Tolali optik aloqa tizimlarini loyihalashtirish asoslari

TOLALI OPTIK ALOQA TIZIMLARINI LOYIHALASHTIRISH ASOSLARI
Reja:

16.1. Tizim va uzatish liniyalarini loyihalashga tizimli yondoshish asoslari.

16.2. Loyihalashga boshlang‘ich ma’lumotlar. Asosiy loyiha xujjatlari.

16.3. Loyihalashning asosiy bosqichlari.

16.4. Tolali optik uzatish liniyalarini loyihalash bo‘yicha asosiy qoidalar.

16.5. Uzatish liniyasi uchastkalarining uzunligini hisoblash va loyihalash.

Tizim va uzatish liniyalarini loyihalashga tizimli yondoshish asoslari
Loyihalashga tizimli yondashuv, yakuniy maqsadlarga erishishga judaham sezilarli ta’sir etuvchi, alohida qismlarning o‘zaro ta’sirini hisobga olgan holda, muayyan sharoitlarda aniq funksiyalarni bajaruvchi, to‘liqligicha yagona ob’ekt sifatida tizim va uning ishlashini o‘rganishni ko‘zlaydi. Bunda sistemologiya, sistemotexnika, operatsiyalarni tadqiq etish nazariyasi va matematik dasturlash nazariyasi kabitizimli fanlarning metodologiyasi vamatematik apparati muvaffaqiyatli ishlatilishi mumkin.

Tizimliyondashuvturliloyihalashbosqichlari (dastlabkieffekt, texnikloyiha, ilmiy tadqiqot ishi va b.q.) da amalga oshirilishi mumkin, biroq eng samarali effektgat izimning tuzilish sxemasi tanlanadigan va uning asosiy parametrlari baholanadigan, dastlabki loyihalash bosqichida erishiladi.

Optimal loyihalashga tizimli yondashuvning asosiy prinsiplarini quyidagicha ifodalash mumkin:

1. Optimal qismdan tarkib topgan tizim, umumiy holda optimal hisoblanmaydi. To‘liq holda tizimni optimallashtirish, qismlar bo‘yicha optimallashtirish bilan almashtirilganda, ko‘pincha xato xulosalarga olib kelishi mumkin. Qismlar bo‘yicha optimallashtirish to‘liq optimallashtirishda gidek natijalarga olibkeladi, faqatgina shu holdaki, qachonkitizimningbirqisminingparametrlariboshqaqisminingparametrlarinitanlashgata’siretmasa, buamaliyotdanisbatankamuchraydi.

2. Tizimnioptimallashtirishsonbo‘yichaaniqvayagona, optimallash-tirishmaqsadinimatematikko‘rinishdaaksettiruvchi, mezonbo‘yichaolibborilishikerak. Tizimningoptimallashtiriladiganparametrlariningfunksiyasiko‘rinishidanamoyonbo‘lgan, optimallikmezonimaqsadfunksiyasidebataladi. Qoidabo‘yichauyokibuusullarbilano‘zarobog‘liq, birnechaoptimallikmezonlariningmavjudligi, jarayonnilogiktugagungachaetkazishgaimkonbermaydi, sonbo‘yichaaniqmezonningmavjudemasligiishlabchiqaruvchitomonidanuningoldigaqo‘yilganvazifanietarlichatushinmasligixaqidadalolatberadi.

3. Tizimoptimallashtirilishikerak, qachonkioptimallashtiriladiganparametrlargasonlianiqchegaralarberilsa. Optimallashtirishsharoitlarigabog‘liqbo‘lganiuchuntizimningoptimalligidoimonisbiy, shartli. SHuninguchunoptimallashtirishsharoitlarirealsharoitlarbilanetarlichaaniqmoskelishikerak.

Optimaltizimlarniloyihalashmatematikusullarbilanamalgaoshiriladi, bundatizimningmatematikifodasiga, ya’niuningmatematikmodeliniishlabchiqishgazaruriyatyuzagakeladi. Matematik model asosini tizimning tashqi va ichki parametrlari o‘rtasidagi analitik nisbatlar (aloqa tenglamalari) tashkil etadi. Tashqi parametrlar tizimni foydalanuvchi nuqtai nazaridan ta’riflaydi. Xususan, bunday parametrlar xalaqitlarga bardoshlilik, kanallar soni, o‘tkazish qobiliyati, ishonchlilik, narxi, gabarit o‘lchami, og‘irligi va b.q. bo‘lishi mumkin. Ichki parametrlar tizimni ishlab chiqaruvchi nuqtai nazaridan ta’riflaydi. Uzatish tizimlari uchun bunday parametrlar quyidagilar hisoblanadi: modulyasiya turi, kod turi, o‘zgartirish pog‘onalarining soni, qo‘llaniladigan elementlarning turi va b.q. Keyingi boblarda keng ishlatilinadigan, analitik ko‘rinishdagi tizimning tashqi va ichki parametrlari o‘rtasidagi aloqa tenglamalari quyidagi natijalardan olinishi mumkin:

- nazariy tadqiqotlar (masalan, xalaqitga bardoshlilik, o‘tkazish qobiliyati, ishonchlilik va b.q. uchun aloqa tenglamalari),

- texnik – iqtisodiy hisoblashlar (masalan, narx – navo, keltirilgan xarajatlar va b.q. uchun aloqa tenglamalari),

- eksperimental bog‘liqliklar yoki emperik ma’lumot approksimatsiyasi (masalan, xatolik ehtimolligi, nutq signallarining aniqligi va b.q. uchun aloqa tenglamalari),

- tizim yoki uning kichik tizimlarini EHM da imitatsion modellashtirish natijasida (masalan, qo‘llaniladigan kod turiga bog‘liq holda xalaqitlardan himoyalanganlik yoki xatoliklar xarakteriga bog‘liq holda sinxronizatsiya tizimi parametrlari uchun aloqa tenglamalari).

Aloqa tenglamalaridan ba’zilari ehtimolli xarakterga ega, chunki signal, kanal va xalaqitlarning statistik xarakteristikalarini e’tiborga oladi.

Optimallashtirish masalasini echishda birinchi bosqichda ro‘yxat tuziladi, ya’ni e’tiborga olish kerak bo‘lgan omillar tanlanadi. Bu omillarni ishlatishning ruxsat etilgan chegaralarini aniqlash kerak. Bundan kelib chiqib, mumkin bo‘lgan ruxsat etilgan echimlar doirasi aniqlanadi. Keyingi bosqichda mezon va chegaralar tanlanadi. Maqsad (maqsadlar) loyihalashtiriladigan tizimning istalgan (maqsad etilgan) xolati sifatida, ya’ni rivojlantiruvchi natija sifatida aniqlanadi. Aytib o‘tilgandek, maqsadga erishish ko‘pgina xolatlarda, tizimning tashqi va ichki parametrlarining qiymati kabi ehtimolli xarakterga ega va nimani bajarish mumkin bo‘lishidan ajralmaydi. SHu tarzda, maqsadlar ularga erishish vositalaridan ajralmagan, bu maqsadlarga erishish doimo chegaralangan. Natijada, qoida bo‘yicha, maqsadlar ierarxiyasi shakllanadi, ulardan biri (asosiylari) mezonlar vazifasida, boshqalari chegara vazifasida namoyon bo‘lishi mumkin. Bunda ularni qarama – qarshi qo‘yish mumkin emas, oldin mezon bo‘lganlar, keyinchalik chegara bo‘lishi mumkin va aksincha.

Mezon – qaror qabul qilishning tanlangan variantining maqsadga muvofiqligini baholash imkonini beruvchi ko‘rsatkich. Mezonning matematik ta’rifi – mezonli yoki maqsadli, funksiya.

CHegara – ko‘riladigan variantlar sonini chegaralovchi, omillar.

Agar analitik ifoda yordamida u yoki bu Z masalaning maqsadini va unga erishish vositalari x_i ni bog‘lashga erishilsa, unda maqsadli yoki mezonli, W funksiya olinadi:

Z = W (X, T),
bu erda, X – boshqariluvchi o‘zgaruvchilar (maqsadga erishish vositalari); T – chegara (yo‘naltirilgan o‘zgaruvchilar).

Minimum yoki maksimum Z – optimallashtirish mezoni, qabul qilingan qaror samarasining chegaraviy o‘lchovini sonli ifodalovchi:

Z_{min (maks)} = W* (x₁*, x₂*,…, x_m*, T),
bu erda, x_i* - T chegaralarda boshqariluvchi o‘zgaruvchilarning optimal qiymatlari, i = 1, m.

Optimallashtirish masalalarini to‘g‘ri va teskari tashkil etish usullari farqlanadi. Masalan, to‘g‘ri tashkil etishda mezon sifatida S xarajatlar (kapital, ekspluatatsion va b.q.) birinchi o‘rinda turadi, lekin E qaror (ishonchlilik, xalaqitbardoshlilik, o‘tkazish qobiliyati, regeneratsiyalash uchastkasi uzunligi va b.q.) ning effekt yoki samaradorligi chegara hisoblanadi:

S_min = min (S₁, S₂, …, S_m), E ≥ E_te,

bu erda, E_te – effektning talab etiladigan qiymati (masalan, tayyorlik koeffitsienti).

Masalani teskari tashkil etishda mezon sifatida effekt (qaror samaradorligi) birinchi o‘rinda turadi, xarajatlar esa chegara hisoblanadi:
E_maks = maks (E₁, E₂, E_m), C< S _r.e,
Bu erda, S _r.e – ruxsat etilgan xarajatlar.

Axborotlashtirilganligiga bog‘liq holda optimallashtirish masalasi quyidagi sharoitlarda echilishi mumkin:

- aniqlilik, qachonki tizimning tashqi va ichki parametrlari bir qiymatli aniqlanganda;

- stoxastik (tavakkal, xavfli sharoitlarda), qachonki parametrlar qiymati tasodifiy xarakterga ega bo‘lsa, lekin ehtimolli xarakteristikalar bilan aniqlanishi mumkin;

- noaniqlilik, qachonki parametrlar qiymati noma’lum bo‘lsa, ya’ni xattoki ularning ehtimollik xarakteristikalari mavjud bo‘lmaydi.

Optimallashtirish masalalarini echish uchun qo‘llaniladigan, eng keng tarqalgan matematik metodlarga, aniqlilik sharoitlarida chiziqli va dinamik dasturlash usullari kiradi, tavakkal va xavfli sharoitlarda – statistik sinash usullari (Monte – Karlo usuli), noaniqlilik sharoitlarida – ierarxiyalarni taxlil qilish usullari kiradi [123].