. 1989 жылы
маусым айларында қалада мемлекеттік тұрғыдағы саяси толқулар болды. 2011
жылдың 16 желтоқсан айында мұнайшылардың алты айлық толқуларынан
кейін, бас алаңдаішкі әскерлердің қару қолданып, қатысуымен болған ауқымды
толқулар болды. Осының салдарынан 15 қаза болды. Жария болмаған
мәліметтерге сәйкес, 64 адам қаза болды және 400 адам жарақаттанды.
Мұнайшылардың айтуы бойынша толқуларды ұйымдастыруға адамдарды жалға
алды. Әскерлер бөлініп, бір айға созылатын комендатты сағат бөлінді. Осыдан
кейін көпшілік қамауға алу басталды. 2012 жылдың шілде айында митинг
дайындалды.
Жаңаөзен қаласының климаты-шөлді, жазы өте ыстық, орташа
температурасы: қаңтар айында 1,4 °C, ал шілде айында 48 °C- қа дейін барады.
Барлық өсімдіктер қолдан суарылады[1].
Қалада 2012 жылдың 1 қаңтарынан бастап 122,1 мың адам немесе барлық
облыстың 17% тұрады. Ақтау мен Жаңаөзен қалаларының арақашықтығы 140
км құрайды. Жаңаөзен қалалық администрациясына қаладан басқа, Тенге және
Қызылсай ауылдары бар. Ауданда тұратын ұлт түрлері: қазақтар, орыстар,
украиндар және қарақалпақтар.
1.1.3 Аралық пункт сипаттамасы. Жетыбай - Маңғыстау облысында
орналасқан ауыл. Административті орталық және Жетыбай ауылдық
администрациясының жалғыз тұрғылықты жері болып табылады.
Жетыбай мұнайгаз шығаратын жермен байланысты. Шөлді жер болып
табылады. Климаты континентальды, жері құрғақ. Барлық өсімдіктер қолдан
суарылады. Қысы жылы, қаңтар айында 1,4 °C құрайды, ал шілде айларында
49 °C дейін барады. Ақтау мен Жаңаөзен қалалары ар асында орналасқан.
Жаңаөзен мен Жетыбай қалаларының арақашықтығы 70 км құрайды[1].
1.2 Талшықты оптикалық байланыс желілерінде қолданылатын
технологияларға шолу
Қазіргі уақытта оптикалық талшықта тарату ретінде глобальды байланыс
желілерінің үш технологиялары кең қолданысқа ие : PDH - плезиохронды
цифрлықиерархия, SDHSONET - синхронды цифрлық иерархия және WDM -
толқындық мультиплексрлеу технологиясы . Алғашқы екі технология (PDH и
15
SDH) жергілікті желіде кең қолданысқа ие. SDH технологиясы мүмкіндігінің
жоғалмауы мен қымбаттылығы әсерінен
WDM
технологиясына
қолданылмайды .
WDM транспортты технологиялары ұсынатын физикалық деңгейдің
(модель OSI) интерфейстерін пайдаланудың арқасында оптикалық тарату
ортасын пайдаланатын (FDDI, АТМ және GBE - Gigabit Ethernet - гигабитті
Ethernet), технологияларынан басқа тек сонгы екі (ATM және GBE)
технологиялар глобальды технологиялар ретінде қарастырылатын болды (ең
алдымен бұл АТМ қатысты). Қазіргі уақытта талшықты байланыс
жүйелеріндегі WDM дамуының жүзеге асуы болмағандықтан, сонымен қатар
айтылған технологиялардың талшықты - оптикалық байланыс технологиялары
ретінде қарастырылмайды. Төменде PDH және SDH технологиялары және
WDM технологиялары толықтай көрсетілген[2].
Уақыттық мультиплексрлеудің цифрлық әдісін пайдаланғанда
мультиплексорды бірінші деңгейде 64 кбитс тарату жылдамдықтағы кіріс
сигналдары ретінде (немесе DS0) n х 64 кбитс жылдамдықтағы біріншілік
цифрлық ақпараттар ағынын қалыптастыра отырып қолданады. Bell D2 жүйесі
үшін24 х 64 кбитс = 1536 кбитс информациялық ағынды, ал CEPT - 30 х 64
кбитc = 1920 кбитс, осыларға 8 кбитс каналдар қосылады ( D2 үшін) немесе
ОЦК екі каналы ( CEPT үшін), синхронизацияны жүзеге асыру, және
сигнализация мен қателікті бақылау үшін (CRC). Нәтижесінде біріншілік ағын
қайталанатын топтардан және осылардың әрқайсысы фрейм немесе цикл
құрылымына ие болады . Bell D2 жүйесінде Т1 (1544 кбитс) фреймі
қалыптасады, ал CEPT жүйесінде - фрейм E1 (2048 кбитс). Егерде m:1, l:1,
k:1..., типтегі мультиплексорды қолданатын, мултиплексерлеудің бұл деңгейін
каскадтық сұлбада біріншілік, мультиплексорлаудың екіншілік, үшіншілік және
де басқада деңгейлер деп есептесек, онда цифрлық тарату жылдамдығының
иерархиялық топтарын немесе цифрлық иерархияларды қалыптасты руға
болады. Бұлар мультиплексерлеу процессін немесе арналардың тығыздалуын
шығысындағы дәйекті каскадтар үшін әртүрлі мультиплексерлеу
коэффициенттерін таңдау арқылы
DS0 каналдар санын қажетті деңгейге
жеткізуге мүмкіндік береді[2].
SONETSDH синхронды желілік технологиялары пайда болмастан бұрын
құрастырылған және енгізілген цифрлық желілер негізінен асинхронды желілер
болған, өйткені орталық тірек көзінен сыртқы синхронизацияны пайдаланбаған.
Бұларда бит жоғалтулары (немесе олардың нақты
локализацияланбау
мүмкіндігі)
ақпараттардың жоғалуына ғана емес, сонымен қатар
синхронизацияның да бұзылуына әкеліп соқтырды.
Синхронды желілердегі барлық жергілікті таймерлердің орташа жиілігі
орталық таймерді, дәлдігі 10-9кем емес(мысалы DS3 үшін 0,045 битс реттегі
жылдамдықтан ауытқуы)қолданудың арқасында бірдей (синхронды) немесе
синхронға жақын (плезиохронды).
Бұл жағдайда фреймдар немесе
мультифреймдарды теңестіру диапазондарды теңестіруге қарағанда маңызды
емес. Сонымен қатар белгілі бір ағын фрагменттерін бөлу жағдайлары (мысалы,
16
E1 арнасы) жеңілдетіледі, егерде фреймді инкапсуляциялайтын сұлбаға осы
фрагменттің басын енгізетін болсақ. Көрсеткіштерді пайдалану контейнер-
таратқыштардың ішкі құрылымын жеңіл тұтастыруға мүмкіндік береді.
Буферлерге көрсеткіштерді сақтау (фрейм тақырыпшасына немесе
мультифреймде) және олардың қателіктерді түзеу қорғаныстық кодалары желі
арқылы жіберілетін пайдалы жүктемені ішкі құрылым арқылы
локализациялайтын сенімді жүйені алуға мүмкіндік береді (фрейм,
мультифрейм немесе контейнер) [2].
Ұсынылған түсініктер синхронды желілердің
қолданылатын
асинхрондауға қарағанда біршама артықшылықтары бар екенін көрсетеді,
ішіндегі маңыздылары келесі:
жеңілдетілген желілер,
синхронды желілердегі бір кіріс-шығыс
мультиплексоры шығаруға(енгізуге), мысалы Е1 сигналы (2 Мбитс) STM-1
модулінен шығып қондырғы мен оны орнату жерінен үнемдей отырып барлық
PDH мультиплексорының "тізбегінің" орнын басады;
сенімділік және қайта қалпына келу желісі, біріншіден желі
электромагниттік кедергі әсерлеріне ұшырамаған талшықты-оптикалық кабелін
қолданады, екіншіден желі біреуі зақымданған кезде бірден қосылуға
мүмкіндігі барсигналдарды таратудың екі альтернативті жолын пайдалануға
рұқсат ететін, сонымен қатар зақымданған орталық желіні тексеріп шығу,
архитектурасы және оңтайлы басқарылуы қорғалған жұмыс режимімен
қолдануға мүмкіндік береді, осы қасиеттер бұл желілерді қайта қалпына
келтіруші етеді;
желілерді басқару икемділігі, элементтік менеджмент пен желілік
деңгейдегі иерархиялық басқару жүйесінің біршама кеңжолақты арналар
санымен негізделген;
талаптарға сәйкес откізу жолақтарының бөлінуі - сервис, бұрын тек
алдын ала жоспарланған уағдаластық арқылы жүзеге аса алатын (мысалы,
бірнеше күн бұрын) енді азғантай секунд ішінде басқа арнаға (кеңжолақты)
қосылу арқылы жүзеге аса алады;
кез келген трафикті тарату үшін айқындық - факт, виртуалды
контейнерлерді трафикті жіберу үшін негізделген, басқа технологиялармен,
соның ішінде ең заманауи технологиялар мен жабдықталған: Frame Relay, IP,
ISDN және ATM;
қолдану ерекшелігі
-
технология
бірнеше локальды желілерді
топтастыруға арналған, глобальды желілерді құру немесе глобальды
магистралдарды және сақиналық корпоративтік желілерді жасау үшін
пайдалануы мүмкін;
қуатты арттыру қарапайымдылығы
- универсалды тіреуі бар
аппаратураларды орнату үшін келесі жоғары жылдамдықты иерархия жаңа
(үлкен жылдамдыққа арналған) блок-карталарды орнату арқылы жүзеге асады.
Қазіргі кезде талшықты-оптикалық байланыс желісін пайдалану кезінде
WDMDWDM технологиялары кеңінен пайдаланылады. WDM - бұл арналардың
17
спектральды тығыздалу ( англ. Wavelength-division multiplexing, WDM, толқын
ұзындығы арқылы мультиплексерлеу) -- бір уақытта әртүрлі жиіліктегі бірнеше
ақпараттық каналдарды таратуға мүмкіндік беретін технология.
WDM технологиясы арналардың өткізу қабілетін үлкейтуге (2003 жылға
қарай жылдамдық 10,72 Тбитс, ал 2012 -- 20 Тбитс), бұл сонымен қатар
жүргізілген талшықты -оптикалық желілерді пайдалануға мүмкіндік береді.
WDM технологиясы арқасында екі жақты көп арналы трафиктерді бір талшық
арқылы таратуға болады. DWDM - жүйесінің артықшылығы болыпжоғары
жылдамдықты сигналдарды алыс қашықтарға аралық пункттерді қолданбастан
жіберіу мүмкіндігі(сигнала регенерациясы және аралық күшейткіштер). Бұл
артықшылықтар сирек қоныстанған жерлерге мәліметтерді таратуда өте
қажетті.
Байланыс желілерінің өткізу қабілетінің жоғарлауы жыл сайын артады,
және бұл алдағы 10 жыл ішінде төмендеуі екі талай. Сонымен қатар бұл талап
географиялық тұрғыда кең таралуда. Жеткізушілерге бағаны төмендету, елдің
телекоммуникация және интернетті пайдалануға деген қызығушылықтағы
монополиялық позицияда әлсіреуі тарату жылдамдығына деген сұранысты
үлкейтеді. Қазіргі уақытта
DWDM
технологиясы өткізу жолағының
экономикалық өсуінің жоғарлауын қамтамасыз етеді, ал практикада өзінің
сенімділігін көрсетеді.
Көп жағдайларда DWDM технологияларын
пайдаланудың арқасында оптикалық байланыс желілерінің өткізу қабілеті жүз
есе артуы мүмкін.
Спектральды технологияның, немесе оптикалық тығыздалудың негізі
көптеген SDH сигналдарын бір талшық арқылы құру мүмкіндігі, яғни байланыс
желілерінің өткізу қабілетінің жоғарлауында.
Алғашында мультиплексті жүйелер зертханалық зерттеулер жүргізу үшін
жасалды, тек 1980 жылы спектралды тығыздалу технологиясы (Wavelength
Division Multiplexing, WDM) телекоммуникация үшін ұсынылды. Ал бес
жылдан кейін зерттеу орталығының AT&T компаниясында спектралды
тығыздалу технологиясы жүзеге асыру арқылы(Dense Wavelength Division
Multiplexing, DWDM), бір оптикалық талшық ішінде 2 Gbps-тан 10 арнаны
құруға мүмкіндік болды. Бұл адам көзіне көрінетін жарықты DWDM
технологиясы арқылы таратып және қайта жинақтауға болатын әртүрлі
түстерден тұратын жарық негізінде жүреді, ол әртүрлі толқын ұзындықтарынан
тұрады (1.1-сурет):
1.1-сурет. Жарықтық ағын
18
Яғни бір талшық арқылы стандартты жүздеген арналарды беруге болады.
DWDM принциптік сұлбасы біршама оңай. Бір талшықта бірнеше оптикалық
арналарды орнату үшін SDH сигналдарын бояйды, яғни әрбір осындай сигнал
үшін толқынның оптикалық ұзындығын өзгертеді. Боялған
сигналдармултиплексор арқылы араласып оптикалық желіге беріледі. Соңғы
пунктте кері операция жүреді- SDH боялған сигналдары топтық сигналдан
бөлініп қолданушыға жіберіледі. (1.2-сурет).
1.2-сурет. DWDM принципиалды сұлбасы
Бір талшық арқылы бірнеше талшықты ағындарды тарату үшін DWDM
технологиясы ерекше дәлдікті қондырғымен жабдықталған. Толқын
ұзындығының қамтамасыз ететін телекоммуникацияда қолданылатын
стандартты лазер қателігі DWDM жүйесінен жүз есе көп. Оптикалық талшық
арқылы өтетін сигнал біртіндеп өшеді. Оны арттыру үшін оприкалық
күшейткіштер қолданылады (1.3-сурет). Бұл ақпараттарды 4000 км дейінгі ара
қашықтықтарға оптикалық сигналдардың электрлік сигналдарға түрленуінсіз
таратуға мүмкіндік береді (салыстыру үшін, SDH-те бұл ара қашықтық 200 км
аспайды).
1.3 - сурет. DWDM қондырғысы
DWDM артықшылығы айқын. Бұл технология талшықты-оптикалық
арналардағы өткізу жолағын кеңейтудің ауқымды және тиімді әдістерін
пайдалануға мүмкіндік береді. DWDM жүйесі негізінде оптикалық желілердің
өткізу қабілетін жаңа оптикалық арна қондырғыларындағы желінің дамуына
байланысты үлкейтуге болады.
19
Өткізу
жолағының ені ақпаратты тарату жылдамдығына
байланысты.Жоғалтулар (өшулік) сигналды жіберуге болатын арақашықтықты
анықтайды. Сигналдың жіберілетін желісіне байланысты оның амплитудасы
азаяды. Бұл амплитуданың азаюы өшулік деп аталады. Оптикалық кабельдегі
өшулік жиілікке байланысты емес және ол белгілі бір жиілік диапозонында
әдетте қолданылмайтын өте жоғары жиілікте тұрақты болады.
Оптикалық талшықтың электромагниттік сәулеленуге деген
сезімсіздігінің басты ерекшелігі жарықтық сигналдардың электромагниттік
нысаналау әсерінен бұрмаланбауында болып табылады. Цифрлық тарату
сигналды қатесіз қайта жіберуді жобалайды. Электромагниттік таратудың
шашырауы найзаның пайда болуына алып келуі мүмкін, тіпті шығарылған
сигналда ешкандай найза болмасада. Осылайша оптикалық талшықтар
сигналдарды бұрмаланусыз таратудың жаңа мүмкіндіктерін ашуда[2].
Оптикалық талшықтар мыс өткізгіштерге қарағанда салмағы
аз.Талшықты-оптикалық кабельдер мыс кабельдер сияқты дәл сондай
ақпараттық тығыздыққа ие, салмағы да аз, өйткені желі санын көп қажет
етпейді. Талшықтар диэлектрик болғандықтан токты өткізбейді. Оның
қолданылуы өртқауіпсіздігі жағынан қауіпсіз болып келеді. Сонымен қатар
талшық өзіне найзаны тартпайды.
Талшықты-оптикалық кабель қауіпсіздігі жағынан
мүлдем кабель
жүргізілмеген жерлерде қолданылуы мүмкін. Мысалы, талшық отынды бак
арқылы тікелей жүргізілуі мүмкін.
1.3
Технология, қондырғы, кабельді таңдау
1.3.1 Қолданылатын технологияны таңдау. Соңғы жылдары әлемде
магистральдардың өткізу қабілетін және ақпаратты таратудың сапасын
жоғарлату мақсатында байланыс құралдарын жетілдіру процесстері жүріп
жатыр. SDH желілерінде жаңа технологиялардың (WDM) толқын ұзындығы
бойынша мультиплексерлеу және (DWDM) толқын ұзындығы бойынша
тығыздау мультиплексерлерінің пайда болуларын атап көрсетуге болады. Бұл
технологиялар оптикалық кабельдерді жүргізгенде бір оптикалық талшық
арқылы бірнеше цифрлық ағындарды әртүрлі толқын ұзындықтарында бір
оптикалық талшықтың түссіз терезесі арқылы тарату есебінен артық шығынға
ұшырамай магистральдардың өткізу қабілеттерін жоғарлатуға мүмкіндік береді.
Осы технологиялар талшықты-оптикалық байланыс желілерінде кеңінен
қолданыла бастады.
Жоғары жылдамдықты магистральдардатарату
желілерінің өткізу
қабілетіне деген сұраныс артуда. Байланыс арналары арқылы берілетін трафик
сипаттамалары да өзгереді. Егерде бұрын магистральды желілердің ортақ
жүктемесінің көп бөлігін телефонды трафик құраса, соңғы жылдары жаппай
компьютерлендіру және желілік ақпараттық технологиялардың дамуына
20
байланысты, трафиктің негізгі бөлігін мәліметтерді тарату құрайды. Өткізу
қабілетін және мәліметтерді таратудың жоғары жылдамдығына жаңа
технологияларды пайдалану арқылы қол жеткізуге болады.Оптикалық кабель
мәліметтерді жоғары өткізу қабілетімен тарата алады, себебі ол өте жақсы
трансмиссионды сипаттамаларға, берілетін мәліметтердің жоғары тығыздылық,
өткізу қабілетін алдағы уақытта дамыту, электромагнитті және радиожиілікті
кедергілерге тұрақтылық қабілеттеріне ие.
WDM жүйелері оптикалық талшықтардың бір уақытта әртүрлі толқын
ұзындығындағы жарықты өзара интерференциясыз таратуға негізделген. Әрбір
толқын ұзындығы талшықтағы жеке оптикалық арнаны көрсетеді. Бірнеше
арналарды бір талшықта біріктіріп, содан кейін оларды қажетті желілерде
көрсету үшін әртүрлі оптикалық әдістер бар. Қазіргі уақытта WDM
технологиясы бір талшық арқылы айырмашылық тек толқын ұзындығында
болатын арналарды басқа көрші арналарға таратуға мүмкіндік береді, яғни ол
DWDM (DenseWDM) толқындық мультиплексерлеу деп аталады. WDM
технологиясының дамуы жеке талшық арқылы жүздеген тәуелсіз арналар
таратылатын және сигналдардың таратылуы екі бағытта да бір оптикалық
талшық арқылы таратылатын коммерциялық желілерді құруға мүмкіндік берді.
1.3.2 Қолданатын қондырғыны таңдау. Бұл дипломдық жобада таңдалған
технология DWDM. DWDM жүйесі жалпы жағдайда бір немесе бірнеше
лазерлік таратқыштан, мультиплексор, бір немесе бірнеше EDFA
күшейткіштерінен, кірісшығыс мультиплексоры, оптикалық кабель,
демультиплексор және сәйкес келетін фотоқабылдағыш саны, қолданылатын
байланыс протоколдары және желілік басқару жүйелері арқылы таратылатын
ұзындықтарды қамтамасыз ететін қондырғыны таңдаудан тұрады.
Көптеген жетекші өндірістерде С-диапазонында (1530-1565 нм) бір арна
ені 100 ГГц болатын 40 оптикалық арнаға дейін немесе ені немесе 50 ГГц
болатын 80 оптикалық арнаны мультиплексерлеуге мүмкіндік беретін DWDM
қондырғылары бар. Осы кезде оптикалық аарнаның максималды тығыздығы 10
Гбитс (деңгей STM-64) құрайды. L (1570-1605 нм) диапазонында максималды
оптикалық арналар саны арна ені 50 ГГц болған кезде 160 дейін бара алады.
DWDM-қондырғысын 160 арнаға C және L (C + L) диапазонында бір
уақытта оптикалық кабельдерге талаптар қойылады, нақты айтқанда C- және L-
диапазонындағы өшулік бірдей болуы қажет. Яғни, өшулік сипаттамаларындағы
диапазондармен симметриялы болатын оптикалық кабельді қолдану қажет.
Осындай кәбілдер жақында құрастырылды. Көп жағдайларда операторлар C-
және L-диапазонындағы сипаттамаларға симметриялық емес кәбілдерді
пайдаланады. G.652 ұсыныстарына сәйкес келетін кәбілдерге көрсетілген
диапазондағы өшулік 0,02 дБкм дейін бара алады, яғни есептегенде бір
күшейткіш бөлікке 2 дБ дейінгі айырмашылықты береді. Осы жағдайда
қондырғыны орнату есептеуінде ең көп өшулікті таңдауымыз керек, өйткені ол
ақыр аяғында үнемі таратқыш қондырғыны орнатып отыруды қажет етеді, және
бұл жағдайда баға көлемі жоғарылайды.
DWDM қондырғысының негізгі төрт түйінін атап көрсетуге болады:
21
оптическалық терминалды мультиплексор (Optical Terminal Мulti-plexer
- OTM);
регенератор (Regenerator - REG);
оптический күшейткіш (Optical Line Amplifier - OLA);
оптическалық кірісшығыс мультиплексоры(Optical Add Drop Muiplexer
- OADM).
Оптикалық терминалды мультиплексордың негізгі түйіні болып
оптикалық мультиплексор (OM) және оптикалық демультиплексор (OD) болып
табылады. Тарату бағытында оптикалық мультиплексор фиксирленген толқын
ұзындықтағы сигналдарды оптикалық кәбілдер арқылы жіберілетін топтық
сигналға мультиплексерлейді. Қабылдау кезінде оптикалық демультиплексор
топтық сигналдарды транспондерлерге жіберілетін фиксирленген толқын
ұзындықтағы сигналдарға демультиплексерлейді.
Оптикалық регенератор топтық сигналды қалпына келтіру, джиттерді басу
және сигналшуыл қатынасын жақсарту үшін қолданылады. Осы мақсатпен O-
E-O (Optical-Electrical-Optical) түрлендіргіші қолданылады. REG шығысындағы
топтық сигнал электрлік формаға түрленеді, сигнал түрін 3R-қалыпқы келтіру
жүреді және кейіннен ол қайтадан оптикалық формаға түрленеді. Регенератор
транспондер арқылы back-to-back схемасы бойынша қосылған екі OTM-
мультиплексор базасында құрылады. Осындай конфигурация барлық оптикалық
арналардың кіріс-шығысын жүзеге асыруға мүмкіндік береді.
Оптикалық күшейткіштер сәйкесінше топтық сигналдардыдың формасын
қалпына келтірмей-ақ күшейтеді. Ақпараттарды үлкен арақашықтықтарға
таратқанда күшейткіштер оптикалық арналардың қуатын реттеу арқылы
эквалайзер функциясын қамтамасыз етеді. Қалалық жағдайларда эквалайзер
функциясы қолданылмайды, және бұл күшейткіш бағасын төмендетеді.
Оптикалық күшейткіш DWDM қондырғысының ең арзан түйіні (OTM-
мультиплексоры және регенератормен салыстырғанда).
Кіріс-шығыс оптикалық мультиплексоры фиксирленген толқын
ұзындықтағы оптикалық арналардың шектеулі санын жүзеге асыруға мүмкіндік
беретін, пассивті оптикалық плата қосылатын оптикалық күшейткіштің базасы
негізінде құрылады.
Ультрофиолеттік жарықтандыру арқылы жасалған,
оптоталшықты кәбілде сыну индексінің периодтты түрде өзгеретін брэгті торды
көрсетеді. Брэгті тор негізіндегі OADM-мультиплексоры1 ден 12-ге дейінгі
оптикалық арналарда кіріс-шығысты жүзеге асырады.Басқа арналар үшін
күшейткіш ретінде жұмыс жасайды.Осындай мультиплексорларды OTM-
мультиплексоры және регенератормен салыстырғанда бағасы біршама төмен.
1.3.3 Қолданылатын қондырғы сипаттамалары. DWDM жүйелерін
шығаратын өндірушілердің нарықтық талдауын қарастырып Қытайдағы
телекоммуникация нарығы әлем бойынша екінші орын алатынын ескеретін
болсақ, онда жобаланатын магистралға HuaweiTechnologies компаниясының
DWDM- OptiXBWS 1600G оптикалық тарату жүйесін таңдаймыз. Әртүрлі
халықаралық ұйымдардың және техникалық конференциялардың мүшесі
22
ретінде HuaweiTchnologiesCo. Ltd., компаниясының барлық жасап шығарған
бұйымдары ITU-T ұсыныстарына сәйкес келеді.
DWDM- OptiX BWS 1600G спектральды тығыздалудың оптикалық тарату
жүйесі бір оптикалық талшықтың ішіндегі 160 ұзындықтағы толқындарды, 1,6
Tбитс жоғары жылдамдықты мәліметтерді таратуды қамтамасыз етеді. Әрбір
арна 10 Гбитс жылдамдықты қолдайды. Бір оптикалық талшықтың өткізу
қабілетінің максималды мәні 1600 Гбитс дейін барады. Яғни осы жүйе
операторлар үшін тиімді басқару платформасын және желінің өткізу қабілетін
кеңейтудің икемді әдісін ұсынады.
OptiX BWS 1600G жүйесі бұлHuawei компаниясы жасап шығарған
магистральды деңгейіндегі оптикалық тарату саласындағы жаңа өнім. Ол қазіргі
таңдағы оптикалық тарату жүйелерінің деңгейіне сәйкес келетін, алдыңғы OptiX
сериясындағы өнімдерден барлық функционалды мүмкіндіктерді иемденген.
Үлкен конфигурация мүмкіндіктеріне және қорғаудың икемді әдістеріне ие
OptiX BWS 1600G жүйесі оптикалық таратуда маңызды орынға ие. Оптикалық
талшықтың өткізу қабілеті 10 Гбитс ден 1600 Гбитс дейін кеңеюі мүмкін.
Желінің тығыздығын үлкейту кезінде қондырғыны өшірудің немесе тарату
қызметтерін үзудің қажеті жоқ. Сондықтан тек жаңа қондырғыны қою керек
немесе жаңа түйінді орнату қажет. Стандартты конфигурация кезінде OADM
түйінін қосу да жүйенің қалыпты функциялануына әсер етпейді.
OptiX BWS 1600G жүйесінің негізгі мақсаты магистралды деңгейде DWDM
қондырғысына жоғары өткізу қабілетін ұсыну. Сондықтан желі құрудың ең
тиімдісі болып сақина топологиясын және тізбек болып табылады.
OptiX BWS 1600G жүйесі нүкте-нүкте, тізбек және сақина
топологиясында қолданылуы мүмкін.
Желінің магистралды деңгейінде
функциялана отырып, берілген жүйе оптикалық коммутациялық қондырғы,
MAN DWDM, SDH қондырғылары және маршрутизаторлар арқылы үлкен
көлемдегі трафиктарды тарату мүмкіндіктеріне ие бола отырып, үлкен
қалаларды бір-бірімен байланыстырады. OptiX BWS 1600G жүйесінің
оптикалық тарату желілерінде орналасуы 1.4-суретте көрсетілген.
1.4-сурет. OptiX BWS 1600G жүйесінің тарату желісінде орналасуы
23
Huawei компаниясы OptiX 155622H, OptiX 155622, OptiX 2500+, OptiX
10G, OptiX Metro 3100, OptiX Metro 6100, OptiX BWS 320G, және OptiX BWS
1600G қондырғыларын қоса отырып, оптикалық тарату құрылғыларын
ұсынады. Әртүрлі тарату жылдамдықтарымен SDH (STM-141664), DWDM
320 Гбитс магистралды тарату жүйелерімен және регионалды MSTP. Жүйенің
ерекшеліктері:
- көреген дизайн, барлық қондырғылар SDH, ATM и IP қызметтерін
біріктіреді;
- қондырғылардың сәйкестігі желіде бар басқа да қондырғы түрлеріне
қосылуға мүмкіндік береді;
- желілік басқару жүйесі SDH және DWDM желі элементтерін басқара
алады;
- желінің икемді кеңеюі.
OptiX BWS 1600G жүйесі жоғары жылдамдықты мәліметтерді тарату
үшін жасалған.Электрлік деңгейде мультиплексерлеу функциясын және төменгі
жылдамдықты конвергенция функция қызметтерін (трибутарлы MUX)
қолдауды қамтамасыз етеді, ол өткізу жолағы коэффициентін жақсартады.1+1
оптикалық желіні, активтірезервті 1+1 режимінде синхронизацияны, 1:8
оптикалық толқын ұзындығындағы түрлендіру платаларын қорғау және қолдау
жүргізіледі.
EDFA күшейткіштерін пайдалану тарату қашықтығын электрлік
регенерация қондырғыларын қолданбастан 640 км-ге дейін үлкейтуге мүмкіндік
береді. Raman және EDFA күшейткіштерін әртүрлі комбинацияларда пайдалану,
кеңжолақты теңестіруді жүзеге асыруға және жүйелік шуылдарды азайтуға
мүмкіндік береді, сәйкесінше ол жүйенің тарату қашықтығын үлкейтеді.
Басқару оптикалық арнасы 3 сенімді тарату синхронизация арнасын
ұсынады.
Орнатылған басқару арнасы
оптикалық секцияның (OSNR
индивидуалды арна, оптикалық қуатты жарықтандыру және орталық толқын
ұзындығы)жұмыс жасау параметрлерімен басқаруды жүзеге асырады.iManager
T2000 жүйесінің желілік басқаруы,толқын ұзындығы арналарын,
трассировканы басқаруды, толқын ұзындығы ресурстарының статистикалық
анализдері және қуатты имитация (моделдеу) функцияларын ұсынады. iManager
(iMES) экспертті жүйесі желі элементтеріне тәуілсіз орнатылуы мүмкін.
Автоматты түрде басқару функцияларын,
жұмыс параметрлері
мен
ақпараттарды тарату, енгізу әрекеттерін және қондырғы эксплуатациясын ұсына
алады.
Техқызметкөрсету және кеңейтумен оңай орнатуылуы, әртүрлі
өндірушілердің әртүрлі қондырғыларымен сәйкестігі қамтамасыз етілген. OptiX
BWS 1600G жүйесі негізінде желіні ұйымдастырғанда нүкте-нүкте және
тізбек топологиялары кең таралған.
Тізбек топологиясы бойынша құрылған желі 1.5-суретте
көрсетілген.Кейбір қызмет арналары ОТМ-ге келіп түседі, бұл жерде олардың
толқын ұзындықтары түрленеді, мультиплексерленеді және
демультиплексерленеді.Желілерге қойылатын талаптарға сәйкес OLA оптикалық
24
күшейткіш және REG регенератор тарату қашықтығын үлкейту үшін
қолданылады. Арналардың кірісшығысын екі ОТМ арасында жүзеге асыру үшін
оптикалық кірісшығыс модульдері қолданылады. Желілердің қорғанысы
оптикалық деңгейде жүзеге асырылады немесе оптикалық толқын ұзындығын
түрлендіру платалары үшін 1:8 қорғанысы қолданылады.
ОТМ- оптикалық терминалды мультиплексор;OLA- оптикалық сызықты
күшейткіш;OADM- оптическалықкірісшығыс мультиплексоры ; REG-
регенератор
1.5-сурет.Тізбек топологиясы арқылы желіні құру
OptiX BWS 1600G 1+1 желі қорғанысын 1.6-суретте көрсетілгендей OLP
платасы арқылы ұсына алады. Суретте екі оптикалық талшық бір оптикалық
кәбілде екіжақты бағытталған жұмыс арнасы, ал басқа екінші оптикалық
кәбілдегі екі оптикалық талшық арна қорғанысы ретінде қолданылады. Жұмыс
арналарында қандайда бір ақау болған жағдайда ақпарат ағыны автоматты
түрде OLP платасы арқылы қорғаныс арнасына қосылуы мүмкін. Сонымен
қатар қондырғы резервті арнадағы ақауды уақытында табуы мүмкін. Осылайша
OLP платасы арқылы DWDM қондырғысымен оптикалық деңгейде тарату
желісінің қорғанысы жүзеге асады.
Protectionchannel- қорғау арнасы;Workingchannel- жұмыс арнасы;OLP-
оптикалық желінің қорғаныс блогы
1.6-сурет. 1+1желісін OLP платасы арқылы қорғау
25
Мәліметтерді тарату желісін құрғанда кең таралған топологиялардың бірі
сақина топологиясы болып табылады. Бұл топологияда арналардың
кірісшығысын әрбір желі элементінде жүзеге асыру қажет. OptiX BWS 1600G
жүйесінде оны OADM немесе MUXDEMUXВ арқылы жүзеге асыруға болады.Екі
әдістіңде функционалды әдістері сәйкесінше 1.7 және 1.8 суреттерде көрсетілген.
OTU- оптикалық блок транспондеры;OAU- оптикалық күшейткіш
блогы;OADM- кірісшығыс оптикалық мультиплексоры;OBU- оптикалық
күшейткіш-бустер
1.7-сурет. OADM қолданылуы арқылы арналардың кірісшығысы
1.7 және 1.8 суреттерден көрініп тұрғандай OADM қолданғанда аз
қондырғы қажет болады, және де бұл өз кезегінде өте тиімді экономикалық әдіс
болып табылады. MR2 платасы 100 МГц шамасымен С-жолағы арқылы 2
арнаның кірісшығыс ағынын жүзеге асыра алады. Бір OADM станциясы 8 MR2
максималды шамасын қолдана алады, мысалы 16 толқын ұзындықты ағындар
жұп С-жолағынан және тақ С-жолақтарынан кіріпшығарылуы мүмкін. Егерде
толқын ұзындығының көп мөлшерін кіріпшығару керек болса, онда OADM
орнына MUXDEMUX қолдану қажет. Онда MUXDEMUX арқылы барлық 40
арналар 1.8 суретте көрсетілгендей кіріпшығарылуы мүмкін, 4
мультиплексорадемультиплексора қолданылған кезде,барлық 160 арнаның
ағындары С-жолағы немесе L-жолағына қарамастан кіріпшығарылуы мүмкін.
OptiX BWS 1600G жүйесінің құрылымы.Орындалатын функцияларға
байланысты DWDM қондырғысы келесі түрде классификацияланады:
оптикалық терминалды OTM мультиплексордемультиплексоры, оптикалық
сызықты күшейткіш OLA, кірісшығыс OLA оптикалық мультиплексоры және
электрлік регенератор REG.
26
OptiX BWS 1600G жүйесі - бұл оптикалық тарату облысында магистралды
деңгейдегі жаңа өнім, ол қазіргі таңдағы оптикалық тарату жүйелерінің
талаптарына сәйкес келеді және алдыңғы OptiX топтама өнімдерінің барлық
мүмкіндіктері мен функцияларын өзіне алған.
М40- 40-арналы мультиплексор;D40- 40 арналы демультиплексор
1.8-сурет. MUXDEMUX қолдануы арқасындағы арналардың
кірісшығысы
ОТМ қондырғысы барлық толқын ұзындықтарының кірісшығысын,
тарату және қабылдауын жүзеге асыра алады. Ол оптикалық транспондер
блогы, мультиплексордемультиплексор және күшейткіштен тұрады. OTU
оптикалық транспондер блогы STM-64 (ITU-T G.691) кіріс сигналдарын
DWDM (ITU-T G.692) сигналдарына айналдырады және оларды
мультиплексорға жібереді. Мультиплексор әртүрлі 160 жиіліктерді 50 МГц
болатын бір талшық арқылы ақпараттарды тарату үшін қолданылады.
Қабылдаушы жақта әлсіз сигналдар күшейеді және мультиплексорға жіберіледі.
Мультиплексорда бұл сигналдар 160 арнаға демультиплексерленеді және OTU-
ға жіберіледі. DWDM стандартты сигналдарын STM-64 сигналдарына OTU
түрлендіреді. OptiX BWS 1600G жүйесінің L және C диапазондары үшін жұмыс
жиіліктері:
- C-жолағы: 192,10 ТГц - 196,05 ТГц (1529,16 нм -1560,61 нм);
- L-жолағы: 186,95 ТГц - 190,90 ТГц (1570,42 нм - 1603,57 нм).
OLA қондырғысы (1.9-сурет) DWDM оптикалық сигналдарының тарату
қашықтығын үлкейтеді.
Оптикалық сигналдың күшеюі арқасында, дисперсия компенсациясы және
тарату арнасын басқаруда, бұл қондырғы магистралды тарату желілеріне қол
жеткізуге мүмкіндік береді.
27
RPA- RAMAN толтыру күшейткіші;DCM- дисперсия компенсация
модулі;FIU- оптикалық интерфейс блогы;SC2, ТС2- екіжақты бағытталған
оптикалық басқару арнасы
1.9-сурет. Оптикалық желілік күшейткіш сұлбасы
DWDM жүйесінің қабылдағыш бөлігінде тарату кезінде сигналдардың
сапасын жақсарту үшін Raman күшейткіштері қолданылады.Raman және EDFA
күшейткіштері жүйеде шуылдардың пайда болуының алдын алу үшін
қолданылады.
Сигналдарды үлкен арақашықтықтарға тарату үшін OLA мүмкіндіктері
қарастырылды. Бірақта үлкен арақашықтықтарға таратуда жарықтың таралуы
кезінде, жіберілетін сигналдардағы дисперсияны алу үшін, қуат шығыны,
оптикалық шуыл, поляризациялық дисперсияға әсері (PMD, polarization mode
dispersion) болмауы үшін сигналдарды регенерациялау қажет.
Сигналдардың сапасын арттыру мақсатында және тарату қашықтығын
үлкейту үшін REG регенератор қолданылды (1.10-сурет), ол оптикалық
сигналдарды қайта қалпына келтіру арқылы арақашықтығын үлкейтеді.
Оптикалық арнаның басқару, дисперсия компенсация блогымен сәйкестігі арқылы
REG мультиплексті секция тарату қашықтығын үлкейтеді. REG ол 3R функциясын
қолданады,яғни сигналдардың бастапқы формасына келтіреді, тактылы
интервалдарды және регенерация сигналдарын қайта қалпына келтіреді.
Кірісшығыс OADM оптикалық мультиплексоры (1.11-сурет) кірісшығыс
оптикалық мультиплексорын жүзеге асырады. Ол бір элемент желісінде 16
арнаның кірісшығыс ағынын жүзеге асыра алады.
FIU платасы негізгі тракт пен оптикалық бақылау арнасының
мультиплексерлеу және демультиплексерлеуді орындайды.
28
ITL - импульсті сигналдардың уақыттық тығыздалуы; МСА - спектр
анализаторының көпарналы блогы
1.10-сурет. Регенератор сұлбасы
FIU тарату бағытында оптикалық бақылау сигналын негізгі трактқа қояды;
FIU қабылдау бағытында оптикалық бақылау сигналдарын негізгі тракттан бөліп
алады.
1.3.4 Талшықты-оптикалық кәбілді таңдау. ITU-T G.983 ұсыныстарының
талаптарына сәйкес магистралды құру үшін G.652 типті бірмодалы оптикалық
талшықты кәбілдер немесе оларға сәйкес келетін (например, G.657А) кәбілдер
қолданылуы тиіс.
Оптикалық кәбілдер қолданылғандықтан, әртүрлі бөлімшелерде
(магистралды, таратқыш, абонентті) және әртүрлі жағдайларда (канализацияда,
абонент ғимараттарында) жүргізілетін кәбілдер конструкциясы бұл желілер
үшін бір-бірінен қатты ажыратылуы мүмін.
Кәбілдер конструкциясы ең алдымен, кәбілдерді жүргізу шартымен
(грунтқа жүргізу, кәбілді канализацияға, ішкі арналарда жүргізу және т.б),
сонымен қатар қажетті талшықтар санымен анықталады.
Талшықтар саны 12...24 дейін болғанда экономикалық тұрғыда бір
өзекшелі (UT типті) кәбілдерді, ал үлкен көлемде модульді өзекшемен (LT
типті) кәбілдерді қолданған дұрыс. Кәбілді жер асты жүргізуде тышқандардан
қорғану (әдетте - темір гофриронды таспадан жасалған броньдар) ал ылғалдан
(қалың полиэтиленді қабықша, ылғалдан қорғайтын барьер, өзекшені
гидрофобты толтыру), сонымен қатар механикалық зақымдану және және
басқада факторлардан қорғану әдістері болған дұрыс. Ілмелі оптикалық
кәбілдер үшінсозылмалы
күштерге тұрақтылық (күштік элементтермен
қамтамасыз етіледі) немесе температураның түсуіне (негізінен сыртқы қабықша
конструкциясымен және материалдармен қамтамасыз етіледі) тұрақтылық
маңызды болып табылады. Кәбілдерге қойылатын негізгі талаптарға сәйкес
29
бөлме ішіне жүргіземіз, оларға: жанудың таралмауы (қабықшаның жануын
қолдамайтындар қолданылады) және икемділік, сонымен қатар жеңілділік, аяқ
асты ұрынулардан, созылулардан қорғау және т.б жатады.
Дмау перспективасын ескере отырып, магистральдың жұмысын
қамтамасыз ету үшін Lucent Technologies талшықты-оптикалық
компаниясының 1550 нм толқын ұзындығында , 622,080 Мбитс ақпаратты
тарату жылдамдығында жұмыс жасайтын 8-талшықты кәбілді таңдаймыз. 8-
талшықты кәбіл, яғни төрт талшық бір бағытта және төртеуі кері бағытта
жұмыс жасайды[3].
Таңдаған кәбілдің сипаттамаларын жүргіземіз:
- 1 - 8 бірмодалы талшық;
- толқынның жұмыс ұзындығы 1550 нм;
- металл емес орталық элемент;
- SZ типті шиыршығы бар оптикалық модульдер;
- гидрофобты материалдармен толтырылған оптикалық модульдер;
- сыртқы қорғаныс темір гофрирді таспадан жасалған;
- ішкі қабықша полиэтиленнен жасалған;
- кәбілді канализацияларда жүргізуге жарамды;
- рұқсат етілген созылмалы жүктеме(статистикалық) - 1,5 - 4,0 кН;
- рұқсат етілген созылмалы жүктеме (динамикалық) - 2,4 - 6,4 кН;
-рұқсат ... 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