Талшықты-оптикалық тарату жүйелерін таңдау

КІРІСПЕ

Қазақстанның магистральды бірінші байланыс желілірінің қазіргі уақыттағы дамысы кабельді, радиорелелік және ғарыштық байланыс жүйелерін қолдануға негізделіп отыр. Атмосфералық әсерлерден және әртүрлі кедергілерден жоғары қорғалған байланыс каналды кабельді байланыс желілері, республиканың ең негізгі байланыс желілері болып саналады; кабельді желімен барлық ақпараттың 75% таратылады.

Қазіргі уақытта әртүрлі белгіленген орындарға жеткілікті мықты байланыс түйіндерін жеткізуге мүмкіндік беретін ең көп тараған байланыс құралы коаксиальды кабельдер болып табылады.

Коаксиальды кабельдерде аналогтық сияқты цифрлық жеткізу жүйелері де жұмыс істейді. Дегенмен, металлды кабелдерде елеулі кемшіліктері бар: жиілікті өткізуде шектелген жолақ; найзағайдан зақымдалудан жоғарғы ықтималдық; құралдың антитоттануының жоғарғы мәні; өңді металлдарды көп пайдалануда ( кабелді өндірушілік 50% ке дейін мысты пайдаланады және жалпы ресурстың 25% ке дейін қорғасынын қолданады); екі ортадағы күшейту пунктерінің сандарының өте көп болуы - бұл жүйенің сенімділігін төмендетуге және оның бағасының көтерілуіне алып келеді.

Жіберілетін ақпараттың көлемі кенет көтірілген жағдайда ғарыштық байланыс және радиорелелік байланыстары сияқты кең таралған байланыс жолдарымен салыстырғанда талшықты-оптикалық кабельді байланысты қолдану нәтижесінде, өткізудегі кең жолақтылығы едәуір жоғары болып, толық қол жетімділікке мүмкіндік береді. Оптикалық кабельді қолдану өзарабайланған байланыс желісінің барлық аудандарында экономикалық эффективті және мақсатқа сай болады. Бұл тек жіберу жүйесінде техникалық-экономикалық көрсеткішті едәуір жоғарлатып қана қоймай, сонымен қатар цифрлық желіге кезең-кезеңімен өткізуге мүмкіндік беріп интегральды қызмет көрсетуді (ISDN желісі) қамтамасыз етеді. Әсіресе қазіргі кездегі бүкіл әлемде өңді металдың тапшылығы кезінде, әсіресе мыстың, ВОЛС- ты дәл қазір енгізу өте көкейкесті мәселеге айналып отыр.

ТЕМІР ЖОЛ ТЕЛІМІНДЕ ТАЛШЫҚТЫ-ОПТИКАЛЫҚ БАЙЛАНЫС ЖОЛДАРЫН ЖОБАЛАУ

Талшықты-оптикалық тарату жүйелерін таңдау

Оптикалық байланыс жолдарын жобалау кезінде, ең бірінші кезекте талшықты-оптикалық тарату жүйелерін таңдауда шешім қабылдау керек. Қазірге уақытта жалпы қолданыстағы талшықты-оптикалық тарату жүйелерінде иерархияның әртүрлі деңгейлі цифрлық тарату жүйесінің бірыңғай арнатүзуші аппаратурасы қолданылады

Қазіргі уақытта тарату жүйесінің келесі түрлері құрылды: «Соната-2», «Сопка-2» ИКМ-120 аппаратурасымен, «Сопка-3» және «Соната-3м» ИКМ-480 аппаратурасымен, «Соната-4» және «Соната-4м» ИКМ-1920 аппаратурасымен.

1000км және одан көп арақашықтықта ақпаратты тарату үшін тағайындалған магистральды желіде 1920 байланыс арнасына есептелген Соната-4 төрттік жүйе қолданылады. Аумақтық желіде «Соната-2», «Сопка-2», «Сопка-3» және «Соната-3м» беру жүйелерін қолданған жөн. Алғашқы екеуінде екілік ИКМ-120 жүйесінің цифрлық аппаратурасы, ал соңғы екеуінде 3-шілік ИКМ-480 жүйесі қолданылады.Бұл жүйелерді 600км арақашықтықта магистральды байланыста қолдануға болады. «Сопка-2», «Сопка-3» және «Сопка-3м» ТОБЖ құрылымдық сұлбасы 1.1 суретте көрсетілген

1.1-сурет «Сопка-2», «Сопка-3» және «Сопка-3м» ТОБЖ құрылымдық сұлбасы

Жүйенің негізгі сипаттамасы 1.1-кестеде көрсетілген

1.1-кесте Тарату жүйесінің сипаттамасы

Сипаттама	Сопка-2	Сопка-3	Соната-2	Соната-3м	Соната-4	Сонтата-4м
Тарату жүйесі	ИКМ-120	ИКМ-480	ИКМ-120	ИКМ-480	ИКМ-1920	ИКМ-1920
Тарату жылдамдығы, Мбит/с	8,5		8,5
Толқын ұзындығы, мкм	1,3	1,3	0,85	1,55	1,3	1,55
Энергетикалық қор, дБ
Сызықтық код типі	5В6В	5В6В	5В6В	1В2В	10В1Р1Р	10В1Р1Р
Байланыс алыстығы, км	600 дейін	1000 км
Шашырау көзінің типі	Лазерлі диод (ЛД)
Шашырау қабылдағышының типі	Лавиналы светодиод	Р1М-РВ	ЛФД
Оптикалық талшық типі	көпмодалы	Бірмодалы

1.2 Оптикалық байланыс кабелін таңдау

Оптикалық кабель 4, 8 және 16 талшықтан тұрады. Талшықтар сатылы, градиентті және бірмодалы болып жіктеледі және 0,85; 1,3; 1,55 мкм толқын ұзындығында қолданылады. Кабельдер металл элементтерімен және оларсызда жасалынады. Оптикалық кабельдің металды элементтерсіз жетісткетері болып аз габаритті өлшемдер мен масса табылады.

ОК таңдау негізделген:

а) магистралды байланыстың берілген арна саны

б) байланыс аппаратурасының типі

в) кабельдің тағайындалуы.

Магистралды байланыстың берілген арна санымен және ТОБЖ типімен оптикалық кабельдің талшық санын анықтау қажет. Мысалы ИКМ 120 цифрлық беру жүйесін қолданғанда 120 екіжақты арна байланысын құру үшін оптикалық кабельде екі талшық қажет: біреуі - 120 байланыс арнасын тура бағытта, ал басқасы кері бағытта құру үшін.

Беру жүйесінің типі және оптикалық талшық типі, жұмыс істейтін толқын ұзындығы мәнінен кабель маркасы таңдалынады.

1.3 ИК/Д2-Т кабелінің сипаттамасы

ИК/Д2-Т оптикалық кабель маркасы талшықты-оптикалық беру жүйелеріндегі ортақ қолданыстағы байланыс желісінде, байланыстың технологиялық желілерінде және байланыс жолдарының тірегіндегі аспалар үшін ортақ қолданыстағы байланыс желісіне қосылған жағдайада арнайы тағайындалған байланыс желісінде, түйіспелі желілерде, электрожіберу жолдарында және құрылыстар мен ғимараттар арасындағы электрленген теміржолдар автоблокировкаларында қолданылады.

1.2-сурет. ИК/Д2-Т маркалы оптикалық кабель: 1 – оптикалық талшық; 2 – модульішілік гидрофобты толтырғыш; 3 – периферийлік күштік элемент: шыныпластикалық шыбықша ; 4 – орталық түтікше: 5 – қорғаныш қабықша:полимерлі материалдан жасалған.

2 ЖАРЫҚ ӨТКІЗГІШ ПАРАМЕТРЛЕРІНІҢ ЕСЕБІ

Бұл бөлімде келесі талшықты жарық өткізгіштердің параметрлерін есептеу қажет:

- сандық апертура;

- жарық өткізгіштегі модалар саны;

- жарық өткізгіштің өшулігі;

- жарық өткізгіштің дисперсиясы.

2.1 Жарық өткізгіштің сандық апертура есебі

Апертуралық бұрыштың синусын көрсететін жарық өткізгіштің негізгі шамаларының бірі – сандық апертура NA (Numerical Aperture) болып табылады. Демек,

; (2.1)

мұндағы және сыну көрсеткіші сәйкесінше, өзекше және қабықша үшін бірмодалы 1,46 және 1,457.

Өзекше мен қабықшаның таңдалған материалдарының қасиеттері жарық өткізгіштік талшықтың жұмысының бірмодалы режимін қамтамасыз ету керек. Бұл үшін нормаланған (сипаттамалық) жиілік есептелінеді.

(2.2)

Мұндағы – жарық өзекшесінің радиусы, мкм (кабель маркировкасы бойынша анықталады); 𝜆- толқын ұзындығы, мкм; NA – сандық апертура.

Жарықжолда бірмоданың жалпы таралу саны мына формуламен анықталады:

– сатылы профиль үшін; (2.3)