Mavzu: Optik aloqa tizimlarida qo’llaniladigan optik tolalarning standartlari. Reja: Optik aloqa, uning afzalliklari va qo’llanilish sohalari

Mavzu: Optik aloqa tizimlarida qo’llaniladigan optik tolalarning standartlari.

Reja:
1. Optik aloqa, uning afzalliklari va qo’llanilish sohalari
2 Optik aloqa tizimlari va tarmoqlarining holati va rivojlanish istiqbollari.
3. Optik tola turlari va ularning tavsiflari

Insoniyat taraqqiyotida aloqaning, xususan, optik aloqaning roli katta bo‘lgan, bunga sabab uning tarqalish tezligining juda kattaligidir, (vq3*1010 sm/s) ham to‘g‘ri chiziqli tarqalish va boshqa xususiyatlariga bog‘liq. Masalan, XVIII asrdayoq quyosh nurini qaytaruvchi ko‘zgulardan foydalanish asosida ishlaydigan optik telegraf va murakkab signallarni uzatish qobiliyatiga ega bo‘lgan semoforlar yaratildi. Axborotni masofaga uzatishda yorug‘lik nurining qulayligini sezgan amerikalik telefon ixtirochisi A. Bell bundan 125 yil avval optik telefon (fotofon)ni yaratdi.

U o‘zining qurilmasi yordamida odam ovozini nur orqali 200 metr masofaga uzatdi. Bunda mikrofonning tebranishidan qaytuvchi quyosh nuri ovozni tashuvchi bo‘lib xizmat qildi. Hozirgi kunda deyarli har bir uyda radio, televizor va telefon bor, shaharlar va maydonlar o‘rtasida yotqizilgan kabellar yordamida koinotdan Yerning sun’iy yo‘ldoshlari orqali keng miqyosda axborotlar uzatilib turiladi. Ammo aloqa texnikasining rivojlanishi, elektronikaning zamonaviy yutuqlari, elektromagnit to‘lqinlarining sm va mm diapazonining o‘zlashtirilishi ham hozirgi paytda mislsiz ko‘payib ketayotgan axborot talablariga javob bermay qoldi: amaliyot axborotning zichligi, uzatish chastotasining oshirilishi aloqa kanallarini zichlashtirish kabi qator talablarni qo‘ymoqda. Shuning uchun ham dunyo mutaxassislari birinchi navbatda optik diapazonga qayta-qayta e’tibor bera boshladilar. Shuningdek, dunyodagi mis konlari borgan sari kamayib bormoqda. Vaholanki, texnikada juda kerak bo‘lgan bu metallning deyarli yarmi kabellar uchun ishlatiladi. Olimlarning taxmini bo‘yicha mis ishlab chiqarish XXI asrda keskin ravishda kamayadi. Demak, biror chora topilmasa, kabel ishlab chiqarish tushkunlikka uchrashi turgan gap. Shuning uchun ham mis simlardan voz kechib, axborotni shaffof shisha tolalar orqali nur yordamida uzatishga o‘tish lozimligini tushunib yetildi. Demak, shisha tolalarni ishlatish ikki ijobiy yutuqqa — axborot uzatish tezligini keskin oshirib, qimmat hisoblangan misni katta miqdorda iqtisod qilishga imkon beradi. Ta’kidlash lozimki, O‘YuCh -diapazoni (q=1-20sm) bo‘lgan elektromagnit to‘lqinlar mukammal o‘zlashtirilgandan so‘ng navbat optik diapazonga yetib keldi. 60-yillarda kashf etilgan lazerlar ham katta samara bermadi. Chunki axborotni lazer nuri bilan ochiq atmosferada uzatish yaxshi natija bermadi. Bunga sabab atmosferadagi temperatura, havo oqimi, changlar, tuman va h.k. lar tinimsiz o‘zgarib turganligi uchun ochiq havo nur o‘tkazuvchi muhit sifatida ishlatishga yaroqsizligi aniqlandi. Lazer nurini trubalar ichida uzatib ko‘rildi, lekin bu yo‘l ham foyda bermadi. Shuni aytish kerakki, nur o‘tkazuvchi shisha tolalar 60 — yillarda ma’lum edi. Ularning diametri 100 mkm bo‘lib, o‘zak va uni o‘rab olgan qobiqdan iborat edi. O‘zakning sindirish ko‘rsatkichi qobiqning sindirish ko‘rsatkichidan biroz katta bo‘lishi kerak. Lazer nurini shunday tolalar orqali uzatishga urinib ko‘rildi, ammo bunday tolalar juda katta yutish koeffisiyentiga ega bo‘lib, taxminan 1000 db/km ga teng. Bunday tolaga kiritilgan nur bir necha metr masofadan so‘ng deyarli butunlay yutilib ketadi. Ammo 1966 yilda ingliz olimlari Kao va Xokxem o‘zlarining ilmiy izlanishlarida optik shishalardagi nurning yutilish sabablarini taxlil qilib, nurning yutilishiga asosiy sabab He, Ni, Si, Sg va shunga o‘xshash metallar shisha sintez qilinayotganda tashqaridan (havodan, tigeldan) kirib qolgan metall ionlari ekan. Maqola mualliflari agar shishalar ana shu ionlardan tozalansa, yutish koeffisiyenti a<20db/km bo‘lgan tolalar olish mumkinligini isbotlab berdilar. Bu maqoladan so‘ng dunyo miqyosida yutish koeffisiyenti kichik bo‘lgan nur o‘tkazuvchi tolalarni olish bo‘yicha ishlar juda kuchayib ketdi. Nihoyat, 1970 yil "Korning Glass" firmasi mutaxassislari to‘lqin uzunligi qq063 mkm bo‘lgan nur uchun yutish koeffisiyenti 20 db/km dan kichik bo‘lgan nur uchun nur o‘tkazuvchi tolalarni yaratdilar. Bunday tolalar uzun to‘lqinli optik aloqa liniyalarida ishlatsa bo‘ladigan sifatlarga ega edi. Shuning uchun 1970 yil tolali optikaning tug‘ilgan yili deb sanala boshlandi. Ana shundan so‘ng tolali optika aloqasi misli ko‘rilmagan tezlik bilan rivojlanib ketdi, ular ishlatiladigan sohalar ko‘paya boshladi: telefon tarmoqlari orqali ishlaydigan televideniye, aviatsiya va dengiz flotida, bort aloqasi, hisoblash texnikasi, texnologik jarayonlarni boshqarish va nazorat qilish tizimi va h.k.larda ham ishlatila boshlandi. Bundan tashqari, nurli tolalarning tashqaridan tushuvchi elektromagnit to‘lqinlarning ta'sirini sezmasligi, vaznlari kam va ixchamligi ham aniqlandi. Shunday qilib, optik aloqa tizimlarining negizi shaffof va toza shishadan qilingan tola bo‘lib, u yaxshi xizmat qiladi.
Istalgan aloqa tizimining asosiy vazifasi axborotlarni bir punktdan boshqasiga uzatishdan iborat. Optik to‘lqin va signallar yordamida axborotlarni m a’lum m asofalarga uzatishga m o‘ljallangan, boshqacha aytganda, optik signallarni shakllantirish, qayta ishlash va uzatishni ta'minlovchi optik qurilmalar va optik uzatish liniyasi yig‘indisiga optik aloqa tizimi (OAT) deb ataladi.

uzatish tizimlariga qaraganda bir qancha afzalliklarga ham cga. Shuning uchun optik aloqa tizimlaridan nafaqat telefon aloqasini tashkil etish, balki televideniyeda, ovoz eshittirishlarini uzatish, hisoblash texnikasi, transport vositalari va boshqa sohalarda keng foydalanilmoqda.

Optik aloqa bu axborot yorug‘lik nuri ko‘rinishida optik tola bo‘ylab yoki ochiq fazo atmosferada uzatiladigan aloqadir. Axborot tola orqali uzatilsa, tolali optik aloqa tizimi, ochiq atmosferada uzatilsa, ochiq optik aloqa tizimi deyiladi. Ochiq optik aloqa tizimlarida nurlanish manbalari elektromagnit to‘lqinlarni ochiq fazoga nurlantiradi, bunda nurlanishni tarqalish yo‘nalishi faqatgina antennaning yo‘nalish diagrammasi bilan aniqlanadi. Ochiq optik aloqa tizimlarining uzatuvchi muhiti o‘z navbatida uch turga bo‘linadi: atmosfera, kosmik va suv osti aloqa muhitlari. Atmosfera ochiq optik aloqa tizimlarida to‘lqinlarni tarqalish xarakteristikasi yetarli darajada ob-havo sharoitlariga bog‘liq. Atmosfera va suv osti uzatish muhitlarining fizik bir turda emasligi va ularning tarkibidagi begona zarrachalarni uzatilayotgan nurlanish to‘lqini bilan o‘zaro ta’sirda bo‘lishidan elektromagnit to‘lqinlar buziladi [6,7]. Zarracha o‘lchamlarining to‘lqin uzunligi bilan taqqoslanadigan darajada yoki katta bo‘lishi buzilishlarni oshiradi.
Optik signallar tarqaladigan uzatish muhitiga bogiiq holda OAT ochiq optik aloqa tizimi va tolaii optik aloqa tizimlariga boiinadi. Axborotlar ochiq optik uzatish muhiti orqali uzatilsa, ochiq optik aloqa tizimi (OOAT), tolali optik uzatish muhiti orqali uzatilsa, tolali optik aloqa tizimi (TOAT) deyiladi. OOATda nurlanish manbalari elektromagnit toiqinlarni ochiq fazoga nurlantiradi. OOATining uzatuvchi muhiti o‘z navbatida uch turga boiinadi: atmosfera, kosmik va suvosti aloqa muhitlari. OATning asosiy yo‘nalishi TOAT hisoblanadi. TOATda elektromagnit nurlanishlarning tarqalish yoiini tashkil etish uchun maxsus optik yom giik uzatkich — optik tolalar qoilaniladi. Hozirgi vaqtda uzatish xarakteristikalari yuqori darajada boigan yom giik uzatkichlar, optik tolalar ishlab chiqilgan. Ammo axborotlarni ochiq fazo va atmosferada uzatishga asoslangan OOAT ham, radioaloqa uchun ajratilgan chastotalarni toidim vchi vosita sifatida qiziqishlarni namoyon etadi. Optik aloqa tarmog‘i bu tugunlar orasi optik uzatish muhiti orqali bogiangan aloqa tarm ogidir. Tugunlar orasi tolali optik uzatish muhiti orqali bogiansa, tolali optik aloqa tarm ogi, ochiq optik uzatish muhiti orqali bogiansa, ochiq optik aloqa tarm ogi deb ataladi. Qoilaniladigan modulyatsiya turiga ko‘ra analog va raqamli OAT ga bo‘linadi. Analog OAT da modulyatsiyaning analog usullari: amplituda, chastota va faza modulyatsiyasi turlari qoilaniladi. Optik nurlanish manbalarining yuqori nochiziqliligi va analog uzatish uchun talab etiladigan shovqin bardoshlilikni ta'minlash texnik murakkabligi sababli analog OAT dan foydalanish chegaralangan. Shunga qaramay bir qator sohalar (optik kabelli televideniye, telemetriya, operativ va xizmat aloqa tizimlari)da qo‘llaniladi.
«Axborot asri» deb nom olgan davrimizning o‘ziga xos xususiyati shundaki, jamiyat hayotining turli jabhalariga, jumladan, iqtisodiy, siyosiy, m a’naviy-ma’rifiy sohalarga, fan, ta’lim, texnika va texnologiyalaming eng yangi yutuqlariga oid axborotlar oqimining tobora jadal sur’atlar bilan ortib borishi kuzatilmoqda. Chunonchi, tahlillaming ko‘rsatishicha, jahon bo‘yicha Internet resurslaridan foydalanishga bo‘lgan ehtiyoj — har bir foydalanuvchiga to‘g‘ri keladigan axborotlar oqimining o'rtacha hajmi yiliga 8 marta ortmoqda.
Bunday sharoitda u yoki bu mamlakatning rivoji undagi axborotlar zaxirasining salmog‘i va bu zaxiradan foydalanilish samaradorligi bilan belgilanadi.
Bir so‘z bilan aytganda, bugungi kunda axborot almashinuvi jarayoni nafaqat muloqot vositasiga, balki, jamiyat taraqqiyotining harakatlantiruvchi kuchlaridan biriga aylandi. Shu munosabat bilan axborotlar oqimini uzatish hajmi, tezligi va sifatini oshirish, aloqa xizmatlari turlarini kengaytirish imkonini beravchi, nisbatan kam mehnat va moddiy ashyolar talab qiluvchi aloqa vositalarini yaratish va ulardan samarali foydalanish o ‘ta muhim ahamiyat kasb etadi. Hozirgi vaqtda jadal sur’atlar bilan rivojlanayotgan va tobora keng qoMlanish topayotgan optik aloqa tizimlari ana shunday aloqa vositalari sirasiga kiradi.
Optik kabellarning bu afzalligi tufayli ishlab chiqarish korxonala-ri, boshqaruv markazlari, samolyot va kema kabi transport vositalarida foydalangan ma’quldir. Chunki shu kabi kichik joylarda ham energetik qurilmalar, ham avtomatika va teleboshqaruv tizimlari, ham ko‘p sonli abonent qurilmalaridan iborat tarmoqlangan aloqa tarm oqlari joylashgan bo‘ladi. Bunday holatda elektromagnit va o‘zaro shovqinlar yuzaga keladi. Optik kabellarning esa bunday shovqinlarga ta’sirchan emasligi aytib o‘tildi.
0 ‘tgan asming so‘nggi o‘n yillari davoniida yorag‘likning to‘lqin va korpuskulyar tabiati bilan bogMiq fundamental xossalaridan foydalanish, optoelektronika, integral optika, golografiya bo‘yicha erishilgan yutuqlar, jumladan, yuqori samarali yarimo‘tkazgichli yorag‘lik manbalari — yorag‘lik va lazer diodlarining, katta sezgirlikka ega bo‘lgan, tezkor foto-qabulqilgichlar — fotodiodlar, ko'chkili fotodiodlar, yuqori darajadagi shaffof, kam yo‘qotishli yorag‘lik uzatkichlar — optik tolalarning yaratilishi aloqa tizimlarining yangi va istiqbolli yo‘nalishi optik aloqaning paydo bo‘lishi, jadal sur’atlar bilan rivojlanishi va keng qo‘llanishiga olib keldi.
Shu sababli atmosfera buzilishlari optik diapazonda turli xarakterga ega. Shu tarzda uzatish muhitlarini taxlil qilish, aloqa tizimlarini loyihalashtirishda yuzaga keladigan eng muhim masala hisoblanadi. To‘lqinlarni tarqalish yo‘nalishiga tushib qoladigan zarrachalar asosan optik nurlanishni yutadi va sochadi. Bu omillarni ta’sir darajasi muhit turiga (suv osti, toza havo, turbulent atmosfera va boshqalar) bog‘liq[4,22].

Optik aloqa tizimining asosiy yo‘nalishi tolali optik aloqa tizimi hisoblanadi. Chunki hozirgi vaqtda yuqori darajadagi uzatish xarakteristikalariga ega bo‘lgan yorug‘lik uzatgichlar ishlab chiqilgan. Ammo axborotlarni ochiq fazoda, atmosferada uzatishga asoslangan ochiq optik aloqa tizimlari ham, radio optik aloqa uchun ajratilgan chastotalarni to‘ldiruvchi vosita sifatida qiziqishlarni namoyon etadi. Tolali optik aloqa tizimlarida elektromagnit nurlanishlarni tarqalish yo‘lini tashkil etish uchun maxsus optik yorug‘lik uzatgichlar-optik tolalar qo‘llaniladi. Tolali optik aloqa tarmog‘i bu tugunlar orasi optik aloqa liniyalari orqali bog‘langan aloqa tarmog‘idir. Axborotni tolali optik aloqa liniyalari orqali uzatish mis kabellar va boshqa uzatish muhitlariga qaraganda bir qancha afzalliklarga ega. Shu afzalliklari tufayli tolali optik aloqa tizimidan nafaqat telefon aloqasini tashkil etishda, balki televideniyada, ovoz eshittirishlarini uzatishda, hisoblash texnikasida, transport vositalarida va boshqa sohalarda keng foydalanilmoqda. Tolali optik aloqa tizimlarida uzatish muhiti sifatida qo‘llaniladigan optik tolalarning afzalliklari[7]. O‘tkazish oralig‘ining kengligi. Bu tashuvchi chastotasining juda yuqoriligi 1014 _ 1015 Gs bilan tushuntiriladi. Bitta optik tola bo‘ylab sekundiga bir necha terabit axborotlar oqimini uzatish imkoniyati mavjud.

O‘tkazish oralig‘ining kengligi tolali optik aloqaning mis va boshqa axborot uzatish muhitlaridan ustun turuvchi eng muhim afzalligidir. Optik tolada yorug‘lik signallarining kam so‘nishi. Hozirgi kunda ko‘plab kompaniyalar tomonidan ishlab chiqarilayotgan optik tolalar 1 kanal kilometr hisobida 1,55 mkm to‘lqin uzunligida 0,2-0,3 dB/km so‘nishga ega. Shovqin sathini kichikligi optik tolaning o‘tkazish qobiliyatini oshiradi. Shovqindan yuqori darajada himoyalanganligi. Optik tola dielektrik materiallar – kvars, ko‘p tarkibli shisha, polimerlardan tayyorlanganligi uchun u elektromagnit nurlanishni induksiyalash xususiyatiga ega atrofidagi mis kabelli tizim va elektr qurilmalarning (elektr uzatish liniyalari, elektrodvigatelli uskuna va boshqalar) tashqi elektromagnit shovqinlariga ta’sirchan emas. Yengilligi, hajmi va o‘lchamlarining kichikligi. Optik kabellar mis kabellar bilan solishtirilganda ancha yengil va hajmi kichik. Masalan, 900 juftli 7,5 sm diametrli mis telefon kabeli 0,1sm diametrli bitta optik tola bilan almashtirilishi mumkin.
Agar optik tola bir necha himoya qobiqlaridan iborat va bron po‘lat lenta bilan qoplangan bo‘lsa, bunday tola diametri 1,5 sm ga teng bo‘ladi, bu esa ko‘rilayotgan mis kabel diametridan bir necha marta kichik. Yong‘indan himoyalanganligi. Optik tolada uchqun hosil bo‘lmasligi kimyoviy, neftni qayta ishlovchi korxonalarda, portlash va yong‘in xavfi mavjud bo‘lgan binolarda xavfsizlikni oshiradi. Iqtisodiy jihatdan samaradorligi. Optik tola kvarsdan ishlab chiqariladi. Uning asosini tabiatda keng tarqalgan kremniy ikki oksidi SiO2 tashkil etadi. Demak tolali optik kabellarni ishlab chiqarish uchun noyob rangli metal sarflanmaydi. Mis va qo‘rg‘oshinning dunyoviy zahiralari chegaralangan hozirgi vaqtda noyob bo‘lmagan maxsulotga o‘tish kabelli aloqa texnikasining kelgusi rivojlanishi uchun muhim omil hisoblanadi. Natijada optik kabellarning narxi mis kabellarga nisbatan arzonlashadi[5]. Masofaviy elektr ta’minotga ega ekanligi. Ba’zi hollarda tarmoq tugunlarining masofaviy elektr ta’minoti talab etiladi. Buni optik tola orqali amalga oshirib bo‘lmaydi. Bu holda optik tola bilan birgalikda mis o‘tkazish elementi bilan jihozlangan aralash kabellardan foydalanish mumkin. Bunday kabellar ko‘pgina mamlakatlarda keng qo‘llaniladi. Yangi turdagi optik tolalarning (siljigan dispersiyasi nolga teng bo‘lmagan), keng polosali kvant optik kuchaytirgichlarning yaratilishi to‘liq optik tizim va optik traktlarni qurish imkoniyatini yaratmoqda.

Optika qonunlaridan ma’lumki, tola ichiga kiritilgan nur tashqariga chiqmasdan tarqala oladi. Bunda tola to‘g‘ri chiziq bo‘yicha yo‘nalgan yoki barabanga o‘ralgan bo‘lishi mumkin. Buning sababi nur tola ichida tarqalar ekan, uning chegarasiga tushadi va yana ichkariga to‘la qaytadi. Bu nur tolaning ikkinchi chegarasiga tushadi va yana undan ichkariga to‘la qaytadi va h.k., bu jarayon uzluksiz davom etadi.

Demak, nurning tarqalish sharti uning tola yon chegarasida to‘la ichki qaytishi ekan. Bu juda oddiy va optikada keng qo‘llaniladigan hodisadir. Faraz qilaylik (1-rasm), nur sindirish ko‘rsatkichi p1 va radiusi g bo‘lgan silindr shaklidagi muhitda tarqalayotgan bo‘lsin. Tashqi muhitning sindirish ko‘rsatkichi p2 bo‘lsin. U holda nur ikki muhit chegarasiga tushganda sinadi va qisman qaytadi. Sinish (q2) va tushish (q1) burchaklari Snellius qonuniga bo‘ysinadi: n1Sin a1qn2Sina2 yoki Sin a1qn2/n1 Sin a2 Agar biz tushish burchagini (q1) kattalashtirib borsak, sinish burchagi a2 ham ortib boradi va ikkinchi muhitga singan nur tola chegarasiga qarab ko‘proq egila boshlaydi. q1 burchak ma’lum kritik qiymatga erishganda q2q90° bo‘ladi. Bu holda singan nur tola chegarasi bo‘ylab tarqaladi va ikkinchi muhitga o‘tmaydi, to‘la ichki qaytish sodir bo‘ladi.
Optik aloqada axborotlarni yorug‘lik yoki optik signallar ko‘rinishida uzatish va qayta ishlash amalga oshiriladi[8]. Optik aloqa uchun yorug‘lik nurlanishi va to‘lqin uzunligi turini tanlash uzatilayotgan axborot xarakteriga, shuningdek nurlanish hosil qilish imkoniyalariga, undan signal shakllanishiga, yorug‘lik to‘lqinini uzatish va qayta ishlashga va nihoyat, axborotga ega signalni qabul qilishga bog‘liq. Optik aloqa tizimining umumlashgan tuzilish sxemasi 1.1 – rasmda keltirilgan. Sxema optik aloqning turlari tolali optik aloqa va ochiq optik aloqaga xos standart bloklardan (elementlardan) tashkil topgan. Axborotlar manbaidan uzluksiz yoki raqamli signallar beriladi. So‘ng signallar yorug‘lik oqimi-tashuvchi chastotaning elektromagnit tebranishlarini modulyatsiyalaydi. Intensivlik bo‘yicha modulyatsiyalangan optik signalni bevosita fotodetektorga berib, osongina uni boshlang‘ich signal ko‘rinishini saqlagan elektr signaliga aylantirish mumkin.

Shisha tola nur tarqatishga juda qulay muhit bo‘lsa ham, uning kamchiliklari bor:

1) u ochiq havoda (p2<1) bo‘lgani uchun unga tashqi muhit ta'sir ko‘rsatadi, uning ustiga changlar o‘tirib iflos qiladi, bu esa nurning so‘nishiga olib keladi; 2) tolani ushlab turuvchi tayanchlarning kontaktlarida qo‘shimcha so‘nish paydo bo‘ladi. Bundan tashqari, shisha tola mo‘rt bo‘ladi:. Agar uning ustiga qandaydir muhofaza qatlamlari yotqizilmasa, sinib ketishi juda oson. Bu kamchiliklar ikki qatlamlik hisobiga bartaraf etiladi. (2 (a -b) - rasm). Shishali tolalar cho‘zib olinib (qqT=2000°s ga yaqin), barabanlarga o‘rab olinganliklari uchun bunday tolalarda nurning troyektoriyasi egri chiziq bo‘lib, uning aniq qaytadigan chegarasi bo‘lmaydi. Qobiq tarafga yo‘nalgan nur tola o‘qi tarafiga qarab egila boshlaydi va u yana o‘zak markaziga qarab tarqaladi. Shisha tolalar orqali axborot yuborilganligi uchun ularning so‘nish koeffisiyenti minimal bo‘lishi zarur, chunki optik aloqa liniyalari (1-100) km masofalarga cho‘zilishi mumkin. Buning uchun ularning yutish koeffisiyenti qq01-1db/km bo‘lishi kerak. Bunday katta talabga faqat a'lo sifatli optik shishalar, ayniqsa shishasimon kvarslar javob beradi. Kvars boshqa shishalardan o‘zining bir jinsliligi va nurning Relecha sochilish koeffisiyenti kichikligi bilan ajraladi.

Optik aloqaning bir qator xususiyatlari uning telefon tarmoqlari, kabel televideniyesi, kosmik apparatlar, samolyot, suv usti va suv osti kemalarining bort aloqasi, elektron hisoblash mashinalar orasidagi ichki va tashqi aloqani tashkil etish, shuningdek, texnologik jarayonlarni boshqarish maqsadlarida keng qo‘llanish topishiga olib keldi va u raqobatbardosh aloqa turlaridan biriga aylandi. Har qanday aloqa tizimi axborotni bir manzildan boshqa manzilga uzatish uchun xizmat qiladi. Aloqa tizimlarining barcha turlari ikki muhim omili axborot eltuvchi va axborot uzatuvchi muhitning mavjudligini nazarda tutadi. An’anaviy elektr aloqa tizimlarida axborot eltuvchi vazifasini elektromagnit to‘lqinlar axborotni uzatuvchi muhit xizmatini esa elektr o‘tkazgich simlar o‘taydi. Bu hol ushbu turdagi aloqa tizimining halaqitlar (tashqi elektr va magnit maydonlarining ta’siri)ga bardoshliligini ta’minlash choralarini ko‘rishni talab etadi va natijada aloqa liniyalarining o‘lchamlari va vaznining ortishiga olib keladi. Radioaloqa tizimlarida axborot eltuvchi o'rnida radiodiapazon (104—108 Hz) va o‘ta yuksak chastota diapazonlarida (109—1012 Hz)gi elektromagnit to'lqinlar, axborotni uzatuvchi muhit sifatida yer atmosferasi yoki kosmik muhitdan foydalaniladi. Optik aloqa tizimlarining o‘ziga xos xususiyati shundaki, ularda axborot eltuvchisi vazifasini yorug'lik diapazonidagi (1014—1015 Hz) elektromagnit to'lqinlar — elektr jihatdan neytral foton zarrachalari, axborotni uzatuvchi muhit xizmatini esa yer atmosferasi yoki tashqi elektr va magnit maydonlari ta’siriga berilmaydigan dielektrik to'lqin uzatkich — optik tola o'taydi. Yorug'lik zarrachalari — fotonlar va dielektrik to‘lqin uzatkichlaming yuqorida qayd etilgan fundamental xossalari optik aloqa tizimlari (ayniqsa, tolali optik aloqa tizimlari)ning bir qator afzalliklari - o‘tkazish oralig‘i (polosasi) ning kengligi, axborotlami uzatish tezligining kattaligi, halaqitlarga yuqori darajada bardoshliligi, o‘lchamlari va vaznining kichikligi, iqtisodiy jihatdan samaradorligi va h.k.larda namoyon bo'ladi. Hozirgi vaqtda dunyoning barcha taraqqiy etgan mamlakatlarida optik aloqa tizimlari, xususan, tolali optik aloqa tizimlarini takomillashtirish, ulardan axborotlar oqimini uzatish va ularga ishlov berish tarmoqlarida foydalanish samaradorligini oshirish bo'yicha keng ko'lamli ishlar olib borilmoqda.

Optik signallarni qabul qilishning bu usuli to‘g‘ridan-to‘g‘ri fotodetektorlash usuli deyiladi. Hozirgi kunda optik aloqaning oxirgi qurilmalari sifatida raqamli uzatish tizimlari (RUT)dan foydalanilmoqda. Chunki RUT analog uzatish tizimlariga qaraganda quyidagi afzalliklarga ega: shovqinga bardoshliligi, yuqori signalni uzatish sifati liniya trakti uzunligiga kam bog‘liq, texnik iqtisodiy ko‘rsatkichlari yuqori va boshqalar. Kanallari chastota bo‘yicha bo‘lingan analog uzatish tizimlarining bir qancha kamchiliklari tufayli, ularning optik aloqada qo‘llanilishi chegaralangan. Vazifasi va signallarni uzatish masofasiga ko‘ra tolali optik aloqa tizimlari magistral, mintaqaviy, mahalliy-shahar va qishloq aloqa tizimlariga bo‘linadi. Magistral tolali optik aloqa tizimlari signallarni 1000 km ga, zona tolali optik aloqa tizimlari signallarning 600 km ga uzatish, shahar tolali optik aloqa tizimlari shahar telefon tarmog‘ini bog‘lovchi liniyalarini zichlashtirish uchun xizmat qiladi. Chastota bo‘yicha zichlashtirish usulining afzalligi shundaki , signallarni bunday qabul qilish hisobiga regeneratsiyalash uchastkasi uzunligi 200 km gacha uzayadi va optik tolaning o‘tkazish qobiliyatidan foydalanish koeffitsiyenti ortadi. Optik tolaning o‘tkazish qobiliyatidan foydalanish koeffitsiyentini oshirishning istiqbolli yo‘nalishlaridan biri spektr bo‘yicha (to‘lqin bo‘yicha) zichlashtirishdir. Bunda har xil tezlikli va raqamli, analog turli modulyatsiyali (telefon, televideniye, telemetriya, EXM boshqarish signallari) signallarni uzatish imkoniyati kengayadi. Bu esa iqtisodni tejovchi ko‘p funksiyali aloqa tizimlarini tashkil etishni ta’minlaydi[10]. Optik tolaning spektral o‘tkazish oralig’idan bir muncha to‘liq foydalanish bu usulning eng muhim afzalliklaridan biri hisoblanadi. Hozirgi kunda 0,8....1,8 mkm diapazon oralig‘i o‘rganilgan. Agarda spektral kanalning kengligi 10 nm ni tashkil etsa, u holda belgilangan diapazonda 100 tagacha spektral kanallarni joylashtirish mumkin.

To‘lqin uzunligiga nisbatan o‘zak diametriga bog‘liq ravishda optik tolalar bir modali va ko‘p modaliga bo‘linadi [11,12]. Bir modali optik tolalarda ko‘pincha o‘zak diametri 7-10 mkm ko‘p modali optik tolalarda esa 50-62,5 mkm (1.2,b-rasm) bo‘ladi. Ikkala turda qobiq diametri 125 mkm ni tashkil etadi.
Insoniyat taraqqiyotida aloqa, xususan, optik aloqa (OA)ning roli katta boigan, bunga sabab yorugiik nurining tarqalish tezligining juda yuqoriligi (3 I0 8 m/s), to‘g‘ri chiziqli tarqahshi va boshqa xususiyatlaridir. Axborotlarni uzatish uchun yorugiik nurining qoilanilishi uzoq tarixga cga. Dengizchilar axborotlarni uzatish uchun signal lampalarini qoilaganlar, mayoqlar esa ko‘p asrlar davomida dengizchilami xavf-xatardan ogohlantirgan. XVIII asrning 90-yiharida I.P. Kulibin (Rossiya) va K. Shapp (Fransiya) bir-biridan bexabar optik telegraf ixtiro qilishgan. Bu optik telegraf quyosh nurini ko‘zguIar yordamida qaytarish asosida ishlagan. A xborotlarni masofaga uzatishda yorug'lik nurining qulayligini sezgan amerikalik ixtirochi Aleksandr Grexem Bell 1882-yilda fokuslantirilgan quyosh nurini qo‘llab, Vashingtonda ikki bino tomi o‘rtasida optik telefon (fotofon) aloqasini o‘matgan. U o‘zining qurilmasi yordamida ovozni nur orqali 200 metr masofaga uzatgan. Bu tizimlar atmosfera orqali to ‘g‘ri uzatishni ta’minlangan. Axborotlami ochiq atmosferada uzatish yaxshi natija bermadi. Bunga sabab atmosferadagi harorat, havo oqimi, changlar, tuman va hakozolar tinimsiz o‘zgarib turganhgi sababli ochiq havo yorug‘lik uzatuvchi muhit sifatida ishlashga yaroqsizligi va bu muammoning yechimi - axborotlami yorug‘lik uzatkich bo'ylab uzatish g‘oyasi olimlar tomonidan XX asming 60-yillarida aniqlandi. Bu g‘oya yaratilgunuga qadar olimlar bu borada tinimsiz ilmiy izlanishlar olib bordilar.
Amaliyotda ko‘p modali va bir modali optik tola diametrlarining boshqa qiymatlari ham mavjud. Bir modali optik toladan faqat bir moda (yorug‘lik tashuvchi) uzatiladi. Ko‘p modali optik toladan esa apertura burchagi doirasida tolaga turli burchaklar ostida kiritiladigan bir necha yuzlab ruxsat etilgan modalarni bir vaqtda uzatish mumkin. Barcha ruxsat etilgan modalar turli tarqalish yo‘li va vaqtiga ega. Pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli ko‘p modali optik tolalar ikki muhit chegarasida sindirish ko‘rsatkichlarining keskin (pog‘ona ko‘rinishida) o‘zgarishi (n1 dan n2 ga) bilan xarakterlanadi.
Pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli optik tolalar o‘tkazish polosasini chegaralaydi, lekin gradiyent sindirish ko‘rsatkichli optik tolalarga nisbatan arzon hisoblanadi. Bir modali optik tolalarda modalararo dispersiyaning yuzaga kelmasligi sababli ular yuqori o‘tkazish qobiliyatiga ega. Biroq uzatuvchi qismda birmuncha qimmat bo‘lgan lazer diodlardan foydalanish talab etiladi.
Optik tolada signallarni uzatish sifatiga ta’sir qiluvchi eng muhim omillardan biri dispersiya hisoblanadi. Dispersiya bu yorug‘lik impulslari oxirlarini cho‘zilishi, ya’ni impulslarni kengayishidir. Impulslar kengayib, bir birini qoplaydi, simvollararo buzilishlar yuzaga keladi va qabul qilishda impulslar ketma-ketligidan uzatilgan foydali informatsiyani ajratib bo‘lmay qoladi. Dispersiya o‘tkazish qobiliyatini kamaytirib, optik tizimlarni ish tezligini chegaralaydi.Odatda dispersiya bir kilometr hisobida meyorlashtiriladi va ps/km da o‘lchanadi.
XULOSA
1. Hozirgi zamon texnikasida axborotni optik uzatishning afzalliklari va qo‘llash sohalari ko‘rib chiqildi.
2. Optik aloqaga oid asosiy ma’lumotlar, ochiq optik aloqa va tolali optik aloqa, tolali optik aloqa tizimlarining tuzilish prinsiplari o’rganildi.
3. Optik axborotni uzatuvchi manbalar ularning turlari, tavsif va parametrlari o‘rganildi.
4. Lazer diodlarga xos muhim xususiyatlaridan biri bu vatt – amper xarakteristikasi atrof muhit temperaturasiga bog’liqligi.
5. Optik signal tola orqali uzatilganda yorug‘lik to‘lqinlarini tola muhiti bilan chiziqli va nochiziqli o‘zaro ta’siri natijasida signal quvvatini yo‘qolishidan optik signal so‘nadi.
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO’YXATI
1. Landsberg G.S. Optika. –T.: «O’qituvchi» nashriyoti, 1981.
2. Raxmatullaеv. M. Umumiy fizika kursi. -T.: 1995.
3. Гуревича С.Б. Оптическая обработка информации. –М.: 2007.
4. Ионов А.Д., Попов Б.В. Волновые линии связи. –М.: «Радио и связь», 2006.
5. http://www.Ziyonet.uz
6. http://www.Atdt.tuit.uz/dl
7. http://www.fizika.ayp.ru›
8. http://www.dic.academic.ru
9. http://www.optika.ucoz.ru›index