Фарғона филиали телекоммуникация технологиялари ва касбий

2. НАЗАРИЙ ҚИСМ

2.1. Оптик транспорт тармоқларини қуришда қўлланилувчи замонавий технологияларнинг техник тавсифлари.

Бирламчи тармоқларда каналларни ҳосил қилишнинг енг кўп тарқалган қуйидаги усуллари булар каналларни частота бўйича ажратиш, вақт бўйича ажратиш ва аралаш усуллар. Частота бўйича ажратиш орқали каналларни ҳосил қилиш усули асосан аналог тармоқларда қўлланилади ва ҳозирги даврда баъзи бир алоқа усуллари (телевидение, радиоешиттириш)ни ҳисобга олмаганда соф ҳолда учрамайди. Вақт бўйича ажратиш орқали каналларни ҳосил қилиниш усули ҳозирги пайтда кенг тарқалган ва замонавий телекоммуникация тармоқларида қўлланилмоқда. Aралаш (ҳам вақт, ҳам частота бўйича ажратиш) усул орқали каналларни ҳосил қилиниши ҳам ҳозирги вақтда ўз қўлланилиш нуқталари (масалан, мобил алоқа тизимлари)га ега.
Бирламчи тармоқларда маълумотлар узатиш ва алмашиш, каналларни ҳосил қилишнинг Республикамизда енг кўп тарқалган технологиялари PDX, SDH, WDM (WDM, ДWDM) технологияларидир.
Сигналларни қайта ишлашнинг рақамли усулида н:1 турдаги мултиплексор н та рақамли кетма кетликлардан битта чиқиш ҳосил қилади.
Aгар киришдаги битта оқим тезлиги В бўлса н:1 турдаги мултиплексор чиқишидаги умумий оқим тезлиги н* В бўлиши керак. Aгар бу мултиплексор м:1, к:1 туридаги иккинчи, учинчи ва ҳоказо даражали (сатҳли) мултиплексорлардан ташкил топган каскадли уланишнинг биринчиси бўлса, турли хил тезликдаги рақамли ийерархиялар ҳосил қилиш мумкин. Улар ёрдамида ва мос ҳолда н, м, к карралилик коеффицентларини қўллаб охирги мултиплексор чиқишида керакли сондаги асосий рақамли каналлар (AРК)(тезлиги 64 кбит/с) ҳосил қилиш мумкин. Aсосий рақамли канал рақамли ийерархияънинг нолинчи сатҳи сифатида қабул қилинган. 3.1жадвалда турли ийерархия сатҳлари, узатиш тезликлари ва турли ийерархияларга мос ҳолда ҳосил қилинадиган AРК лар сони келтирилган. Бу ийерархиялар PDX ийерархиялар деб аталадиган умумий номга ега.
2.1.1-жадвал

Iyerarxi ya sathlari	Uzatish tezliklari (kbit/s)/turli iyerarxiyalarga mos holda hosil qilinadigan ARK lar soni
	Amerika standarti	Yevropa standarti	Yaponiya standarti
0	64/1	64/1	64/1
1	1544/24	2048/30	1544/24
2	6312/96	8448/120	6312/96
3	44736/672	34368/480	32064/480
4	274176/4032	139264/1920	97728/1440
5	-	564992/7680	397200/5760

Юқориларга асосланиб дунёда учта рақамли узатиш тизимлари (РУТ) ийерархиялари мавжуд деб хисоблаш мумкин:
1. Aмериканча ийерархия: нолинчи сатҳли 64 кбит/с тезликли 24 та AРК дан тезлиги 1,554 Мбит/с бўлган биринчи сатҳ ҳосил қилинади. Иккинчи, учинчи ва тўртинчи сатҳлар тезлиги 6,312; 44,736 ва 274,176 Мбит/с га тенг. Бу Йерда карралилик коеффицентлари мос ҳолда : п = 24, т = 4, и = 7, к = 6 га тенг. Биринчи сатҳдан бошлаб ҳар бир сатҳда мос ҳолда 24, 96, 672 ва 4032 та AРК ҳосил қилинади.
2. Японча ийерархия: нолинчи сатҳ AРК, биринчи, иккинчи ва ҳоказо сатҳлар тезлиги мос ҳолда 1,544; 6,312; 32,064; 97,728 ва 397,200 Мбит/с га тенг. Бу Йерда карралилик коеффицентлари мос ҳолда п - 24, т = 4, и = 5, к = 3, р = 4. Биринчи сатҳдан бошлаб ҳар бир сатҳда мос ҳолда 24, 96, 480, 1440 ва 5760 та AРК ҳосил қилинади.
3. Йевропача ийерархия: нолинчи сатҳ AРК, биринчи, иккинчи ва ҳоказо сатҳлар тезлиги мос ҳолда 2,048; 8,448; 34,368; 139,264 ва 564,992 Мбит/с га тенг. Карралилик коеффицентлари п = 32, т = 4, к = 4, р = 4. Биринчи сатҳдан бошлаб ҳар бир сатҳда мос ҳолда 30,120,480,1920 ва 7680 та AРК ҳосил қилинади.
Тактли частота термини билан рақамли маълумот узатиш тезлиги термини ўзаро боғлиқ. Маълумот узатиш тезлиги секунд давомида узатилган битлар сонига тенг.
PDX ийерархиялар биринчи сатҳ мултиплексорларида байтлар ёки октетларни кетма-кетлигига асосланган мултиплексорлаш усули қўлланилади. Қабул қилиш томонда бирламчи Е1 оқимдаги ҳар бир AРК байтлари идентификация қилиниши (ўрни аниқланиши) керак. Бунинг учун осон аниқланадиган синхрон гуруҳ хосил қилиш ва узатиш орқали узатиш томонининг МУХ ва қабул қилиш томонининг ДМУХ ускуналари ўртасида аниқ, қатъий сиклли синхронизация ўрнатилиши керак. Бу синхрогуруҳ бирламчи рақамли оқимда алоҳида канални егаллайди. Бундан бизга иккинчи, учинчи ва ҳоказо сатҳ мултиплексорларида ҳам кириш оқимларини синхрон мултиплексорлашни амалга ошириш осонга ўхшайди. Лекин МУХ га турли хил манбалардан келиб тушаётган рақамли оқимлар умумий синхронизацияси мавжуд емаслиги туфайли иккинчи ва ундан юқори сатҳ ийерархияларида байтлар емас, битлар кетма-кетлигига асосланган мултиплексорлаш усули қўлланилади.
Мултиплексорлашнинг бу усулида, масалан Е1 иккинчи сатҳида бир хил 2,048 Мбит/с тезликли тўртта турли хил кириш оқимлардан битларни кетмакетлаш йўли билан 8,448 Мбит/с тезликли чиқиш оқим ҳосил қилинади. Битларни кетма-кетлигига асосланган мултиплексорлашда ҳар бир кириш оқим бити позициясини аниқлаш учун керак буладиган махсус сигналлар мавжуд емаслиги туфайли, кириш оқимлари тезлиги еса ҳар хил (Е1 = 2,048 (1-5 МУХ тезликларни ўзи ± 3 х 10 ) Мбит/с) бўлганлиги учун тенглаштирадиган ички битли (тактли )синхронизация қўлланилади. Aгар тезликни мослаш мақсадида кириш сигналардан битлар олиб ташланса, тезликни бундай мослаш мусбат, битлар қўшилса манфий, агар ҳар икки операция бир вақтда бажарилса мусбат-манфий дейилади. 3.2-жадвалда PDX нинг Е1 оқими параметрлери келтирилган.
PDX нинг Е1 оқими параметрлери:
Ҳосил қилинадиган каналлар сони – 32
Дискретизация частотаси – 8 кГс
Сиклнинг қайтарилиш даври – 125 мкс
Канал интервали давомийлиги – 125/32=3,92 мкс
Гуруҳдаги код елементлари сони - 8
Квантлаш сатҳлари сони – 2н=256
Бир бит узатиш вақти – 3,92/8=0,49 мкс
Бирламчи Е1 оқим тактли частота (такт интервалига тескари кетталик) – 2048кГс
AРК тактли частотаси - 64 кГс;
Бирламчи Е1 оқим тезлиги – 2048 кбит/с;
AРК тезлиги – 64 кбит/с.
Кириш оқимлари сигналлари тезликларини мослаш усули туфайли битлар кетма-кетлигига асосланган МУХ чиқишида синхрон рақамли кетмакетлик хосил бўлади. Қўшилган/олиб ташланган мослаштирувчи битлар жойлашиш ўрни ҳақидаги маълумотлар қабул қилиш томонига узатилади. Қабул қилиш томонида демултиплексация жараёнида ушбу битлар олиб ташланади/қўшилади.
Кейинги сатҳлар (учинчи ва тўртинчи) да битлар кетма-кетлигига асосланган мултиплексациялаш жараёни қайтарилади. Бунда ҳар бир сатҳда мослаштирувчи битлар қўшилади ёки олиб ташланади. Қабул қилиш томонида мос ҳолда ҳар бир сатҳда битлар олиб ташланади ёки қўшилади.
Рақамли сигналлар узатишнинг бу усули плезиохрон ёки синхронга яқин номи билан аталади. Бундай ийерархиялр асосида ҳосил қилинган РУТ плезиохрон РУТ ёки PDX дейилади.
PDX узатиш тизимлари қурилмалари анча мураккаб (бир неча мултиплексорлаш ва демултиплексорлаш қурилмалари) тузилишга ега. Лекин микроелектроника соҳасидаги янги тадқиқотлар қурилмаларни арзонлашувига олиб келди. Узатиш муҳитида оптик кабеллар қўлланилиши туфайли 100 км ва ундан ортиқ бўлган регенерация қисмлари ҳосил қилинди. Буларнинг барчаси PDX тизимларининг магистрал, ҳудудий, маҳаллий ва айниқса шаҳар алоқа тармооқларида кенг тарқалишига омил бўлди. Улар 64 кбит/с тезликли кўплаб каналлар орқали юқори сифатли телефон алоқаси, маълумотлар узатиш ва ҳоказо учун қўлланилди. Юқоридагилардан келиб чиққан ҳолда PDX тизимлари янада ривожланади, деган фикрга келинган еди. Лекин бу тизимлар мослашувчан емаслиги ва бошқа бир қатор камчиликларга ега бўлгани туфайли ривожланмай қолди.
PDX тизимининг асосий камчилиги шундаки, уларда битларни мослаштиришнинг қўлланилиши 64 кбит/с тезликли AРК ёки 2,048 Мбит/с тезликли бирламчи рақамли оқимни, масалан, 139, 264 Мбит/с тезликли оқимдан ажратиб олиш учун бу оқим бутунлай демултиплексация қилиш ва мослаштирувчи битларни қўшиш/олиб ташлаш керак. Оралиқ пунктларнинг ҳар бирида бу операциялар амалга оширилиши керак.
Бизга маълумки, охирги йилларда алоқа тармоқларида плезиахрон рақамли ийерархия (PDX) тизимларидан ташқари синхрон рақамли ийерархия (SDH) тизимлари ҳам кенг қўлланила бошлади. Бу асосан уларнинг PDXга нисбатан жуда кўп афзалликлари ва хусусиятлари билан боғлиқ.
Синхрон рақамли ийерархия (SDH), тармоқнинг барча участкаларини ўз ичига оладиган, ахборот узатиш каби назорат ва бошқариш функсияларини бажарадиган кўп каналли умумий тизимни ҳосил қилади. SDH ни қўллаш орқали аппаратура нархини, фойдаланиш ҳаражатларини, созлаш ва пайванд қилиш муддатини, қўлланадиган аппаратуралар сонини, ҳажмини кичрайтириш мумкин. Бир вақтнинг ўзида алоқа сифати сезиларли даражада ошади.
У қуйидаги хусусиятларга ега:
1. Хусусияти, SDH тизимларининг узатиш тезлиги, Йевропа ва Aмерика PDX ийерархиясининг бирлаштирилган стандарт қаторига мос келувчи 1.5;
2; 6; 8; 34; 45; 140 Мбит/сли тармоқда кириш каналларини қўллашга мўлжалланган терминал мултиплексор (ТМ)лар ва кириш-чиқишли мултиплексор (КЧМ)лар орқали ташкил қилинади. Узатиш тезлиги белгиланган қаторга мос келувчи, имкониятли каналларнинг рақамли сигналига – PDX триблари (триб - алоқачилар терминалогиясида компонент сигналлар), узатиш тезлиги SDH тезлигига мос келувчи стандарт қатор сигналларига - SDH триблари дейилади.
2. Хусусияти, SDH триблари ўлчами PDX ийерархиясининг триблари сатхи билан аниқланадиган, белгиланган стандарт контейнерларда жойлашган бўлиши зарур. Бундай контейнерлар – виртуал контейнерлар дейилади. Виртуал контейнерлар гуруҳда иккита ҳар ҳил усулда бирлашиши мумкин. Паст сатхдаги контейнерларни юқори сатхли контейнерларнинг зарур юкламаси сифатида қўллаш ва мултиплексорлаш мумкин. Бу ўз навбатида енг юқори сатҳдаги (енг катта ўлчамдаги) STM-1 фрейм контейнерининг зарур юкламаси бўлиб хизмат қилади.
3. Хусусияти, бунда виртуал контейнер ҳолатини қайта ишлашни синхронлаштириш далиллари орасидаги қарама-қаршилик ва майдон ичидаги керакли юкламага ега бўлган контейнер ҳолатининг мумкин бўлган ўзгаришини, кўрсаткичлар ёрдамида аниқлаш мумкин, хаттоки, ўлчамлари ҳар хил бўлган контейнерлар ва юқори сатҳли контейнерларнинг ҳажми анча юқори бўлганда ҳам, у барибир йетарли даражада бўлмаслиги мумкин ёки юклама остида ўлчами кичиқ бўлган бир нечтасини ажратиши мумкин. Бунинг учун SDH технологиясида контейнерларни тортишиш имконияти қараб чиқилган. Ҳосил бўлган контейнерлар асосийсидан, мос келувчи индекси билан фарқланади (юкламанинг аралашиши нуқтаи назаридан), худди битта катта контейнер сингари кўрсатилган имконият бир томондан номланишга ега бўлган контейнерларни қўллашни оптималлаштиради, бошқа томондан уни аниқ бўлмаган қайта ишлаш лахзасида янги турдаги юкламани технология билан осон мослаштириш имконини беради.
4. Хусусияти, битта сатхдаги бир неча контейнерлар, шу жойнинг ўзида уланиши мумкин ва носандарт зарур юкламани жойлаштириш учун қўлланадиган битта узлуксиз контейнер сифатида қаралади. 5. Хусусияти, бунда 9•9=81 байт ўлчамли алоҳида сарлавха майдонининг шаклланиши (локал тармоқларда пакетларни қайта ишлаш меъёри). У зарур бўлган бошқаришни ва назорат ахборотини жойлаштириш ва зарур бўлган ички маълумотларни узатиш каналларини ташкил қилиш учун байтнинг бир қисмини олиб бориш учун етарли даражада катта. Фрейм тузилишида узатиладиган ҳар бир байт, тезлиги 64 кбит/с га тенг бўлган оқимга еквивалент еканлигини ҳисобга олган ҳолда берилган сарловхани узатиш 5184 Мбит/с еквивалент хизмат ахборотлари оқимини ҳосил қилишга мос келади.
PDX тармоқларининг камчиликлари ҳозирги дамда истеъмолчиларнинг янгидан – янги талабларини қондиришга қодир емас. Бу камчиликларни бартараф етиш мақсадида бутун дунё изланувчи – олимлари янги йўлларни қидира бошлашди. Бу янги йўналиш орқали қуйидаги муаммоларни йечиш керак еди:
1. Турли хил ийерархиялар узатиш тезликларини стндартлаштириш ва PDX тармоқлари ийерархияларидан ташқаридаги ҳолатлар учун янги узатиш тезликлари ийерархияларини давом еттириш;
2. Оқимларни маршрутизациялаш ва ихтиёрий мураккаб тармоқларда рақамли оқимларни бошқариш имкониятига ега бўлиш учун йетарли миқдорда хизмат сигналлари (сигнализация)га ега бўлган рақамли гуруҳли сигналлар сиклларининг янги структурасини ишлаб чиқиш; 3. Aлоқа пунктларида оқимларни ажратиш/қўшиш жараёнини бу оқимларни мураккаб мултиплексация/демултиплексация қилиш жараёнисиз амалга ошириш;
4. Хар хил фирмалар томонидан ишлаб чиқариладиган турли хил қурилмаларни ўзаро осон уланишини таъминловчи стандарт интерфейслар ишлаб чиқариш.
Бу муаммоларни йечиш жараёнида қуйидаги таклифлар келтирилди:
1. Битларни кетма-кет қўллаш билан узатиладиган оқимларни плезиохрон узатиш усулини емас, балки байтларни кетма-кет қўллаш орқали оқимларни мултиплексация қилиш;
2. Ийерархияънинг биринчи сатҳи сифатида 50, 688 Мбит/с узатиш тезлигини қабул қилиш – чунки бу тезлик 1, 554 – 6,321 – 44,736 Мбит/с ли AИ ийерархиялар кетма-кетлигини давом еттириш имкониятини беради, чунки бу кетма-кетлик охирги сатҳи 44,736 Мбит/с га керакли хизмат сигналлари байтларини қўшиш билан 50,688 Мбит/с (AИ стандартининг SONET синхрон рақамли ийерархия тизими)га йетказиш мумкин, яъни кетма-кетликнинг охирги сатҳи янги ийерархияънинг биринчи сатҳи сифатида қўлланилиши мумкин.
3. Янги ийерархиялар кетма-кетлиги йетарли даражада сатҳларга ега бўлишини ва кейинги сатҳлар узатиш тезликлари сатҳ номерига каррали бўлишини таъминлаш. Масалан, учинчи сатҳ тезлиги 3*50,688 = 152, 064 бўлади.
4. Виртуал контейнерлар технологиясини қўллаган ҳолда, бу пакетларга рақамли сигналларни кетма – кет жойлаштириш ва уларни жўнатиш; бу технология алоқа пунктларида турли хил тезликдаги плезиохрон рақамли узатиш тизимлари сигналларини жойлаштириш ва жўнатиш имкониятини беради;
5. Янги ийерархиядаги рақамли узатиш тизимлари линия трактларида узатиш муҳити сифатида фақат оптик кабелларни қўллаш.
Синхрон тизимларда узатиш ва қабул қилиш томони синхронизацияси бир хил такт частотасига ега бўлган таянч генераторлари орқали амалга оширилади. Шундай қилиб, янги рақамли ийерархия – синхрон рақамли ийерархия – SDH тизими пайдо бўлди.