XG-PON OPTIK ALOQA TEXNOLOGIYASINING ISHLASHINI TEKSHIRISH

THE VI INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE “SCIENTIFIC FOUNDATIONS FOR THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGIES OF A NEW LEVEL AND MODERN PROBLEMS OF AUTOMATION”, NOVEMBER 20, 2025 504 XG-PON OPTIK ALOQA TEXNOLOGIYASINING ISHLASHINI TEKSHIRISH A.S.Dospanov, A.Y.Baynazarov, M.P.Madreimov, Q.E.Joldasova Nukus davlat texnika universiteti, Nukus, O‘zbekiston https://doi.org/10.5281/zenodo.17801607 Anotatsiya. Tadqiqot natijalari XG-PON tarmog'ining amaliy sharoitlardagi ishlash xususiyatlarini aniqlashga, mavjud muammolarni aniqlashga va optimal ish rejimlarini taklif qilishga xizmat qiladi. Bu esa keyingi avlod keng polosali tarmoqlarni samarali loyihalash, joylashtirish va boshqarish uchun muhim asos bo'lib xizmat qiladi. Annotation. The research results serve to identify the performance characteristics of the XG-PON network under practical conditions, to determine existing problems, and to suggest optimal operating modes. This, in turn, serves as an important foundation for the effective design, deployment, and management of next-generation broadband networks. Kalit so‘zlari: XG-PON, optik tarmoq, passiv optik tarmoqlar, ishlashni baholash, bit xato darajasi (Bit Error Rate / BER), Q-faktor. Keywords: XG-PON, optical network, passive optical networks, performance evaluation, Bit Error Rate (BER), Q-factor. Optik tarmoq yuqori o'tkazish qobiliyati tufayli ko'proq qiziqish uyg'otmoqda va tarmoq terminallarida ishlov berish quvvati sarfini oshirish uchun tarmoqli kengligini oshirish talab qilinadi. Ushbu muammo passiv tarmoqlarni ko'plab ilovalarda yaxshi tanlovga aylantiradi. Passiv komponentlardan foydalanish narxi faol komponentlarga nisbatan pastroq, chunki u texnik xizmat ko'rsatish narxini pasaytiradi va quvvatni talab qilmaydi. Internetga talabning ortishi optik tarmoqlardan keng foydalanishga ham yordam beradi. Tolali ulanishlardan foydalanadigan keng polosali optik tarmoq dizaynlari ikki toifaga, faol va passiv optik tarmoqlarga bo'linadi. Har bir dizayn ma'lumotlarni ajratish va uni mo'ljallangan marshrutga yo'naltirish va kerakli foydalanuvchiga kelishini kafolatlash uchun afzalliklarni taqdim etadi. Kerakli optik tarmoqlar tomonidan xizmat ko'rsatishi kerak bo'lgan dastur asosida passiv yoki faol optik tarmoqlar tanlanishi mumkin. Passiv optik tarmoqlar (PON) energiya iste'moli nuqtai nazaridan optimal hisoblanadi va uzoq uzatish masofasini talab qilmaydigan va past quvvatga xizmat qiladigan ilovalarda keng qo'llaniladi. Passiv deganda hech qanday faol element bo'lmagan yoki quvvatsiz qurilmalar deb hisoblangan tarmoqlar tushuniladi. PON standartlarining ikkita konfiguratsiyasi mavjud. Nosimmetrik standart, bunda ma'lumotlar yo'nalishining yuqori va quyi oqimi bir xil bit tezligida ishlaydi. PON ning boshqa mavjud standarti assimetrik standart bo'lib, yuqorida ham, quyida ham har xil bit tezligi mavjud. Simmetrik tizim har ikki yo'nalishda ham 10 Gbit/s ish bit tezligiga ishora qiladi. Turli stsenariylar orqali ularning ishlashini tekshirish uchun XG-PON ning ikkita amalga oshirish dizaynidan foydalanilgan. Birinchi stsenariy XG-PON ni bitta transmissiya tolasidan foydalangan holda amalga oshirishni ta'minlaydi va boshqa stsenariy ikki tomonlama toladan foydalanishga asoslangan. Har bir dizayndagi kerakli komponentlar tasvirlangan. Ushbu ishning ahamiyati har xil turdagi optik tolalardan foydalangan holda turli tuzilmalarda XG-PON ning ishlashini o'rganishdir. Shuningdek, u nosimmetrik va assimetrik XG-PON ishlashini ham baholaydi. THE VI INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE “SCIENTIFIC FOUNDATIONS FOR THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGIES OF A NEW LEVEL AND MODERN PROBLEMS OF AUTOMATION”, NOVEMBER 20, 2025 505 Passiv optik tarmoqlarning turli ko'plab amalga oshirish harakatlari mavjud. Bu hujjatlarning barchasi bir-biridan farq qiladi, chunki ularning aksariyati faqat dizaynni taqdim etadi, qolganlari esa PONlarning ishlashini muhokama qiladi. Kashif Cisco ME4600 OLT va ONT/ONU yordamida GPON tarmog'ining asosiy dizayn tamoyillari va konfiguratsiyasini muhokama qilinadi. Optik tarmoq blokini amalga oshirishda Field Programmable Gate Array (FPGA) dan foydalanishni tushuntirib beradi. Yulduz tarmog'ida to'qnashuvning oldini olish uchun ma'lumotlar uzatish paketini boshqarish strategiyalarini muhokama qilinadi. WCDMPONning ikki tomonlama model dizaynini taqdim etadi va sifat omili asosida ishlashni baholaydi. Giga passiv optik tarmog'ining GPON ishlashini modulyatsiya formati bo'yicha qog'oz sifat omili va xatolik bit tezligini 2 va 2,5 Gbit/s tezlikda hisobladi. Tarmoq simulyatoridan foydalangan holda XG-PON modulining dizaynini taqdim etadi. Dinamik tarmoqli kengligi taqsimlashning optimallashtirilgan mexanizmi va tarmoq tuzilishi baholandi. Bitiruv ishida XG-PON ning uzatish turlariga asoslangan ishlashini o'rganishga qaratilgan. Metodologiya sifat omili yoki Q-faktor deb ataladigan optik tarmoqni baholash uchun ishlatiladigan muhim faktor, Q faktor tizimdagi energiya yo'qolishining tekshirishda quyidagicha aniqlash mumkin: Q= (μ1-μ2)/(σ1-σ0) μ1va μ2: mantiqiy 1 yoki 0 uzatilganda qabul qiluvchi signalning o'rtacha qiymatini ifodalaydi. σ1 va σ0: mos ravishda mantiq 1 va mantiq 0 ga mos keladigan standartdir. Bit xatolik darajasi transmitterning samaradorligini aniqlaydi, chunki u 10-9 dan kam bo'lmasligi kerak bo'lgan jami qabul qilingan bitlarda xato bo'lgan bitlar sonini ko'rsatadi. Ushbu maqolada bitta yo'nalishni ifodalovchi 1-rasmdagi blok diagrammada ko'rsatilganidek, optik tolaning turiga qarab XG-PONning ikkita dizayni ishlab chiqilgan. Ushbu ishda XG-PON ning ikki tomonlama model dizayni OptiSystem simulyatsiya dasturi yordamida amalga oshiriladi. U ikkita optik yorug'lik terminalini (OLT) turli xil optik tarmoqlar birliklarining ONUlariga ulash tuzilishini tasvirlaydi. Ushbu dizaynni uch qismdan ajratish mumkin: - Optik liniya terminali (OLT); - Optik tarqatish tarmog'i (ODN); - Optik tarmoq terminali (ONT). 2-rasmda ko'rsatilgan blok diagrammasi ikki tomonlama optik tarmoqni taqdim etadi. THE VI INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE “SCIENTIFIC FOUNDATIONS FOR THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGIES OF A NEW LEVEL AND MODERN PROBLEMS OF AUTOMATION”, NOVEMBER 20, 2025 506 1-rasm. Oddiy uzatish sxemasi 2-rasm. Ikki tomonlama sxema OLT blokining asosiy maqsadi ODN bo'ylab yoki ODN dan quyi oqimda yoki teskari yo'nalishda, masalan, yuqori oqimda qabul qilish uchun ODN bo'ylab axborot oqimini boshqarish funktsiyasini bajaradi. ONT odatda optik filtrdan, ko'chki fotodiodi AVD kabi fotodetektor qurilmasidan va regenerator bosqichidan iborat bo'lgan qabul qiluvchi tomonlarga xizmat qiladi. Ikki yo'nalishli tolalar OLT o'rtasida turli ONU larga ulanishni ta'minlash uchun ishlatiladi. Dizaynda OLT dan ONU ga quyi oqim uchun 1575 nm to‘lqin uzunligi va ONU dan OLT ga yuqori oqim uchun 1270 nm to‘lqin uzunligi ishlatiladi. Uzatish masofasini oshirish uchun 3dB teng bo‘lgan optik kuchaytirgich ishlatiladi. Optik tarqatish tarmoqlari konnektorlar, tolalar va quvvat ajratgichlarga tegishli bo‘lib hisoblanadi. Ushbu tahlilning maqsadi har ikkala turdagi optik tolali tolalar uzunligi va bit xatolik darajasi o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rsatishdir. 1-jadvaldagi natijalar turli uzunliklar uchun hisoblangan BER (Bit Error Rate) qiymatlarini ko'rsatadi. 1-jadvalda olingan natijalar BER omili bo'yicha oddiy uzatish va ikki yo'nalishli passiv optik tarmoqning ishlashini ko'rsatadi. 1-jadval Bir va ikki yo‘nalishli XG-PONning ishlashi THE VI INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE “SCIENTIFIC FOUNDATIONS FOR THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGIES OF A NEW LEVEL AND MODERN PROBLEMS OF AUTOMATION”, NOVEMBER 20, 2025 507 Optik turi Tarmoq Uzunlik (km) BER (Bit Error Rate) Bir yo'nalishli tola Ikki yo'nalishli tola 20 2.6633 ·10-19 30 6.5573 ·10-11 40 1.685 ·10-5 20 3.9383 ·10-29 30 1.2087 ·10-13 40 5.5244 ·10-7 1-jadvalda ko'rsatilganidek, natijalar ikki yo'nalishli tolaning barcha uzunlikdagi tolalar uchun bir yo'nalishli tolaga qaraganda yaxshiroq ishlashini ko'rsatadi. Bundan tashqari, optik tolali kabelning ikkala turi uchun ham uzunlikni oshirish orqali bit xatolik darajasi kamayadi. Uzunlik ikkala tur uchun 40 km dan oshganida, BER maqbul qiymati past bo'ladi. Ikki yo'nalishli tolaning dizayni bitta yo'nalishli sxemaga qaraganda ancha murakkab. Simmetrik XG-PONning ishlashi. Simmetrik XG-PON uchun ishlashni tekshirish 2-jadvalda ko'rsatilgan. Natijalar turli masofalarda o'lchangan BER va Q faktorini o'z ichiga oladi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, BER masofa ortishi bilan ortgan. Q-omil masofa ortishi bilan kamayadi. 2-jadval Simmetrik XG-PONning ishlashi Uzunlik (km) BER Q-faktor 10 1,3840x10-2 10,7977 20 1,5359x10-16 8,1475 30 2,06x10-12 6,9295 40 1,6361x10-6 4,6500 Natijalar Q-omil qiymati BER qiymati bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsional ekanligini ko'rsatadi. Asimmetrik XG-PONning ishlashi. Xuddi shunday, assimetrik XG-PON ishlashi bo'yicha tadqiqot BER va Q-omil bo'yicha amalga oshirildi va natijalar 3-jadvalda keltirilgan. 3-jadval Asimmetrik XG-PONning ishlashi O‘lshov birligi Parametr Uzunlik (Km) Bit Rate (BR) G Bit/s 10/5 10/2,5 BER 20 3,9383x10-29 6,2488x10-33 30 1,2087x10-13 4,6653x10-18 Q-factor 20 11,1296 11,8806 30 7,3159 8,7542 Natijalar shuni ko'rsatadiki, assimetrik bit tezligidan foydalanish BER va Q-omilni THE VI INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE “SCIENTIFIC FOUNDATIONS FOR THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGIES OF A NEW LEVEL AND MODERN PROBLEMS OF AUTOMATION”, NOVEMBER 20, 2025 508 yaxshilagan. Umumiy natijalar shuni ko'rsatadiki, tolaning optimal uzunligi 30 km dan kam, chunki bu diapazonda aloqa tizimining BER qiymati maqbul diapazonda bo‘ladi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, ikki yo'nalishli tola yaxshi ishlaydi, chunki u BER 6,5573×10-11 bo'lgan bir yo'nalishli tolaga qaraganda 1,2087 × 10-13 BERga ega. Ushbu ishda ikki tomonlama XG-PON tuzilishi tasvirlangan va simmetrik va assimetrik uzatmalar uchun baholangan. Baholash parametrlariga BR, BER va Q faktorlari kiradi. Ushbu ish ko'rsatilgan model dizayni turli uzunlikdagi tolalar va turli bit tezligini hisobga olgan holda ko'rib chiqilgan. Ishda tolaning turli masofalari uchun BER nuqtai nazaridan bitta va ikki tomonlama XG-PON ishlashi muhokama qilingan. Assimetrik tarmoqlar nosimmetrik tarmoqlardan ko'ra yaxshiroq ishlashga ega ekanligini ko'rsatdi, bu oqilona ko'rinadi, chunki yuqori va quyi oqim uzatish uchun turli to'lqin uzunliklaridan foydalanganda xatolar kamayadi. Shuningdek, oddiyroq uzatish va ikki yo'nalishli uzatishning dizayni va ishlashini o'rganib chiqiladi, bu yerda ikki tomonlama uzatishdan foydalangan holda XG-PON konfiguratsiyasi qo'shimcha komponentlarni talab qiladi va u yaxshi ishlashni ta'minlaydi. Xulosa Ushbu tadqiqot ikki tomonlama uzatish va asimmetrik bit tezligidan foydalanish XG-PON tarmog'ining ishlashini sezilarli darajada yaxshilashini isbotladi, bu esa keyingi avlod keng polosali tarmoqlarni loyihalashda ushbu konfiguratsiyalarning afzalligini ko'rsatadi. Tadqiqot natijalari keng polosali tarmoqlarni joylashtirish va boshqarish bo'yicha amaliy tavsiyalar uchun asos bo'lib xizmat qiladi. FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR 1. 1. В.А.Конышев, А.В.Леонов, О.Е.Наний, В.Н.Трещиков, Р.Р. Убайдуллаев. Оптическая революция в системах связи и ее социальноэкономические последствия // Прикладная фотоника. 2016. № 1. С. 15–27. 2. В.П.Шувалов, В.Г.Фокин. Пассивные оптические сети большого радиуса действия. – М.: Горячая линия – Телеком, 2018. 154 c. 3. D.Suvakovic, H.Chow, P.Anthapadmanabhan, K.Kanonakis, K.Lee, F. Saliou, X.Yin, B.Lannoo. Energy-Efficiency Improvements for Optical Access // IEEE Communications Magazine. 2014. Vol. 52. No 4. P. 136–144. 4. Baliga J. et al. Energy Consumption in Access Networks // Optical Fiber Communication / National Fiber Optic Engineers Conference, San Diego, CA, Feb. 5. 2008. [Электронный ресурс]. URL: https://www.osapublishing.org/abstract.cfm. 6. N.Cvijetic, D.Qian, J.Hu. 100 Gb/s Optical Access Based on Optical Orthogonal Frequency-Division Multiplexing // IEEE Commun. Mag. July 2010. P. 70–77.