Optik aloq tizimlari

MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI
TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI

“Optik aloq tizimlari” fanidan

MUSTAQIL ISH


Mavzu: Yangi texnologiyalar asosida shakllangan optik tolalar
Bajardi: 051-19guruh talabasi Fayzullayev sardorbek
Qabul qildi:Davletova.X

Toshkent 2023
Yangi texnologiyalar asosida shakllangan optik tolalar
Ilm-fan va texnologiyaning jadal rivojlanishi bilan aloqa, elektronika va elektr energetikasi sohalarida optik tolalar kengayib, istiqbolli yangi asosiy materialga aylandi. Optik tolali texnologiya ham&# 39 ning odamlarga yangiliklari va qulayliklariga ega bo'lishiga imkon beradi. To'liq quvvat uzatish funktsiyasi
Amerika Qo'shma Shtatlarining Larian korporatsiyasi energiya sohasida yangi yo'lni ochib, elektr uzatish funktsiyasini bajarish uchun optik toladan muvaffaqiyatli foydalandi. Ular elektr energiyasini optik tolalarda uzatish uchun lazer nuriga aylantirish uchun uzatish uchida yarimo'tkazgichli lazerli diodlardan foydalanadilar va qabul qiluvchi so'nggi qurilma sifatida quyosh batareyalaridan foydalanadilar. Ushbu qurilma qalinligi 20 mikronli quyosh batareyasi bilan qoplangan izolyatsiyalovchi substrat sifatida 300 mikronli galium arsenididan foydalanadi. Oltita qoplangan havo ko'priklari bilan ketma-ket bog'langan 6 mustaqil hududga bo'lingan. Optik tolalar orqali uzatiladigan lazer nuri quyosh batareyasiga tegsa, yorug'lik energiyasi darhol elektr energiyasiga aylanadi. Har bir maydon tomonidan ishlab chiqarilgan kuchlanish aniq 1 voltni tashkil qiladi va ketma-ket oltita maydon 6 voltli kuchlanishga ega, bu ko'pgina sensorlarning boshqaruv pallasida etarli. keng qo'llaniladi
Agar lazer diyotining kuchi doimiy ravishda oshirilsa va to'liq elektr uzatish tizimi bilan jihozlangan bo'lsa, optik tolali quvvat uzatish harbiy, sanoat, tijorat va boshqa sohalarda keng qo'llanilishi mumkin. France' kompyuterlar, elektron uskunalar, signallarni qayta ishlash va tasvirlarni qayta ishlash texnologiyasiga ixtisoslashgan Bogen laboratoriyasi optik tolalarda buzilishsiz uzatishga erishish uchun optik soliton va qisqa pulslarni ishlatadi. Ushbu texnologiya optik kabel bo'ylab bir nechta regeneratsiya asboblarini talab qilmasdan, xromatik dispersiya va chiziqli bo'lmagan ta'sir muammolarini hal qilishi mumkin. Ishlayotganingizda faqat har 100 kilometr yoki undan ko'p kuchaytirgichni o'rnatish kerak. Yolg'iz to'lqinlar bir-biriga xalaqit bermasdan bir-biridan o'tib ketishi mumkin. Aytilishicha, ushbu yangi texnologiya suv osti kemasida 6450-12900 kilometr masofada qo'llaniladi va aloqa qiyinchiliklari muammosini hal qilishi mumkin. Amerikaning aloqa xavfsizligi bo'yicha mutaxassislari tomonidan ishlab chiqilgan doimiy bo'lmagan signal optik tolali aloqa texnologiyasi bugungi kunda tobora kengayib borayotgan va murakkab eshitish quloqlariga qarshi kurashish uchun maxsus ishlab chiqilgan. Ushbu texnologiya avval ovoz kabi foydali ma'lumotlarni raqamli puls signallariga o'zgartiradi, so'ngra ushbu raqamli puls signallarini kodlaydi va tartibsiz ravishda o'zgarib turadigan tasodifiy mikroto'lqinli tashuvchilarda modulyatsiya qiladi. Yuborishda lazerni uzatish moslamasi optik tolali aloqa tizimi orqali ma'lumotni qabul qiluvchiga uzatuvchi tartibsiz tashuvchi signalni uzatadi. Qabul qiluvchining lazer qabul qiluvchisi yuboruvchi lazer qurilmasi bilan sinxronizatsiya qilish va dinamik ravishda muvofiqlashtirish uchun maxsus texnologiyadan foydalanadi va nihoyat tartibsiz tashuvchilardan foydali signallarni demodulyatsiya qilish vazifasini bajaradi. Ushbu texnologiyadan foydalanib, quloq eshittiruvchilar endi foydali bo'lmaydi, ular faqat tartibsiz shovqinlarni eshitishadi. Avstraliyada Pauline yaqinda bitta tolali va bitta lazer bilan yuk mashinalarini tortish uchun tolalar tortish shkalasini ishlab chiqdi. Ushbu turdagi tolalar shkalasi juda maxsus qarshilik xususiyatlariga ega optik toladan foydalanadi. Bosim yoki zo'riqish paytida optik tolalar ozgina deformatsiyalanadi, bu lazerning xususiyatlarini o'zgartirishga olib keladi. Bu vaqtda detektor bu o'zgarishni darhol bilib oladi va uni elektr signalining o'zgarishiga aylantiradi. Bu asbobning displey panelida aks etadi. Optik tolalar shishadan yasalganligi sababli, u namlik va nurlanish qarshiligiga ega. Eng muhimi, uni o'rnatish va saqlash oson. U shahar joylaridagi asosiy yo'llarga, fabrikalar, aeroportlar va uchish-qo'nish yo'laklari, omborlar va portlar atrofiga o'rnatilishi uchun javob beradi. 24 soat davomida uzluksiz ishlash. Shuning uchun, tortish bilan bir qatorda, u ham monitoring rolini o'ynashi mumkin va aniqlik mavjud elektron qurilmalarga qaraganda ancha katta.
Plastik optik tolali
AQSh Jurnalining so'nggi hisobotiga ko'ra, Massachusets shtatidagi Boston Optik Fiber Korporatsiyasi tomonidan ishlab chiqarilgan plastik optik tolasi, standart mis simdan 30 baravar tezroq va shisha tolaga qaraganda engilroq, egiluvchan va arzon narxga ega. . Ushbu turdagi optik tolalar yuqori uzatish tezligiga erishish uchun yorug'likning sinishi yoki yorug'likning sakrash rejimidan foydalanadi va ma'lumotlarni 100 metr ichida sekundiga 3 megabit tezlikda uzatishi mumkin. Hozirgi kunda butun dunyo bo'ylab 370 ming kilometr suv osti osti optik kabellari yotqizilgan. Bu uzunlik deyarli erni 10 marta aylana oladi. Bundan tashqari, lazerlar ikkala uchida ham ishlatilganligi sababli, uzatish paytida kuchaytiruvchi signallarni takrorlash vositalariga ehtiyoj qolmaydi, bu esa xarajatlarni va qo'ng'iroqlarni ancha kamaytiradi. Xabarlarga ko'ra, dunyoda' Evropa va AQShni bog'laydigan eng katta suv osti kemasi optik kabeli ochilish arafasida. Dunyoni bog'laydigan suv osti aloqa optik tolali kabel yotqizilmoqda. Bu 20-asrda aloqa sohasidagi eng ajoyib loyiha bo'lib, dunyodagi 30 ta xalqaro telekommunikatsiya tashkilotlari tomonidan qo'llab-quvvatlanadi. U Atlantika okeanini kesib o'tib, O'rta er dengizini kesib o'tib, Qizil dengiz va Hind okeanidan o'tib, Tinch okeanidagi Malaka bo'g'ozini kesib o'tadi. Umumiy uzunligi qariyb 320 000 kilometrni tashkil etadigan ushbu kanal 175 mamlakat va mintaqalarni birlashtiradi va bir vaqtning o'zida 2,4 million telefon qo'ng'iroqlarini amalga oshirishi yoki yuz minglab siqilgan tasvirlarni uzatishi mumkin. Loyihaning umumiy qiymati 14 milliard AQSh dollariga teng va 2003 yilda yakunlanishi kutilmoqda. Tarkibi tamoyili
Optik tolali texnologiya odatda uch qismdan iborat: optik signalni uzatish uchi, optik signalni uzatish uchun ishlatiladigan optik tolalar va optik signalni qabul qilish uchi.
Optik signalni uzatish uchining vazifasi elektro-optik konversiya qurilmasi orqali uzatiladigan elektr signalini optik signalga aylantirishdir. Hozirgi vaqtda uzatuvchi so'nggi elektro-optik konversiya moslamasi odatda yorug'lik chiqaradigan diod yoki yarimo'tkazgich lazer naychasidan foydalanadi. Yorug'lik chiqaradigan diodning chiqish yorug'lik kuchi nisbatan past, signal modulyatsiyasi darajasi nisbatan past, ammo narx arzon. Uning chiqish yorug'lik kuchi va haydovchi oqimi asosan ma'lum masofadagi chiziqli bo'lib, bu qisqa masofali, past tezlikli va analog signallarni uzatish uchun ko'proq mos keladi; Diyotning chiqish quvvati katta, signal modulyatsiyasi tezligi yuqori, ammo narx nisbatan yuqori va u uzoq masofaga, yuqori tezlikda, raqamli signal uzatish uchun javob beradi. Optik tolaning vazifasi optik signalni uzatish oxirida optik signalni qabul qilish uchiga iloji boricha kamroq eskirish va buzilish bilan uzatishdir. Hozirgi vaqtda optik tolalar odatda yaqin infraqizil diapazonda ishlatiladi.0844& micro; m 、 1.31& micro; m 、 1.55& micro; mMulti-mode yoki yaxshi o'tkazuvchanligi bo'lgan bitta rejimli kvarts tolasi. Optik signalni qabul qilish uchining vazifasi fotoelektrik konversiya moslamasi orqali optik signalni tegishli elektr signaliga qaytarishdir. Fotoelektrik konversiya moslamasi odatda yarimo'tkazgichli fotodiod yoki ko'chki fotodiodidan foydalanadi. Optik tolali uzatish tizimini tashkil etadigan yorug'lik chiqaradigan yorug'lik chiqaradigan to'lqin uzunligi uzatish tolasining kam yo'qotish oynasining to'lqin uzunligi va fotoelektrikni aniqlash moslamasining yuqori javob diapazoniga mos kelishi kerak. Uzatuvchi so'nggi elektro-optik konversiyalash moslamasi markaziy emissiya to'lqin uzunligini 0,84 GGs amp; mikro; m; infraqizil yarimo'tkazgichli yorug'lik chiqaradigan diyotga yaqin bo'lgan yuqori yorqinlik, uzatish tolasi multimodli kvarts tolasini qabul qiladi va qabul qiluvchi so'nggi fotoelektrik konversiyalash moslamasini qabul qiladi. to'lqin uzunligi 0,8&er; mikro; m-0,9 GG; mikro; mSilikon fotodiod. Har bir qism keyinchalik quyida tanishtiriladi.
Katlanuvchi optik signal uzatgich
Tizimda ishlatiladigan LEDning haydash va modulyatsiya davri 2-rasmda ko'rsatilgan. Signal modulyatsiyasi yorug'lik intensivligini modulyatsiya qilish usulini qabul qiladi va yorug'lik intensivligini sozlash potansiyometri LED orqali oqib o'tadigan statik haydash oqimini sozlash uchun yuboriladi. LEDning chiqadigan yorug'lik kuchini o'zgartirish, o'rnatilgan statik haydash oqimini sozlash diapazoni 0-20 mA, panel yorug'lik uzatish intensivligi haydash ko'rsatkichining displey qiymatiga mos keladi 0-2000 birlik, haydash oqimi kichik bo'lsa, yorug'lik. chiqaradigan diodning emissiya kuchi va haydash oqimi asosan chiziqli, ovoz Kondensator, rezistor tarmog'i va op amper tomonidan izolyatsiya qilinganidan so'ng, boshqa op ampning salbiy kirish terminaliga ulanadi va yorug'likning statik haydash oqimi bilan qoplangan. yorug'lik chiqaradigan diyot audio signal bilan o'zgaradigan optik signalni yuboradi va keyin Th optik tolali ulagich orqali optik signal uzatish tolasiga ulangan. Uzatiladigan signal chastotasining past uchi kondansatör va rezistor tarmog'i tomonidan aniqlanishi mumkin va tizimning past chastotali javobi 20 Gts dan oshmaydi
Katlanuvchi optik signal qabul qiluvchisi
Bu optik signalni qabul qilish oxirining ish printsipi diagrammasi. Transmisyon tolasi optik tolali ulagich orqali optik signalni fotoelektrik konversiya moslamasi fotodiodiga ulaydi. Fotodiod optik signalni unga mutanosib ravishda joriy signalga aylantiradi. Diyot ishlatilganda teskari tomonga yo'naltirilishi kerak va fotokurrent signali kuchlanish signaliga o'zgaruvchan tok kuchlanishiga o'zgartiriladi. Kuchlanish signalidagi audio signal dinamikni kondansatör va qarshilik orqali ovoz chiqarishi uchun ovoz kuchaytirgichiga ulanadi. Fotodiodning chastota reaktsiyasi odatda yuqori va tizimning yuqori chastotali javobi asosan ish kuchaytirgichining javob chastotasiga bog'liq.
Uzatilish tolasi
Hozirgi vaqtda optik aloqa uchun ishlatiladigan optik tolalar odatda silika tolasini ishlatadilar. U yadro ichidagi n1 kichik refraktsion indeksli n2 bilan qoplangan qatlam bilan qoplangan. Yorug'lik yadro va qoplama orasidagi interfeysda to'liq tarqatiladi. Elyaf yadrosida tarqalish uchun cheklovlar mavjud. 5-rasmda ko'rsatilgandek, optik tolalar aslida dielektrik to'lqin moslamasi. Yorug'lik optik tolaga qulflangan va faqat optik tolalar bo'ylab uzatilishi mumkin. Optik tolaning yadro diametri odatda bir necha mikrondan yuzlab mikrongacha. Transmissiya yorug'ligi rejimiga ko'ra, uni ko'p rejimli tolalar va bitta tartibli tolalarga bo'lish mumkin, shuningdek, optik sinish indekslarini taqsimlashning turli usullariga ko'ra, ularni sinishi indeksli qadam turiga va sinishi indekslangan turlarga ajratish mumkin. Sinish indeksli qadam turidagi tolalar ikkita dumaloq nosimmetrik koaksiyal muhitni o'z ichiga oladi, ularning ikkalasi ham tuzilishga bir xil, ammo turli sinish indekslariga ega. Tashqi qatlamning sinishi indeksi ichki qatlamning ko'rsatkichidan past.
Kattalashtirilgan indeksli tola - bu tolaning bir turi bo'lib, uning sinishi indeksi tolaning kesishishi bo'ylab saralanadi. Sinish indeksini o'zgartirishning maqsadi har xil rejimlarning guruh tezligini o'xshash qilish, shu bilan modal dispersiyani kamaytirish va aloqa o'tkazish qobiliyatini oshirish. Multimode refraktiv indeksli qadam tipidagi tolalar har bir rejim uzatilishining turli xil guruh tezligi tufayli rejimlararo dispersiyani keltirib chiqaradi va uzatishning o'tkazish qobiliyati cheklangan. Multimode sinishi indeksli gradusli tolasi maxsus sinishi indeksining taqsimlanishi tufayli signal uzatishning o'tkazish qobiliyatini oshiradi, bu esa har bir rejimning guruh tezligini bir xil qiladi. Yagona rejimli tolalar - bu faqat bitta optik rejimni uzatadigan toladir va bitta rejimda ishlaydigan tolalar eng yuqori signal o'tkazish qobiliyatini uzatishi mumkin. Hozirgi vaqtda bitta rejimli optik tolalar asosan uzoq masofali optik aloqada qo'llaniladi.
Silika tolasining asosiy texnik ko'rsatkichlari pasayish xarakteristikalari, raqamli diafragma va dispersiyani o'z ichiga oladi. Raqamli diafragma: Raqamli diafragma yorug'lik manbai, detektor va boshqa optik qurilmalar bilan biriktirilgan tolaning xususiyatlarini tavsiflaydi. Uning kattaligi optik tolaning yorug'likni to'plash qobiliyatini aks ettiradi. 5-rasmda ko'rsatilgandek, 2θmax qattiq burchagi ichidagi optik tolaning so'nggi yuzidagi yorug'lik hodisasi uzatiladigan optik tolaning ichki interfeysida va tashqi optik tolaning tashqi yuzasida yorug'lik hodisasi to'liq aks ettirilgan. 2θmax oralig'i tolaning ichki interfeysi to'liq aks ettirishga olib kelmaydi, lekin qoplamaga uzatiladi va tezda zichlanadi. Elyafning raqamli teshigi quyidagicha aniqlanadi: NA=Sinθmax, uning qiymati odatda 0,1 va 0,6 oralig'ida va mos keladigan aksax 90 dan 330 gacha, Multimode tolasi katta raqamli teshikka va bitta tartibli tolaning raqamli teshikka ega nisbatan kichik, shuning uchun odatda bitta rejimli tolaga yorug'lik manbai sifatida LD yarimo'tkazgichli lazer kerak.


Bugungi kunda axborot texnologiyalari sohasi respublikamizning rivojlanishida muhim o‘rin tutib kelmoqda. O‘tgan yillar mobaynida O‘zbekiston Respublikasi hukumati tomonidan yurtimizda axborot texnologiyalarini keng joriy qilish va rivojlantirish borasida olib borgan siyosati hozirgi kunga kelib o‘z natijalarini ko‘rsatmoqda.