Оптикалық күшейткіштер
9
10
11
12
Аңдатпа
Берілген бітіру жұмысында Астана мен Қызылорда қалалары арасындағы
магистральды желіні DWDM технологиясы негізінде ұйымдастыру мәселелері
қарастырылады. Қолданылатын технология үшін тарату жүйелерінің
жабдықтары мен оптикалық кабель таңдалды және талдау жасалады.
Тығыздаудың негізгі қасиеттері қысқаша баяндалған.
Қарастырылатын қалалардың арналар санының және берілген
магистральда қайта өндіргіштік аймақтардың есептеулері жүргізіледі.
Бизнес-жоспарда бітіру жұмысының экономикалық тиімділігінің негізгі
көрсеткіштері есептелген. Сондай-ақ, берілген аумақтағы ұйымдастырылатын
магистральдік байланыс желінің қызмет көрсету және оны пайдалану кезіндегі
өміртіршілік қауіпсіздігі мәселелері қарастырылған.
Аннотация
В данной выпускной работе рассматриваются вопросы организации
магистральной сети между городами Астана - КызылОрда на базе технологии
DWDM. Производится анализ и выбор оборудования системы передач,
оптического кабеля для используемой технологии. Кратко изложены основные
свойства плотного спектрального уплотнения.
Проводится расчет числа каналов рассматриваемых городов и расчет
регенерационных участков данной магистрали.
В бизнес-плане рассчитываются основные показатели экономической
эффективности выпускной работы. Кроме того, рассматриваются вопросы
безопасности
жизнедеятельности при обслуживании и эксплуатации
организуемой магистральной линии связи на данном участке.
13
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...9
1 Қазіргі кездегі желіге аналитикалық талдау және ұсынылатын шешім ... ... ... 10
1.1 Астана мен Қызылорда қалалары жайлы жалпы мәліметтер ... ... ... ... ...10
1.2 Қызылорда қаласының байланыс желісінің қазіргі жағдайы ... ... ... ... ..10
1.3 DWDM технологиясының артықшылығы мен ерекшелігі... ... ... ... ... ... 13
2 Бөлімдегі байланыс ұйымдастырылуының талдануы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
2.1 DWDM-ң құрылымдық сұлбасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...15
2.2 DWDM мультиплексоры мен демультиплексоры ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...18
2.3 Таратқыш ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...20
2.4 Қабылдағыш ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.5 Оптикалық күшейткіштер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
..21
..23
2.6 Қосылу жолдары үшін жабдықтың таңдалуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ..25
2.7 Тізбек топологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 28
3 Кабельдің құрылымын және оның негізгі параметрлерін есептеу ... ... ... ... ...
3.1 Арналардың қажетті өткізу қабілетінің есебі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... .
..30
..30
3.2 Таңдалған кабель параметрлерін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...32
3.3 Регенерация бөлігінің ұзындығын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .37
3.4 Дисперция мен өшулік кезіндегі регенерация бөлігінің ұзындығы ... ... 39
3.5 Жүйенің сенімділігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 42
3.6 Оптикалық күшейткіштің негізгі сипаттамалары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... 44
4 Еңбекті қорғау және өміртіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...47
4.1 Еңбек жағдайын талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 47
4.2 Өміртіршілік қауіпсіздігін қамтамасыз етудің техникалық шешуі ... ... ..51
4.3 Өрт қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..62
4.4 Қоршаған ортаны қорғау және өрт қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .63
5 Техника-экономикалық негіз ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 67
5.1 Жұмыстың мақсаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 67
5.2 Жұмыстың орындалу бағдарламасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...67
5.3 Ұйымдастыру жоспары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..71
5.4 Табысты есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ..75
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...74
Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..75
Қысқартылған сөздер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 76
А Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .77
Ә Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .78
Б Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .79
В Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .80
14
Кіріспе
Бұл бітіру жұмысының негізгі мақсаты Астана және Қызылорда қалалары
аралығында байланыс жолының өткізу қабілетін арттыру үшін DWDM
технологиясының көмегімен магистралдық талшықты - оптикалық тарату
жүйесін ұйымдастыру болып табылады.
Қазіргі таңда дүние жүзі бойынша байланыс қызметімен қамтушылар
жылына ондаған мың километр талшықты - оптикалық кабельдерді жер асты,
мұхиттар мен өзендердің түбі, электр сымдары мен тонельдер және
коллекторлар арқылы тартады. Көптеген компаниялар, сонымен қатар IBM,
Lucent Technologies, Nortel, Corning, Alcoa Fujikura, Siemens, Pirelli сияқты алып
компаниялар да талшықты - оптикалық техналогиялар облысында қарқынды
түрде зертеулер жүргізуде. Қазіргі таңда ең озық техналогиялар қатарына
толқын ұзындығы бойынша өте тығыз толқындық мультиплекстеуді DWDM
(Dense Wavelength Division Multiplexing) жатқызуға болады.
Қазіргі кезде байланыс жүйелері қоғам дамуының негізі бола бастады.
Қарапайым телефон байланысынан бастап, Интернетке кең жолақты ену
мүмкіндігіне дейінгі байланыс қызметтеріне сұраныс өсіп келеді. Бұл қазіргі
кездегі байланыс желілеріне, олардың өткізу қабілетіне, сенімділігіне,
иілгіштігіне жаңа талаптар қоюда. Ал қазір ақпаратты таратуда адамзат
қоғамының қажеттіліктерін қанағаттандыру тек талшықты - оптикалық
байланыс жүйелері негізінде жүзеге асырылады. Өйткені оптикалық талшық
өте үлкен өткізу қабілетінен тұрады. Тығыз толқындық мультиплекстеу
технологиясының мәні − бір оптикалық талшық бойымен бір уақытта, әр түрлі
толқын ұзындығында бірнеше ақпараттық арналар таралады. Бұл оптикалық
талшықтың мүмкіндіктерін тиімді пайдалануға мүмкіндік береді. Осы күнде
DWDM технологиясы практикада өзінің сенімділігін көрсете отырып, өткізу
жолағының ең жылдам және үнемді дамушылығын қамтамасыз етеді. Бұл
технология жаңа кабельдерді төсемей - ақ және әрбір талшыққа жаңа
қондырғыны орнатпай, талшықты - оптикалық байланыс линиясының өткізу
қабілетін көпретті арттыруға мүмкіндік береді. Жоғарыда айтылғанды ескере
отырып, Астана және Қызылорда қалалары аралығында жаңа оптикалық
құрылғының көмегімен сапалы байланысты ұйымдастыру керек.
15
1 Қазіргі кездегі желіге аналитикалық талдау және ұсынылатын
шешім
1.1 Астана мен Қызылорда қалалары жайлы жалпы мәліметтер
Қызылорда - ҚР қарқынды дамып келе жатқан облыстарының бірі, мұнай
өндіру саласында күрделі орынды алады. Облыстың іскерлік белсенділігі
Қызылорда қаласында шоғырлануына байланысты, телекоммуникация қызмет
түрлеріне сұраныс пен сапа талаптары күшейе түсуде. Облыстың орталығы
Қызылорда қаласында: АҚ Петро Қазақстан Құмкөл Ресорсиз, СП
Қазгермұнай, СП Қуатамлонмұнай, ЖАҚ Торғай Петролеум, ЖАҚ
КОР және т.б. ірі мұнай компаниялары орналасқан.
Халық саны: Қызылорда облысының халық саны 639 900
адам.
Әкімшілік орталық - Қызылорда қаласы. Қаланың халық саны 205 305 адам.
Астана қаласында 687700 адам.
Орналасуы:
Қызылорда облысы Қазақстанның оңтүстік бөлігінде
орналасқан. Қызылорда облысында 7 аудан бар.
Территория ауданы - 240 шаршы км, Қызылорда қаласы Сырдария
өзенінің оң жағалауында, яғни Астанадан оңтүстік - батысқа қарай 830 шаршы
км қашықтықта орналасқан. Қала аумағы Ұлттық Ақпараттың
супермагистралінің басты тармағымен қиылысуда. Батыс - Қазақстан теміржолы
және Шымкент - Самара автомагистральдары облыс орталығынан Қызылорда -
Павлодар автомагистралінан бастау алады.
Қызылорда облыстың әкімшілік, саудалық, өндірістік және қоғамдық -
саясатты орталығы болып табылады. Облыс орталығында пәтер - аула саны -
57490, 100 тұрғынға телефон тығыздығы - 23,1.
Даму бағытына байланысты, облыс индустриалды - аграрлық болып
келеді, физикалық көлем индексі 105,4%, өнім өндіру көлемі (жұмыс, қызмет)
қазіргі кәсіпорындық бағамен 2013 жылдың көрсеткіші бойынша, 886582 млн
теңге құрды.
1.2 Қызылорда қаласының байланыс желісінің қазіргі жағдайы
Қалада байланыс қызметтерін Қызылорда облыстық телекоммуникация
дирекциясы АҚ Қазақтелеком филиалы қамтамасыз етеді. KCell, Beeline,
Dalacom сияқты байланыс операторлары жұмыс істейді. Байланыс желісі
толығымен дерлік цифрлық, ҚТС - да абоненттік линияда алтысандық
нөмірлену жүйесі қабылданған.
ҚТО Қазақтелеком келесі қызмет түрлерін ұсынады:
дауыс телефониясының барлық негізгі қызметтерін (жергілікті,
16
қалааралық, мемелекетаралық);
мәліметтерді тарату желінің қызметтері, Internet - ке кіру;
"Кулан" спутниктік желінің қызметтері;
"J - run" телефондық бизнес - желінің қызметтері;
интелектуалды желі;
Tarlan Card - алдын ала төленген телефондық карталардың қызметі;
Internet Card (IDC - Card);
ҚҚТ қызметтері (қосымша қызмет көрсету түрі).
Қазіргі уақытта Қызылорда қаласында RSU - 22, RSU - 24, АТС - 23,
АТС - 21,
АТС - 2627
бар. АТС - ң құрылған және қолданыстағы
сыйымдылықтары туралы 10.01.13 жылғы көрсеткіштері бойынша мәліметтер
А және Б қосымшасында келтірілген.
Қазіргі қолданыстағы АТС - 2627 цифрлы АТС DMS100200 болып
табылады және ол мемлекеттің жалпымемлекеттік автоматты
коммутацияланатын желісіне кіретін басқа қалалардың телефондық желісімен
қалааралық автоматты байланысты қамтамасыз етеді.
Желі топологиясы бір STM - 4 (622 Мбитс) сақинасынан тұрады. SDH
сақинасына келесі станциялар қосылған: RSU - 22, RSU - 24, АТС - 23, АТС -
21, АТС - 2627. Стантцияаралық қосылу жолдары ретінде ТОБЖ (ВОЛС)
қолданылады. Станциондық құрылғы ретінде негізгі коммутациондық
элементтер мен басқару әдістерімен ерекшелінетін әртүрлі АТС жүйелелері
қолданылады. АТС жүйесінің коммутационды элементтерін пайдалануына
байланысты электромеханикалық (координаттық) және электронды болып
бөлінеді.
Соңғы кезеңдерде Қызылорда облысы телекоммуникация жүйесінің
желілі
кәбіл шаруашылығын жаңартуда кешенді шаралар атқарылды.
Біріншіден, Ұлттық ақпараттық супермагистраль талшықты оптикалық
байланыс желісі батыс бөлігінің облыс аймағындағы құрылысын аяқтап
пайдалануға берді. Облысымыздың географиялық орналасу ерекшелігін айта
кету керек: барлық аудан орталықтары өтетін магистралдың бойына орналасқан
және санды ағымға қосылды. Жоғары жылдамдықтағы магистраль арқылы
қазіргі заман тарату жүйелерін пайдаланып Қызылорда облысы жоғарғы сапалы
санды арналар арқылы ТМД және әлемнің көптеген елдерімен байланыс
орнатты. Санды арналардың пайдалануға берілуімен қатар бір мезгілде
деректер беру қызметі енгізіліп, қондырғылары орнатылды. Бұл, қалада
локальды жүйе ұйымдастырылып, ADSL, HDSL технологиясымен жоғарғы
жылдамдықтағы деректерді беру қызметін көрсетуге мүмкіндік жасады. Барлық
аудан орталықтарында "Сайлау" жобасымен деректерді беру қондырғылары
пайдалануға беріліп, қазіргі уақытта абоненттерге қымет көрсетуге пайдаланып
отыр.
Қазіргі уақытта СТЖ талшықты - оптикалық байланыс жолының өткізу
қабілеттілігі өсіп келе жатқан тұтынушылардың сұранысын
қанағаттандырмайды. IP - телефония, Интернетке кеңжолақты мүмкіндік,
электрондық почта, ағындық бейне және мәліметтерді тарату,
17
бейнеконференция, виртуалдық жеке компьютерлік желілер және т.б. қазіргі
кездегі жаңа қызметтерді енгізу қажеттілігі артуда. Таратылатын мәліметтердің
көлемі өскен сайын ТОБЖ арқылы таралатын сигналдың жылдамдығын
арттыру керек.
Транспорттық желінің құрылымы STM - 4 деңгейлі сақинадан тұратын
сақиналық топологияда негізделген.
Астана - Қызылорда қалалар аралығында талшықты - оптикалық кабель
орналастырылған. Ол Ақтөбе - Петропавл - Астана арқылы өтеді. Кабель
арқылы STM - 4 сандық тарату жүйесі мәліметтерді таратуды қамтамасыз
етеді.
Қазіргі уақытта СТЖ талшықты - оптикалық байланыс жолының өткізу
қабілеті өсіпкеле жатқан тұтынушыларың сұранысын қанағаттандырмайды.
Таратылатын мәліметтердің көлемі өскен сайын ТОБЖ арқылы таралатын
сигналдың жылдамдығын арттыру керек, бұл таратушы мен қабылдағыштың
жылдамдықтарын STM - 4 тен STM - 16 дейін арттыратын жаңартуларды
жүргізгенде шешіледі.
Маңызды жобалардың ішінен талшықты оптикалық кабель және DWDM
спектральды тығыздау технологиясы негізінде Мемлекеттік ақпараттық
супермагистральдың (ҰАСМ) құрылысын атап өтуге болады. 2008 жылы 525
км ұзақтықтағы Орал - Атырау аймағында соңғы құрылыс аяқталды.
Жобаның жүзеге асуы ҰАСМ өткізу қабілетін арттыруға және көршілес
мемлекеттердің мемлекеттік желілері арасындағы күшті интерфейстерді
ұйымдастыруға негізделген. Магистральдық желінің Астана - Павлодар -
Алматы, Алматы - Ақтөбе, Астана - Петропавл - Ақтөбе аймақтарында еркін
талшықтардың қолданылуы арқылы 2008 жылы DWDM тарату жүйесі
орнатылған болатын.
DWDM технологиясы (ITU - T Rec. G.692 және Rec. G.694.1
стандарттары) арнаның өткізу қабілетін арттыруға мүмкіндік беретін, бір
оптикалық талшық бойымен бірнеше ақпараттық арналарды таратуға мүмкіндік
беретін технология. 2010 жылы Қызылорда қаласында қосымша күре жолдар
мен енгізушығару мультиплексорларын ұйымдастыру үшін DWDM жүйесінің
құрылғыларын қосу, ал жеке орындарда 234S1S4S16 Мб порттарды арттыру
мақсатында MUX SDH анағұрлым қуатты құрылғымен алмастыру жобаланды.
Осылайша, қазіргі кезде мемлекеттің цифрлық телекоммуникациялық
инфрақұрылымы негіздерін құру процесі аяқталды. Бұл, өз кезегінде, маңызды
мемлекеттік жобалардың бірі - электрондық өкіметті құруды алдағы уақытта
орындауға мүмкіндік береді. Одан басқа, ҰАСМ Қазақстан интеграциясын
әлемдік ақпараттық кеңістікке шығуын қамтамасыз етеді. ҰАСМ жобасының
жүзеге асуы сондай - ақ Республиканың орталық азиаттық аймақта ірі транзиттік
орталық ретінде құрылуын тездетеді.
Бұл бітіру жұмыстың мақсаты Астана - Қызылорда арасындағы байланыс
желісін қазіргі заманғы ғылыми - техникалық жетістіктердің талабын сай етіп
жаңарту болып табылады. DWDM Астана - Қызылорда арасындағы Қазақстан
Республикасының магистральды желісінде қуатты сандық арналар түйінін
18
қалыптастыруға арналған.
DWDM - ді қолдана отырып мәліметтерді тарату 2,5 Гбитс және 10
Гбитс жылдамдықта жүргізілуі қажет. Таратушы DWDM құрылғысының
сәулелендіру көзі (лазер) 105 сағаттан артық қызмет көрсету керек. Бақылау
және басқару жүйелері келесі функцияларды атқару керек: оптикалық
таратқыш құрылғылардың жұмысын бақылау, қызмет көрсетілетін
регенерациялық орталықтың жұмысын бақылау, жалғастырушы жолдық
күрежолды қадағалау, автоматты түрде қорлық жолға қосылуды бақылау.
Бітіру жұмысты орындаудың алдында келесі мақсаттар қойылған:
Астана - Қызылорда магистральді ТОБЖ - ің өлшемдері мен
құрылымын жете қарау;
Қазіргі уақыттағы Астана - Қызылорда магистральді ТОБЖ - ің STM -
64 сигналдарын беру мүмкіндігін бағалау;
Қызылорда қаласындағы қондырғылардың жаңартылатын желідегі
Huawei фирмасының құрылғыларымен түйісуін жете қарау және
жаңартылатын желі құрылғыларын таңдау.
1.3 DWDM технологиясының ерекшелігі мен артықшылығы
DWDM техналогиясы талшықты - оптикалық арнаның өткізу жолағын
жүз есе үлкейту кезіндегі ең масштабты және тиімді әдіс. DWDM негізіндегі
оптикалық желінің өткізу мүмкіндігін желінің дамуына қарай біртіндеп өсіруге
болады, ол үшін бар қондырғыларға транспондерлерді орната отырып жаңа
оптикалық арнаны қосады. DWDM техналогиясы оптикалық талшықтың өткізу
мүмкіндігін жоғарлатып қана қоймай, сонымен қатар біріншілік
мультисервистік инфрақұрылым және ұялы байланыс жүйелері үшін ең сенімді
технология, және де жүйенің өткізу жолағын лезде көбейтуін қамтамасыз етеді
және байланыс қызметінің жаңа түрлерін іске асыруға мүмкіндік береді.
DWDM қазіргі уақытта оптика саласында тез дамып келе жатқан технология,
талшықтың арналар сыйымдылығын 8 ден 64 дейін және одан да көп арналарға
мүмкіндік береді, ал арналар арасы 0,4; 0,8; 1,6; 3,2 нм құрайды. Практикада
жүйелер операторларына оптикалық арналар саны маңызды емес, талшықты -
оптикалық байланыс жолының жалпы өткізу жолағының мүмкіндігі және
нарықтың сұранысының өсуіне қарай ТОБЖ өткізу жолағының өсірілуі
маңызды.
DWDM техналогиясы ең басты мүмкіншілігі электронды
құрылғыларды және оитикалық кабельді ауыстырмай - ақ өткізу мүмкіндігін
барынша көбейту. Жаңа толқын ұзындығында және жаңа арналарды қосқан
кезде қазіргі кездегі арналарға еш бөгет жасамайды, ал жүиенің өткізу
мүмкіндігін жүз есе көбейтеді. Арналар әртүрлі протоколдар мен
жылдамдықтарға ие болуы мүмкін, бірақта ол өзара синхрондауды қажет
етпейді. Әр WDM арнасы үшін TDM техналогиясы қолдануы мүмкін, бұл
тұтынушылар арасында өткізу жолағын ыңғайлы түрде таратып беруге
19
мүмкіндік береді. Көптеген ұлттық және халықаралық операторлары DWDM
техналогиясын алыс қашықтықтарға қуатты мәліметтер ағынын тарату кезінде
ең қолайлы әдіс екенін мойындады. DWDM техналогиясының негізіндегі
құрылғылар жаңа талшықты - оптикалық желілерді құрып қана қоймай,
сонымен қатар қазіргі уақытта бар желілерді жаңарту мен олардың өткізу
мүмкіншіліктерін арттыруғы қолжеткізеді.
DWDM технологиясына
операторлардың қаржылай салымдарының тез арада қайтарылуы және
пайданың келуі DWDM технологиясының тағыда бір артықшылығы болып
табылады. Операторлар үшін жаңадан байланыс желісін салу қажет емес.
DWDM құрылғыларын алуға кететін қаржылық шығындар DWDM - ді іске
асыруға қажеті құрылғыларға (соңғы толқынды оптикалық таратқыштарға,
күшейткіштерге, сүзгілерге, жүйені басқаратын құрылғыларға) жұмсалады, ол
өз кезегінде жаңа желіні жүргізгеннен гөрі арзан болады.
20
2 Бөлімдегі байланыс ұйымдастырылуының талдануы
2.1 DWDM - ң құрылымдық сұлбасы
Тығыз толқындық мультиплекстеу технологиясы (DWDM - Dense Wave
Division Multiplexing) дегеніміз - әртүрлі толқын ұзындығындағы бірнеше
сигналдарды бір оптикалық талшықта тарату технологиясы.
DWDM
технологиясының мәні бір оптикалық талшық арқылы тұтынушылардың
көптеген бөлек сигналдарын (SDH, Data)
ұйымдастыру мүмкіндіктері
спектралды немесе оптикалық технологиямен қорытындыланады, демек
байланыс жолының өткізу мүмкіндігін көп есе көбейтеді. Әр тұтынушының
сигналына қарай бір оптикалық талшық арқылы бірнеше оптикалық арналарды
орнату үшін транспондердің көмегі арқылы оптикалық сигналдың толқын
ұзындығын өзгертеді. Осыдан соң мультиплексордың көмегі арқылы сигналдар
біріктіріліп оптикалық желіге беріледі. Соңғы тармақта кері іс - әрекет
орындалады - келген сигналдар демультиплексордың көмегі арқылы топтық
сигналдан бөлінеді де толқын ұзындықтарын стандарттыға өзгерте отырып
тұтынушыларға беріледі. Сигнал оптикалық талшық арқылы өтуі кезінде
өлшемі бойынша аздап өшеді. Сигналды күшейту үшін, оптикалық
күшейткіштер қолданылады.
2.1 - сурет. DWDM магистральды жүйесінің сұлбасы
Аяққы (соңғы) мультиплексор - бұл жүйе 192 тұтынушы арналарына
дейін қолдайды. Тұтынушылардың жалғыз сигналдары берілу бағытында
тұтынушылардың транспондерлік платасындағы интерфейсте көрсетіледі.
Транспондер тұтынушының сигналын толқынды оптикалық арнаның пайдалы
сигналына оптикалық қызметтік арнаны қоса отырып түрлендіреді.
Транспондердің түрлік сәйкестігіне қарай пайдалы сигнал сонымен қатар қатені
тура түзету кодымен толықтырылады немесе кеңейтілген қатені тура
түзейтіндер қабылдау бөлігінде түзету мақсатында қолданылады.
21
Егер тұтынушының сигналы сәйкес толқын ұзындығына және кадр
құрылымына ауыстырылса, онда одан әрі ол деңгейді басқару блогінің
көмегімен өзгертіледі, сигналдың басқада оптикалық және электірлік
сигналдарын өзгертпей, қуаттың деңгейін бақылауды жүзеге асырады.
С - диапазонының рамкасына қарай оптикалық арналар әрқайсысы 40 -
тан екі топқа бөлінеді, бірінші топқа немесе екінші топқа бағытталады. 100 ГГц
жиілік аралығы арқылы бөлінген арналар топтық мультиплексор блогінің
(Group Multiplexer Unit) кірісіне беріледі және бірге мультиплекстеледі. Бір
біріне аралықтарыда 50 ГГц болатын 80 оптикалық арналардан тұратын аралас
сигнал диапазонына ауысырылады.
Оптикалық сигнал дисперсиялық өтеме модулінің (Dispersion
Compensation Module) көмегімен дисперсиялық өтеме қосылғанға дейін алдын
ала күшейтілуі мүмкін. Бустер таратылуға дайын оптикалық сигнал қуатының
деңгейін көбейтеді.
Қабылдау бағытында айнымалы оптикалық аттенюатор алдыналалық
күшейткішке қондырылған, ол өшуді программалауға мүмкіндік береді және
жолдағы өшу деңгейін өтеу мақсатында қолданылады. Жолдағы толқындарды
құрамдарға бөлу үшін дисперсиялық өтем модулі (DCM) күшейткіштің ішіндегі
өтемесінде орналасқан, соңғы күшейткіш сигналды ұстап тұрған кезде өтеуші
бөлік DCM жоғалтуларын енгізеді.
С - диапазонында бір - бірінен 50 ГГц аралығандағы 80 - ге жуық арналар
екі топқп бөлінеді, әрқайсысы арналар арасы 100ГГц болатын екі топқа
бөлінеді, әр топта 40 арнадан болады. Содан соң әр топшалар бөлек оптикалақ
арналарды бөлу үшін демультиплекстенеді.
Әр оптикалық арна қабылдаушы блогіндегі тиісті транспондерлерге
беріледі, содан соң ол электр сигналына айналдырылады. Қателерді тура
түзетуден кейін тұтынушы сигналдары шығарылады және оптикалық арнаның
қызметік мәліметтері өңделеді.
1510 нм толқын ұзындығындағы оптикалық бақылау арнасы (OSC) С -
диапазоны үшін талшықты эрбимен жалатылған күшейткішпен сызықты
сигналмен қабылданады және өңделеді. Берілу бағытында OSC сигналы жолға
берілгенше аралас DWDM сигналымен мультиплекстеледі.
Сызықты талшықты - оптикалық күшейткіш - аралас DWDM сигналын
күшейту үшін қолданылады. Күшейткіш симметрияла екі трактен тұрады -
шығыстан батысқа, батыстан шығысқа қарай. Оптикалық бақылау арнасы да
(OSC) күшейткіш түйінінің шегінде шығарылады және өңделеді.Ұшу
жолағындағы өшу тербелісін өтеу үшін, алдын ала күшейту бөлігінде
қондырылған айнымалы оптикалық аттенюатормен қамтамасыз етіледі. Осыдан
соң алдын - ала күшейтетін күшейткіш сигналды Бустерде көрсету үшін
күшейтеді. Талшықтың түріне және ұшу жолағының санына қарай алдын - ала
күшейткіштің және Бустер бөлігінің аралығында өтеме дисперсия элементі
және түзету құрамы кездеседі.Бустер сигналды одан ары тарату үшін
күшейтеді. Кіріске сигнал келіп түскенше оптикалық бақылау арнасы тағыда
қосылады.
22
Дисперсиялық өтеме модулін қолдану талшық түріне және байланыс
жолының ұзындығына байланысты. SSMF үшін дисперсиялық өтем модулі
күшейткіштің әр түйінінде керек. МСЭ - Т G.655 (LEAF, TrueWave) ұсынысы
бойынжа жасалған талшықтар үшін, сәйкес DCM блоктары барына қарай
DCM - дер өте жиі орналасуы мүмкін.
Енгізушығару OADM мультиплексоры - бұл сызықты күшейткіштің
нұсқасы, мұнда әр диапазондағы кезкелген данадағы оптикалық арналар
ауыстырылуы немесе шығарылып тасталуы мүмкін. Бұған қол жеткізу үшін
оптикалық трактке тұрақты енгізу шығару блогі (Fixed Add Drop Unit (FADU))
орнатылады. Бұл блок диапазон ішінде екіжақты көршілес арналарды
демультиплекстейді және мультеплекстейді.
Қайта құрылымды енгізушығару мультеплексоры ROADM - бұл
сызықты күшейткіштің нұсқасы, мұнда әр диапазондағы кезкелген данадағы
оптикалық арналар ауыстырылуы немесе шығарылып тасталуы мүмкін. Бұған
қол жеткізу үшін оптикалық трактке арналарды басқару блогі (Channel Control
Unit) орнатылады. Бұл блок агрегирленген сигналдар арналарына бөлуі мүмкін
және таңдамалы түрде өткізеді немесе өткізбейді. Арналарды басқару блогінің
шығыс жағындағы сплиттер аралас WDM сигналының энергиясының бір
бөлігіне демультиплексордың шығыс бөлігіне өтуге мүмкіндік береді, онда
керекті шығыс арнасы шығарылып алынады. Сонымен қатар арналарды
басқару блогінің кіріс бөлігіндегі тармақтағыштың көмегімен
мультиплекстелген сигналдар қабылдағыш транспондерлерде транзиттік
ағындармен қосылады. Арналарды басқару блогі шығарылған кез келген
арналардың қайта өтпеуін жабу үшін қолданылады, бұл мақсат осындай толқын
ұзындығындағы кіргізілген арналармен беттеспеуі үшін қолданылады.
Интерконекция түйіні - бірнеше бағыттағы таралымдарды арналық
қосылыс мүмкіндігі, оптикалық демультиплексор мен мультиплексорлық
блоктар араларына коммутациялық панелді қолданумен негізделеді.
Эквалайзер - жүиенің тұрақтандырушы күшейту элементі, арнадағы қуат
деңгейінің ауытқуын өтеу үшін қолданылады. Тұрақтандырушы күшейткіш
желінің әр сегізінші бөлігінде қажет екені ұсынылады, бұл ұсыныс ең әлсіз
сигнал дисперсиялық таратылуда шектік мәнінен төмен емес екеніне көз
жеткізу үшін келтіріледі.
Арнадағы сигнал деңгейін теңестіру арналық эквалайзер блогін қолдана
отырып қол жеткізеді. Арналық эквалайзер блогі тексеруші мәліметті қуатты
бақылау блогінен қолданады, арнаның қуаттық өлшемдеріне қарай арнаның
қуатын орнату арналық қуат блогіне жүктеледі. Бұл түгелімен оптикалық
шешім және О - Э - О өтуді қажет етпейді. Қуатты басқарушы блок (Power
Monitor Unit PMU) әр тұрақтандырушы бөлікте арнаның қуаттық өлшеміне
қарай орнатылады. Қуатты басқару блогі жүиедегі қазіргі арналар санына
негіздей отырып өлшемдерді автоматты түрде орнатады. Қуатты басқару блогі
транспондерден шығатын қуат деңгейін бақылайды және әр транспондерге
таратылу деңгейін дұрыс мәнде беру үшін кері бақылау сигналын жібереді.
Қажеті қуат деңгейін өтеу үшін қуатты басқару блогі жол бойындағы
23
теңестіруші түйіндерде тұрақтандыру блоктары үшін кері байланысты
орнатады.
2.2 DWDM мультиплексоры және демультиплексоры
Әр лазерлік таратқыш DWDM жүйесінде берілген жйіліктегі бір ғана
сигналды береді. Осы сигналдарды (арналарды) бір түгел сигналға
мультиплекстеу (бір - бірімен қосу) қажет. Бұл функцияны атқаратын
құрылғының аты оптикалық мультиплексор MUX (немесе OM). Байланыс
желісінің соңындағы біріктірілген сигналдарды жеке арналарға бөлетін
құрылғы оптикалық демультиплексор DEMUX (немесе OD) деп аталады. TDM
жүйесінде, арналарды тығыздау уақыт бойынша жүргізілсе және ең басты зейін
таратқыш пен қабылдағыштың синхронды жұмыс істеуіне негізделеді, онда
DWDM жүйесінде мультиплекстеу мен демультиплекстеуге жеке сигналдардың
спектралды құраушылары түседі және бұл сигналдардың спектралды
сипаттамалары алдын ала белгілі, TDM жүйесінен айырмашылығы осында.
DWDM мультиплексоры үшін екі ерекшелік қасиеттері кіреді:
тек бірғана 1550 нм толкын ұзындығындағы терезе жолағын қолдану,
EDFA (1530 - 1560 нм) күшейткішінің облысында;
мультиплекстелетін арналар арасының өте жақындығы
, 3,2 1,6 0,8
немесе 0,4 нм.
Бұдан басқа, DWDM мультиплексорлары көп арналар санымен жұмыс
істеу үшін арналғандықтан (32 арна және одан да көп арналар) DWDM
құрылғыларының құрамында бір уақыта барлық арналар мультиплекстеліп
(демультиплекстеледі), SDH жүйесінде жоқ жаңа құрылғылар қосылады және
олар бір немесе одан да көп арналарды негізгі басқа саны көп мультиплекстік
ағынға енгізу және шығару режимінде жұмыс істейді. Демультиплексордың
шығыс порттарыполюстері белгілі толқын ұзындығына белгіленгендіктен,
мұндай құрылғы толқын ұзындығы бойынша пассивті маршруттауды жүзеге
асырады. Арналар арасының өте жақындығы және бір уақыта өте көп
арналармен жұмыс істеу керектігімен DWDM мултиплексорларын жасау SDH
мультиплексорларынан гөрі өте үлкен ұқыптылықты қажет етеді. SDH
мультиплексорлары көбінесе 1310 нм және 1550 нм терезе жолағын кейде
қосымша ретінде 1650 нм толқын ұзындығының маңындағы ұзындықтарды
қолданады. Сонымен қатар жақын және алыс өтпелі бөгеуілдер DWDM
құрылғысының полюстерінде жоғары дәрежелі сипаттамалармен
қамтамасыздандыру.
Оптикалық мультиплексорлар мен демультиплексорлар тізбектей немесе
аралас орналасқан қысқа жолақты сүзгілерден тұрады. Көптеген жағдайда
сүзгілеу үшін мөлдір қабаты сүзгілер, талшықты немесе көлемді брег
дифракциялық торлары, дәнекерленген екі ұшты талшықты бөлгіштер, сұйық
кристалдар негізіндегі сүзгілер, интегралды оптикалық қондырғылар
24
(толқындық дифракциялық торлардың фазалық матрицасы немесе фазорлар)
қолданылады.
Келесі 2.2а суретте DWDM мультиплексорының айналық шағылыстыруы
элементі бар түрлік сұлбасы келтірілген. Оның жұмысын демультиплекстеу
режиминде қарастырайық. Мультиплекстеліп келген сигнал кіріс портқа түседі.
Содан соң бұл сигнал толқындық тақтайша арқылы өтеді және дифракциялық
құрылымды құрайтын AWG (arrayed waveguide grating) көптеген толқын
таратушыларға түседі. Бұрынғысынша сигнал әр толқын таратушыда
мультиплекстелген болып қалады, ал әр арна (
) барлық толқын
таратқышта келтірілген болып қалады. Содан соң айналық беттен шағылысу
жүреді, шағылған жарық ағыны қайтадан толқындық тақтайшада жиналады,
бұл жерде олардың фокусталуы және интерференциясы
жүреді,
интерференцияланған жарық интенсивтілігінің максимумдары кеңістікте
таралған болады, әр максимум белгілі бір арнаға сәйкес келеді. Толқындық
тақтайшаның геометриясы құрылысы, шығыс полюстер мен интерференциялық
максимумдар сәйкес келетіндей етіліп, толқын ұзындығының құрылымы
шығыс полюстерінің орналасуы есептеледі.
а) шағылыстырушы элементімен б) екі толқындық таяқшамен.
2.2 - cурет. DWDM мультиплексорының сұлбасы
Мультиплексорды құрудың басқа тәсілі бір ғана емес екі толқындық
тақтайшаларды қолдануға негізделген. Ол келесі 2.2б суретінде келтірілген.
Бұндай құылғының жұмыс істеу принципі Жоғарыдағы тәсілге ұқсас, бірақта
мұнда фокустау мен интерференциялау үшін қосымша тақтайшалар
қолданылыды.
25
2.3 Таратқыш
SLM және MLM қысқартулары сәйкесінше лазерлердің бір және одан да
көп көлденең сәулелік модаларын белгілейді. Сәулелендіргіштің түрін
көрсететін белгілену қатаң емес: MLM - лазері әр уақытта SLM - лазерімен
ауыстырылуы мүмкін, ал жарық диодының жеткіліктілігін қолданатын
жерлерде жарық диодының орнына кез келген лазер қолданылады.
Спектордың орта квадраттық кеңдігі спектралды таратылудың
стандартты ауытқуы ретінде түсіндіріледі. SLM - лазері үшін - 20дБ деңгейде
орталық шыңның толық максималды кеңдігі нормаланады. Лазерлердің
динамикалық сипаттамаларын нормалауды негіздеудің мүмкіндігі талшық
арқылы сынаулар және бағалаулар арқылы зерттеледі.
Сәулеленудің орташа қуаты дегеніміз
-
таратқышпен талшыққа
енгізілетін кездейсоқ тізбектердің орташа қуаты. Ол бағаның тиімділігін және
қалыпты шарт көлемінде жұмыс істеуге, таратқыш жалғағыштарының
ескіруінде өлшеуге және ескіру әсерлеріне рұқсат ету мүмкіндігін қамтамассыз
ету мақсатындағы диапазон мәндері ретінде берілген.
Extinction ratio парметрі (өшу коэффициенті КӨШУ) былай анықталады:
КӨШУ = 10 lg (АВ), мұндағы А және В сәйкесінше логикалық сәулелену мен
логикалық нолдің орташа оптикалық қуатының мәні.
Таратылатын импульстердің бейнелік жалпы сипаттамалары өсу және
түсу уақыттарын қосқанда, екі бағыттағы ауытқулар және шыңдағы
тербелістері қабылдағыштың сезімталдығының деградациясын алдын алу үшін
бақылануы керек. G. 957 ұсынысында берілген бейнеге қарай тартқыштың көз
диаграмасының маскасы S нүктесіндегідей болуы керек. Оптикалық таралатын
сигналдың көз диаграмасын аықтау үшін өлшегіш құрылғыны ұсынысқа
қосуды қарастырады.
2.3.1 Таратушы оптоэлектронды модульдің (ТОМ) негізгі элементтері.
Оптикалық сигналдың таратылуын ұйымдастыру үшін сәулелену көзін иемдену
жеткіліксіз. ТОМ - ның кез келген құрылымында әдейі ұстағышы бар, ол
таратқыштың қосалқы элементтерін сәулелену көзін, электр интерфейсінің
түйінін және талшықпен түйісу жерін бекітуге және қорғауға арналған. Кейде
талшықтың оптималды жалғануы үшін қосалқы ішкі элементтері қажет.
Лазерлік диодтардың басты элементі ретінде қанығу тогінің және
температураны бақылау жүйесі жатады. Күрделі лазерлік жүйелер үшін
оптикалық сигналдың шығыс талдауын қосады. Оптикалық таратқыштың
жалпы құрылымдық сұлбасы 2.3 суретте келтірілген.
26
Электр
интерфейсі
Электр
түрлендіргіш
Қанығу
ток
Эрбилік
ысно
Бас
сигналдық
ағын
Оптикалық
мониторинг
Сәулелендіру
көзі
Ішк
модулятор
Аттенюатор
Қос жұптың
қосылуы
Суытқыш
Температуралық
мониторинг
Оптикалық
шығыс
2.3 - сурет. Таратушы оптоэлектронды модульдің қосалқы элементі
2.4 Қабылдағыш
Жүиенің қалыпты жұмыс істеуі үшін қабылдағыштың минималды
сезімталдығы мен минималды артық қуат деңгейін беру қажет. Бұл мәндер әр
қабылдағыш үшін өшу диапазонымен және сәулелену қуатының орташа
диапазонымен үйлесімділігі көрсетілуі керек.
Қабылдағыштың сезімталдығы R нүктесінде қамтамасыз ететін Кош
=10Е( - 10) қуаттың орташа минималды мәні ретінде анықталады. Ол
таратқыштың стандартты жағдайда нашар өшу коэффицентінің мәнінде,
импульстің өсу және кему уақыты кезінде, сонымен қатар қабылдағыштың
қосылыстарының деградациясы кезінде және өлшеулердің қателігі кезінде
қуаттың қосымша жоғалту мәндерін ескереді. Қабылдағыштың сезімталдығы
дисперсиямен байланысты, джиттермен және оптикалық трактегі
шағылысулармен, қуаттың қосымша жоғалтуларын ескермейді, бұл әсерлер
оптикалық трактің максималды қосымша жоғалтуларын үлестірген кезде жеке
келісіледі. Ескіру әсері жеке түрде келіспейді, себебі ол сатып алушы мен
сатушы арасында талқыланады. Қабылдағыштың сезімталдығы өзінің бастапқы
және соңғы кезеңдерінде ең нашар деңгейі 2 - 4 дБ болғанда.
Қабылдағыштың артық қанығу нүктесі R нүктесіндегі мына мәнде
КҚАТ=10Е( - 10) қабылданатын қуаттың орташа мәні сәйкес мәні болады.
2.4.1 Қабылдаушы оптоэлетронды модуль. Қабылдаушы оптоэлектронды
модульдер талшықты - оптикалық жүйенің негізгі элементі болады. Олардың
27
басты функциясы - талшықтан келіп түскен оптикалық сигналды электронды
сигналға түрлендіру. Электр сигналдары электр құрылғыларымен өңделеді.
ҚОМ басты функционалдық элементі болып:
келіп түскен сигналды электр түріне келтіретін фотоқабылдағыштар;
электр күшейткіш каскадтары, сигналды күшейтетін және оны өңдеуге
жарамды түрге өзгертетін;
сигналдың бастапқы түрін келтіретін демодулятор;
Әртүлі ҚОМ - дарда функционалды элементтері әртүрлі болуы мүмкін.
Мысалға: көшкінді фотодиод детектер түрі ішкі күшейтуді қамтиды, ол өз
кезегінде келесі электронды күшейткіште пайда сигналдың арттырып, ал
шуларды бірнеше есе басады. Кей жағдайларда ҚОМ да демодуляторлар немесе
шешім қабылдау тармағы болмайды, каскадтан шыққан электр сигналының
деңгейі басқа электр құрылғыларының түрлендіруіне жеткілікті. Кейде ҚОМ -
ның тиімді жұмыс істеуі үшін детекторлар алдына күшейткіштерді қояды.
Жарық
Электірлік күшейткіш каскады
Эектр
сигналы
Фотоқабыл
дағыш
Аз шулы алдынала
күшейткіш
Бас күшейткіш
Демодулятор
а)
Сызықтық модуль
Регенерации бөлігі
Жарық
Фото-
қабылд
ағыш
Аз шулы
алдынала
үшейткіш
Бас
күшейткі
ш
Бене
сүзгісі
Шешім
қабалдау
тармағы
Синхроимп
б)
Таймер
улсьтер
а) аналогті б) цифрлық
2.4 - сурет. Қабылдаушы оптоэлектронның функционалды элементтері
Жоғарыдағы 2.4 - суретте аналогті және цифрлық ҚОМ - ның
функционалды элементтерінің сұлбасы келтірілген. Аналогті ҚОМ - дар
аналогті оптикалық сигналдарды қабылдайды және шығысында аналогті
сигналдарды береді. Аналогті қабылдағыштарға қатаң талаптар қойылады,
28
минималды енгізілетін шу деңгейінде сигналдың түрлендірілуі және
күшейтілуі, әйтпесе сигналдың өзгерілуі байқалады. Ұзын желілерде тарату -
қабылдау құрылғылары көп жолдарда сигналдың өзгеруі және шулардың
көбеюі соңғы қабылдай блогіне әсер етеді және осыған байланысты аналогті
көп ретронсляциялық байланыс желісі тиімді емес.
Цифрлық тарату кезінде импульстардың дәл бейнелерінің таралуы қажет
емес. Цифрлық қабылдағыш өзінің құрамында шешім қабылдау түйінін және 0
мен 1 қабылдайтын деңгей өлшемі болуы және дискреттеуші элементі бар болу
керек
2.5 Оптикалық күшейткіштер
Эрби қосындысы бар талшықтағы EDFA (Erbium - Doped Fiber Amplifier)
күшейткіші соңғы жылдары телекоммуникациялық кәсіпорындарында
революция жасады. EDFA күшейткіштері оптикалық сигналдың тікелей
күшейтілуін қамтамассыз етеді, ол оптикалық сигналды электр сигналына және
кері түрлендірмей күшейтеді, шу деңгейі өте төмен, ал оның жұмыс істеу
толқын ұзындығының диапазоны кварцті оптикалық талшықтың терезе
жолағына сәйкес келеді. Сәйкестік 2.5 - суретте келтірілген. Осындай байланыс
жолындағы күшейткіштер өзінің көрсеткіштерінің ерекшеліктері мен
артықшылығына қарай DWDM жүйесінде және оптикалық тарату желілерінде
кең қолданылады.
2.5 - Сурет. EDFA кушейткішінің күшейту коэффициентінің толқын
ұзындығына тәуелділігі.
Опикалық EDFA күшейткішінің сипаттамасы:
сигналдың кіріс деңгейі - 4..+8 дБм;
шығыс қуаты 13 және 16 дБм болатын 1 ден 8 дейін шығысы бар;
шығыс бойынша сызықсыздығы + - 0,5 дБ;
кіріс сигналының төмен мәнінде шығыс қуатының автоматы түрде
29
өшірілуі;
шығыс қуатын бақылау үшін сигнал деңгейі 2 дБм болатын тестілі
оптикалық шығысы қарастырылған;
2.6 - Сурет. EDFA күшейткішінің құрылымдық сұлбасы.
EDFA күшейткіші эрбилі қоспасы бар талшық бөлігінентұрады, оның
құрылымдық сұлбасы 2.6 - суретте келтірілген. Мұндай талшықтарда белгілі
толқын ұзындығындағы сигналдар сыртқы сәулеленудің қанығу энергиясының
көмегімен күшейеді. EDFA құрылысының қарапайым құрылымында
қүшейтулер тар толқын ұзындығының диапазонында - шамамен 1525 нм және
1565 нм болады. Осы 40 нм кеңдікке бірнеше ондаған DWDM арнасы сыйып
кетеді. Қарапайым электронды қайталағыштар, ұзын байланыс жолындағы
сигнал деңгейін қалпына келтіру үшін, талшықтан сигналды оқып алады,
оқылған сигналды электр импульсіне айналдырадып күшейтеді, содан соң
күшейген сигналды оптикалық сигналға түрлендіре отырып байланыс жолы
арқылы ары қарай таратады. Бұларға қарағанда EDFA күшейткіші түгелімен
мөлдір - қолданылатын протоколдар, форматтар, тарату жылдамдығына және
өткізу жолағындағы толқын ұзындығына тәуелді емес. күшейткіштері жүйелік
протоколдарға тәуелді болмағандықтан, оларды әрқандай қондырғыларқа
қосуға болады, АТМ коммутаторларына немесе IP
протоколының
компоненттеріне олар бір - біріне бөгет болады демаей. Мұндай ыңғайлық
EDFA күшейткішінің ең маңызды ерекшелігі, сол себептен жүйесінде оларды
қолдану кең тараған. Сонымен қоса, EDFA күшейткіштерін қолдану кезінде
олардың бір текті емес спектралды күшейтуіне және кездейсоқ эммисиялық
30
күшейтуін ASE (Amplified Spontaneous Emission) мұқият ескеру қажет. EDFA
күшейткіштері бар жүйелер көптеген артықшылыққа ие. Мұндай жүйелердің
өткізу қабілетін қажеттіліктің өсуіне қарай жаңа арналарды қоса отырып
экономды түрде және біртіндеп өсіруге болады. EDFA күшейткіштерін қолдану
толығымен оптикалық жүйені құруына мүмкіндік береді, онда сигналдың
электронды компоненттермен өңделуі жүиенің бастапқы (жүйеге мәлімет
бірінші рет түскенде) мен соңғы (мәлімет соңғы алушысына жеткенде)
бөліктерінде ғана жүзеге асырылады. ОС - 48 деңгейіндегі байланыс жолының
әрқайсысы жеке толқын ұзындығында жеке арна ретінде DWDM жүйесінде
өңделеді, бар жүйенің барлық қондырғылары DWDM жүйесінің құрамына
кіреді. Осы себептен DWDM жүйесін қолданысқа енгізудің бастапқы құны
жеткілікті төмен болады. Қуатты қанығу сұлбаларының әртүрлі өңдеуі кең
жолақты жұмыс диапазоны 1570нм ден 1605 нм (L - диапазон) дейінгі жаңа
EDFA күшейткіштерін құрды. Мұндай күшейткіштер сонымен қатар ұзын
толқынды күшейткіштер LWEDFA (Long Wavelength EDFA) деп аталады.
2.6 Қосылу жолдары үшін жабдықтың таңдалуы
Huawei компаниясының OptiX BWS 1600G жүйесін таңдадым. Huawei
компаниясының OptiX BWS 1600G жүйесі мәліметтерді таратудың максималды
жылдамдығы 1,6 Tбитс болатын, бір оптикалық талшықтың ішінде 160 толқын
ұзындығы бойынша таратуды қамтамасыз етеді. Қазіргі уақытта ақпарат жарық
жылдамдығымен таралады, ал осы жарық, өз кезегінде, DWDM технологиясы
көмегімен нақты байланыс арналары ұсынатын оптикалық талшық бойымен
өтеді. Арналар санын арттыру туралы ойлау қажет емес, жай ғана таратудың
негізгі желісіне OptiX BWS 1600G жүйесін қосу керек және мұндай шешім
ұсынған барлық экономикалық артықшылықтарды пайдалану керек.
Қазіргі кездегі тарату желілері желі ресурстарын максималды қолдануды,
ашық және әр түрлі сервистік қолдауды, қызмет арналарын қорғаудың сенімді
тәсілдерін және қалпына келтіру механизмдерін ұсына алатын қуатты
транспорттық инфрақұрылымды қажет етеді. Берілген мақсатқа жету үшін
DWDM технологиясы ұсынылды. Бұл технология желінің өткізу қабілетін
арттырып қана қоймай, сондай - ақ желінің барлық оптоталшықтық ресурстарын
толығымен пайдалануға мүмкіндік береді. Жоғалтулары аз бірмодалы
оптикалық талшықтың өткізу қабілетін тиімді қолдану DWDM
технологиясының қолданылуына мүмкіндік береді. Осы мақсатта, Huawei
компаниясы өткізу жолағы 1.6 Tбитс болатын, OptiX BWS 1600G жүйесінің
мәліметтерді тарату бойынша аяқталған шешімін ұсынады.
Құрылғының толық спектрін қамтамасыз ету арқылы Huawei компаниясы
оптикалық тарату аумағында әр түрлі қызмет түрлерін ұсынуды жалғастыруда.
SDH құрылғысынан бастап, DWDM құрылғысына дейін компания жылдам
өтімді, тиімді және сенімді транспорттық шешімдерді ұсынады. OptiX BWS
31
1600G жүйесінің арқасында Huawei компаниясы максималды өткізу жолағы бар
желілік шешімдерді ұсынады. 160 толқын ұзындығы, өз кезегінде, кабельдің бір
өзекшесіндегі 160 ақпараттық ағындар болып табылады, яғни магистральдық
деңгейдегі тарату желісі үшін нағыз таңдау болады. Әрбір арна 10 Гбитс
тарату жылдамдығын қолданады. Бір оптикалық талшықтың өткізу жолағының
максималды мәні 1600 Гбитс дейін жетеді. Оған қоса, берілген жүйе
операторлар үшін басқарудың ыңғайлы платформасын, желінің өткізу қабілетін
оңай және жеңіл түрде кеңейту мүмкіндігін ұсынады. OptiX BWS 1600G -
мәліметтерді оптикалық тарату желісі үшін дұрыс таңдау. Құрылымның үлкен
мүмкіндіктерімен және қорғаныстың оңай тәсілдерімен сәйкес келетін OptiX
BWS 1600G жүйесінің модульді кескіні оптикалық тарату желісінде негізгі
рольді атқарады. Оптикалық талшықтың қолданылып жүрген өткізу қабілеті 10
Гбитс бастап 1600 Гбитс кеңеюі мүмкін. Желі сыйымдылығын кеңейту кезінде
құрылғыны өшірмеуге және қызметті таратуды тоқтатпауға болады. Жай ғана
жаңа құрылғыны қою керек немесе жаңа түйін орнату керек. Стандартты
құрылым кезінде OADM түйінін қосудың өзі жүйенің қалыпты жұмысына
кедергі жасамайды.
OptiX BWS 1600G жүйесінің негізгі тапсырмасы - магистральді деңгейде
DWDM құрылғысының үлкен өткізу қабілетін ұсыну. Сондықтан желілерді
тұрғызудың анағұрлым ыңғайлы түрлері сақина және тізбек топологиялары
таңдалынады.
OptiX BWS 1600G жүйесі арнайы мәліметтерді жоғары жылдамдықты
тарату үшін арналған. Бір оптикалық талшықта 160 арнаны таратуға болады.
Ары қарай OptiX BWS 1600G жүйесі мүмкіндіктерінің қысқаша сипаттамасы
келтірілген.
Кеңейтушілік пен иілгіштік:
Жаңа толқын ұзындығында қолданылмаған арнаны қосу арқылы жүйені
оңай жақсартуға болады. Әрбір толқын ұзындығы ақпаратты 10 Гбитс
жылдамдықпен тарата алады. Жүйеге жаңа мультиплексорлар мен
демультиплексорларды қоса отырып, өткізу қабілетін 400 Гбитс бастап
800Гбитс дейін (максималды түрде 1.2 Tбитс немесе 1.6 Tбитс) өсіруге
болады.
Көпжылдамдықты және көпсервисті мүмкіндік:
- келесі қызметтер үшін мөлдір арналарды ұсыну.
- стандартты SDH қызметтері: STM - 1664
- стандартты SONET қызметтері: OC - 48192
- каскадты қосылған стандартты SDH қызметтері: STM - 16c64c
- каскадты қосылған стандартты SONET қызметтері: OC - 48c192c
- жүйе POS және IP қызметтерін қолданады.
Тиімділік:
Электрлік деңгейде мультиплекстеу функциясын және өткізу жолағының
қолдану коэффициентін жақсартатын төменжылдамдықты қызметтердің
конвергенция функциясын атқарады.
Қорғаныс:
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
10
11
12
Аңдатпа
Берілген бітіру жұмысында Астана мен Қызылорда қалалары арасындағы
магистральды желіні DWDM технологиясы негізінде ұйымдастыру мәселелері
қарастырылады. Қолданылатын технология үшін тарату жүйелерінің
жабдықтары мен оптикалық кабель таңдалды және талдау жасалады.
Тығыздаудың негізгі қасиеттері қысқаша баяндалған.
Қарастырылатын қалалардың арналар санының және берілген
магистральда қайта өндіргіштік аймақтардың есептеулері жүргізіледі.
Бизнес-жоспарда бітіру жұмысының экономикалық тиімділігінің негізгі
көрсеткіштері есептелген. Сондай-ақ, берілген аумақтағы ұйымдастырылатын
магистральдік байланыс желінің қызмет көрсету және оны пайдалану кезіндегі
өміртіршілік қауіпсіздігі мәселелері қарастырылған.
Аннотация
В данной выпускной работе рассматриваются вопросы организации
магистральной сети между городами Астана - КызылОрда на базе технологии
DWDM. Производится анализ и выбор оборудования системы передач,
оптического кабеля для используемой технологии. Кратко изложены основные
свойства плотного спектрального уплотнения.
Проводится расчет числа каналов рассматриваемых городов и расчет
регенерационных участков данной магистрали.
В бизнес-плане рассчитываются основные показатели экономической
эффективности выпускной работы. Кроме того, рассматриваются вопросы
безопасности
жизнедеятельности при обслуживании и эксплуатации
организуемой магистральной линии связи на данном участке.
13
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...9
1 Қазіргі кездегі желіге аналитикалық талдау және ұсынылатын шешім ... ... ... 10
1.1 Астана мен Қызылорда қалалары жайлы жалпы мәліметтер ... ... ... ... ...10
1.2 Қызылорда қаласының байланыс желісінің қазіргі жағдайы ... ... ... ... ..10
1.3 DWDM технологиясының артықшылығы мен ерекшелігі... ... ... ... ... ... 13
2 Бөлімдегі байланыс ұйымдастырылуының талдануы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
2.1 DWDM-ң құрылымдық сұлбасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...15
2.2 DWDM мультиплексоры мен демультиплексоры ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...18
2.3 Таратқыш ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...20
2.4 Қабылдағыш ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.5 Оптикалық күшейткіштер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
..21
..23
2.6 Қосылу жолдары үшін жабдықтың таңдалуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ..25
2.7 Тізбек топологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 28
3 Кабельдің құрылымын және оның негізгі параметрлерін есептеу ... ... ... ... ...
3.1 Арналардың қажетті өткізу қабілетінің есебі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... .
..30
..30
3.2 Таңдалған кабель параметрлерін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...32
3.3 Регенерация бөлігінің ұзындығын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .37
3.4 Дисперция мен өшулік кезіндегі регенерация бөлігінің ұзындығы ... ... 39
3.5 Жүйенің сенімділігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 42
3.6 Оптикалық күшейткіштің негізгі сипаттамалары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... 44
4 Еңбекті қорғау және өміртіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...47
4.1 Еңбек жағдайын талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 47
4.2 Өміртіршілік қауіпсіздігін қамтамасыз етудің техникалық шешуі ... ... ..51
4.3 Өрт қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..62
4.4 Қоршаған ортаны қорғау және өрт қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .63
5 Техника-экономикалық негіз ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 67
5.1 Жұмыстың мақсаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 67
5.2 Жұмыстың орындалу бағдарламасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...67
5.3 Ұйымдастыру жоспары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..71
5.4 Табысты есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ..75
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...74
Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..75
Қысқартылған сөздер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 76
А Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .77
Ә Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .78
Б Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .79
В Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .80
14
Кіріспе
Бұл бітіру жұмысының негізгі мақсаты Астана және Қызылорда қалалары
аралығында байланыс жолының өткізу қабілетін арттыру үшін DWDM
технологиясының көмегімен магистралдық талшықты - оптикалық тарату
жүйесін ұйымдастыру болып табылады.
Қазіргі таңда дүние жүзі бойынша байланыс қызметімен қамтушылар
жылына ондаған мың километр талшықты - оптикалық кабельдерді жер асты,
мұхиттар мен өзендердің түбі, электр сымдары мен тонельдер және
коллекторлар арқылы тартады. Көптеген компаниялар, сонымен қатар IBM,
Lucent Technologies, Nortel, Corning, Alcoa Fujikura, Siemens, Pirelli сияқты алып
компаниялар да талшықты - оптикалық техналогиялар облысында қарқынды
түрде зертеулер жүргізуде. Қазіргі таңда ең озық техналогиялар қатарына
толқын ұзындығы бойынша өте тығыз толқындық мультиплекстеуді DWDM
(Dense Wavelength Division Multiplexing) жатқызуға болады.
Қазіргі кезде байланыс жүйелері қоғам дамуының негізі бола бастады.
Қарапайым телефон байланысынан бастап, Интернетке кең жолақты ену
мүмкіндігіне дейінгі байланыс қызметтеріне сұраныс өсіп келеді. Бұл қазіргі
кездегі байланыс желілеріне, олардың өткізу қабілетіне, сенімділігіне,
иілгіштігіне жаңа талаптар қоюда. Ал қазір ақпаратты таратуда адамзат
қоғамының қажеттіліктерін қанағаттандыру тек талшықты - оптикалық
байланыс жүйелері негізінде жүзеге асырылады. Өйткені оптикалық талшық
өте үлкен өткізу қабілетінен тұрады. Тығыз толқындық мультиплекстеу
технологиясының мәні − бір оптикалық талшық бойымен бір уақытта, әр түрлі
толқын ұзындығында бірнеше ақпараттық арналар таралады. Бұл оптикалық
талшықтың мүмкіндіктерін тиімді пайдалануға мүмкіндік береді. Осы күнде
DWDM технологиясы практикада өзінің сенімділігін көрсете отырып, өткізу
жолағының ең жылдам және үнемді дамушылығын қамтамасыз етеді. Бұл
технология жаңа кабельдерді төсемей - ақ және әрбір талшыққа жаңа
қондырғыны орнатпай, талшықты - оптикалық байланыс линиясының өткізу
қабілетін көпретті арттыруға мүмкіндік береді. Жоғарыда айтылғанды ескере
отырып, Астана және Қызылорда қалалары аралығында жаңа оптикалық
құрылғының көмегімен сапалы байланысты ұйымдастыру керек.
15
1 Қазіргі кездегі желіге аналитикалық талдау және ұсынылатын
шешім
1.1 Астана мен Қызылорда қалалары жайлы жалпы мәліметтер
Қызылорда - ҚР қарқынды дамып келе жатқан облыстарының бірі, мұнай
өндіру саласында күрделі орынды алады. Облыстың іскерлік белсенділігі
Қызылорда қаласында шоғырлануына байланысты, телекоммуникация қызмет
түрлеріне сұраныс пен сапа талаптары күшейе түсуде. Облыстың орталығы
Қызылорда қаласында: АҚ Петро Қазақстан Құмкөл Ресорсиз, СП
Қазгермұнай, СП Қуатамлонмұнай, ЖАҚ Торғай Петролеум, ЖАҚ
КОР және т.б. ірі мұнай компаниялары орналасқан.
Халық саны: Қызылорда облысының халық саны 639 900
адам.
Әкімшілік орталық - Қызылорда қаласы. Қаланың халық саны 205 305 адам.
Астана қаласында 687700 адам.
Орналасуы:
Қызылорда облысы Қазақстанның оңтүстік бөлігінде
орналасқан. Қызылорда облысында 7 аудан бар.
Территория ауданы - 240 шаршы км, Қызылорда қаласы Сырдария
өзенінің оң жағалауында, яғни Астанадан оңтүстік - батысқа қарай 830 шаршы
км қашықтықта орналасқан. Қала аумағы Ұлттық Ақпараттың
супермагистралінің басты тармағымен қиылысуда. Батыс - Қазақстан теміржолы
және Шымкент - Самара автомагистральдары облыс орталығынан Қызылорда -
Павлодар автомагистралінан бастау алады.
Қызылорда облыстың әкімшілік, саудалық, өндірістік және қоғамдық -
саясатты орталығы болып табылады. Облыс орталығында пәтер - аула саны -
57490, 100 тұрғынға телефон тығыздығы - 23,1.
Даму бағытына байланысты, облыс индустриалды - аграрлық болып
келеді, физикалық көлем индексі 105,4%, өнім өндіру көлемі (жұмыс, қызмет)
қазіргі кәсіпорындық бағамен 2013 жылдың көрсеткіші бойынша, 886582 млн
теңге құрды.
1.2 Қызылорда қаласының байланыс желісінің қазіргі жағдайы
Қалада байланыс қызметтерін Қызылорда облыстық телекоммуникация
дирекциясы АҚ Қазақтелеком филиалы қамтамасыз етеді. KCell, Beeline,
Dalacom сияқты байланыс операторлары жұмыс істейді. Байланыс желісі
толығымен дерлік цифрлық, ҚТС - да абоненттік линияда алтысандық
нөмірлену жүйесі қабылданған.
ҚТО Қазақтелеком келесі қызмет түрлерін ұсынады:
дауыс телефониясының барлық негізгі қызметтерін (жергілікті,
16
қалааралық, мемелекетаралық);
мәліметтерді тарату желінің қызметтері, Internet - ке кіру;
"Кулан" спутниктік желінің қызметтері;
"J - run" телефондық бизнес - желінің қызметтері;
интелектуалды желі;
Tarlan Card - алдын ала төленген телефондық карталардың қызметі;
Internet Card (IDC - Card);
ҚҚТ қызметтері (қосымша қызмет көрсету түрі).
Қазіргі уақытта Қызылорда қаласында RSU - 22, RSU - 24, АТС - 23,
АТС - 21,
АТС - 2627
бар. АТС - ң құрылған және қолданыстағы
сыйымдылықтары туралы 10.01.13 жылғы көрсеткіштері бойынша мәліметтер
А және Б қосымшасында келтірілген.
Қазіргі қолданыстағы АТС - 2627 цифрлы АТС DMS100200 болып
табылады және ол мемлекеттің жалпымемлекеттік автоматты
коммутацияланатын желісіне кіретін басқа қалалардың телефондық желісімен
қалааралық автоматты байланысты қамтамасыз етеді.
Желі топологиясы бір STM - 4 (622 Мбитс) сақинасынан тұрады. SDH
сақинасына келесі станциялар қосылған: RSU - 22, RSU - 24, АТС - 23, АТС -
21, АТС - 2627. Стантцияаралық қосылу жолдары ретінде ТОБЖ (ВОЛС)
қолданылады. Станциондық құрылғы ретінде негізгі коммутациондық
элементтер мен басқару әдістерімен ерекшелінетін әртүрлі АТС жүйелелері
қолданылады. АТС жүйесінің коммутационды элементтерін пайдалануына
байланысты электромеханикалық (координаттық) және электронды болып
бөлінеді.
Соңғы кезеңдерде Қызылорда облысы телекоммуникация жүйесінің
желілі
кәбіл шаруашылығын жаңартуда кешенді шаралар атқарылды.
Біріншіден, Ұлттық ақпараттық супермагистраль талшықты оптикалық
байланыс желісі батыс бөлігінің облыс аймағындағы құрылысын аяқтап
пайдалануға берді. Облысымыздың географиялық орналасу ерекшелігін айта
кету керек: барлық аудан орталықтары өтетін магистралдың бойына орналасқан
және санды ағымға қосылды. Жоғары жылдамдықтағы магистраль арқылы
қазіргі заман тарату жүйелерін пайдаланып Қызылорда облысы жоғарғы сапалы
санды арналар арқылы ТМД және әлемнің көптеген елдерімен байланыс
орнатты. Санды арналардың пайдалануға берілуімен қатар бір мезгілде
деректер беру қызметі енгізіліп, қондырғылары орнатылды. Бұл, қалада
локальды жүйе ұйымдастырылып, ADSL, HDSL технологиясымен жоғарғы
жылдамдықтағы деректерді беру қызметін көрсетуге мүмкіндік жасады. Барлық
аудан орталықтарында "Сайлау" жобасымен деректерді беру қондырғылары
пайдалануға беріліп, қазіргі уақытта абоненттерге қымет көрсетуге пайдаланып
отыр.
Қазіргі уақытта СТЖ талшықты - оптикалық байланыс жолының өткізу
қабілеттілігі өсіп келе жатқан тұтынушылардың сұранысын
қанағаттандырмайды. IP - телефония, Интернетке кеңжолақты мүмкіндік,
электрондық почта, ағындық бейне және мәліметтерді тарату,
17
бейнеконференция, виртуалдық жеке компьютерлік желілер және т.б. қазіргі
кездегі жаңа қызметтерді енгізу қажеттілігі артуда. Таратылатын мәліметтердің
көлемі өскен сайын ТОБЖ арқылы таралатын сигналдың жылдамдығын
арттыру керек.
Транспорттық желінің құрылымы STM - 4 деңгейлі сақинадан тұратын
сақиналық топологияда негізделген.
Астана - Қызылорда қалалар аралығында талшықты - оптикалық кабель
орналастырылған. Ол Ақтөбе - Петропавл - Астана арқылы өтеді. Кабель
арқылы STM - 4 сандық тарату жүйесі мәліметтерді таратуды қамтамасыз
етеді.
Қазіргі уақытта СТЖ талшықты - оптикалық байланыс жолының өткізу
қабілеті өсіпкеле жатқан тұтынушыларың сұранысын қанағаттандырмайды.
Таратылатын мәліметтердің көлемі өскен сайын ТОБЖ арқылы таралатын
сигналдың жылдамдығын арттыру керек, бұл таратушы мен қабылдағыштың
жылдамдықтарын STM - 4 тен STM - 16 дейін арттыратын жаңартуларды
жүргізгенде шешіледі.
Маңызды жобалардың ішінен талшықты оптикалық кабель және DWDM
спектральды тығыздау технологиясы негізінде Мемлекеттік ақпараттық
супермагистральдың (ҰАСМ) құрылысын атап өтуге болады. 2008 жылы 525
км ұзақтықтағы Орал - Атырау аймағында соңғы құрылыс аяқталды.
Жобаның жүзеге асуы ҰАСМ өткізу қабілетін арттыруға және көршілес
мемлекеттердің мемлекеттік желілері арасындағы күшті интерфейстерді
ұйымдастыруға негізделген. Магистральдық желінің Астана - Павлодар -
Алматы, Алматы - Ақтөбе, Астана - Петропавл - Ақтөбе аймақтарында еркін
талшықтардың қолданылуы арқылы 2008 жылы DWDM тарату жүйесі
орнатылған болатын.
DWDM технологиясы (ITU - T Rec. G.692 және Rec. G.694.1
стандарттары) арнаның өткізу қабілетін арттыруға мүмкіндік беретін, бір
оптикалық талшық бойымен бірнеше ақпараттық арналарды таратуға мүмкіндік
беретін технология. 2010 жылы Қызылорда қаласында қосымша күре жолдар
мен енгізушығару мультиплексорларын ұйымдастыру үшін DWDM жүйесінің
құрылғыларын қосу, ал жеке орындарда 234S1S4S16 Мб порттарды арттыру
мақсатында MUX SDH анағұрлым қуатты құрылғымен алмастыру жобаланды.
Осылайша, қазіргі кезде мемлекеттің цифрлық телекоммуникациялық
инфрақұрылымы негіздерін құру процесі аяқталды. Бұл, өз кезегінде, маңызды
мемлекеттік жобалардың бірі - электрондық өкіметті құруды алдағы уақытта
орындауға мүмкіндік береді. Одан басқа, ҰАСМ Қазақстан интеграциясын
әлемдік ақпараттық кеңістікке шығуын қамтамасыз етеді. ҰАСМ жобасының
жүзеге асуы сондай - ақ Республиканың орталық азиаттық аймақта ірі транзиттік
орталық ретінде құрылуын тездетеді.
Бұл бітіру жұмыстың мақсаты Астана - Қызылорда арасындағы байланыс
желісін қазіргі заманғы ғылыми - техникалық жетістіктердің талабын сай етіп
жаңарту болып табылады. DWDM Астана - Қызылорда арасындағы Қазақстан
Республикасының магистральды желісінде қуатты сандық арналар түйінін
18
қалыптастыруға арналған.
DWDM - ді қолдана отырып мәліметтерді тарату 2,5 Гбитс және 10
Гбитс жылдамдықта жүргізілуі қажет. Таратушы DWDM құрылғысының
сәулелендіру көзі (лазер) 105 сағаттан артық қызмет көрсету керек. Бақылау
және басқару жүйелері келесі функцияларды атқару керек: оптикалық
таратқыш құрылғылардың жұмысын бақылау, қызмет көрсетілетін
регенерациялық орталықтың жұмысын бақылау, жалғастырушы жолдық
күрежолды қадағалау, автоматты түрде қорлық жолға қосылуды бақылау.
Бітіру жұмысты орындаудың алдында келесі мақсаттар қойылған:
Астана - Қызылорда магистральді ТОБЖ - ің өлшемдері мен
құрылымын жете қарау;
Қазіргі уақыттағы Астана - Қызылорда магистральді ТОБЖ - ің STM -
64 сигналдарын беру мүмкіндігін бағалау;
Қызылорда қаласындағы қондырғылардың жаңартылатын желідегі
Huawei фирмасының құрылғыларымен түйісуін жете қарау және
жаңартылатын желі құрылғыларын таңдау.
1.3 DWDM технологиясының ерекшелігі мен артықшылығы
DWDM техналогиясы талшықты - оптикалық арнаның өткізу жолағын
жүз есе үлкейту кезіндегі ең масштабты және тиімді әдіс. DWDM негізіндегі
оптикалық желінің өткізу мүмкіндігін желінің дамуына қарай біртіндеп өсіруге
болады, ол үшін бар қондырғыларға транспондерлерді орната отырып жаңа
оптикалық арнаны қосады. DWDM техналогиясы оптикалық талшықтың өткізу
мүмкіндігін жоғарлатып қана қоймай, сонымен қатар біріншілік
мультисервистік инфрақұрылым және ұялы байланыс жүйелері үшін ең сенімді
технология, және де жүйенің өткізу жолағын лезде көбейтуін қамтамасыз етеді
және байланыс қызметінің жаңа түрлерін іске асыруға мүмкіндік береді.
DWDM қазіргі уақытта оптика саласында тез дамып келе жатқан технология,
талшықтың арналар сыйымдылығын 8 ден 64 дейін және одан да көп арналарға
мүмкіндік береді, ал арналар арасы 0,4; 0,8; 1,6; 3,2 нм құрайды. Практикада
жүйелер операторларына оптикалық арналар саны маңызды емес, талшықты -
оптикалық байланыс жолының жалпы өткізу жолағының мүмкіндігі және
нарықтың сұранысының өсуіне қарай ТОБЖ өткізу жолағының өсірілуі
маңызды.
DWDM техналогиясы ең басты мүмкіншілігі электронды
құрылғыларды және оитикалық кабельді ауыстырмай - ақ өткізу мүмкіндігін
барынша көбейту. Жаңа толқын ұзындығында және жаңа арналарды қосқан
кезде қазіргі кездегі арналарға еш бөгет жасамайды, ал жүиенің өткізу
мүмкіндігін жүз есе көбейтеді. Арналар әртүрлі протоколдар мен
жылдамдықтарға ие болуы мүмкін, бірақта ол өзара синхрондауды қажет
етпейді. Әр WDM арнасы үшін TDM техналогиясы қолдануы мүмкін, бұл
тұтынушылар арасында өткізу жолағын ыңғайлы түрде таратып беруге
19
мүмкіндік береді. Көптеген ұлттық және халықаралық операторлары DWDM
техналогиясын алыс қашықтықтарға қуатты мәліметтер ағынын тарату кезінде
ең қолайлы әдіс екенін мойындады. DWDM техналогиясының негізіндегі
құрылғылар жаңа талшықты - оптикалық желілерді құрып қана қоймай,
сонымен қатар қазіргі уақытта бар желілерді жаңарту мен олардың өткізу
мүмкіншіліктерін арттыруғы қолжеткізеді.
DWDM технологиясына
операторлардың қаржылай салымдарының тез арада қайтарылуы және
пайданың келуі DWDM технологиясының тағыда бір артықшылығы болып
табылады. Операторлар үшін жаңадан байланыс желісін салу қажет емес.
DWDM құрылғыларын алуға кететін қаржылық шығындар DWDM - ді іске
асыруға қажеті құрылғыларға (соңғы толқынды оптикалық таратқыштарға,
күшейткіштерге, сүзгілерге, жүйені басқаратын құрылғыларға) жұмсалады, ол
өз кезегінде жаңа желіні жүргізгеннен гөрі арзан болады.
20
2 Бөлімдегі байланыс ұйымдастырылуының талдануы
2.1 DWDM - ң құрылымдық сұлбасы
Тығыз толқындық мультиплекстеу технологиясы (DWDM - Dense Wave
Division Multiplexing) дегеніміз - әртүрлі толқын ұзындығындағы бірнеше
сигналдарды бір оптикалық талшықта тарату технологиясы.
DWDM
технологиясының мәні бір оптикалық талшық арқылы тұтынушылардың
көптеген бөлек сигналдарын (SDH, Data)
ұйымдастыру мүмкіндіктері
спектралды немесе оптикалық технологиямен қорытындыланады, демек
байланыс жолының өткізу мүмкіндігін көп есе көбейтеді. Әр тұтынушының
сигналына қарай бір оптикалық талшық арқылы бірнеше оптикалық арналарды
орнату үшін транспондердің көмегі арқылы оптикалық сигналдың толқын
ұзындығын өзгертеді. Осыдан соң мультиплексордың көмегі арқылы сигналдар
біріктіріліп оптикалық желіге беріледі. Соңғы тармақта кері іс - әрекет
орындалады - келген сигналдар демультиплексордың көмегі арқылы топтық
сигналдан бөлінеді де толқын ұзындықтарын стандарттыға өзгерте отырып
тұтынушыларға беріледі. Сигнал оптикалық талшық арқылы өтуі кезінде
өлшемі бойынша аздап өшеді. Сигналды күшейту үшін, оптикалық
күшейткіштер қолданылады.
2.1 - сурет. DWDM магистральды жүйесінің сұлбасы
Аяққы (соңғы) мультиплексор - бұл жүйе 192 тұтынушы арналарына
дейін қолдайды. Тұтынушылардың жалғыз сигналдары берілу бағытында
тұтынушылардың транспондерлік платасындағы интерфейсте көрсетіледі.
Транспондер тұтынушының сигналын толқынды оптикалық арнаның пайдалы
сигналына оптикалық қызметтік арнаны қоса отырып түрлендіреді.
Транспондердің түрлік сәйкестігіне қарай пайдалы сигнал сонымен қатар қатені
тура түзету кодымен толықтырылады немесе кеңейтілген қатені тура
түзейтіндер қабылдау бөлігінде түзету мақсатында қолданылады.
21
Егер тұтынушының сигналы сәйкес толқын ұзындығына және кадр
құрылымына ауыстырылса, онда одан әрі ол деңгейді басқару блогінің
көмегімен өзгертіледі, сигналдың басқада оптикалық және электірлік
сигналдарын өзгертпей, қуаттың деңгейін бақылауды жүзеге асырады.
С - диапазонының рамкасына қарай оптикалық арналар әрқайсысы 40 -
тан екі топқа бөлінеді, бірінші топқа немесе екінші топқа бағытталады. 100 ГГц
жиілік аралығы арқылы бөлінген арналар топтық мультиплексор блогінің
(Group Multiplexer Unit) кірісіне беріледі және бірге мультиплекстеледі. Бір
біріне аралықтарыда 50 ГГц болатын 80 оптикалық арналардан тұратын аралас
сигнал диапазонына ауысырылады.
Оптикалық сигнал дисперсиялық өтеме модулінің (Dispersion
Compensation Module) көмегімен дисперсиялық өтеме қосылғанға дейін алдын
ала күшейтілуі мүмкін. Бустер таратылуға дайын оптикалық сигнал қуатының
деңгейін көбейтеді.
Қабылдау бағытында айнымалы оптикалық аттенюатор алдыналалық
күшейткішке қондырылған, ол өшуді программалауға мүмкіндік береді және
жолдағы өшу деңгейін өтеу мақсатында қолданылады. Жолдағы толқындарды
құрамдарға бөлу үшін дисперсиялық өтем модулі (DCM) күшейткіштің ішіндегі
өтемесінде орналасқан, соңғы күшейткіш сигналды ұстап тұрған кезде өтеуші
бөлік DCM жоғалтуларын енгізеді.
С - диапазонында бір - бірінен 50 ГГц аралығандағы 80 - ге жуық арналар
екі топқп бөлінеді, әрқайсысы арналар арасы 100ГГц болатын екі топқа
бөлінеді, әр топта 40 арнадан болады. Содан соң әр топшалар бөлек оптикалақ
арналарды бөлу үшін демультиплекстенеді.
Әр оптикалық арна қабылдаушы блогіндегі тиісті транспондерлерге
беріледі, содан соң ол электр сигналына айналдырылады. Қателерді тура
түзетуден кейін тұтынушы сигналдары шығарылады және оптикалық арнаның
қызметік мәліметтері өңделеді.
1510 нм толқын ұзындығындағы оптикалық бақылау арнасы (OSC) С -
диапазоны үшін талшықты эрбимен жалатылған күшейткішпен сызықты
сигналмен қабылданады және өңделеді. Берілу бағытында OSC сигналы жолға
берілгенше аралас DWDM сигналымен мультиплекстеледі.
Сызықты талшықты - оптикалық күшейткіш - аралас DWDM сигналын
күшейту үшін қолданылады. Күшейткіш симметрияла екі трактен тұрады -
шығыстан батысқа, батыстан шығысқа қарай. Оптикалық бақылау арнасы да
(OSC) күшейткіш түйінінің шегінде шығарылады және өңделеді.Ұшу
жолағындағы өшу тербелісін өтеу үшін, алдын ала күшейту бөлігінде
қондырылған айнымалы оптикалық аттенюатормен қамтамасыз етіледі. Осыдан
соң алдын - ала күшейтетін күшейткіш сигналды Бустерде көрсету үшін
күшейтеді. Талшықтың түріне және ұшу жолағының санына қарай алдын - ала
күшейткіштің және Бустер бөлігінің аралығында өтеме дисперсия элементі
және түзету құрамы кездеседі.Бустер сигналды одан ары тарату үшін
күшейтеді. Кіріске сигнал келіп түскенше оптикалық бақылау арнасы тағыда
қосылады.
22
Дисперсиялық өтеме модулін қолдану талшық түріне және байланыс
жолының ұзындығына байланысты. SSMF үшін дисперсиялық өтем модулі
күшейткіштің әр түйінінде керек. МСЭ - Т G.655 (LEAF, TrueWave) ұсынысы
бойынжа жасалған талшықтар үшін, сәйкес DCM блоктары барына қарай
DCM - дер өте жиі орналасуы мүмкін.
Енгізушығару OADM мультиплексоры - бұл сызықты күшейткіштің
нұсқасы, мұнда әр диапазондағы кезкелген данадағы оптикалық арналар
ауыстырылуы немесе шығарылып тасталуы мүмкін. Бұған қол жеткізу үшін
оптикалық трактке тұрақты енгізу шығару блогі (Fixed Add Drop Unit (FADU))
орнатылады. Бұл блок диапазон ішінде екіжақты көршілес арналарды
демультиплекстейді және мультеплекстейді.
Қайта құрылымды енгізушығару мультеплексоры ROADM - бұл
сызықты күшейткіштің нұсқасы, мұнда әр диапазондағы кезкелген данадағы
оптикалық арналар ауыстырылуы немесе шығарылып тасталуы мүмкін. Бұған
қол жеткізу үшін оптикалық трактке арналарды басқару блогі (Channel Control
Unit) орнатылады. Бұл блок агрегирленген сигналдар арналарына бөлуі мүмкін
және таңдамалы түрде өткізеді немесе өткізбейді. Арналарды басқару блогінің
шығыс жағындағы сплиттер аралас WDM сигналының энергиясының бір
бөлігіне демультиплексордың шығыс бөлігіне өтуге мүмкіндік береді, онда
керекті шығыс арнасы шығарылып алынады. Сонымен қатар арналарды
басқару блогінің кіріс бөлігіндегі тармақтағыштың көмегімен
мультиплекстелген сигналдар қабылдағыш транспондерлерде транзиттік
ағындармен қосылады. Арналарды басқару блогі шығарылған кез келген
арналардың қайта өтпеуін жабу үшін қолданылады, бұл мақсат осындай толқын
ұзындығындағы кіргізілген арналармен беттеспеуі үшін қолданылады.
Интерконекция түйіні - бірнеше бағыттағы таралымдарды арналық
қосылыс мүмкіндігі, оптикалық демультиплексор мен мультиплексорлық
блоктар араларына коммутациялық панелді қолданумен негізделеді.
Эквалайзер - жүиенің тұрақтандырушы күшейту элементі, арнадағы қуат
деңгейінің ауытқуын өтеу үшін қолданылады. Тұрақтандырушы күшейткіш
желінің әр сегізінші бөлігінде қажет екені ұсынылады, бұл ұсыныс ең әлсіз
сигнал дисперсиялық таратылуда шектік мәнінен төмен емес екеніне көз
жеткізу үшін келтіріледі.
Арнадағы сигнал деңгейін теңестіру арналық эквалайзер блогін қолдана
отырып қол жеткізеді. Арналық эквалайзер блогі тексеруші мәліметті қуатты
бақылау блогінен қолданады, арнаның қуаттық өлшемдеріне қарай арнаның
қуатын орнату арналық қуат блогіне жүктеледі. Бұл түгелімен оптикалық
шешім және О - Э - О өтуді қажет етпейді. Қуатты басқарушы блок (Power
Monitor Unit PMU) әр тұрақтандырушы бөлікте арнаның қуаттық өлшеміне
қарай орнатылады. Қуатты басқару блогі жүиедегі қазіргі арналар санына
негіздей отырып өлшемдерді автоматты түрде орнатады. Қуатты басқару блогі
транспондерден шығатын қуат деңгейін бақылайды және әр транспондерге
таратылу деңгейін дұрыс мәнде беру үшін кері бақылау сигналын жібереді.
Қажеті қуат деңгейін өтеу үшін қуатты басқару блогі жол бойындағы
23
теңестіруші түйіндерде тұрақтандыру блоктары үшін кері байланысты
орнатады.
2.2 DWDM мультиплексоры және демультиплексоры
Әр лазерлік таратқыш DWDM жүйесінде берілген жйіліктегі бір ғана
сигналды береді. Осы сигналдарды (арналарды) бір түгел сигналға
мультиплекстеу (бір - бірімен қосу) қажет. Бұл функцияны атқаратын
құрылғының аты оптикалық мультиплексор MUX (немесе OM). Байланыс
желісінің соңындағы біріктірілген сигналдарды жеке арналарға бөлетін
құрылғы оптикалық демультиплексор DEMUX (немесе OD) деп аталады. TDM
жүйесінде, арналарды тығыздау уақыт бойынша жүргізілсе және ең басты зейін
таратқыш пен қабылдағыштың синхронды жұмыс істеуіне негізделеді, онда
DWDM жүйесінде мультиплекстеу мен демультиплекстеуге жеке сигналдардың
спектралды құраушылары түседі және бұл сигналдардың спектралды
сипаттамалары алдын ала белгілі, TDM жүйесінен айырмашылығы осында.
DWDM мультиплексоры үшін екі ерекшелік қасиеттері кіреді:
тек бірғана 1550 нм толкын ұзындығындағы терезе жолағын қолдану,
EDFA (1530 - 1560 нм) күшейткішінің облысында;
мультиплекстелетін арналар арасының өте жақындығы
, 3,2 1,6 0,8
немесе 0,4 нм.
Бұдан басқа, DWDM мультиплексорлары көп арналар санымен жұмыс
істеу үшін арналғандықтан (32 арна және одан да көп арналар) DWDM
құрылғыларының құрамында бір уақыта барлық арналар мультиплекстеліп
(демультиплекстеледі), SDH жүйесінде жоқ жаңа құрылғылар қосылады және
олар бір немесе одан да көп арналарды негізгі басқа саны көп мультиплекстік
ағынға енгізу және шығару режимінде жұмыс істейді. Демультиплексордың
шығыс порттарыполюстері белгілі толқын ұзындығына белгіленгендіктен,
мұндай құрылғы толқын ұзындығы бойынша пассивті маршруттауды жүзеге
асырады. Арналар арасының өте жақындығы және бір уақыта өте көп
арналармен жұмыс істеу керектігімен DWDM мултиплексорларын жасау SDH
мультиплексорларынан гөрі өте үлкен ұқыптылықты қажет етеді. SDH
мультиплексорлары көбінесе 1310 нм және 1550 нм терезе жолағын кейде
қосымша ретінде 1650 нм толқын ұзындығының маңындағы ұзындықтарды
қолданады. Сонымен қатар жақын және алыс өтпелі бөгеуілдер DWDM
құрылғысының полюстерінде жоғары дәрежелі сипаттамалармен
қамтамасыздандыру.
Оптикалық мультиплексорлар мен демультиплексорлар тізбектей немесе
аралас орналасқан қысқа жолақты сүзгілерден тұрады. Көптеген жағдайда
сүзгілеу үшін мөлдір қабаты сүзгілер, талшықты немесе көлемді брег
дифракциялық торлары, дәнекерленген екі ұшты талшықты бөлгіштер, сұйық
кристалдар негізіндегі сүзгілер, интегралды оптикалық қондырғылар
24
(толқындық дифракциялық торлардың фазалық матрицасы немесе фазорлар)
қолданылады.
Келесі 2.2а суретте DWDM мультиплексорының айналық шағылыстыруы
элементі бар түрлік сұлбасы келтірілген. Оның жұмысын демультиплекстеу
режиминде қарастырайық. Мультиплекстеліп келген сигнал кіріс портқа түседі.
Содан соң бұл сигнал толқындық тақтайша арқылы өтеді және дифракциялық
құрылымды құрайтын AWG (arrayed waveguide grating) көптеген толқын
таратушыларға түседі. Бұрынғысынша сигнал әр толқын таратушыда
мультиплекстелген болып қалады, ал әр арна (
) барлық толқын
таратқышта келтірілген болып қалады. Содан соң айналық беттен шағылысу
жүреді, шағылған жарық ағыны қайтадан толқындық тақтайшада жиналады,
бұл жерде олардың фокусталуы және интерференциясы
жүреді,
интерференцияланған жарық интенсивтілігінің максимумдары кеңістікте
таралған болады, әр максимум белгілі бір арнаға сәйкес келеді. Толқындық
тақтайшаның геометриясы құрылысы, шығыс полюстер мен интерференциялық
максимумдар сәйкес келетіндей етіліп, толқын ұзындығының құрылымы
шығыс полюстерінің орналасуы есептеледі.
а) шағылыстырушы элементімен б) екі толқындық таяқшамен.
2.2 - cурет. DWDM мультиплексорының сұлбасы
Мультиплексорды құрудың басқа тәсілі бір ғана емес екі толқындық
тақтайшаларды қолдануға негізделген. Ол келесі 2.2б суретінде келтірілген.
Бұндай құылғының жұмыс істеу принципі Жоғарыдағы тәсілге ұқсас, бірақта
мұнда фокустау мен интерференциялау үшін қосымша тақтайшалар
қолданылыды.
25
2.3 Таратқыш
SLM және MLM қысқартулары сәйкесінше лазерлердің бір және одан да
көп көлденең сәулелік модаларын белгілейді. Сәулелендіргіштің түрін
көрсететін белгілену қатаң емес: MLM - лазері әр уақытта SLM - лазерімен
ауыстырылуы мүмкін, ал жарық диодының жеткіліктілігін қолданатын
жерлерде жарық диодының орнына кез келген лазер қолданылады.
Спектордың орта квадраттық кеңдігі спектралды таратылудың
стандартты ауытқуы ретінде түсіндіріледі. SLM - лазері үшін - 20дБ деңгейде
орталық шыңның толық максималды кеңдігі нормаланады. Лазерлердің
динамикалық сипаттамаларын нормалауды негіздеудің мүмкіндігі талшық
арқылы сынаулар және бағалаулар арқылы зерттеледі.
Сәулеленудің орташа қуаты дегеніміз
-
таратқышпен талшыққа
енгізілетін кездейсоқ тізбектердің орташа қуаты. Ол бағаның тиімділігін және
қалыпты шарт көлемінде жұмыс істеуге, таратқыш жалғағыштарының
ескіруінде өлшеуге және ескіру әсерлеріне рұқсат ету мүмкіндігін қамтамассыз
ету мақсатындағы диапазон мәндері ретінде берілген.
Extinction ratio парметрі (өшу коэффициенті КӨШУ) былай анықталады:
КӨШУ = 10 lg (АВ), мұндағы А және В сәйкесінше логикалық сәулелену мен
логикалық нолдің орташа оптикалық қуатының мәні.
Таратылатын импульстердің бейнелік жалпы сипаттамалары өсу және
түсу уақыттарын қосқанда, екі бағыттағы ауытқулар және шыңдағы
тербелістері қабылдағыштың сезімталдығының деградациясын алдын алу үшін
бақылануы керек. G. 957 ұсынысында берілген бейнеге қарай тартқыштың көз
диаграмасының маскасы S нүктесіндегідей болуы керек. Оптикалық таралатын
сигналдың көз диаграмасын аықтау үшін өлшегіш құрылғыны ұсынысқа
қосуды қарастырады.
2.3.1 Таратушы оптоэлектронды модульдің (ТОМ) негізгі элементтері.
Оптикалық сигналдың таратылуын ұйымдастыру үшін сәулелену көзін иемдену
жеткіліксіз. ТОМ - ның кез келген құрылымында әдейі ұстағышы бар, ол
таратқыштың қосалқы элементтерін сәулелену көзін, электр интерфейсінің
түйінін және талшықпен түйісу жерін бекітуге және қорғауға арналған. Кейде
талшықтың оптималды жалғануы үшін қосалқы ішкі элементтері қажет.
Лазерлік диодтардың басты элементі ретінде қанығу тогінің және
температураны бақылау жүйесі жатады. Күрделі лазерлік жүйелер үшін
оптикалық сигналдың шығыс талдауын қосады. Оптикалық таратқыштың
жалпы құрылымдық сұлбасы 2.3 суретте келтірілген.
26
Электр
интерфейсі
Электр
түрлендіргіш
Қанығу
ток
Эрбилік
ысно
Бас
сигналдық
ағын
Оптикалық
мониторинг
Сәулелендіру
көзі
Ішк
модулятор
Аттенюатор
Қос жұптың
қосылуы
Суытқыш
Температуралық
мониторинг
Оптикалық
шығыс
2.3 - сурет. Таратушы оптоэлектронды модульдің қосалқы элементі
2.4 Қабылдағыш
Жүиенің қалыпты жұмыс істеуі үшін қабылдағыштың минималды
сезімталдығы мен минималды артық қуат деңгейін беру қажет. Бұл мәндер әр
қабылдағыш үшін өшу диапазонымен және сәулелену қуатының орташа
диапазонымен үйлесімділігі көрсетілуі керек.
Қабылдағыштың сезімталдығы R нүктесінде қамтамасыз ететін Кош
=10Е( - 10) қуаттың орташа минималды мәні ретінде анықталады. Ол
таратқыштың стандартты жағдайда нашар өшу коэффицентінің мәнінде,
импульстің өсу және кему уақыты кезінде, сонымен қатар қабылдағыштың
қосылыстарының деградациясы кезінде және өлшеулердің қателігі кезінде
қуаттың қосымша жоғалту мәндерін ескереді. Қабылдағыштың сезімталдығы
дисперсиямен байланысты, джиттермен және оптикалық трактегі
шағылысулармен, қуаттың қосымша жоғалтуларын ескермейді, бұл әсерлер
оптикалық трактің максималды қосымша жоғалтуларын үлестірген кезде жеке
келісіледі. Ескіру әсері жеке түрде келіспейді, себебі ол сатып алушы мен
сатушы арасында талқыланады. Қабылдағыштың сезімталдығы өзінің бастапқы
және соңғы кезеңдерінде ең нашар деңгейі 2 - 4 дБ болғанда.
Қабылдағыштың артық қанығу нүктесі R нүктесіндегі мына мәнде
КҚАТ=10Е( - 10) қабылданатын қуаттың орташа мәні сәйкес мәні болады.
2.4.1 Қабылдаушы оптоэлетронды модуль. Қабылдаушы оптоэлектронды
модульдер талшықты - оптикалық жүйенің негізгі элементі болады. Олардың
27
басты функциясы - талшықтан келіп түскен оптикалық сигналды электронды
сигналға түрлендіру. Электр сигналдары электр құрылғыларымен өңделеді.
ҚОМ басты функционалдық элементі болып:
келіп түскен сигналды электр түріне келтіретін фотоқабылдағыштар;
электр күшейткіш каскадтары, сигналды күшейтетін және оны өңдеуге
жарамды түрге өзгертетін;
сигналдың бастапқы түрін келтіретін демодулятор;
Әртүлі ҚОМ - дарда функционалды элементтері әртүрлі болуы мүмкін.
Мысалға: көшкінді фотодиод детектер түрі ішкі күшейтуді қамтиды, ол өз
кезегінде келесі электронды күшейткіште пайда сигналдың арттырып, ал
шуларды бірнеше есе басады. Кей жағдайларда ҚОМ да демодуляторлар немесе
шешім қабылдау тармағы болмайды, каскадтан шыққан электр сигналының
деңгейі басқа электр құрылғыларының түрлендіруіне жеткілікті. Кейде ҚОМ -
ның тиімді жұмыс істеуі үшін детекторлар алдына күшейткіштерді қояды.
Жарық
Электірлік күшейткіш каскады
Эектр
сигналы
Фотоқабыл
дағыш
Аз шулы алдынала
күшейткіш
Бас күшейткіш
Демодулятор
а)
Сызықтық модуль
Регенерации бөлігі
Жарық
Фото-
қабылд
ағыш
Аз шулы
алдынала
үшейткіш
Бас
күшейткі
ш
Бене
сүзгісі
Шешім
қабалдау
тармағы
Синхроимп
б)
Таймер
улсьтер
а) аналогті б) цифрлық
2.4 - сурет. Қабылдаушы оптоэлектронның функционалды элементтері
Жоғарыдағы 2.4 - суретте аналогті және цифрлық ҚОМ - ның
функционалды элементтерінің сұлбасы келтірілген. Аналогті ҚОМ - дар
аналогті оптикалық сигналдарды қабылдайды және шығысында аналогті
сигналдарды береді. Аналогті қабылдағыштарға қатаң талаптар қойылады,
28
минималды енгізілетін шу деңгейінде сигналдың түрлендірілуі және
күшейтілуі, әйтпесе сигналдың өзгерілуі байқалады. Ұзын желілерде тарату -
қабылдау құрылғылары көп жолдарда сигналдың өзгеруі және шулардың
көбеюі соңғы қабылдай блогіне әсер етеді және осыған байланысты аналогті
көп ретронсляциялық байланыс желісі тиімді емес.
Цифрлық тарату кезінде импульстардың дәл бейнелерінің таралуы қажет
емес. Цифрлық қабылдағыш өзінің құрамында шешім қабылдау түйінін және 0
мен 1 қабылдайтын деңгей өлшемі болуы және дискреттеуші элементі бар болу
керек
2.5 Оптикалық күшейткіштер
Эрби қосындысы бар талшықтағы EDFA (Erbium - Doped Fiber Amplifier)
күшейткіші соңғы жылдары телекоммуникациялық кәсіпорындарында
революция жасады. EDFA күшейткіштері оптикалық сигналдың тікелей
күшейтілуін қамтамассыз етеді, ол оптикалық сигналды электр сигналына және
кері түрлендірмей күшейтеді, шу деңгейі өте төмен, ал оның жұмыс істеу
толқын ұзындығының диапазоны кварцті оптикалық талшықтың терезе
жолағына сәйкес келеді. Сәйкестік 2.5 - суретте келтірілген. Осындай байланыс
жолындағы күшейткіштер өзінің көрсеткіштерінің ерекшеліктері мен
артықшылығына қарай DWDM жүйесінде және оптикалық тарату желілерінде
кең қолданылады.
2.5 - Сурет. EDFA кушейткішінің күшейту коэффициентінің толқын
ұзындығына тәуелділігі.
Опикалық EDFA күшейткішінің сипаттамасы:
сигналдың кіріс деңгейі - 4..+8 дБм;
шығыс қуаты 13 және 16 дБм болатын 1 ден 8 дейін шығысы бар;
шығыс бойынша сызықсыздығы + - 0,5 дБ;
кіріс сигналының төмен мәнінде шығыс қуатының автоматы түрде
29
өшірілуі;
шығыс қуатын бақылау үшін сигнал деңгейі 2 дБм болатын тестілі
оптикалық шығысы қарастырылған;
2.6 - Сурет. EDFA күшейткішінің құрылымдық сұлбасы.
EDFA күшейткіші эрбилі қоспасы бар талшық бөлігінентұрады, оның
құрылымдық сұлбасы 2.6 - суретте келтірілген. Мұндай талшықтарда белгілі
толқын ұзындығындағы сигналдар сыртқы сәулеленудің қанығу энергиясының
көмегімен күшейеді. EDFA құрылысының қарапайым құрылымында
қүшейтулер тар толқын ұзындығының диапазонында - шамамен 1525 нм және
1565 нм болады. Осы 40 нм кеңдікке бірнеше ондаған DWDM арнасы сыйып
кетеді. Қарапайым электронды қайталағыштар, ұзын байланыс жолындағы
сигнал деңгейін қалпына келтіру үшін, талшықтан сигналды оқып алады,
оқылған сигналды электр импульсіне айналдырадып күшейтеді, содан соң
күшейген сигналды оптикалық сигналға түрлендіре отырып байланыс жолы
арқылы ары қарай таратады. Бұларға қарағанда EDFA күшейткіші түгелімен
мөлдір - қолданылатын протоколдар, форматтар, тарату жылдамдығына және
өткізу жолағындағы толқын ұзындығына тәуелді емес. күшейткіштері жүйелік
протоколдарға тәуелді болмағандықтан, оларды әрқандай қондырғыларқа
қосуға болады, АТМ коммутаторларына немесе IP
протоколының
компоненттеріне олар бір - біріне бөгет болады демаей. Мұндай ыңғайлық
EDFA күшейткішінің ең маңызды ерекшелігі, сол себептен жүйесінде оларды
қолдану кең тараған. Сонымен қоса, EDFA күшейткіштерін қолдану кезінде
олардың бір текті емес спектралды күшейтуіне және кездейсоқ эммисиялық
30
күшейтуін ASE (Amplified Spontaneous Emission) мұқият ескеру қажет. EDFA
күшейткіштері бар жүйелер көптеген артықшылыққа ие. Мұндай жүйелердің
өткізу қабілетін қажеттіліктің өсуіне қарай жаңа арналарды қоса отырып
экономды түрде және біртіндеп өсіруге болады. EDFA күшейткіштерін қолдану
толығымен оптикалық жүйені құруына мүмкіндік береді, онда сигналдың
электронды компоненттермен өңделуі жүиенің бастапқы (жүйеге мәлімет
бірінші рет түскенде) мен соңғы (мәлімет соңғы алушысына жеткенде)
бөліктерінде ғана жүзеге асырылады. ОС - 48 деңгейіндегі байланыс жолының
әрқайсысы жеке толқын ұзындығында жеке арна ретінде DWDM жүйесінде
өңделеді, бар жүйенің барлық қондырғылары DWDM жүйесінің құрамына
кіреді. Осы себептен DWDM жүйесін қолданысқа енгізудің бастапқы құны
жеткілікті төмен болады. Қуатты қанығу сұлбаларының әртүрлі өңдеуі кең
жолақты жұмыс диапазоны 1570нм ден 1605 нм (L - диапазон) дейінгі жаңа
EDFA күшейткіштерін құрды. Мұндай күшейткіштер сонымен қатар ұзын
толқынды күшейткіштер LWEDFA (Long Wavelength EDFA) деп аталады.
2.6 Қосылу жолдары үшін жабдықтың таңдалуы
Huawei компаниясының OptiX BWS 1600G жүйесін таңдадым. Huawei
компаниясының OptiX BWS 1600G жүйесі мәліметтерді таратудың максималды
жылдамдығы 1,6 Tбитс болатын, бір оптикалық талшықтың ішінде 160 толқын
ұзындығы бойынша таратуды қамтамасыз етеді. Қазіргі уақытта ақпарат жарық
жылдамдығымен таралады, ал осы жарық, өз кезегінде, DWDM технологиясы
көмегімен нақты байланыс арналары ұсынатын оптикалық талшық бойымен
өтеді. Арналар санын арттыру туралы ойлау қажет емес, жай ғана таратудың
негізгі желісіне OptiX BWS 1600G жүйесін қосу керек және мұндай шешім
ұсынған барлық экономикалық артықшылықтарды пайдалану керек.
Қазіргі кездегі тарату желілері желі ресурстарын максималды қолдануды,
ашық және әр түрлі сервистік қолдауды, қызмет арналарын қорғаудың сенімді
тәсілдерін және қалпына келтіру механизмдерін ұсына алатын қуатты
транспорттық инфрақұрылымды қажет етеді. Берілген мақсатқа жету үшін
DWDM технологиясы ұсынылды. Бұл технология желінің өткізу қабілетін
арттырып қана қоймай, сондай - ақ желінің барлық оптоталшықтық ресурстарын
толығымен пайдалануға мүмкіндік береді. Жоғалтулары аз бірмодалы
оптикалық талшықтың өткізу қабілетін тиімді қолдану DWDM
технологиясының қолданылуына мүмкіндік береді. Осы мақсатта, Huawei
компаниясы өткізу жолағы 1.6 Tбитс болатын, OptiX BWS 1600G жүйесінің
мәліметтерді тарату бойынша аяқталған шешімін ұсынады.
Құрылғының толық спектрін қамтамасыз ету арқылы Huawei компаниясы
оптикалық тарату аумағында әр түрлі қызмет түрлерін ұсынуды жалғастыруда.
SDH құрылғысынан бастап, DWDM құрылғысына дейін компания жылдам
өтімді, тиімді және сенімді транспорттық шешімдерді ұсынады. OptiX BWS
31
1600G жүйесінің арқасында Huawei компаниясы максималды өткізу жолағы бар
желілік шешімдерді ұсынады. 160 толқын ұзындығы, өз кезегінде, кабельдің бір
өзекшесіндегі 160 ақпараттық ағындар болып табылады, яғни магистральдық
деңгейдегі тарату желісі үшін нағыз таңдау болады. Әрбір арна 10 Гбитс
тарату жылдамдығын қолданады. Бір оптикалық талшықтың өткізу жолағының
максималды мәні 1600 Гбитс дейін жетеді. Оған қоса, берілген жүйе
операторлар үшін басқарудың ыңғайлы платформасын, желінің өткізу қабілетін
оңай және жеңіл түрде кеңейту мүмкіндігін ұсынады. OptiX BWS 1600G -
мәліметтерді оптикалық тарату желісі үшін дұрыс таңдау. Құрылымның үлкен
мүмкіндіктерімен және қорғаныстың оңай тәсілдерімен сәйкес келетін OptiX
BWS 1600G жүйесінің модульді кескіні оптикалық тарату желісінде негізгі
рольді атқарады. Оптикалық талшықтың қолданылып жүрген өткізу қабілеті 10
Гбитс бастап 1600 Гбитс кеңеюі мүмкін. Желі сыйымдылығын кеңейту кезінде
құрылғыны өшірмеуге және қызметті таратуды тоқтатпауға болады. Жай ғана
жаңа құрылғыны қою керек немесе жаңа түйін орнату керек. Стандартты
құрылым кезінде OADM түйінін қосудың өзі жүйенің қалыпты жұмысына
кедергі жасамайды.
OptiX BWS 1600G жүйесінің негізгі тапсырмасы - магистральді деңгейде
DWDM құрылғысының үлкен өткізу қабілетін ұсыну. Сондықтан желілерді
тұрғызудың анағұрлым ыңғайлы түрлері сақина және тізбек топологиялары
таңдалынады.
OptiX BWS 1600G жүйесі арнайы мәліметтерді жоғары жылдамдықты
тарату үшін арналған. Бір оптикалық талшықта 160 арнаны таратуға болады.
Ары қарай OptiX BWS 1600G жүйесі мүмкіндіктерінің қысқаша сипаттамасы
келтірілген.
Кеңейтушілік пен иілгіштік:
Жаңа толқын ұзындығында қолданылмаған арнаны қосу арқылы жүйені
оңай жақсартуға болады. Әрбір толқын ұзындығы ақпаратты 10 Гбитс
жылдамдықпен тарата алады. Жүйеге жаңа мультиплексорлар мен
демультиплексорларды қоса отырып, өткізу қабілетін 400 Гбитс бастап
800Гбитс дейін (максималды түрде 1.2 Tбитс немесе 1.6 Tбитс) өсіруге
болады.
Көпжылдамдықты және көпсервисті мүмкіндік:
- келесі қызметтер үшін мөлдір арналарды ұсыну.
- стандартты SDH қызметтері: STM - 1664
- стандартты SONET қызметтері: OC - 48192
- каскадты қосылған стандартты SDH қызметтері: STM - 16c64c
- каскадты қосылған стандартты SONET қызметтері: OC - 48c192c
- жүйе POS және IP қызметтерін қолданады.
Тиімділік:
Электрлік деңгейде мультиплекстеу функциясын және өткізу жолағының
қолдану коэффициентін жақсартатын төменжылдамдықты қызметтердің
конвергенция функциясын атқарады.
Қорғаныс:
... 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