Тобж жиіліктік тығыздау әдісі

Дәріс 15. Талшықты – оптикалық байланыс желілерін тығыздау әдістері

Қазіргі күні әр түрлі тораптық технологиялардың қарқынды дамуына байланысты телекоммуникациялық индустрияда телефондық жүйелерден деректерді беру жүйелеріне өту жүріп жатыр. Сондықтан деректерді берудің көліктік желілеріне қойылатын негізгі талап – трафик көлемінің өсуіне сәйкес олардың өткізу мүмкіндігін арттыру.

Көліктік тораптарда негізінен үш деңгейді бөледі: магистральдық, тарату және қол жеткізу. Магистральдық деңгей үлкен өткізу мүмкіндігімен сипатталады және қала немесе аймақ шегінде трафикті беру үшін қолданылады. Тарату деңгейі аз өткізу мүмкіндігімен сипатталады және кіші аралыққа ұйымдастырылады, бірақ оның тораптық топологиясы күрделірек. Қол жеткізу деңгейі корпоративтік желілерді қосу үшін қолданылады және аз өткізу мүмкіндігімен сипатталады.

Жаңа дәуірдің көліктік тораптарына әр түрлі талаптар қойылады. Қол жеткізу деңгейіндегі ең бастысы – иілгіштік және үнемділік. Тарату деңгейінде - әр түрлі трафиктардың біріктірілу мүмкіндігі. Магистральдық деңгейде шешуші рольді трафик өсуіне сәйкес желінің өткізу мүмкіндігінің жылдам ұлғаю мүмкіндігі атқарады. Бұлардың бәрін әр түрлі технологиялық шешемідер қолдану арқылы іске асыруға болады:

- жаңа оптикалық кабельдерді төсеу. Бұл процесс қазіргі кезде қарқынды жүруде, алайда бұл процесс ұзақ мерзімді жоспарлауды және үлкен ақша қаражатын қажет етеді және әрдайым мүмкін бола бермейді;

- жоғары жылдамдықпен жұмыс істейтін (10... 100 Гбит/с) элементтік базаны қолдану. Бұл жағдайда аппаратураны таңдағанда назар оның бағасына емес, ал соңғы шыққан технолгиялық жетістіктерді пайдалануға аударылады;

- электронды компоненттерден оптикалық компоненттерге өту (күшейткіштерге, фильтрларға және т.с.с.). Электронды компоненттерге қарағанда оптикалық компоненттердің көбісінің параметерлері деректерді беру жылдамдығына тәуелсіз болады, және оларда беру жылдамдығы өскен сайын бағаның өсуі аз болады;

- арналарды тығыздау технологияларын қолдану. Талшықты – оптикалық байланыс желілерін тығыздау әдістерінің негізінде мультиплексорлау процессі жатыр, яғни бірнеше жарықтық сәулеленулер ағындарының бір оптикалық талшықпен берілуі.

ТОБЖ мультиплексорлау әдісі бойынша келесідей бөлінеді:

- жиілікті немесе гетеродинді тығыздалатын ТОБЖ;

- уақыт бойынша тығыздалатын ТОБЖ;

- спектральді тығыздалатын ТОБЖ.

ТОБЖ жиіліктік тығыздау әдісі

Жиілікті тығыздалатын ТОБЖ жақын орналасқан спектральді арналарды алу үшін жоғары тұрақты оптикалық сигналдың көзі қолданылады. Бұл көзден бірнеше спектральді шашыраған тасымалдаушыларды, сәйкес оптикалық тасымалдаушыларды жылжыту құрылғысын қолдану арқылы алады. Оптикалық тасымалдаушыларды құрудың бұндай принципін қолданатын, тығыздау жиілікті немесе гетеродинді тығыздау деп аталады.

Жиіліктік тығыздауды қолданатын беру жүйелерінде әр түрлі бастаулардан шыққан бастапқы сигналдарға желілі тракттарда белгілі бір жиілік жолағы беріледі. Бұл жағдайда желілі топтық сигналды алу үшін бір біріне жақын орналасқан тұрақты оптикалық тасымалдаушылар талап етіледі. Бірақ желінің жартылай өткізгіштерінің сәулеленуі, әсіресе жоғары жалдамдықты модуляция кезінде, көрші арналардың жұмыс толқындарының ұзындығының спектр арасындағы аралық ақпараттық сигналдың жолағынан көп есе үлкен болады. Сондықтан ТОБЖ спектралдықтары жақын арналар алу үшін әр түрлі бастаулардан емес, оптикалық тасымалдаушының жылжуымен алынатын, бір бастаудан алынған әр түрлі тасымалдаушылар қолданылады.

Оптикалық сәулелену лазерлі f₁,,f₂,f_3..…fn тасымалдаушылар қатары бар, сәулелену бастауының шығысынан анализатор кірісіне түседі, анализатор бұл Глан – Тейлор призмасы, содан кейін төрттен бір толқындық призамадан өтіп, бірінші арнаның фильтрына түседі. Бұл фильтр бірінші арнаның оптикалық тасымалдаушысын f₁ оптикалық модуляторға жібереді OM₁, бұл жерде оптикалық тасымалдаушы модуляцияланады. f₂,f_3..…fn, (f₁ жиілігінен басқа) жиілікті оптикалық сәулелену фильтрмен шағылыстырылады да қайтадан анализаторға береді. Оптикалық модуляторда ақпараттық сигналмен модуляцияланған бірінші арнаның оптикалық тасымалдаушысы айнадан шағылысып анализаторға қайтады.

Екі қайтара төрттен бір толқындық призмадан өткен, оптикалық сигналдың жазықтық полярлығы, бастапқы тербелістердің жазықтық полярлығына қатысты p/2 бұрылады, соған байланысты призмадағы жарықтық шоғыр одан еңкейеді де одан шығып кетеді. Ары қарай сигнал анализаторға түседі де, процесс қайталанады, бірақ бұл кезде f₂ жиілігі бар оптикалық сәулелену модуляцияланады. Осылайша оптикалық байланыс желісіне түсетін, оптикалық топтық сигнал құрылады.

Қабылдауда модуляцияланған оптикалық тасымалдаушылар қатары бар, оптикалық топтық сигнал анализатор түседі (4.), содан кейін төрттен бір толқындық призмадан және бірінші арнаның фильтрынан өткеннен соң, оптикалық смесительге беріледі. Фильтр f₁ жиілікті оптикалық сигналды ғана өткізеді, ал басқалары анализатор түседі.

f₁ жиілікті оптикалық модуляцияланған тасымалдаушы ОС жергілікті гетеродиннің жиілігімен көбейеді, содан кейін аралық жиілік f_ара жолақты фильтрмен бөлінеді де фотодетекторға түседі, оның шығысында электр сигналы құрылады. Басқа арналардың сигналдары да осылайша детектрленеді.

Бұл әдістің негізгі артықшылығы ОТ қолданудың өткізу мүмкіндігінің жоғары коэффициенті.

Ал бұл әдістің кемшілігі - полярлық сақталатын беру және қабылдау оптикалық трактысы талап етіледі, және қосымша бір қатар құрылғыларды талап етеді (жиілік жылжытқышы, полярлық контроллерлері, оптикалық күшейткіш, жиіліктің автореттеуші жүйелері және т.с.с.), бұлардың бәрі ТОБЖ күрделендіреді және оның бағасын қымбаттатады.