دانلود مقاله در مورد فيبرنوري در شبكه ها 19 ص

دسته بندي : مقاله » مقالات فارسی مختلف
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 16 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏1
‏
‏ موضوع:فيبرنوري در شبكه ها
‏ ‏
‏
‏
‏ ‏ ‏ ‏فهرست
‏ بيشينه و پيشگفتار .......................................................................................... 4‏
‏2
‏كاربرد ‏ها‏.........................................................................................‏.............. ‏5
‏اهداف ..................................................................................................‏.‏...... ‏5 ‏
‏مراحل...................................................................................................‏.‏...... ‏8
‏توضيحات پيرامون فيبر نوري.............................................‏...‏.............................. ‏11
‏نتيجه گيري......................................................................................‏..‏...... ‏16‏
‏مراجع..........‏............................................................................................. ‏19
‏پيشينه‏ و‏ ‏پيش گفتار‏
‏ ‏ف‏يبر نوري چيست و كاربرد و عملكرد فيبر نوري چگونه است
‏ 
‏فيبر نوري يكي از محيط هاي انتقال داده با سرعت بالا است . امروزه از فيبر نوري در موارد متفاوتي نظير: شبكه هاي تلفن شهري و بين شهري ، شبكه هاي كامپيوتري و اينترنت استفاده بعمل مي آيد. فيبرنوري رشته اي از تارهاي شيشه اي بوده كه هر يك از تارها داراي ضخامتي معادل تار موي انسان را داشته و از آنان براي انتقال اطلاعات در مسافت هاي طولاني استفاده مي شود.
‏پس از اختراع لیزر در سال ‏۱۹۶۰‏ میلادی، ایده بکارگیری ‏فیبر نوری برای انتقال اطلاعات شکل گرفت. خبر ساخت اولین فیبر نوری در سال ‏۱۹۶۶ ‏هم‌زمان در انگلیس و فرانسه با تضعیفی برابر با؟ اعلام شد که عملا در انتقال ‏اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود تا اینکه در سال ‏۱۹۷۶‏ با کوشش فراوان ‏پژوهندگان، تلفات فیبر نوری تولیدی شدیدآ کاهش داده شد و به مقداری رسید که قابل ‏ملاحظه با سیم‌های هم‌محور بکاررفته در شبکه مخابرات بود.
‏فیبر نوری از ‏پالس‌های نور برای انتقال داده‌ها از طریق تارهای سیلکون بهره می‌گیرد. یک کابل ‏فیبر نوری که کمتر از یک اینچ قطر دارد می‌تواند صدها هزار مکالمه‏ٔ‏ صوتی را حمل کند . ‏فیبرهای نوری تجاری ظرفیت ‏۲‏٫‏۵‏ گیگابایت در ثانیه تا ‏۱۰‏ گیگابایت در ثانیه را ‏فراهم می‌‌سازند . فیبر نوری از چندین لایه ساخته می‌شود. درونی‌ترین لایه را هسته ‏می‌‌نامند. هسته شامل یک تار کاملاً بازتاب کننده از شیشه خالص (معمولاً) است. هسته ‏در بعضی از کابل‌ها از پلاستیک کا ملاً بازتابنده ساخته می‌شود، که هزینه ساخت را ‏پایین می‌‌آورد. با این حال، یک هسته پلاستیکی معمولاً کیفیت شیشه را ندارد و بیشتر ‏برای حمل داده‌ها در فواصل کوتاه به کار می‌رود. حول هسته بخش پوسته قرار دارد، که ‏از شیشه یا پلاستیک ساخته می‌شود. هسته و پوسته به همراه هم یک رابط بازتابنده را ‏تشکیل می‌‌دهند که با عث می‌شود که نور در هسته تا بیده شود تا از سطحی به طرف مرکز ‏هسته باز تابیده شود که در آن دو ماده به هم می‌‌رسند. این عمل بازتاب نور به مرکز ‏هسته را (بازتاب داخلی کلی) می‌‌نامند. قطر هسته و پوسته با هم حدود ‏۱۲۵‏ میکرون است (‏هر میکرون معادل یک میلیونیم متر است)، که در حدود اندازه یک تار موی انسان است. ‏بسته به سازنده، حول پوسته چند لایه محافظ، شامل یک پوشش قرار می‌گیرد
‏4
.
‏یک ‏پوشش محافظ پلاستکی سخت لایه بیرونی را تشکیل می‌‌دهد. این لایه کل کابل را در خود ‏نگه می‌‌دارد، که می‌تواند صدها فیبر نوری مختلف را در بر بگیرد. قطر یک کابل نمونه ‏کمتر از یک اینچ است .
‏از لحاظ کلی، دو نوع فیبر وجود دارد: تک حالتی و چند ‏حالتی. فیبر تک حالتی یک سیگنال نوری را در هر زمان انتشار می‌‌دهد، در حالی که ‏فیبر چند حالتی می‌تواند صدها حالت نور را به طور هم‌زمان انتقال بدهد .
‏ كاربردها‏:
● ‏فیبرنوری چه کاربردهای دارد؟
‏استفاده از ‏حسگرهای فیبرنوری برای اندازه‌گیری کمیت‌های فیزیکی مانند جریان الکتریکی، میدان ‏مغناطیسی، فشار، حرارت و جابجایی آلودگی آب‌های دریا، سطح مایعات، تشعشعات پرتوهای ‏گاما و ایکس بهره گرفته می‌شود. یکی دیگر از کاربردها فیبرنوری در صنایع دفاعی و ‏نظامی است که از آن جمله می‌توان به برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار، کنترل و ‏هدایت موشک‌ها و ارتباط زیردریایی‌ها اشاره کرد. فیبرنوری در پزشکی نیز کاربردهای ‏فراوانی دارد از جمله در دزیمتری غدد سرطانی، شناسایی نارسایی‌های داخلی بدن، جراحی ‏لیزری، استفاده در دندانپزشکی و اندازه‌گیری خون و مایعات بدن.
‏ظرفیت و سرعت ‏زیاد و ایمنی اطلاعات از دلایل اصلی استفاده از شبکه فیبرنوری است
‏فیبرنوری در ‏اندازه‌گیری کمیت‌های فیزیکی، صنایع دفاعی و نظامی و پزشکی به کار گرفته می‌شود
‏کاربرد در ‏حسگرها: استفاده از حسگرهای فیبر نوری برای اندازه‌گیری کمیت‌های فیزیکی مانند ‏جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی، فشار، حرارت، جابجایی، آلودگی آب‌های دریا، سطح ‏مایعات، تشعشعات پرتوهای گاما و ایکس در سال‌های اخیر شروع شده است. در این نوع ‏حسگرها، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی حسگر بهره‌گیری می‌شود بدین ترتیب که ‏ویژگی‌های فیبر تحت میدان کمیت مورد اندازه‌گیری تغییر یافته و با اندازه شدت کمیت ‏تأثیرپذیر می‌شود.
‏کاربردهای نظامی: فیبر نوری کاربردهای بی‌شماری در صنایع ‏دفاع دارد که از آن جمله می‌توان برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار، کنترل و ‏هدایت موشک‌ها، ارتباط زیردریاییها (هیدروفون) را نام برد.
‏کاربردهای پزشکی: ‏فیبرنوری در تشخیص بیماری‌ها و آزمایشهای گوناگون در پزشکی کاربرد فراوان دارد که ‏از آن جمله می‌توان چنده‌سنجی (دُزیمتری) غدد سرطانی، شناسایی نارسایی‌های داخلی ‏بدن، جراحی لیزری، استفاده در دندانپزشکی و اندازه‌گیری مایعات و خون نام برد
‏اهداف:
‏مباني فيبر نوري
‏فيبر نوري ، رشته اي از تارهاي بسيار نازك شيشه اي بوده كه قطر هر يك از تارها نظير قطر يك تار موي انسان است . تارهاي فوق در كلاف هائي سازماندهي و كابل هاي نوري را بوجود مي آورند. از فيبر نوري بمنظور ارسال سيگنال هاي نوري در مسافت هاي طولاني استفاده مي شود.
‏مزاياي فيبر نوري
‏فيبر نوري در مقايسه با سيم هاي هاي مسي داراي مزاياي زير است :
· ‏ارزانتر. هزينه چندين كيلومتر كابل نوري نسبت به سيم هاي مسي كمتر است .
· ‏نازك تر. قطر فيبرهاي نوري بمراتب كمتر از سيم هاي مسي است .
· ‏ظرفيت بالا. پهناي باند فيبر نوري بمنظور ارسال اطلاعات بمراتب بيشتر از سيم مسي است .
· ‏تضعيف ناچيز. تضعيف سيگنال در فيبر نوري بمراتب كمتر از سيم مسي است .
· ‏سيگنال هاي نوري . برخلاف سيگنال هاي الكتريكي در يك سيم مسي ، سيگنا ل ها ي نوري در يك فيبر تاثيري بر فيبر ديگر نخواهند داشت .
· ‏مصرف برق پايين . با توجه به سيگنال ها در فيبر نوري كمتر ضعيف مي گردند ، بنابراين مي توان از فرستنده هائي با ميزان برق مصرفي پايين نسبت به فرستنده هاي الكتريكي كه از ولتاژ بالائي استفاده مي نمايند ، استفاده كرد.
· ‏سيگنال هاي ديجيتال . فيبر نور ي مناسب بمنظور انتقال اطلاعات ديجيتالي است .
· ‏غير اشتعال زا . با توجه به عدم وجود الكتريسيته ، امكان بروز آتش سوزي وجود نخواهد داشت .
· ‏سبك وزن . وزن يك كابل فيبر نوري بمراتب كمتر از كابل مسي (قابل مقايسه) است.
· ‏انعطاف پذير . با توجه به انعظاف پذيري فيبر نوري و قابليت ارسال و دريافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظير دوربين هاي ديجيتال با موارد كاربردي خاص مانند : عكس برداري پزشكي ، لوله كشي و ...استفاده مي گردد.
‏با توجه به مزاياي فراوان فيبر نوري ، امروزه از اين نوع كابل ها در موارد متفاوتي استفاده مي شود. اكثر شبكه هاي كامپيوتري و يا مخابرات ازراه دور در مقياس وسيعي از فيبر نوري استفاده مي نماين
‏بخش هاي مختلف فيبر نوري
‏4
‏يك فيبر نوري از سه بخش متفاوت تشكيل شده است :
‏هسته (Core)
‏هسته نازك شيشه اي در مركز فيبر كه سيگنا ل هاي نوري در آن حركت مي نمايند.
‏روكش‏ Cladding ‏ ‏بخش خارجي فيبر بوده كه دورتادور هسته را احاطه كرده و باعث برگشت نورمنعكس شده به هسته مي گردد.
‏بافر رويه‏ Buffer Coating ‏ 
‏روكش پلاستيكي كه باعث حفاظت فيبر در مقابل رطوبت و ساير موارد آسيب پذير ، است .
‏انواع فيبر نوري
‏صدها و هزاران نمونه از رشته هاي نوري فوق در دسته هائي سازماندهي شده و كابل هاي نوري را بوجود مي آورند. هر يك از كلاف هاي فيبر نوري توسط يك روكش هائي با نام Jacket ‏محافظت مي گردند. فيبر هاي نوري در دو گروه عمده ارائه مي گردند:
‏فيبرهاي تك حالته (Single-Mode)
 ‏بمنظور ارسال يك سيگنال در هر فيبر استفاده مي شود نظير : تلفن
‏فيبرهاي چندحالته Multi-Mode
‏بمنظور ارسال چندين سيگنال در يك فيبر استفاده مي شود( نظير : شبكه هاي كامپيوتري)
‏فيبرهاي تك حالته داراي يك هسته كوچك ( تقريبا" ‏۹‏ ميكرون قطر ) بوده و قادر به ارسال نور ليزري مادون قرمز ( طول موج از ‏۱۳۰۰‏ تا ‏۱۵۵۰‏ نانومتر) مي باشند. فيبرهاي چند حالته داراي هسته بزرگتر ( تقريبا" ‏۵ / ۶۲‏ ميكرون قطر ) و قادر به ارسال نورمادون قرمز از طريق LED ‏مي باشند‏ 
‏ارسال نور در فيبر نوري
‏فرض كنيد ، قصد داشته باشيم با استفاده از يك چراغ قوه يك راهروي بزرگ و مستقيم را روشن نمائيم . همزمان با روشن نمودن چراغ قوه ، نور مربوطه در طول مسير مسفقيم راهرو تابانده شده و آن را روشن خواهد كرد. با توجه به عدم وجود خم و يا پيچ در راهرو در رابطه با تابش نور چراغ قوه مشكلي وجود نداشته و چراغ قوه مي تواند ( با توجه به نوع آن ) محدوده مورد نظر را روشن كرد. در صورتيكه راهروي فوق داراي خم و يا پيچ باشد ، با چه مشكلي برخورد خواهيم كرد؟
‏در اين حالت مي توان از يك آيينه در محل پيچ راهرو استفاده تا باعث انعكاس نور از زاويه مربوطه گردد.در صورتيكه راهروي فوق داراي پيچ هاي زيادي باشد ، چه كار بايست كرد؟ در چنين حالتي در تمام طول مسير ديوار راهروي مورد نظر ، مي بايست از آيينه استفاده كرد. بدين ترتيب نور تابانده شده توسط چراغ قوه (با يك زاويه خاص) از نقطه اي به نقطه اي ديگر حركت كرده ( جهش كرده و طول مسير راهرو را طي خواهد كرد). عمليات فوق مشابه آنچيزي است كه در فيبر نوري انجام مي گيرد.
‏تكنولوژي ( فن آوري ) فيبر نوري
‏نور، در كابل فيبر نوري از طريق هسته (نظير راهروي مثال ارائه شده ) و توسط جهش هاي پيوسته با توجه به سطح آبكاري شده ( Cladding) ( ‏مشابه ديوارهاي شيشه اي مثال ارائه شده ) حركت مي كند.( مجموع انعكاس داخلي ) . با توجه به اينكه سطح آبكاري شده ، قادر به جذب نور موجود در هسته نمي باشد ، نور قادر به حركت در مسافت هاي طولاني مي باشد. برخي از سيگنا ل هاي نوري بدليل عدم خلوص شيشه موجود ، ممكن است دچار نوعي تضعيف در طول هسته گردند. ميزان تضعيف سيگنال نوري به درجه خلوص شيشه و طول موج نور انتقالي دارد. ( مثلا" موج با طول ‏۸۵۰‏ نانومتر بين ‏۶۰‏ تا ‏۷۵‏ درصد در هر كيلومتر ، موج با طول ‏۱۳۰۰‏ نانومتر بين ‏۵۰‏ تا ‏۶۰‏ درصد در هر كيلومتر ، موج با طول ‏۱۵۵۰‏ نانومتر بيش از ‏۵۰‏ درصد در هر كيلومتر
‏ 
‏سيستم رله فيبر نوري
‏بمنظور آگاهي از نحوه استفاده فيبر نوري در سيستم هاي مخابراتي ، مثالي را دنبال خواهيم كرد كه مربوط به يك فيلم سينمائي و يا مستند در رابطه با جنگ جهاني دوم است . در فيلم فوق دو ناوگان دريائي كه بر روي سطح دريا در حال حركت مي باشند ، نياز به برقراري ارتباط با يكديگر در يك وضعيت كاملا" بحراني و توفاني را دارند. يكي از ناوها قصد ارسال پيام براي ناو ديگر را دارد.كاپيتان ناو فوق پيامي براي يك ملوان كه بر روي عرشه كشتي مستقر است ، ارسال مي دارد. ملوان فوق پيام دريافتي را به مجموعه اي از كدهاي مورس ( نقطه و فاصله ) ترجمه مي نمايد. در ادامه ملوان مورد نظر با استفاده از يك نورافكن اقدام به ارسال پيام براي ناو ديگر مي نمايد.