Facebook   Twitter   Youtube   Myvideo   Mail  App Store  

მნიშვნელოვანი თარიღები

17 ივნისი, 2008 |
ტელეკომუნიკაციის მიმმართველი სისტემები

                                                   

 საერთაშორისო საკაბელო მაგისტრალური ხაზები

 

v     როგორი იყო საკაბელო კავშირის განვითარების ისტორია მისი დასაწყისიდან დღემდე?

v     რა განვითარება ჰპოვა საკაბელო ტექნიკამ ბოლო 150 წლის მანძილზე?

v     რა ძირითადი პრინციპები უძევს საფუძვლად სახმელეთო და წყალქვეშა საკაბელო მაგისტრალურ კავშირგაბმულობას?

v     რომელი მნიშვნელოვანი გადაცემის  ბოიჭკოვან-ოპტიკური საკაბელო მაგისტრალებია საქართველოში?

v     როდის შეიმუშავეს პირველი ელექტრონული გამაძლიერებელი ელექტრონულ მილაკებზე?

v     როდის იქნა გამოყენებული  პირველი გამაძლიერებლები და რეგენერატორები საკაბელო კავშირგაბმულობაში სახმელეთაო  და წყალქვეშა მაგისტრალებში?

v     რომელი ტექნოლოგიის საკაბელო მაგისტრალები დომინირებენ  ამჟამად ხმელეთზე და წყალქვეშ.?

v      რომელია ყველაზე პერსპექტიული ბოჭკოვან-ოპტიკური საკაბელო მაგისტრალი? რა ტიპის მულტიპლექსირება გამოიყენება მასში?

v     ოპტიკური ბოჭკოს მუშაობის სამი ფანჯარა.  ტალღების რომელ დიაპაზონს მოიცავენ ისინი?

v     როგორი ტიპის გამაძლიერებელის გამოგონებამ შეუწყო ხელი ოპტიკურ-ბოჭკოვან სისტემებში რეგენერაციული უბნებს შორის მანძილის მნიშვნელოვნად გაზრდამ?

v     კავშირის რომელი სისტემა უზრუნველყოფს საიმედოდ და მაღალი ხარისხით შეტყობინების გადაცემას?

v     არის თუ არა კავშირი დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრების გამოყენებით  წყალქვეშა საკაბელო მაგისტრალებით კავშირის ალტერნატივა?

v     როგორ შეიძლება შევადაროთ ერთმანეთს ელექტრული და ბჭკოვან-ოპტიკური კაბელები სიახშირის გატარების ზოლის (ორგანიზებული არხების რაოდენობის) მიხედვით?

 

 

საკაბელო მაგისტრალებს ზოგადად მიმმართველ სისტემებს უწოდებენ. მიმმართველი სისტემების მეშვეობით შესაძლებელია ელექტრომაგნიტური ტალღების საშუალებით შეტყობინება გადავცეთ ერთი, გარკვეული მიმართულებით. რადიოსისტემების  საშუალებით ელექტრომაგნიტური ენერგია გადაიცემა პრაქტიკულად ყველა მიმართულებით და გარემოში: ეთერში, წყალში, მიწაში, კოსმოსში. რადსიოსარელეო ხაზებით ელექტრომაგნიტური ენერგია (შეტყობინება) მართალი გადაიცემა ერთი გარკვეული მიმართულებით ეთერის ვიწრო ზოლში, მაგრამ, მაინც აქვს ადგილი რადიოტალღების გაშლას. მიმმართველ სისტემებს მიეკუთვნება: ელექტრული (სიმეტრიული და კოაქსიალური) და ბოჭკოვან-ოპტიკური საკაბელო ხაზები, ქალაქის, სოფლის კაბელები, საჰაერო ხაზები, საანტენო-საფიდერო მოწყობილობები, ზოლოვანი ხაზები და სხვა. ასეთი სისტემებით გადაიცემა სხვადასხვა სახის ინფორმაცია: სატელეგრაფო, სატელეფონო,  მონაცემები და ინტერნეტი, სატელევიზიო სიგნალები, ტელემეტრული ინფორმაცია, ტელექსი, ფაქსი და ა.შ.

მითითებულ მიმმართველ სისტემებს შორის კავშირგაბმულობის საკაბელო საშუალებები დომინირებენ.

 

საკაბელო ტექნიკა, მისი სრულყოფა დაკავშირებულია მეცნიერების მთელი რიგი დარგების მიღწევასთან. კერძოდ:  -  სპილენძის, ფოლადის, ალუმინის, ცინკის და გამტარების წარმოებასთან, სხვადასხვა მეთოდის მულტიპლექსირების (დამამკვრივებელი, შემამჭიდროვებელი) სისტემების შექმნასთან,  საიზოლაციო მასალების, გამომსხივებელი წყაროს  აღმოჩენასთან და ა.შ. თუ თავდაპირველად საქმე გვქონდა ელექტროკაბელებთან, შემდგომ ეტაპზე და ამჟამად ყველაზე პერსპექტიულ მიმმართველ სისტემად მიჩნეულია ოპტიკური ბოჭკო. ამ შემთხვევაშიც ბოჭკოვან-ოპტიკური საკაბელო მაგისტრალების განვითარებას გასაქანი მიეცა ოპტიკური კაშირგაბმულობისათვის მნიშვნელოვანი გამომსხივებელი  წყაროს, ლაზერის ეფექტის აღმოჩენის შემდეგ. ამ  ეფექტის აღმოჩენაში ამერიკელ ჩარლზ სტოუნს, საბჭოთა მეცნიერებს ბასოვს და პროხოროვს  1964 წელს ნობელის პრემია მიენიჭათ. თუმცა, ოპტიკურ ბოჭკოში სხივის გატარების ეფექტი და მისი პერსპექტიულობა მრავალი წლით ადრე გამოთქმული იყო ამერიკელი ფიზიკოსის რობერტ ვუდის მიერ.

ამჟამად ოპტიკურ კავშირგაბმულობაში გამოიყენება მრავალი ტიპის და მოდიფიკაციის საკაბელო ხაზები, ფიდერები, ტალღგამტარები, ზოლოვანი ხაზები. თუმცა მატი გამოყენების სფერო მოიცავს ადამიანის საქმიანობის ყველა სფეროს: როგორიცაა: თავად კავშირგაბმულობა (საერთაშორისო და საქალაქთაშორისო, ქალაქის, სოფლის სატელეფონო ხაზები), რადიოტექნიკა, საანტენო - საფიდერო მოწყობილობები, გემები, თვოთმფრინავები, კოსმოსური სადგურები და საფრენი აპარატები, საყოფაცხოვრებო და სამედიცინო ტექნიკა და სხვა.

         წარმოგიდგენთ მიმმართველი სისტემების გამოყენების მოკლე ისტორიას საერთორისო კავშირგაბმულობაში, კერძოდ, სახმელეთო და წყალქვეშა კავშირგაბმულობის მაგისტრალებს.

 

პირველი საკაბელო ხაზები გაყვანილ იქნა ხმელეთზე, რადგან მიწაში ჩადებული გამტარების იზოლაცია შედარებით იოლი მოსახდენი იყო. წყალქვეშა კაბელების გაყვანა მოითხოვდა საიზოლაციო ტექნიკის სრულყოფას და თვით ზღვაში მისი გაყვანის ტექნოლოგიის დამუშავებას.

·                                      1735 წელს პარიზის მეცნიერებათა აკადემიამ სამხრეთ ამერიკაში მოაწყო ექსპედიცია, რომლის მიზანი იყო დედამიწის გეგრაფიული მერიდიანის რკალის გაზომვა. ექსპედიციის ერთ-ერთი მონაწილე გეოგრაფი შარლ კონდამინი იკვლევდა ფლორას მდინარე ამაზონის გასწვრივ.  მან ყურადღება მიაქცია იმას, რომ იქაური  ინდიელები იყენებდნენ რძისფერ წვენს, რომელსაც იღებდნენ ამაზონის ხეობაში არსებულ მაღალი, ხალიანი მცენარების გაჭრილი კანიდან. ამ წვენით ფარავდნენ საკვებ პროდუქტს და ეს სითხე რამოდენიმე ხანში მკვრივდებოდა და წყლისთვის გაუმტარი ხდებოდა. ველურები ასეთ სითხეს ”კაო-ცუ”-ს უწოდებდნენ, რაც მათ ენაზე ”მცენარის ცრემლებს” ნიშნავს. ასე შემოვიდა ევროპაში კაუჩუკის ნაკეთობები: რეზინის წაღები (კალოში), სხვა ნაკეთობები და მათ შორის იზოლაცია, რომელიც გამოყენებულ იქნა საკაბელო მრეწველობაში საიოზოლაციო მასალის სახით.

·                                      1840 წელს აღმოჩენილ იქნა რეზინის წარმოების ძირითადი პროცესი-კაუჩუკის ვუკლკანიზაცია. ნატურალური კაუჩუკის წვენი ლატექსი - წარმოადგენს მცენარე გებეის პროდუქტს. ხოლო მცენარების წვენიდან, რომელსაც ველურები უწოდებდნენ იზონანდრა-გუტტა და იზონანდრა-პერჩა, მიღებულ იქნა კაუჩუკის მონათესავე ნივთიერება გუტტაპერჩი

 

            სახმელეთო (მიწისქვეშა) საკაბელო ხაზები

 

·                                      კავშირგაბმულობის ხაზები წარმოიშვნენ ელექტრული ტელეგრაფის გამოგონებასთან ერთად. 1812 წელს შილინგმა სანკტ-პეტერბურგში მოახდინა წყალქვეშა მინის აფეთქების დემონსტრირება,  რომლისთვისაც გამოიყენა იზოლირებული გამტარი. თუმცა,  შილინგმა პრაქტიკულად გამოიგონა არა კაბელი, არამედ გამტარი, რადგან თავდაპირველად მას საქმე ჰქონდა ერთგამტარიან ან ორგამტარიან მავთულთან  (მინების ასაფეთქებლად), ხოლო შემდგომ რვაგამტარიან მავთულთან.  შილინგი ამ გამტარებს ხელით ფარავდა ნედლი არავულკანური კაუჩუკის მასით, რომელიც წარმოადგენდა არასრულყოფილ, მაგრამ  პირველ საიზოლაციო მასალას.

·              ამჟამად საერთაშორისო, საქალაქთაშორისო, ქალაქის და სოფლის ქსელებში გამოიყენება ურთულესი კონსტრუქციის სიმეტრიული, კოაქსიალური, ზოლოვანი, რადიოსიხშირული, ბოჭკოვან-ოპტიკური მრავალი კონსტრუქციის და ტიპის კაბელები.

·                                      სულ ოციოდე წლის წინ სსრკ-ში არსებული კავშირგაბმულობის საერაშორისო და საქალაქთაშორისო მთლიანი მაგისტრლებიდან  არხ-კილომეტრების 75% მოდიოდა საკაბელო (სიმეტრიულ და კოაქსიალურ) კაბელებზე, (12- 15)%-საჰაერო ხაზებზე,  (5-7)% რადიოსარელეო ხაზებზე და (3-4)% რადიოხაზებზე. ამჟამად ეს სტრუქტურა ასეთი არ არის. სიმეტრიული და კოაქსიალური საკაბელო მაგისტრალები მნიშვნელოვან წილად შეიცვალა ბოჭკოვან-ოპტიკური საკაბელო მაგისტრალებით, თანდათან გამოიდევნა აგრეთვე საჰაერო ხაზები. კიდევ უფრო ცხადი გახდა მუდმივი კონკურენცია შემდეგ სამ ძირითად მიმართულებას შორის: კავშირი საკაბელო ხაზებით, კავშირი დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრების საშუალებით და კავშირი რადიოშეღწევის საშუალებებით (მობილური, Wi-MAX, Wi-f-Fi და ა.შ.) თუმცა უმეტესად ეს პრინციპები ერთმანეთს არ გამორიცხავენ, პირიქით ერთმანეთს ავსებენ.

·                                      მრავალწყვილიანი სიმეტრიული კაბელები ძირითადად გამოიყენება ქალქის სატელეფონო ქსელებში. ხოლო 4-7 ოთხეულოვანი  ასიმეტრიული კაბელები - მაგისტრალურ საქალქათაშორისო და საერთაშორისო კავშირებისათვის, კოაქსიალური კაბელები - საერთაშორისო და სქალაქთაშორისო კავშირებისათვის. თუმცა, ბოლო პერიოდში ბოჭკოვან-ოპტიკური კაბელები იდება როგორც საერთაშორისო და საქალქთაშორისო (სახმელეთო და წყალქვეშა), ისეც ქალაქის სატელეფონო ქსელებში სატელეფონო და ინტერნეტის არხების ორგანიზების მიზნით.

·                                      1836 წელს ინგლისელმა დევიმ წამოაყენა წინადადება საიზოლაციო მასალით გაჟრენთილი მავთულების ჩაედოთ მილში.

·                                      1840 წელს უისტონმა ინგლისში 0,9 მ.სიღრმეზე და  30 კმ. სიგრძეზე თუჯის მილებში ჩადო  სატელეგრაფო ხაზი.

·                                      1841 წელს იაკობიმ (რუსეთი) გაიყვანა პირველი ორგამტარიანი 363 მეტრიანი ხაზი სანკტ-პეტერბურგში, რომელმაც ერთმანეთს დააკავშირა ზამთრის სასახლე და მთავარი შტაბი.

·                                      1842 წელს  იაკობის მიერ სანკტ-პეტერბურგში აგებულ იქნა 2,7 კმ. სიგრძის მეორე ხაზი, რომელმაც ერთმანეთთან დაკავშირა ზამთრის სასახლე და საგზაო მიმოსვლის სამმართველო.

·                                      1851 წელს მოსკოვსა და სანკტ-პეტერბურგს შორის რკინიგზის ხაზის აგებასთან  ერთად გაყვანილ იქნა სატელეგრაფო კაბელი, რომელიც იზოლირებული იყო გუტტაპერჩით. (ერთ-ერთი პირველი საიზოლაციო მასალას გუტტაპერჩს ამაჟამად სტომატოლოგები კბილის პლომბებში იყენებენ.

·                                       ქალაქის პირველი  კაბელები შეადგებოდა  54  ძარღვისაგან (მავთულისაგან).

·                                      1855-1857 წლებში პარიზში გამოცდილ იქნა მიწისქვეშა გაყვანილობის შემდეგი სახით: 10 შიშველი გამტარი გაჭიმული იყო 60-80 მ. სიგრძეზე  ჩადებული იყო  1.2 მ.სიღრმის და  0,9 მ. სიგანის ტრანშეეში. მავთულების მდგომარეობა ფიქსირდებოდა რკინის სავარცხლების საშუალებით. სავარცხლის კბილებს შორის დაშორება იყო 2,5 სმ. ტრანშეის ძირი დაფარული იყო მკვრივი ქაღალდით, ხოლო კედლები ხის დაფებით. ასეთ ფორმაში ჩასხმული იყო 65% ასფალტით და 25 % გარეცხილი გრავით. გამტარების  სახით გამოყენებული იყო არა სპილენძის, არამედ ცინკით დაფარული ფოლადის  მავთულები.

·                                      მნიშვნელოვან თარიღად საკაბელო ტექნიკის განვითარებაში შეიძლება მიჩნეულ იქნას 25 კილომეტრიანი კალკუტა-კადგერის სატელეგრაფო კაბელის ადიპურ-რადჟატს შორის მონაკვეთის ჩადება ინდოეთში. 50 მუშას დღეში  გაჰყავდა 300-510 მ. ხაზი (საშუალოდ თვეში 8 კილომეტრი). სამუშაო დაიწყო 1851 წლის 5 ნოემბერს და დამთავრდა 1852 წლის 7 თებერვალს.

 

·                                      როგორ შეიძლება ერთმანეთს შევადაროთ სიმეტრიული კაბელები და კოაქსიალური კაბელები?

                      სიმეტრიული კაბელი შედგება სიმეტრიული წყვილისაგან და წარმოადგენს ელექტრომაგნიტური თავსებადობის თვალსაზრისით  ”ღია სისტემას”. ასეთი კაბელი  შედგება სიმეტრიული წყვილებისაგან: წყვილი შედგება ორი იდენტური, ერთნაირი იზოლაციით დაფარული გამტარებისაგან. წყვილების სხვადასხვა სახის გრეხვის შედეგად უზრუნველიყოფა კაბელის კონსტრუქციული სიმტკიცე და მოქნილობა. გრეხვის მიხედვით სიმეტრიულ კაბელებში გამოიყენება შემდეგი გრეხვის ტიპები: წყვილური, ვარსკვლავური, ორმაგი წყვილური, ორმაგი ვარსკვლავური, რვაობითი -  წყალქვეშა კაბელებისათვის)

        კოაქსიალური კაბელი ელექტრომაგნიტური თავსებადობის თვალსაზრისით წარმოადგენს ”ჩაკეტილ სისტემას” შედგება კოაქსიალური და სიმეტრიული წყვილებისაგან, კოქასიალური წყვილი წარმოადგენს ორ გამტარს: შიგა მთლიანი კონსტრუქციის გამტარი (სიმეტრიული წყვილის ერთი გამტარის ანალოგიური) და მეორე მილისებური გამტარისაგან, რომელშიც განათავსებული პირველი გამტარი, ანუ ამ გამტარებს გააჩნიათ ერთი ღერძი. ეს გამტარები გამხოლოებულია იზოლაციით. ასეთი კონსტრუქცია ნაკარნახევი იყო იმით, რომ მაღალ სიხშირეებზე ზედაპირული ეფექტის გამო დენი გადის არა გამტარის მთელ კვეთში, არამედ გამტარის გარე ზედაპირის ძალზე თხელ ფენაში. ეს იდეა 100 წლელზე მეტი ხნის წინ ინგლისელმა ინჟინერმა რობერტ ალსტონმა წამოაყენა.

ამჟამად მსოფლიოს ყველა კონტინენტი ანტარქტიდის გარდა დაფარულია უამრავი სიმეტრიული, კოაქსიალური, ბოჭკოვან-ოპტიკური კაბელებით, მათ შორის მიწისქვეშა, მიწისსზედა, კიდული, წყალქვეშა კაბელებით. გავრცელება ჰპოვა მაგისტრალურმა კაბელებმა. რომლებიც განთავსებულია მაღალი ძაბვის ელექტროგადამცემ ხაზებზე. მაღალი ძაბვის ელექტროგადამცემი ხაზებზ ოპტიკურ-ბოჭკოვანი საკაბელო ხაზის განთავსება მნიშვნელოვან მოგებას იძლევა, რადგან საჭირო არ არის კაბელების გაყვანა ტერიტორიებზე, რომლებიც როგორც წესი, ეკუთვნის სხავადასხვა უწყებას, კერძო საკუთერებაშია, ან რიგ შემთხვევაში მათი გაყვანა ძალზედ ძვირი ჯდება (გაყვანის  შემთხვევაში საჭირო ხდება მათი შეთანხმება, საკადასტრო ოპერაციები, ხიდებისა და აკვედუკების აგება და ა.შ.).

·                    1930-იან წლებში განვითარება დაიწყო გადაცემის მრავალარხიანმა     (მულტიპლექსირებულმა) სისტემებმა. თადადაპირველად ერთ წყვილში ხდებოდა არხების ორგანიზება სიშირული მეთოდების გამოყენებიოთ. ამ პროცესს არხების დამკვრივება, შემჭიდროვება ანუ    მულტიპლქსირება,  ეწოდება.  გადასაცემი სიხშირის სპექტრის გაფართოებამ და კავშირის არხების გამტარუნარიანობისაკენ  მისწრაფებამ სპეციალისტები მიიყვანა ახალი კაბელების კონსტრუქციის შექმნამდე.

·                    1935 წელს მაღალსიხშიროვანი დიელექტრიკის ეკსაპონის, მაღალსიხშიროვანი კერამიკის, პოლისტიროლის, სტიროფლექსის  და ა.შ. შექმნით სპეციალიოსტები მივიდნენ ახალი კონსტრუქციის - კაოქსიალური კაბელის კონსტრუქციამდე.

·                    1965 -19767 წლებში გამოჩნდა საცდელი ტალღგამტარული ხაზები ფართოზოლოვანი ინფორმაციის გადასცემად, აგრეთვე კრიოგენული (ასეთი სისტემები ეფუძნება კრიოგენულ ტექნიკას.  აბსოლუტურ ნულთან ახლო ტემპერატურაზე გამტარი იძენს  ზეგამტარობის თვისებას, როდესაც გამტარის წინაღობა თითქმის ნული ტოლია, ხოლო მილევადობა  - მინიმალური.

·                    1970 წლიდან აქტიურად დაიწყო მუშაობა ბოჭკოვან-ოპტიკური კაბელების შემუშავებისა და დანერგვისათვის, რომელშიც  გამოყენებული იყო ხილვადი და  ინფრაწითელი სპექტრული დიაპაზონი. ბოჭკოვან-ოპტიკური ტექნოლოგიაები ამჟამად ძირითად როლს ასრულებს მაგისტრალურ  კავშირგაბმულობაში. ეს კაბელები წარმოადგენენ ATM, SDH, PDH, SONET და სხვა ტექნოლოგიების საფუძველს.

 

 

ქ      საქართველოში მოქმედი ბოჭკოვან-ოპტიკური მაგისტრალები

 

ტრანს-აზია ევროპის ბოჭკოვან ოპტიკური (ტაე)  საკაბელო მაგისტრალი

 

·                    ”ბუნდესტელეკომი”-ის (გერმანია) და ჩინეთის სახალხო რესპუბლიკის კავშირგაბმულობის დამინისტრაციის ინიციატივით   1992 წელის შეიქმნა საერთაშორისო საორგანიზაციო კომიტეტი,  რომელსაც უნდა მოეხდინა  ტაე-ს პროექტის რეალიზაცია. 

·                    1994 წელს უკრაინის კავშირგაბმულობის ადმინისტრაციის ინიციატივით განხილულ იქნა  ტაე-ს საკაბელო მაგისტრალის ვარიანტი (ე.წ. მაგისტრალის ზედა შტო),  რომელიც გადიოდა საქართველოს ტერიტორიაზე. ამავე წელს პეკინში საქართველო ოფიციალურად ჩაერთო პროექტის მონაწილეებს შორის.

·                    ტაე შედგება ორი შტოსაგან. საქართველოს ტერიტორიაზე გადის  მაგისტრალის ჩრდილოეთის შტო. ფოთში ტაე განშტოვდება ჩრდილოეთისაკენ ფოთი -სოჭი-ნოვოროსიისკის მიმართულებით.

 

·                    ტაე-ს მონაცემები ასეთია:

-  მაგისტრალის საერთო სიგრძე - 27 0000 კილომეტრი.

მაგისტრალი იწყება შანხაიში (ჩინეთი) და მთავრდება მაინის ფრანკფურტში (გერმანია). იგი გაივლის  შემდეგ ქვეყნებს: ჩინეთი, ყაზახეთი, უზბეკეთი, ტაჯიკეთი, თურქმენეთი, ყირგიზეთი, ქვედა შტო: თურქეთი, საბერძნეთი, ბულგარეთი, რუმინეთი,გერმანია, ზედა შტო: აზერბაიოჯანი, სომხეთი, საქართველო, რუსეთის ფედერაცია, უკრაინა, ბელორუსი. პროექტის აკვატორია მოიცავს ქვეყნებს  დაახლოებით 200-240 მილიონი  მოსახლეობით.

     - გადაცემის სისტემები: - STM-16 , აგრეთვე განშტოებებზე STM-4.

 - მაგისტრალის სიგრძე საქართველოს საზღვრებში შეადგენს 678 კილომეტრს, მათ შორის:- ფოთი თბილისი-378 კმ., თბილისი -  სომხეთის საზღვარი- 80 კმ.თბილისი აზერბაიჯანის საზღვარი- 126 კმ.

·              პროექტში მონაწილეობენ გერმანია,. ავსტრია, პოლონეთი, რუმინეთი, უკრაინა, სომხეთი, აზერბაიჯანი, თურქეეთი, ირანი, პაკისტანი, ავღანეთი, თურქმენეთი, ტაჯიკეთი, ყირგიზეთი, უზბეკლეთი, ყაზახეთი, ჩინეთი.

·              საქართველოს ტერიტორიაზე მაგისტრალი გაივლის შემდეგ დასახლებულ პუნქტებს: ბოლნისი, რუსთავი, დმანისი, თბილისი, გორი, ხაშური, ზესტაფონი, ქუთაისი, სამტრედია, ზუგდიდი,

        ამ ეტაპზე თბილისში პოტენციალური 126 E1  არხიდან ათვისებულია 76 E1 არხი, აქედან: 27 საერთაშორისო კავშირზე, 49 ადგილობრივ კავშირზე. მაგისტრალის შესაძლებლობა ძალზედ მაღალია და საჭიროების შემთხვაეავსი შესაბამისი მულტიპლექსორების გამოყენებით ორგანიზება გავუკეთოთ რამოდენიმე ათას  E1 არხს.

 

 

ქ      გადაცემის ბოჭკოვან-ოპტიკური სისტემა საქართველოს რკინიგზის ხაზის გასწვრივ

 

                     ეს პროექტი წარმოადგენს ამიერკავკასიის რკინიგზის ხაზის გასწვრივ გადაცემის ბოჭკოვან -ოპტიკური საკაბელო მაგისრტრალის ნაწილს (საქართველოს მონაკვეთს)

 

·              მაგისტალის საერთო სიგრძე 1200 კილომეტრია. საქართველოს მონაკვეთის სიგრძე 540 კმ. ეს პროექტი წარმოადგენს ტაე-ს ალტერნატივას საქართველოს მონაკვეთზე. იგი გაივლის  პრაქტიკულად ყველა იმ ქალაქს, რომელიც განლაგებულია საქართველოს რკინიგზის ხაზის გასწვრივ.

 

ქ      სხვა პროექტები ბოჭკოვან-ოპტიკური საკაბელო ხაზების გამოყენებით

 

 

·              თბილისის სატელეფონო ქსელში ჩადებულია რამოდენიმე კომპანიის ათეული კილომეტრი სიგრძის  ოპტიკური მაგისტრალი და აგებულია რგოლური ქსელი SDH და ATM ტექნოლოგიების გამოყენებით.

·              ბოჭკოვან - ოპტიკური მაგისტრალები გაყვანილია რამოდენიმე ოპერატორი კომპანიის მიერ, ამთ შორის ინტერნეტის ქსელებისათვის.

 

ქ                   რა უპირატესობა გააჩნიათ კოაქსიალურ კაბელებს   სიმეტრიულ კაბელებთან შედარებით?

 

კოაქსიალურ წყვილს (შესაბამისად კოაქსიალურ კაბელს) სიმეტრიულთან შედარებით  გააჩნია შემდეგი უპირატესობა:

-               მცირე კილომეტრული მოლევადობა;

-               დიდი გატარები ზოლი ანუ მეტი არხების ორგანიზების შესაძლებლობა. კაბელის მულტიპლექსირების დროს (ძირითადად გამოიყენება სიხშირული (ანალოგურ სისტემებში) და დროითი (ციფრულ სისტემებში) მულტიპლექსირება;

-               მაღალი ფარდობა სიგნალი/ხელშეშლა (ანალოგურ სისტემებში);

-                მაღალი   ხელშეშლამდგრადობა (ციფრულ სისტემებში). კერძოდ, თუ სიმეტრიულ კაბელებში შეცდომათა ალბათობა მიიღწევა 10-5, (ერთი შეცდომა 10 00 სიმბოლოს გადაცემისას) კოაქსიალურ კაბელებში ეს შეადგენს 10-6, (ერათი შეცდომა 1 მილიონი სიმბოლოს გადაცემისას);

-               ჩაკეტილი კონსტრუქციის გამო ელექტრომაგნიტური ტალღები კოასიალური წყვილის გარეთ არ ვრცელდება, ამიტომ მაღალია კოაქსიალური წყვილების (მთლიანად კოაქსიალური კაბელის) დაცულობა;

 

 

 

 

ქ      რა უპირატესობა გააჩნიათ ბოჭკოვან-ოპტიკურ კაბელებს ელექქტრულ კაბელებთან შედარებით?

 

       -  ოპტიკური კაბელი შედგება იოტიკური წყვილებისაგან. ეს წყვილი მზადდება სილიციუმისაგან და შედგება შიდა გულარისა და გარე გარსაცმისაგან. შიდა გულარას გააჩნია რამდენადმე მაღალი  გარდატეხის კოეფიციენტი, ვიდრე  გარსაცმს. ამის გამო ორი გარემოს გამყოფ ზედაპირზე ადვილად ხდება სხივის (ლაზერის, შუქდიოდის)  გრდატეხა და გავდრცელება  ხაზის გასწვრივ;

     - გაცილებით ფართე გატარების (რამოდენიმე ასეულჯერ მეტი)   ზოლი; რაც საშუალებას იძლევა თეორიულად ერთ ოპტიკური ბოჭკოთი ორგანიზება გავუკეთოთ რამოდენიმე ათასჯერ მეტ არხს მაგალითად ციფრულ სატელეფონო არხს, რომლის სტანდარტული სიჩქარეა 64 კბტ/წმ-ში. ართოზოლოვნებისა და  გამტარუნარიანობის თვალსაზრისით ოპტიკური ბოჭკო ისე შეედარება ელექტრულ წყვილს, როფორც  მაგალითად მდინარე ამაზონი მტკვარს. (მდ. ამაზონის სიგანე სათავესთან ახლოს 5-7კმ-ია, შუა წელში 30-35კმ, ხოლო შესართავთან - 120-150 კმ), მტკვარი კი შესართავთან რამოდენიმე ასეული მეტრია).

       - კაბელის სიმსუბუქე (დაახლოებით 10 ჯერ ნაკლები);

        - მაღალი ხელშეშლამდგრადობა (10-8-10-12);

       - კონფიდენციალობა.  ელექტრომაგნიტური გამოსხივება ლოკალიზდება თავად კაბელში, რადგან მუშაობს ოპტიკურ დიაპაზონში (0,85; 01,3; 1,55, 2,6 მკმ ტალღის სიგრძე), ამიტომ შეუძლებელია ინფორმაციის მოხსნა;

      -  ოპტიკური გამტარებისათვის საჭირო მასალის სიიაფე.

 

ქ      როგორ ვრცელდება ოპრიკური სხივი ოპტიკური ბოჭკოს  (შუქგამტარის) გასწვრივ და რა ფაქტორებმა განაპირობეს ოპტიკური ბოჭკოს უპირატესობა  ელექტრულ კაბელთან შედარებით ეკონომიურობის თვალსზრისით?

 

- ოპტიკური ბოჭკო მზადდება გადამდნარი კვარც-კრემნიუმისაგან  ((SiO2.) იმისათვის, რომ მოხდეს სხივის გარდატეხა გულარისა და გარსაცმის გამყოფ ზედაპირზე და გავრცელდეს ოპტიკური ბოჭკოს გასწვრივ   გულარას გარდატეხის მაჩვენებელი   (n1) მეტი იყოს გარსაცმის გარდატეხის გარდატეხის მაჩვენებელზე  (n2),  ანუ n1 > n2 . ამ მიზნით გულარას მასალას უმატებენ მცირე რაოდენობის გერმანიუმის ქვეჟანგს (GeO2),  ან ფოსფორის    ქვეჟანგს (P205).

- ერთ-ერთი მთავარი ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს ოპტიკური ბოჭკოს უპირატესობას არის მასში გამოყენებული მასალის SiO2 არადეფიციტურობა, მაშინ როდესაც ელექტრულ კაბელებში გამოყენებული პრაქტიკულად ყველა მასალა: გამტარი, ჯავშანი, დამცავი გარსაცმი და სხვა, რომლებიც მზადდება სპილენძის,   ტყვიისა და ფოლადისაგან  დეფიციტურია.  სახელდობრ: მაშინ, როდესაც კრემნიუმის შემცველობა დედამიწის ქერქში შეადგენს მისი მთელი  მასის 29,5%, ელექტრულ კაბელებში გამოყენებული მასალების შემცველობა შეადგენს - ალუმინის - 8,05%, საუკეთესო გამტარებიდან: სპილენძის - 0,0047%, ვერცხლის - 0,000007%, ოქროს - 0,0000004%, გარსსაცმისა და ჯავშნის მასალა - რკინა (4,65%), ტყვია  (0,0016%);

- ვინაიდან  ბოჭკოვან-ოპტიკური კაბელი გაცილებით უფრი ფართოზოლოვანია, ვიდრე ელექტრული კაბელი, ოპტიკური არხით შესაძლებელია გაცილებით უფრო მეტი ციფრული არხების ორგანიზება, ვიდრე ელექტრული კაბელით და უზრუნველიყოფა უფრო მაღალი სიჩქარე, რაც საბოლოო ჯამში განაპირობებს  ერთი არხ-კილომეტრის მცირე ღირებულებას.

 

 

 

                            ნაკლოვანი მხარეები

 

-   ოპტიკური ბოჭკოს მსხვრევადობა, პრეციზიულობა მოღუნვაზე;

-  ოპტიკურ ბოჭკოზე რადიაციული გამოსხივების გავლენა;

- სხვადასხვა სახის დისპერსია (ოპტიკური ხაზის გასწვრივ ციფრული სიგნალის  გაფართოება ოპტიკურ მოჭკოსი მიდინარე ფიზიკური პროცესების გამო).

 

 

 

                               

 

 

                წყალქვეშა საკაბელო მაგისტრალები

 

·                    1849 წელს წამოყენებულ იქნა პროექტი ინგლისსა და საფრანგეთს შორის წყალქვეშა კაბელის ჩადების შესახებ. პროქტი წარმოადგინეს ინგლისელმა ძმებმა ბრეტტებმა. ჯონ ბრეტტი იყო  ყოფილი ანტიკვარულ ფასეულობათა ვაჭარი, ხოლო ჯეკობი -ტელეგრაფიის ინჟინერი. 

·        1850 წლის 28 აგვისტოს ორთქმავალმა  ბუქსირმა ”გოლიაფმაერთ დღეში ინგლისურ ქალაქს დუვრსა და ფრანგულ ქალაქ კალეს შორის  ჩადო  პირველი საზღვაო კაბელი. თუმცა ამ კაბელს მხოლოდ პირობითად შეიძლება ეწოდოს კაბელი. ის წარმოადგენდა სპილენძის 2 მმ-იან ძარღვს (მავთულს), რომელიც დაფარული იყო 5,5 მმ გუტტაპერჩით. ამ კაბელით გადასცეს მხოლოდ რამოდენიმე სიტყვა, რომლის შემდეგაც შემთხვევით ის გაითიშა მეთევზეთა კარჭაპით.

 

·        1851 წელს დუვრს (საფრანგეთი) და  სანგატს (კალესთან ახლოს) 50 მ სიღრმეზე ჩაიდო პირველი ნამდვილი საზღვაო სატელეგრაფო კაბელი ეს ისტორიული ტრასა არჩეულ იქნა ინგლისსა და საფრანგეთს შორის რკინიგზის გვირაბის გასაყვანად მე-20 საუკუნეში. ოთხი სპილენძის გუტტაპერჩით  იზოლირებული ძარღვები, რომლებიც, შეგრეხილი იყო ერთმანეთთან და სპირალურად შემოსაზღვრული იყო მრგვალი 7,5 მმ დიამეტრის ფოლადის მავთული. ამ სისტემამ საიმედოდ იმუშავა. მალე ჩადებული იქნა წყალქვესა საკაბელო მაგისტრალები: ინგლისი-ირლანდია, ინგლისი-ბელგია, იტალია-კორსიკა, კორსიკა-სარდინია, სარდინია -აფრიკა, ბალაკლავა - ვარნა და ა.შ.

·        1866 წელს ექსპლოატაციაში შევიდა ტრანსატლანტიკური     სატელეგრაფო მაგისტრალი საფრანგეთსა და აშშ-ს შორის.

·        1879 წელს კასპიის ზღვაში ბაქოსა და კრასნოვოდსკს შორის ჩადებულ იქნა პრველი წყალქვეშა კაბელი  რუსეთში.

·                          კაბელების კონსტრუირება, დამზადება  და გაყვანა ხორციელდებოდა ცდისა და შეცდომების მეთოდით. ყოველი მესამე ექსპედიცია წარუმატებლად მთავრდებოდა: ხდებოდა კაბელების გაწყვეტა ან მწყობრიდან გამოსვლა ერთ-ორ წელიწადში. ასე, 20 000 კილომეტრი წყალქვეშა კაბელიდან, რომელიც ჩადებულ იქნა პირველ 10 წელიწადში, მუშა მდგომარეობაში იყო მხოლოდ  5 000 კილომეტრი.

·                          1857 წელს, მიუხედავად რიგი წარუმატებლობისა, დაიწყო ელექტრული ტელეგრაფის ნამდვილი ბრძოლა  ატლანტის ოკეანესთან. პირველმა ექსპედიციებმა ფიასკო განიცადეს. კაბელი წყდებოდა და ორივეჯერ მისი 500.. 600 კმ. ნაწყვეტები   ოკეანის ფსკერზე რჩებოდა. მესამე ცდა 1958 წლის აგვისტოში წარმატებული აღმოჩნდა. ორმა გემმა ”აგამემნონმა” და ”ნიაგარამ” ჩადეს 3800 კილომეტრი  საკაბელო ხაზი  ირლანდიის ბუხტა ვალენსიასა და ყურეს შორის ნიუფაუნდლენდის  აღმოსავლეთ სანაპიროზე. ამ ხაზით 1958 წლის 16 აგვისტოს გადაიცა პირველი ტელეგრამა ევროპასა და ამერიკას შორის. ეს იყო ბრიტანეთის დედოფლის ვიქტორიას  გზავნილი, რომელიც იწყებოდა სიტყვებით: ”დედოფალს სურვილი აქვს მიულოცოს პრეზიდენტს უდიდესი საერთაშორისო სამუშაოების დამთავრება, რომელმაც ჩვენთან უდიდესი ინტერესი გაომიწვია”.  ამერიკა ზეიმობდა, გუგუნებდნენ ქარხნების მილები, ჰაერში ისროდნენ ფეიერვერკებს. მაგრამ ორი კვირის შემდეგ კაბელის   იზოლაციის გარღვევის გამო ხაზი სამუდამოდ გამოვიდა     მწყობრიდან.  საჭირო გახდა კიდევ რვა წელი საბოლოო გამარჯვების მისაღწევად. კაბელის შესაქმნელად ჩართული იყვნენ საუკეთესო მეცნიერები და ინჟინრები. ახლა უზარმაზარი ღონისძიებას წარმატებისათვის არ ყოფნიდა ორი კომპონენტი:  გემი, რომელიც ჩადებდა კაბელს, და ადმიანი,  რომელიც შეძლებდა ამ საქმის ხელმძღვნელობას.

·                                                  საირუს ფილდი - იყო ის პიროვნება, რომელმაც ეს საქმე ითავა. ის არ იყო  არც მეცნიერი და არც ინჟინერი, მაგრამ ამ ხარვეზებს  ის ავსებდა უსაზღვრო ენერგიითა და ორგანიზაციული ტალანტით. მას მტკიცედ სწამდა, რომ შეძლებდა ამ ძნელი ამოცანის გადაჭრას, რადგან ძნელი ასახსნელია რატომ აირჩია მან კაბელის გასაყვანად ორთქმავალი ”გრეიტ-ისტერნ”-ი (სიგრძე - 210მ, წყალწყვა - 32 000 ტონა). მართლაც,  ამ გემს თავიდანვე ჰქონდა ხელმოცარვა: გემის წყალში ჩაშვების დროს დაიხრჩო მისი პირველი კაპიტანი, დაზიანდნენ მუშები, საცდელი ცურვის დროს გასკდა ორთქლის მილი და სასიკვდილოდ დაწვა რამოდენიმე მატროსი. განწყობა იყო ისეთი ცუდი, რომ ამ გემით ტრანსატლანტიკურ რეისში გაემგზავრა მხოლოდ  46 მგზავრი, მაშინ როდესაც მას შესაძლებლობა ჰქონდა მიეღო 4000 მგზავრი. ორთლქმავალმა გაბანკროტებამდე მიიყვანა მისი ბევრი მესაკუთრე და 1865 წელს ეს ორთქმავალი კაპიკებში გაიყიდა აუქციონზე.

·                                                  .....და მაინც 1866 წელს, რიცხვით მე-5 ექსპედიციამ შეძლო ირლანდიას და ნიუფაუნდლენდს შორის საიმედო სატელეგრაფო კაბელის ჩადება. მალე ეკიპაჟმა აღმოაჩინა და ოკეანის ფსკერიდან ამოიღო კაბელის ბოლო, რომელიც ჩაწყდა ერთი წლით ადრე მისი ჩადების დროს, მეოთხე ექსპედიციის დროს. ეს კაბელი გააგრძელეს და მიიყვანეს ნიუფაუნდლენდამდე.

·                                                  ამრიგად, 1886 წლის შემოდგომაზე მოქმედება დაიწყო მუდმივმა ელექტროკავშირმა დედამიწის ორ ნახევარსფეროს შორის.

·                                                  სტეფან ცვაიგმა ამ ეპოქალურ მოვლენას მიუძღვნა ნოველა ”პირველი სიტყვა ოკეანიდან” ციკლში ”კაცობრიობის ვარსკვლავური საათები” ცვეიგი წერდა: ”არნახული გამარჯვება: დედამიწაზე აზროვნების ჩამოყალიბების შემდეგ პირველად, აზრი აზრის სისწრაფით გადაიცა ოკეანეს გავლით”.

·                                                  კაბელი შედგებოდა  სპილენძის 7 გამტარისაგან (წრედის მეორე  გამტარად გამოიყენებოდა ოკეანის წყალი); ოთხშრიანი გუტტარაპეჩის იზოლაცია, ჯავშნის ოთხი ფოლადის მავთული, ჯუთის ნახვევი, რომლის დანიშნულება იყო ხელოვნურად გაეზარდათ კაბელის დიამეტრი წყალში მისი წონის შემცირების მიზნით.

·                                                  1869 წელს ჩადებულ იქნა მესამე ტარანსატლანტიკური სატელეგრაფო  კაბელი ბრესტსა და  ნიუფაუნდლენდს შორის. შემდეგ ხუთი წლის მანძილზე ატალანტიკა გდაჭრა კიდევ  სამმა წყალქვეშა კაბელმა. ის  მნიშვნელოვანი იყო იმით, რომ მან გაიარა პირდაპირ ირლანდიას და აშშ-ს შორის ნიუფაუნდლენდში საშუალედო მიმღებ-გადამცემი სადგურის გარეშე. ამ ხაზის სიგრძე შეადგენდა 5700 კილომეტრს.

·                                                  შემდგომ ეტაპზე იმავე საუკუნეში ჩადებულ იქნა კაბელები წყნარ და ინდოეთის ოკეანეში, სამხრეთ ატლანტიკაში. ამაზე კარლ მარქსი  თავის ”კაპიტალში” წერდა: ”მთელი დედამიწა შემოხვეულია სარტელეგრაფო მავთულებით”.

·                                                  მე-19 საუკუნის ბოლოს ზღვებსა და ოკეანეებში ჩადებული იქნა 1750  სატელეგრაფო კაბელი 300 000 კმ საერთო სიგრძით. სწორედ ამ ამ კაბელებმა სხვა, სახმელეთო კაბელებთან ერთად დააკავშირეს კონტინენტები და შექმნეს მსოფლის კავშირგაბმულობის სისტემა.

·                                                  ტელეფონის გამოგონების შემდეგ გაჩნდა მოთხოვნა სატელეფონო კაბელებზე. სატელეგრაფო კავშირს ჭირდებოდა არაუმეტეს 100 ჰც სიხშირის ზოლი (გატარების ზოლო), ხოლო  დამაკმაყოფილებელი სატელეფონო კავშირისათვის აუცილებელია არანაკლებ 3000 ჰც. სიხშირე (სატელეფონო ხაზის სიხშირე (300-3400)კჰც.

·                                                  რაც მეტია სიხშირე, რომელიც ჭირდება ამა თუ იმ შეტყობინების გადაცემას, მით უფრო მეტია სიგნალის მილევა (ქრობა). ამის გამო, საჭიროა მისი პერიოდულად გაძლიერება. ციფრულ სისტემებში ამ მიზნით გამოყენებულია რეგენერატორები,   რომელთა მეშვეობითაც ხდება ციფრული სიგნალების პერიოდული აღდგენა და კვლავ გადაცემა. ამდენად, შედარებით მაღალი სიხშირის ზოლში ინფორმაციის გადასაცემად აუცილებელი გახდა მაძლიერებლების გამოყენება. (პირველი შეტყობენებები გადაიცემოდა ანალოგური ფორმით)

·                                                  გამაძლერებლების გამოყენება შესაძლებელი გახდა მე-19 საუკუნის შუა წლებში ელექტრონიკის ტექნიკის წარმატების შედეგად. შეიქმნა მილაკური გამაძლიერებლები, რომელთა კორპუსები წყალქვეშ უძლებდნენ  წყლის ასობით ატმოსფერულ წნევას. ბევრი მათგანი საიმედოდ და წარმატებით ფუნქციონირებდნენ წყალქვეშ  სოღრმეებზე 20 წლის განმავლობაში. მათი კვება ხორციელდებოდა მუდმივი დენით, რომელიც საშუალედო გამაძლერებლებს  მიეწოდებოდა იმავე კაბელით დამაბოლოვებელი სანაპირო სადგურებიდან.

·                                                  1900-1902 წლებში ჩატარებულ იქნა წარმატებული ცდა აემაღლებინათ გადაცემის სიშორე კაბელის წრედში ინდუქტივობის ხელოვნურად გაზრდის მიზნით (პუპინის წინადადება),  აგრეთვე დენგამტარ ძარღვში ფერომაგნიტური გრაგნილის (კრარუპის წინადადება) ჩართვის გზით. ასეთმა ხერხმა პირველ ეტაპზე შესაძლებლობა მისცათ რამოდენიმეჯერ გაეზარდათ სატელეგრაფო და სატელეფონო კავშირის სიგრძე.

·                                                  1912-1913 წლებში აღმოჩენილ და ათვისებულ იქნა ელექტრონული მილაკების წარმოება.  1917 წელს კოვალენკოვის მიერ შემუშავდა  და გამოიცადა  გამაძლიერებელი ელექტრონულ მოლაკებზე. 1923 წელს განხორციელდა   სატელეგრაფო კავშირი გამაძლიერებლებით მაგისტრალზე ხარკოვი-მოსკოვი პეტროგრადი.

·                                                  პირველი წყალქვეშა გამაძლიერებელი გამოყენებული იქნა 1943 წელს ირლანდიის ზღვაში ჩადებულ  საკაბელო მაგისტრალზე.

·                                                  1956 წლის 25 სექტემბერს შედგა ტრანსატლანტიკური სატელეფონო მაგისტრალის ოფიციალური გახსნა დიდ ბრიტანეთსა და აშშ-ს შორის, რომელსაც ეწოდა TAT-1.  ამ კაბელში 3 კჰც-იანი არხების რიცხვი შეადგენდა 48-ს. შემდგომ წლებში ჩადებულ იქნა  შემდეგი ტრანსატლანტიკური წყალქვეშა კაბელები: 1959წ. - TAT-2 (საფრანგეთი -აშშ, 3 კჰც-იანი არხების რიცხვი - 48), 1961წ.- კანტატ-1 (დიდი ბრიტანეთი- კანადა, 3 კჰც-იანი არხების რიცხვი - 80), 1963 წ.- TAT-3 (დიდი ბრიტანეთი -აშშ,  3 კჰც-იანი არხების რიცხვი - 128), 1965წ.-  TAT-4 (საფრანგეთი-აშშ,  3 კჰც-იანი არხების რიცხვი - 138),     1970 წ.- TAT-5 (ესპანეთი-აშშ,  3 კჰც-იანი არხების რიცხვი - 845),   1974წ.-კანტატ-2 (დიდი ბრიტანეთი-კანადა, 3 კჰც-იანი არხების რიცხვი - 1840), 1976 წ.- TAT-6 (საფრანგეთი-აშშ, 3 კჰც-იანი არხების რიცხვი - 4000),  1983 - TAT-7 დიდი ბრიტანეთი-აშშ,  3 კჰც-იანი არხების რიცხვი - 4000), 1977 წელს ჩადებულ იქნა ოკეანის საზომით შედარებით მოკლე   ”პენკან-3” ესპანეთსა და კანარის კუნძულებს შორის, რომლის გადაცემის სისტემა საშუალებას იძლევა ორგანიზება გაუკეთდეს 5500 სატელეფონო არხს (1,9—19)მგჰც  და (27,2-44,3) მგჰც სიხშირეთა დიაპაზონში.

·                                                  1956 პირველი წყალქვეშა საკაბელო მაგისტრალის   ეპოქალური მოვლენის შესახებ ცნობილი მწერალი-ფანტასტი არტურ კლარკი წერდა ”დამთავრდა. ამ მომენტიდან მე-20 საუკუნის ერთ-ერთი ტექნიკური სასწაული ჩვეულებრივი მოვლენა გახდა ”.

       მითითებული ჯავშნიანი  კოაქსიალური კავშირის ორკაბელიან სისტემაში თითო კაბელი  ერთი კოქსიალური წყვილისაგან შედგებოდა. ტრანსოკეანის მონაკვეთზე შოტლანდიასა და ნიუფაინდლენდს შორის ჩადებულ იქნა ორი კაბელი-ერთი  აღმოსავლეთიდან  დასავლეთისაკენ (ევროპიდან ამერიკისაკენ) მეორე უკუმიმართულებით. თითოეულ მათგანში ჩამონტაჟებული იყო 51 ღრმა წყლისთვის განკუთვნილი გამაძლიერებელი ცილინდრულ, მოქნილ ჰერმეტულ  კორპუსში, რომლებიც  დაცული იყო ორფენოვანი ფოლადის ჯავშნით მავთულისაგან   და შესაძლებლობა ჰქონდა გაეძლო  8 კილომეტრიანი ოკეანის წყლის სისქისათვი. გამაძლიერებლის სიგრძე  2,5 მ, ხოლო სიგანე 0,71 მეტრი იყო. (შემდეგ ეტაპზე შესაძლებელი გახდა დაემზადებინათ გამაძლიერებელი ერთკაბელიანი ორმხრივკავშირიანი სისტემისათვის).

·                                         1962-1963 წლებში ჩრდილოამერიკის კონტინენტი შეუერთდა ავსტრალიის კონტინენტს საკაბელო სატელეფონო მაგისტრალით ”კომპაკ” (ვანკუვერი-ჰავაის კუნძულები - კუნძული ფიჯი-ახალი ზელანდია-სიდნეი).

·                                         მთლიანად 1965-1967 წლებში 20-ზე მეტმა წყალქვეშა მაგისტრალმა სხვადასხვა მიმართულებით გადაკვეთა ატლანტის და წყნარი ოკეანეები. ამრიგად, წყალქვეშა კაბელების საშუალებით უზრუნველყოფილია მდგრადი, ატმოსფეროს მგავლებისაგან დაცული კავშირი კონტინენტებს შორის.

დანართში (წყალქვეშა საკაბელო მაგისტრალების მსოფლიო რუკა) წარმოდგენილია ძირითადი  წყალქვეშა საკაბელო მაგისტრალები  რომელზეც მითითებულია  ზოგიერთი, მნიშვნელოვანი საკაბელო მაგისტრალის სიგრძე.

·                          თანამედროვე გადაცემის ბოჭკოვან -ოპტიკური სისტემები მნიშვნელოვან რევოლუციური განვითარების პროგრესს განიცდის. შემუშავებულია გცბოს-ის მულტილრქსირების მრავალი ვარიანტი, რომელთა შორისაც ამ ეტაპზე ყველაზე დიდი გამოყენება ჰპოვა ელექტრონულ დროითი მულტიპლექსირების სისტემებმა (ETDM). ასეთი სისტემა შედგება ელექტრონული და ოპტიკური ფუნქციონალური კვანძებისაგან. კერძოდ, ოპტო-ელექატრონულ კვანძებს წარმოადგენენ ელექტრონულ-ოპტიკური და ოპტო-ელექტრონული  გარამქმნელები, რომლებიც განთავსებულია დამაბოლოებელ მოწყობილობებში და რეგენერატორებში. რეგენერატორებს შორის მანძილი 120-240 კილომეტრია. სისტემის მაქსიმალური სიჩქარე შეიძლება შეადგენდეს 40 გბიტ/წმ. ამჟამად, ყველაზე პერსპექტიულ გადაცემის ბოჭკოვან-ოპტიკურ სისტემად მიჩნეულია  (OTDM). ამ სისტემაში ყველა კვანძი ოპტიკურია.  ერთ ოპტიკურ ბოჭკოში შეიძლება სხვადასხვა ოპტიკურ გადამტან სიხშირეზე მოხდეს 64 და მეტი დამოუკიდებელი ოპტიკური არხის ორგანიზება, ამასთან, თითოეულ არხში სიჩქარე შეიძლება იყოს არანაკლებ ETDM - ში მიღწეული სიჩქარისა (40 გბიტ/წმ). ამდენად, არხების საერთო რაოდენობა თანამედროვე OTDM სისატემებში შეიძლება იყო 100-ჯერ მეტი, ვიდერე ETDM  სისტემებში. გამაძლერებლის სახით  ასეთ სისტემაში გამოყენებულია ერბიუმის გამაძლერებელი  EDFA.  ეს არის უთანამედროვესი ტექნოლოგაია ოპტიკურ კავშიგაბმულობაში.

·                          ერბიუმის აგმაძლიერებლის საშუალებით შესაძლებელია მანძილი რეგენერატორებს შორის 1000 კილომეტრამდე გაიზარდოს. გბოს-ში სოლიტონების გამოყენებით კი თეორიულად შესაძლებელია რეგენერატორები განთავსდეს ყოველ 40 000 კილომეტრზე.  ეს დედამიწის დამეტრიის გარშემოწერილობაა!!

·                          თანამედროვე სახმელეთო და წყალქვეშა მსხვილ ოპტიკურ მაგისტრალებში, რომლებშიც გამოიყენება ATM, SONET ტექნოლოგიები  და ოპტიკური კაბელები ორგანიზებული სატელეფონო არხების რიცხვი 40-50 ათას სატელეფონო არხს შეადგენს. იმავდროულად ასეთი ერთმოდიანი კაბელებით ორგანიზებულია რამოდენიმე ასეული სატელევიზიო არხი, ფაქსი, ტელექსი, ინტერნეტი....

·                          არსებობს ოპტიკურო ბოჭკოს მუშაობის სამ ფანჯარას 1-0,85 მკმ.; 2 - 1,3 მკმ, 3.1,55 მკმ.

·                          განასხვავებენ ერთმოდიან და მრავალმოდიან ოპტიკურ ბოჭკოებს, ხოლო გარადატეხის მაჩვენებლის პროფილის მიხედვით არსებობს ოპტიკური ბოჭკოს მრავალი სახე: სწორკუთხოვანი, გრადიენტული, დისპერსიის კომპენსაციით და ა.შ

·                          პირველი ოპტიკური კაბელები მრავალმოდიანი იყო, რომლებიც მუშაობდნენ 0,85 მკმ. დიაპაზონში. ამჟამად ძირითად მუშაობა მიდის ერთმოდიან ოპტიკურ ბოჭკოებზე, რომლებიც მუშაობენ 1,55 მკმ სიგრძის ტალღებზე. ერთმოდიან ოპტიკური ბოჭკოს გულარას დიამეტრი 8-10 მიკრომეტრია (ადამაინის თმის სისქეზე 5-ჯერ ნაკლები), ხოლო გარსაცმი 125 მკმ. მიმდინატებს უფრო მაღალი სიგრძის დიაპაზონის (6-10 მკმ) ათვისება..

·                          პირველი თაობის ტრანსსაოკეანო ბოჭკოვან-ოპტიკური ხაზებზე გადაცემის სიჩქარე შეადგენდა 280 მბტ/წმ. ერთი ციფრული სტანდარტული სატელეფონო არხის სიჩქარე შეადგენს 64 კბტ/წმ. ამ შემთხვევაში ოპტიკური ბოჭკოს თითოეული წყვილით ოპრგანიზებული იყო 4000 სატელეფონო არხი.

·                          ერთ-ერთ მნიშვნელოვანი განსხვავება ელექტრულ და ოპტიკურ კაბელებს შორის  არის ის, რომ ელექტრულ კაბელებში გვაქვს მხოლოდ ერთი კოქსიალური წყვილი, ამასთან,  თანამედროვე ტექნოლოგია საშუალებას იძლევა ამ ერთი კოქსიალური წყვილით მოხდეს არხების ორგანიზება როგორც პირდაპირი, ისე უკუმიმართულებით.  ოპტიკური კაბელი კი შედგება რამოდენიმე ოპტიკური წყვილისაგან. ამის გამო ელექტრული კაბელი აერთებს მხოლოდ ორ პუნქტს, მაშინ როდესაც შესაძლებელია ოპტიკური კაბელის განშტოება და თითოეული ოპტიკური წყვილი შეიძლება გაყვანილ იქნას სხვადასხვა პუნნქტში და გამოყენებულ იქნას დამოუკიდებლად. მაგალითად, პირველმა გაყვანილი ოპტიკურმა კაბელმა ერთმანეთს დააკავშირა არა მხოლოდ აშშ და ინგლისი, არამედ, მეორე წყვილით საფრანგეთი, მესამე წყვილი სარეზერვო იყო. .

            1991 წელს ჩადებულმა კაბელმა ერთმანეთს დააკავშირა უკვე ხუთი ქვეყანა: ინგლისი, საფრანგეთი და ესპანეთი კანადასა დაამერიკას (ამასთან, ერთად ახორციელებს კავშირს ინგლისსა და ესპანეთს შორის).

 

 

v     როგორც იტყვიან:  კბილი მოუსინჯეს

 

                     მწერალი არტურ კლარკი წიგნში ”ხმა ოკეანის გავლით” აღწერს შემთხვევას, როდესაც 1932 წელს სარემონტოდ ამოღებულ კაბელს ამოყვა მასში  გახვეული დიდი მკვდარი  ვეშაპი. მაგრამ, უფრო ხშირად მსხვრპლი თვით წყალქვეშა კაბელებია. მაგალითად, 1986 წელს ზვიგენებმა დააზიანეს ოპტიკური კაბელი, რომელიც ჩადებული იყო კანარის კუნძულებს შორის. გამოთქმული იყო შეხედულება, რომ ზვიგენები, რომლების ინდერფერენტულები არიან ელექტრული კაბელების მიმართ, რატომღაც თავს ესხმიან მხოლოდ ოპტიკურ კაბელებს.  (თუმცა რაიმე ლოგიკაში ეს არ ჯდება). მაგრამ ეს შეხედულება გაფანტულ იქნა 1987 წელს ამერიკელმა მეკავშირეებმა ნიუ-იორკის ბუნების ისტორიის მუზეუმს მუზეუმს აჩუქეს 350 ჩამტვრეული ზვიგენის კბილი, რომელიც ამოღებულ იქნა სხვადასხვა სატელეგრაფო და სატელეფონო კაბელებიდან.  როგორც იტყვიან ზვიგენებმა კაბელებს კბიული მოუსინჯეს!

         იხტიოლოგები გამოთქვამენ შეხედულებას, რომ ზვიგენებს უნარი აქვთ შეიგრძნონ ძალზე  სუსტი ელექტრულ ველები და მოიპოვონ საკვების სწორედ ”ელექტრეულ გარემოში”. ყველა წყალქვეშა კაბელში რეგენერატორების კვებისათვის გადის მუდმივი ელექტროდენი, რომელიც კაბელის ირგვლივ ქმნის ელექტრულ ველს. ასე, რომ ზვიგენების აგრესიულობა გასაკვირი არ არის. მაგრამ ძირითადად საფრთხე წყალქვეშა კაბელებზე ზვიგენებისაგან არ მოდის.

 

            მაინც რა არის ეს  ”საფრთხე ”?:

 

v     კავშირგაბმულობა რადიოსაშუალებებით

 

·                                      რადიოს აღმოჩენის დღიდავე დაიწყო კონკურენცია საკაბელო კავშირსა  და რადიოკავშირს შორის.  ინგლისელი რადიონჟინერი უილიამ ეირტონი ჯერკიდევ 1897 წელს არ ეჭვობდა, რომ მომავალში წყალქვეშა კაბელებს  ანტიკვარული ნივთების  მუზეუმს ჩააბარებდნენ..  ეს პრობლემა განსაკუთრებით მწვავედ დაისვა დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრების (დხთ) გაშვების შემდეგ.  პირველი დხთ გაშვებულ იქნა საბჭოთა კავშირის მიერ 19567 წლს. ამის შემდეგ დედამიწის ახლო (300-350)კმ, შორეულ (1500-2000)კმ და გეოსტაციონარულ (35-36) ათასი კილომეტრი გაშვებულ იქნა ასეულობით ხელოვნური თანამგზავრი: კავშირგაბმულობის (მათ შორის ტელევიზიის და რადიოს, ეკოლოგიური, სამეცნიერო - საკვლევი, ჯაშუშური, სამხედრო და სხვა მიზნებისათვის). ამჟამად მსოფლიოში ხელოვნური თანამგზავრების გაშვება შეუძლია მხოლოდ რამოდენიმე სახელმწიფოს: რუსეთის ფედერაცია, აშშ, ინგლისი, საფრანგეთი, იაპონია, ჩინეთი, ინდოეთი, პაკისტანი. ყოველდღე დედამიწის გარშემო ორბიტაზეა  2500-  3000 ხელოვნური თანამგზავრი. აქვე შეიძლება გავიხსენოთ მობილური კავშირგაბმულობის გლოიბალური სისტემები - ”ირიდიუმი” (შედგებოდა 64 თანამგზავრისაგან), ”გლომბალსტარი” (შედგებოდა 15-20 თანამგზავრისაგან)/

·                                      მე-20 საუკუნის სამოცდაათიან წლებში  ტექნიკურ ჟურნალებში გამოჩნდა სტატიები სათაურით: ”კაბელები იღებენ თანამგზავრების გამოწვევას””ბრძოლა კაბელებსა და თანამგზავრებს შორის” და ა.შ.   კოსმოსური რადიოკავშირგაბმულობის ფანტასტიური პროგრესის მიუხედავად წყალქვეშა კაბელები არა მარტო მიეცნენ დავიწყებას, არამედ პირიქით, მიიღეს სწრაფი განვითარების მძლავრი  იმპულსი.

         როგორც ვხედავთ საქმე ძირითადა ეხება კავშირგაბმულობის წყალქვეშა სატრანსპორტო მაგისტრალებს, კონტინენტებს შორის, სადაც ინფარმაციის გადაცემის სიჩქარე და მოცულობა ძალზედ მაღალია. რაც შეეხება ადგილობრივ, ქალაქის  კავშირს ამ  შემთხვევაში გამოიყენება როგორც საკაბელო კავშირი (ყველა სახის ინფორმაცია, მონაცემების გადაცემა ინტერნეტი (DSL ტექნოლოგიები), ისე რადიოკავშირი (მობილური კავშირი, რადიოსატელეფონო კავშირი ახალი ტექნოლოგიების Wi-Fi, Wi -Max გამოყენებით,  მონაცემების გადაცემა, ინტერნეტი).

 

 

·                                      კავშირის ამ ორ ალტერნატივას  აქვს თავისი უპირატესობა და ნაკლი:

      -თამნამგზავრების მხარეს უპიტარესობა  არის ერთდროულად ორგანიზებული კავშირგაბმულობის არხები, მცირე პირველად დანახარჯები. დანახარჯები გამოიხატება თანამგზავრის კონსტრუირებაში, მის აღჭურვაში სატელეკომუნიკაციო საშუალებებით და დედამიწის ორბიტაზე გაშვებაში (რაც ნაკლებია იმ სამუშაოებთან, რომელიც თან ახლავს კაბელების დამზადებას, სატელეკომუნიკაციო საშუალებებით, რეგენერატორებით აღჭურვას,  გაყვანას და შესაბამისი სამუშაოების ჩატარებას);

      -კაბელების მხარის უპირატესობა არის  მუშაობის დიდი ხანგრძლიობა, მაგალითად, თანამედროვე მაღალტექნოლოგიური წყალქვეშა  ოპტიკური საკაბელო  მაგისტრალის მუშაობის ხანგრძლიობა შეადგენს 25 წელს და მეტს,  მაშინ როდესაც თანამგზავრების ოპრბიტაზე სიცოცხლის ხანგრძლიობა 7-10 წელია;

     - კაბელებს გააჩნიათ გადაცემის უკეთესი ხარისხი. შეცდომათა ალბათობა გადაცემის ციფრულ სისტემებში შეადგენს (10-8-10-14), მაშინ როდესაც შცდომათა ალბათობა ციფრული თანამგზავრული კავშირის დროს ატმოსფერული ზემოქმედების გამო მხოლოდ (10-4-10-5) ფარგლებშია.

          მიმმართველი სისტემების განვითარების ისტორიის  შემდეგ ნაწილში მოგითხრობთ მსოფლიოში ერთ-ერთი ყველაზე გრძელი ლონდონი - კალკუტას  საჰაერო სატელეგრაფო მაგისტრალის შესახებ, რომელიც მე-19 საუკუნეში აშენდა და საქართველოს ტერიტორიაზე გადიოდა.

 

        ამ ეტაპზე ინფორმაციის გაცვლა  ევროპასა და ამერიკას შორის  ხორციელდება პარიტეტულ საწყისებზე. მაგრამ მოსალოდნელია, რომ მომავალში თანაფარდობა  შეიცვალოს კაბელების სასარგებლოდ, რადგან კაბელების საშუალებით შესაძლებელია გადაცემულ იქნას გაცილებით დიდი მოცულობის და სიჩქარის ინფორმაცია, ვიდრე თანამგზავრული კავშირის საშუალებით, თანაც დაცული იქნება კონფიდენციალობა.

ტელეკომუნიკაციის მაგისტრალურ ხაზებზე გამოყენებულია შემამჭიდროვებელი (დამამკვრივებელი) აპარატურა, რომელსაც თანამედროვე ტექნოლოგიით მულტიპლექსორები ეწოდებათ. მულტიპლექსორები, რომლებიც ორგანიზებას უკეთებდნენ  2,4,6,12  (საჰაერო ხაზები), 30, 60, 120, 480, 1920  (სიმეტრიული და კოაქსიალური კაბელები) ანალოგური სატელეფონო არხს. თანამედროვე ტელეკომუნიკაციაში ძირითად გამოყენება ჰპოვა ბოჭკოვან-ოპტიკურმა ხაზებმა, რომელთა მულტიპლექსირება ხდება PDM-TDM, SDH/SONET-WDM/DWDM, ATM ტექნოლოგიების გამოყენებით. არსებობს ციფრული იერარქიის  სამი ძირითადი სისტემა: ამერიკული, იაპონური და ევროპული. (ადრეულ წლებში გამოიყენებოდა საბჭოთა სისტემაც). ამჟამად ATM ტექნოლოგიით მიიღწევა სიჩქარეები 64 კჰც/წმ-დან 40 გბტ/წმ-დე. SDH სისტემა STM აპარატურით უზრუნველყოფს  შემდეგ სიჩქარეებს: STM-1 - 155,52 მგბტ/წმ;  STM- 4 – 622, 08მბტ/წმ;  STM-16 – 2488მბტ/წმ, 32 მბტ/წმმბტ/წმ;  STM-64 – 9953, 28 მბტ/წმ;  STM-256 – 39813, 12 მბტ/წმ. ევროპული იერარქიას საფუძვლად უდევს არხების მიმდევრობა E1- E2 – E3 – E4 – E5 (რომელთა სიჩქარეები შესაბამისად არის:  2048, 8448, 34 368, 139 264, 564 992 კბტ/წმ. ეს იერაქია შესაძლებლობას იძლევა ორგანიზება გავუკეთოთ შესაბამისად 30,120, 480, 1920 და 7680  ციფრულ არხს. ერთი ციფრული სატელეფონო არხის სიჩქარეა  64 კბტ/წმ.

ყველაზე პერსპექტიულად ითვლება ბოჭკოვან-ოპტიკური კაბელის მულტიპლექსირების სისტემები: ელქტრონული დროითი მულტიპლექსირება - ETDM,  ოპტიკური მულტიპლექსირება -    OTDM  და ოპტიკური გადამტანის მრავალმოდური შემჭიდროვებული  მულტიპლექსირება - DWDM. ამ უკანასკნელში     ერთ ოპტიკურ არხში (ერთ ოპტიკურ ბოჭკოში) ერთმანთთან სხვადასხვა ტალღის სიგრძეებით  დაძრული ოპტიკური გადამტანების საშუალებით (რომელთა შორისაც მიღწეულია შუალედი 25 გჰც)  შესაძლებელია  გადაიცეს ისეთივე მოცულობის ინფორმაცია, როგორც ელქტრონული დროითი მულტიპლექსირების  ETDM პრინციპით გადაცემისას. ამჟამად არსებობს სტანდარტი, რომლითაც  შესაძლებელია ერთ ოპტიკურ ბოჭკოში  სხავადსხვა ტალღის სიგრძეზე  100--დე ოპტიკური გადამტანის არსებობა,  ანუ DWDM მულტიპლექსირების სისტემის გამოყენებით  შესაძლებელია ორგანიზება გავუკეთოთ 100-ჯერ მეტ არხს, ვიდრე ETDM  სისტემის შემთხვევაში. ამასთან, DWDM სისტემა შეიძლება მთლიანად ოპტიკური იყოს, ანუ ყველა მისი კვანძი - ოპტიკური კაბელი, რეგენერატორი ოპტიკურია. OTDM   სისტემაში რეგენერატორები ელეტრონულ- ოპტიკური და ოპტოელექტრონულია. რეგენერატორებს შორის მანძილი ასეთ სისტემებში ერბიუმის გამაძლიერებლის (EDFA) გამოყენებით (სისტემა მუშაობს 1,55 მკმ ტალღათა დიაპაზონში) შეადგენს 1000 კილომეტრს, მაშინ როდესაც ყველაზე საუკეთესო სტანდარტიზებულ კოაქსიალურ КМБ-4 კაბელში, მისი ანალოგური სისტემით მულტიპლექსირების (К-1920) შემთხვევაში  მანძილი გამაძლიერებლებს შორის შეადგენს 3 კმ.

 

დანართი- 1,     ტაე-ს  ბოჭკოვან-ოპტიკური საკაბელო მაგისტრალი

დანართი-2,  ბოჭკოვან-ოპტიკური საკაბელო მაგისტრალი საქართველოს რკინიგზის ხაზის გასწვრივ

დანართი 3       წყალქვეშა მაგისტრალების მსოფლიო რუკა