1 модуль бойынша бақылау өткізуге арналған сұрақтар

-дәріс. Телекомуникациалық жүйелерді тарату орталары

жүктеу 0,69 Mb.

бет	20/34
Дата	09.11.2022
өлшемі	0,69 Mb.
	#40082

1 ... 16 17 18 19 20 21 22 23 ... 34

Байланыс лекция

11-дәріс. Телекомуникациалық жүйелерді тарату орталары.

Тарату жүйесінің құрама бөлігі болып,электромагниттік сигналдарды үлестіретін тарату жолы болып табылады. Сигналды тарату үшін ұйымдастыратын байланыста нақты шартқа тәуелді сымды немесе радиожолды байланыс қолданылады. Сымды жол бойынша электромагниттік өріс үздіксіз бағытталған орта бойымен үлестіріледі. Оларға әуе және кабельді жол, сәулежол, толқындық жол жатады. Радиожол бойынша хабарлама бос кеңістікте электромагнитті толқындарды үлестіру әдісімен таратылады.

Ақпаратты тарату жүйесі бөгеуілдер ықпалында болады, нәтижесінде байланыс жолы арқылы таратылатын сигналдар бұрмалануы мүмкін,яғни, хабарлама бұрмалануы мүмкін.
Сымды байланыс жолы. Тарихта бірінші пайда болған және қазіргі уақытқа дейін әуе жолдар(тізбектер) қолданылады. Әуе тізбегі – бір-бірінен белгілі-бір арақашықтықта бекітілген, оқшауланған металл сымдар арасындағы оқшаулағыш(изолятор) ролін ауа орындайды. Сымдар ағаш немесе темір бетон тіректерде ілінеді. Әуе тізбегінің кемшілігі байланыс жүйесі жұмысының едәуір климоттық жағдайлар ықпалына төтеп беруі; бөгеуілдер деңгейінің жоғарлығы(жоғарғы вольтты жолдан,электрофицирленген темір жолдардың түйіспелік(контактный) желілерден, радиостанциялардан); жиілік диопазонының аздығы болып табылады.
Кабельді байланыс жолы. Әуемен теңестіргенде бірқатар артықшылықтары бар: бөгеуілдерден қорғаудың жоғарлығы, сенімділік, метеорологиялық жағдайлардан тәуелділіктің айтарлықтай аздығы және т.с.с.
Байланыс кабелі бір-бірінен оқшауланған белгілі-бір өткізгіштер мөлшерінде ұсынылады. Оқшаулағыш негізінде кабельді қағаз немесе пластмастардың әртүрлі түрі қолданылады. Ылғалдың кіруінен сақтап қалу үшін өткізгіштерді бітеу (герметикалық) қабықшаларға орайды. Үстінен кабельды механикалық зақымданудан сақтайтын қорғаныс жамылғыларын қояды. Кабельдер жерасты, суасты және аспалы (подвесные) болып бөлінеді. Қазіргі заманғы байланыс кабельдерінің ең ескісі – қалалық телефондық кабельдер және де ең тармақталған кабельді байланыс қалалық телефондық желі болып табылады.
Қалалық телефондық кабельдер құрамында 10 – нан 500 – ге дейін және 1000 – 3000 – ға дейін жұп сымдар болуы мүмкін. Қалалар арасындағы байланысты орнату үшін арнайы қала аралық кабельдер – симметриялық және коаксиалды (11.1 – сурет) шығарылады. Қалалық кабельдерге қарағанда оларда он-жиырма шақты сымдар жұбы болады. Бұл кабельдер жердің ішінде жатады. Механикалық беріктілікті жоғарлату үшін қала аралық кабельдерге сауытталған (броневой) жамылғыларды (әдетте ол болат сауыттар) «кигізеді».
Коаксиалды жұптың бір өткізгіш – Қарапайым тұтас (сплошной) сым, ал басқасы ол бойынша (ток қайтадан келеді) – қуыс мыс цилиндр (11.2 – сурет). Тұтас өткізгіш қуыстың ішінде орналасқан. Атауы да осыдан - коакциалды жұп бұл ортақ өсі бар дегенді білдіреді. Өткізгіштердің бірөске сәйкестігі (соостность) қатаң төзу үшін олардың арасындағы кеңістікті оқшауланған материалмен (тұтас полиэтиленмен полиэтиленді тығырықтармен(шайба және т.с.с.) толтырылады. Коаксиалды жұп – бұл шынымен де тамаша ойлап табылған! Ол кеңістікте электромагниттік энергия сәулесін шығармайды олай болса көршілес байланыс тізбегіне әсерін тигізбейді. Бұл өте маңызды, себебі сандарды тарату жылдамдығын жоғарлатуға мүмкіндік береді.

11.1 – сурет. Қалааралық коаксиалды кабель

11.2 – сурет. Коаксиалды жұп

Қалааралық симметриалық кабельдердің жұптар конструкциясы қалалық телефондықтікі сияқты (екі ширатылған, оқшауланған өткізгіштер). Алайда жұптар мөлшерінің аз болуынан және олардың ұқыпты оқшаулағаннан тізбектер арасындағы ықпалды әлсіретіп және осымен сандық жылдамдықтарын жоғарлатуға болады. Қалааралық байланыс кабельдері арқылы сандар 8Мбит/с жылдамдықпен таратылады.
Сымдар арқылы байланыс орнату мүмкін емес объектер арасында хабарламаны таратуды ұйымдастыру үшін радиобайланыс қолданылады. Алайда радиобайланыс сапасы қиын есепке алынатын – метрологиялық жағдайлар ионосфера жаңдайы көршілес радиостанциялардағы бөгеуілдердің өнеркәсіптік көздеріне және т.б. әртүрлі факторларға тәуелді.
Талшықты – оптикалық кабельдер жолы. Талшықты – оптикалық(fiber – optic) кабель адамның шашынан да жіңішке мыңдаған шыныталшықтан(стекловолокон)тұрады. Мәліметтер таралу үшін электромагніттік сигналға емес 1 секундта 500 кбиттен бірнеше Гбитке дейінгі жылдамдық лазерлі құрылғы көмегімен талшықты – оптика арқылы таралатын сәулежолдық импульстерге түрленеді. Бір жағынан талшықты-оптикалық байланыс жолы мыс сымдарға қарағанда едәуір жылдам, жеңіл және берік. Сондықтан да талшықты-оптика мәліметтердің үлкен массивін тез тарату жүйелерінде байланыс арнасы ретінде қолданылады. Екінші жағынан, талшықты-оптикалық кабель төсеу кезінде үлкен шығындарды талап етеді және де ол қымбат. Оны магистралды жол (backbone) үшін қолданған тиімді, ал тұтынушылар желісіне қосылу үшін шиырмалы жұп қолданылады. Дегенмен талшықты-оптикалық кабель жоспарланбаған қолданудан мәліметтерді қорғауды талап ететін(мысалы, банктерде) локалды желіде қолданыс табылады. Себебі талшықты-оптикаға мәліметтерді жаулап алу мақсатымен кіру мүмкін емес.
Талшықты-оптикалық кабельдер жолында сәулежол бойынша көзге көрінбейтін жарық таратылады. Әдетте жарық деп адамның көзімен қабылданатын электромагнитті сәуле шығаруды айтады. Осы сәуле шығарудың толқын ұзындығы 0.4…0.75 нкм. Бірақ көбінесе физиктер жарық деп ұзындығы 0.01…340 нкм интервалдан алыс жатқан көрінбейтін электромагниттік толқындарды айтады.
Іске пайдалану жағдайларында талшықтың оптикалық қасиеттерін сақтау үшін оның бетін ылғалдан, кабельды дайындау және орау операциясы кезінде қажалуынан қорғау қажет. Сонымен қатар, ашық шыны талшықтардың бетіне микросызаттар (микротрищена) пайда болуынан өз бетімен үзіліп кетуі мүмкін бұл талшықтың бетіндегі механикалық кернеудің концентрациясымен байланысты. Сондықтан да шыны жіпті пластмасты қорғаныс қаптауына (покрытие) орналастырады. Талшықтағы жарық толқындарының таралу шартын бұзбау үшін оны шынының екі қабатынан жасайды. Ішкі қабат талшықтың өзекшесін (сердцевина) құрайды, ал сыртқы қабат қабық болып табылады. Қабықшаның сыну көрсеткішін өзекшенің сыну көрсеткішінен төмен жасайды, сондықтан, барлық жарық сәулелері өзекше ішінде оны сатылы деп атайды.

11.3 – сурет. Оптикалық талшықтар: Көпмодалы(а); градиентті(б); бірмодалы (в)

Әдетте өзекше мен қабықшаның сыну көрсеткіштерінің айырмашылығы шамалы болады. Егер өзекшені өте жіңішке жасаса, мысалы 5…10 мкм(бұл адамның шашынан да жіңішке), онда ол бойынша бір ғана сәуле немесе бір мода таратылады. Қабықшамен бірге барлық талшықты сәулежолдың диаметрі стандартты – 125 мкм болып табылады. Мұндай сәулежол бірмодулді деп атайды. (11.3, в – сурет) Оған жартылайөткізгішті лазердің үшкір сәулесін бағыттаған жақсы. Себебі, сәуледиодтан шашыраңқы жарық ағынын жіңішке өзекшеге енгізу өте қиын.

Тәжірибеде жуан өзекшелі талшықтар – 50…80 нкм(оның сыртқы диаметрі – 125 нкм болып өзгеріссіз қалады) да кең қолданылады. Бұндай сәулежолдармен қымбат емес және көп мөлшерде шығарылатын сәуледиодтар ешқандай қиындықсыз жұмыс істей алады. Талшықтың жуан өзекшесіне бірмодалы ташықтағы сиақты бір сәуле емес, бірден көп сәуле кіруіне(және сонда таралуына) байланысты осындай құрылымды сәулежол көпмодульді деп аталады.(11.3,а – сурет).
Көпмодалы сәуледиодтардың кемшілігі – цифрлық ақпаратты тарату жылдамдығының шектелуі. Олар бойынша таратудың шектеулі жылдамдығы – 20 Мбит/с. Оның есесіне бір модалы сәулежолдан ақпаратты 100 Гбит/с жылдамдықпен таратуға болады, яғни 5000 есе жылдам.
Көпмодалы сәулежолдардың құндылықтарын жүзеге асыру үшін және олардың бойымен ақпаратты тарату жылдамдығын арттыру үшін ғалымдар сәулежолдарды сатылы емес градиентті, яғни өзекшенің сыну көрсеткіші бір шетінен екінші шетіне (11.3,б – сурет) бірқалыпты өзгеретіндей етіп жасады. Мұндай айла әртүрлі сәулелердің жүру уақытын түзетуге және сәулелік импульстердің бұлдырлауын(мамандар дисперсия дейді) кішірейтуге мүмкіндік береді. Мұндай талшықтар бойымен тарату жылдамдығы сатылы талшықтыға қарағанда 100 есе өседі яғни 2 Гбит/с – ке дейін. Градиентті талшықтарды дайындау кезінде газ тәріздес қоспа жанғышындағы сыну көрсеткішін жақсартатын отырғызу мөлшері өзекше қабатында шөгіндіру(осождение) кезінде керек заң бойынша үздіксіз өзгеруін байқау керек.
Талшықтар жеке қолданылмайды. Оларды оптикалық кабельдерге біріктіреді. Сыртқы келбеті бойынша олар электрлікке ұқсайды және оларда бірнеше ондағаннан бірнеше жүздеген талшықтар болады.
Оптикалық кабельдер электрлік кабельдерден қалыспайды тіпті олардан асып түседі. Оларды жерде және су астында төсеуге болады, тіреулерге ілуге, кабельді канализацияда таратуға болады. Олар оңай иіледі – сәулежолдардың иілу радиусы 1 см-ден кіші болса да сынбайды, олар үзілмеуге берік – талшықтың өзі біркелкілігінен болат ішектен (струна) де мықты және де кабельге арнайы берік(упрочняющие) элементтер енгізіледі, ылғал мен сыздан (сырость) жақсы қорғалған - әйтпесе шыны бұлынғырланып және өзінің оптикалық қасиетін өзгертер еді. Оларда үлкен өткізгіштік қасиет бар. Біркелкі өткізгіштік қасиетіне қарамастан олар электрліктен 5 – 6 есе кіші және 10 есе жеңіл. Оптикалық кабельдерге найзағай соққылары қорқынышты емес, оларды коррозия алмайды, оларға радиостанция мен метрополитен әсер етпейді, оларда өзара бөгеуілдер туылмайды. Табиғатта кварциттік шынылар қоры шектеулі емес.

Әдебиеттер: 1 нег.[67-72], 3қос.[237-294].

Бақылау сұрақтары:

Қандай байланыс жолдарының түрлері бар?
Симметриялық байланыс кабельдердің коаксиалды кабельден ерекшелігі?
Талшықты-оптикалық жолдарда мәліметтер қалай таратылады?
Талшықты-оптикалық кабельдің құрылысы?
Телекоммуникациондық жүйеде қолданылатын тарату жолының кемшіліктері мен артықшылықтары қандай?

жүктеу 0,69 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 16 17 18 19 20 21 22 23 ... 34