Telekommunikatsiya injiniringi” kafedrasi R. N. Radjapova

12.4. Foton texnologiyasi asosidagi telekommunikatsiyaning

optik tarmoqlari

 

Keyingi o‘n yilliklar telekommunikatsiyaning jadal suratlarda rivojlanishi bilan xarakterlidir, bu rivojlanish ko‘p jixatdan mikroelektronika va materialshunoslikning yutuqlariga asoslangan bo‘lib, axborotni samarali taqsimlash, qayta ishlash, saqlash, shuningdek tizim va uzatish muxitining o‘tkazuvchanlik qobiliyatini keskin oshirish imkonini berdi. Zamonaviy telekommunikatsiyaning bosh xususiyati  – signallarni raqamli ko‘rinishda uzatish va qayta ishlashdir, buning nazariy asosida analog signalni ekvivalent diskret, ya’ni raqamli signal bilan almashtirish mumkinligi xaqidagi Kotelnikov (Shennon) nazariyasi yotadi. Raqamlashtirish, ularni amalga oshirish imkoniyati bo‘lgunga qadar shakllantirilgan ilmiy g‘oyalarni joriy etish imkonini berdi va buning natijasida, analog tizimlarga nisbatan kengaytirilgan xizmatlar spektriga ega, iqtisodiy samarali raqamli aloqa tizimlarini qurish imkoniyati tug‘ildi.

Hamma telekommunikatsiya texnologiyalari, jamiyatni axborotlashtirish jarayonining jadallashishi sababli, xajmi juda tezda oshib borayotgan axborotlarni uzatish uchun yuqori tezlikli kanallarga muxtojdirlar. Bu axborot tarmoqlarining o‘tkazuvchanlik qobiliyati va moslashuvchanligi ortishi orqali yaqqol namoyon bo‘lmoqda. Bitta foydalanuvchiga nisbatan xisoblaganda o‘tkazish mintaqasi (polosasi)  keskin ortmoqda. Buning natijasi sifatida, Internet resurslaridan foydalanish keskin ortishi kuzatilmoqda – baxolashga qaraganda axborot oqimining o‘rtacha xajmi dunyoda bitta foydalanuvchiga nisbatan xisoblaganda yiliga 8 marta ortmoqda.

Uzatilayotgan axborotlar xajmining bunday ortishini faqat signallarni uzatish muxiti sifatida optik tolani jalb etish orqali xal qilish mumkin. Bu uzoq masofali telekommunikatsiya magistrallariga, shuningdek lokal xisoblash tarmoqlariga xam  mansubdir.

Optik tola xozirgi paytda axborotni uzatish uchun eng mukammal fizik muxitdir, shuningdek etarlicha olis masofaga axborotlarning katta oqimlarini uzatish uchun eng istiqbolli muxit deb xisoblanadi. Tolaning afzalligi – regeneratsiya uchastkalarining uzun bo‘lishiga imkon yaratuvchi so‘nish va dispersiyaning ozligi, axborotni katta tezlikda uzatish imkonini beruvchi yuqori to‘sqinbardoshlik va o‘tkazish mintaqasining (polosasining) kengligidir.

Bugunda optik tola amalda axborotni uzatish bilan bog‘liq bo‘lgan hamma soxada qo‘llanilmoqda. Agar shaxsiy kompyuter darajasida optik tolali interfeys simli bilan endigina yakkaxol kurashayotgan bo‘lsa, magistral tamoqlarni qurishda esa optik tolaning so‘zsiz xokimligi allaqachondan fakt bo‘lib qolgan. Optik tolaning tijorat aspektlari xam uning foydasiga gapirmoqda – tola kvarsdan, ya’ni qum asosida tayyorlanadi, qumning zaxirasi esa juda ko‘pdir.

Xozirgi paytda butun dunyo bo‘yicha aloqa xizmatlarining hamma taqdimotchilari bir yilda bir necha o‘n ming kilometrli optik tolali kabellarni er ostiga, okeanlar, dengizlar, daryolar tubiga, tonnellarga, LEP bo‘yicha va kollektorlarga yotqizmoqdalar. Juda katta kompaniyalar, jumladan IBM, Lucent Technologies, Nortel, Corning, Alcoa Fujikura, Siemens, Pirelli kompaniyalari optik tolali texnologiyalar soxasida intensiv tadqiqotlar olib borishmoqda. Eng progressiv texnologiyalar qatorida zich spektrli multipleksirlashni  DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) va nol bo‘lmagan aralash dispersiyali tolani TrueWave (Lucent Technologies) yoki DWDM signalini uzatish uchun maxsus mo‘ljallangan SMF-LS (Corning) ko‘rsatish mumkin.

Bu tadqiqotlarning natijasida 1996 yilda bitta tolada 55ta DWDM kanallarini multipleksrlashga erishildi, bunda bitta kanalning uzatish tezligi 20 Gbit/s bo‘lib, yig‘indi natijasida 1,1 Tbit/s tezlikka erishildi.

Xozirda mavjud bo‘lgan tizimlar 100 ortiq kanallarni qo‘llashi, natijada bir necha o‘nlab gigabit sekund o‘tkazuvchanlik qobiliyatiga ega bo‘lishi mumkin.

Rivojlanishning keyingi bosqichi fotonikaning rivojlanishi bo‘ldi. Bu yo‘nalishning imkoniyatlari, tolaning “suvli kirlanishi”ni yo‘qotish va DWDM texnologiyalarini qo‘llash, shuningdek signallarni regeneratsiyalashning eng muxim funksiyalarini va raqamli oqimlarni kommutatsiyalashni  optik signallarni elektrik signallarga o‘zgartirmasdan bevosita optik diapazonda amalga oshirish xisobiga tolada qo‘llanilayotgan chastota polosasini kengaytirish va uzatish tezligini 300 Tbit/s gacha oshirish bilan bog‘liqdir.

Zich multipleksirlash usuli paydo bo‘lishi bilan, shuningdek trafikni shakllantirish, xizmat ko‘rsati va uzatish bo‘yicha hamma funksiyalarni bajarish imkonini beradigan qurilmalarni ishlab chiqilishi va bu xol to‘liq optik muxitda bo‘lishligi uchun optik tarmoqlar, shuningdek ular asosida qurilgan global tarmoqlar mustaqil texnologiya sifatida e’tirof etildi.

Global tarmoqlar (Wide Area Networks, WAN), ular shuningdek territorial, kompyuter tarmoqlari xam deb ataladi, katta territoriyalarga –viloyat, region, mamlakat, kontinent yoki er sharining hamma joyiga tarqalgan abonentlarning katta soniga o‘zining servislarini taqdim etishga  xizmat qiladi.

Telekommunikatsiyalarning rivojlanish evolyusion jarayonining oxirgi maqsadi – Global axborot infrastrukturasini yaratishdir, u  foydalanuvchilarga xizmatlar to‘plamini taqdimlaydigan, ochiq ilovalar to‘plamini ta’minlovchi va axborotning hamma turlarini qamrovchi va uni istalgan joyda istalgan vaqtda maqbul narxda va sifat bilan olish imkoni ta’minlaydi.

Aloqa kanallarining juda uzunligi sababli global tarmoqlarni qurish juda katta xarajarlarni talab qiladi, unga kabellarning narxi va ularni yotqizish bo‘yicha ishlar, kommutatsion uskunalar va kanalning zaruriy o‘tkazish mintaqasi (polosasi)ni ta’minlovchi oraliq apparaturalarga xarajatlar, shuningdek katta territoriyalarga taqsimlangan telekommunikatsiya tarmoqlarining apparaturalarini ishlash xolatida saqlash uchun ekspluatatsion xarajatlar kiradi.

Global kompyuter tarmoqlarining tipik abonentlari, turli shahar va mamlakatlarda  joylashgan, o‘zaro ma’lumotlar almashinish zarurati bo‘lgan, korxonalarning lokal tarmoqlaridir.

Global tarmoqlar odatda yirik telekommunikatsiya kompaniyalari tomonidan abonentlarga pullik xizmat ko‘rsatish uchun yaratiladi.

Global xisoblash tarmoqlaridan tashqari axborotlarni uzatish territorial tarmoqlarning boshqa turlari xam mavjuddir. Birinchi navbatda bular bir necha o‘nlab yillar davomida ishlab kelayotgan telefon va telegraf tarmoqlari, shunindek teleks aloqadir.

Global tarmoqlarning narxi o‘ta yuqoriligi sababli yagona global tarmoqni yaratish uzoq vaqtli tendensiyasi mavjuddir, bu tarmoq istalgan turdagi ma’lumotlarni uzatishi mumkin: kompyuter ma’lumotlari, telefon so‘zlashishlari, fakslar, telegrammalar, televizion tasvirlar, teleteks (ikkita terminallar orasida ma’lumotlar uzatish), videoteks (tarmoqda saqlanayotgan ma’lumotlarni o‘z terminaliga olish) va boshqalar. Telekommunikatsiya xizmatlarini integratsiyalash uchun dastlabki texnologiya ISDN o‘tgan asrning 70-yillarida rivojlana boshladi. Xozircha tarmoqlarning xar bir turi aloxida ishlab turibdi va ularning eng qalin integratsiyasi umumiy birlamchi tarmoqlar – PDH va SDH tarmoqlardan foydalanish soxasida amalga oshrilgan, bugunda ularning yordamida kommutatsiyalanuvchi tarmoqlarda doimiy kanallar tuzilmoqda. Texnologiyalarning rivojlanish yangi bosqichida  integratsiyalangan tarmoqlarni yaratish, yangi meros nom bilan Broadband ISDN (V-ISDN) davom etmoqda, ya’ni keng polosali (yuqori tezlikli) xizmatlari integratsiyalangan tarmoqlar. V-ISDN tarmoqlar universal transport sifatida ATM texnologiyalariga asoslanadi va tarmoqning oxirgi foydalanuvchilariga turli shakldagi axborotlarni – kompyuter ma’lumotlari, audio- va videoaxborotlarni tarqatish uchun yuqori satxdagi turli xizmatlarni, shuningdek foydalanuvchilarning interfaol o‘zaro bog‘lanishini qo‘llaydi.

Bu o‘ta katta xajmdagi axborotlarni uzatish faqat telekommunikatsiyaning optik tarmoqlari asosida bo‘lishi mumkin.

Telekommunikatsiya optik tarmoqlarini rivojlantirish narxi pastligini va mavjud  tarmoq texnologiyalari bilan moslashtirish osonligini, shuningdek o‘tkazish kengligining amalda cheklanmaganligini xisobga olganda, yaqin vaqtlarda telekommunikatsiyaning global va magistral tarmoqlari to‘liq optik tarmoqlarga o‘tishini kutish mumkin.

Telekommunikatsiyaning keng mintaqali (polosali) optik tolali tarmoqlari o‘zaro bog‘lanish elektron muxitning yangi shakllarini, biznes-echimlar, o‘qitish bo‘yicha takliflarni, shuningdek axborot-kommunikatsion texnologiyalarning rivojlanish yangi bosqichini – grid –kompyutingni amalga oshirish uchun imkoniyat ochmoqda.

Xozirgi kunda ulkan taqsimlangan tarmoqni tuzish mumkin, lekin uchastkalar orasida ma’lumotlarni almashtirish murakkab bo‘ladi, ularni foydalanilayotgan ma’lumotlar uzatish tarmog‘i asosida yagona resursga birlashtirish esa xozircha mumkin emas. Bu katta xajmdagi axborotlarni, katta ma’lumotlar bazasini (BD) qo‘shimcha xisoblash resurslarini talab qiladigan xisoblashlarni bajarish uchun, kontinentlar orasida tezkor almashtirishga imkon bermaydi.

Bu muammolarni echish uchun ayrim mamlakatlarda Grid loyixalari amalga oshirilmoqda.

Xozirda Rossiya muxim bir loyixa, “Polarnet-grid” loyixasini taklif etgan. Bu loyixa axborot koridorini tashkil etish uchun Evropa, SHimoliy Amerika va Osiyoni eng qisqa arktik marshrut bilan bog‘lovchi unikal suv osti optik tola tizimini qurishga mo‘ljallangan. Bu optik magistral  umumiy uzunligi 19500 kilometr bo‘lib  London shaxrini Aleut orollaridagi Datch-Xarbor punkti bilan bog‘lashi ko‘zda tutilgan.

Taxmin qilinishicha, Polarnet loyixasini amalga oshirish natijasida grid- kompyutingning birlik axborotga sarf xarajatlari         5 marta kamaytiriladi.