دانلود مقاله در مورد فیبرنوری در شبکه ها 19 ص

دانلود مقاله در مورد فیبرنوری در شبکه ها 19 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 16 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏1
‏
‏ موضوع:فیبرنوری در شبکه ها
‏ ‏
‏
‏
‏ ‏ ‏ ‏فهرست
‏ بیشینه و پیشگفتار .......................................................................................... 4‏
‏2
‏کاربرد ‏ها‏.........................................................................................‏.............. ‏5
‏اهداف ..................................................................................................‏.‏...... ‏5 ‏
‏مراحل...................................................................................................‏.‏...... ‏8
‏توضیحات پیرامون فیبر نوری.............................................‏...‏.............................. ‏11
‏نتیجه گیری......................................................................................‏..‏...... ‏16‏
‏مراجع..........‏............................................................................................. ‏19
‏پیشینه‏ و‏ ‏پیش گفتار‏
‏ ‏ف‏یبر نوری چیست و کاربرد و عملکرد فیبر نوری چگونه است
‏ 
‏فیبر نوری یکی از محیط های انتقال داده با سرعت بالا است . امروزه از فیبر نوری در موارد متفاوتی نظیر: شبکه های تلفن شهری و بین شهری ، شبکه های کامپیوتری و اینترنت استفاده بعمل می آید. فیبرنوری رشته ای از تارهای شیشه ای بوده که هر یک از تارها دارای ضخامتی معادل تار موی انسان را داشته و از آنان برای انتقال اطلاعات در مسافت های طولانی استفاده می 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 .
‏ کاربردها‏:
● ‏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:
‏مبانی فیبر نوری
‏فیبر نوری ، رشته ای از تارهای بسیار نازک شیشه ای بوده که قطر هر یک از تارها نظیر قطر یک تار موی انسان است . تارهای فوق در کلاف هائی سازماندهی و کابل های نوری را بوجود می آورند. از فیبر نوری بمنظور ارسال سیگنال های نوری در مسافت های طولانی استفاده می شود.
‏مزایای فیبر نوری
‏فیبر نوری در مقایسه با سیم های های مسی دارای مزایای زیر است :
· ‏ارزانتر. هزینه چندین کیلومتر کابل نوری نسبت به سیم های مسی کمتر است .
· ‏نازک تر. قطر فیبرهای نوری بمراتب کمتر از سیم های مسی است .
· ‏ظرفیت بالا. پهنای باند فیبر نوری بمنظور ارسال اطلاعات بمراتب بیشتر از سیم مسی است .
· ‏تضعیف ناچیز. تضعیف سیگنال در فیبر نوری بمراتب کمتر از سیم مسی است .
· ‏سیگنال های نوری . برخلاف سیگنال های الکتریکی در یک سیم مسی ، سیگنا ل ها ی نوری در یک فیبر تاثیری بر فیبر دیگر نخواهند داشت .
· ‏مصرف برق پایین . با توجه به سیگنال ها در فیبر نوری کمتر ضعیف می گردند ، بنابراین می توان از فرستنده هائی با میزان برق مصرفی پایین نسبت به فرستنده های الکتریکی که از ولتاژ بالائی استفاده می نمایند ، استفاده کرد.
· ‏سیگنال های دیجیتال . فیبر نور ی مناسب بمنظور انتقال اطلاعات دیجیتالی است .
· ‏غیر اشتعال زا . با توجه به عدم وجود الکتریسیته ، امکان بروز آتش سوزی وجود نخواهد داشت .
· ‏سبک وزن . وزن یک کابل فیبر نوری بمراتب کمتر از کابل مسی (قابل مقایسه) است.
· ‏انعطاف پذیر . با توجه به انعظاف پذیری فیبر نوری و قابلیت ارسال و دریافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظیر دوربین های دیجیتال با موارد کاربردی خاص مانند : عکس برداری پزشکی ، لوله کشی و ...استفاده می گردد.
‏با توجه به مزایای فراوان فیبر نوری ، امروزه از این نوع کابل ها در موارد متفاوتی استفاده می شود. اکثر شبکه های کامپیوتری و یا مخابرات ازراه دور در مقیاس وسیعی از فیبر نوری استفاده می نماین
‏بخش های مختلف فیبر نوری
‏4
‏یک فیبر نوری از سه بخش متفاوت تشکیل شده است :
‏هسته (Core)
‏هسته نازک شیشه ای در مرکز فیبر که سیگنا ل های نوری در آن حرکت می نمایند.
‏روکش‏ Cladding ‏ ‏بخش خارجی فیبر بوده که دورتادور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نورمنعکس شده به هسته می گردد.
‏بافر رویه‏ Buffer Coating ‏ 
‏روکش پلاستیکی که باعث حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و سایر موارد آسیب پذیر ، است .
‏انواع فیبر نوری
‏صدها و هزاران نمونه از رشته های نوری فوق در دسته هائی سازماندهی شده و کابل های نوری را بوجود می آورند. هر یک از کلاف های فیبر نوری توسط یک روکش هائی با نام Jacket ‏محافظت می گردند. فیبر های نوری در دو گروه عمده ارائه می گردند:
‏فیبرهای تک حالته (Single-Mode)
 ‏بمنظور ارسال یک سیگنال در هر فیبر استفاده می شود نظیر : تلفن
‏فیبرهای چندحالته Multi-Mode
‏بمنظور ارسال چندین سیگنال در یک فیبر استفاده می شود( نظیر : شبکه های کامپیوتری)
‏فیبرهای تک حالته دارای یک هسته کوچک ( تقریبا" ‏۹‏ میکرون قطر ) بوده و قادر به ارسال نور لیزری مادون قرمز ( طول موج از ‏۱۳۰۰‏ تا ‏۱۵۵۰‏ نانومتر) می باشند. فیبرهای چند حالته دارای هسته بزرگتر ( تقریبا" ‏۵ / ۶۲‏ میکرون قطر ) و قادر به ارسال نورمادون قرمز از طریق LED ‏می باشند‏ 
‏ارسال نور در فیبر نوری
‏فرض کنید ، قصد داشته باشیم با استفاده از یک چراغ قوه یک راهروی بزرگ و مستقیم را روشن نمائیم . همزمان با روشن نمودن چراغ قوه ، نور مربوطه در طول مسیر مسفقیم راهرو تابانده شده و آن را روشن خواهد کرد. با توجه به عدم وجود خم و یا پیچ در راهرو در رابطه با تابش نور چراغ قوه مشکلی وجود نداشته و چراغ قوه می تواند ( با توجه به نوع آن ) محدوده مورد نظر را روشن کرد. در صورتیکه راهروی فوق دارای خم و یا پیچ باشد ، با چه مشکلی برخورد خواهیم کرد؟
‏در این حالت می توان از یک آیینه در محل پیچ راهرو استفاده تا باعث انعکاس نور از زاویه مربوطه گردد.در صورتیکه راهروی فوق دارای پیچ های زیادی باشد ، چه کار بایست کرد؟ در چنین حالتی در تمام طول مسیر دیوار راهروی مورد نظر ، می بایست از آیینه استفاده کرد. بدین ترتیب نور تابانده شده توسط چراغ قوه (با یک زاویه خاص) از نقطه ای به نقطه ای دیگر حرکت کرده ( جهش کرده و طول مسیر راهرو را طی خواهد کرد). عملیات فوق مشابه آنچیزی است که در فیبر نوری انجام می گیرد.
‏تکنولوژی ( فن آوری ) فیبر نوری
‏نور، در کابل فیبر نوری از طریق هسته (نظیر راهروی مثال ارائه شده ) و توسط جهش های پیوسته با توجه به سطح آبکاری شده ( Cladding) ( ‏مشابه دیوارهای شیشه ای مثال ارائه شده ) حرکت می کند.( مجموع انعکاس داخلی ) . با توجه به اینکه سطح آبکاری شده ، قادر به جذب نور موجود در هسته نمی باشد ، نور قادر به حرکت در مسافت های طولانی می باشد. برخی از سیگنا ل های نوری بدلیل عدم خلوص شیشه موجود ، ممکن است دچار نوعی تضعیف در طول هسته گردند. میزان تضعیف سیگنال نوری به درجه خلوص شیشه و طول موج نور انتقالی دارد. ( مثلا" موج با طول ‏۸۵۰‏ نانومتر بین ‏۶۰‏ تا ‏۷۵‏ درصد در هر کیلومتر ، موج با طول ‏۱۳۰۰‏ نانومتر بین ‏۵۰‏ تا ‏۶۰‏ درصد در هر کیلومتر ، موج با طول ‏۱۵۵۰‏ نانومتر بیش از ‏۵۰‏ درصد در هر کیلومتر
‏ 
‏سیستم رله فیبر نوری
‏بمنظور آگاهی از نحوه استفاده فیبر نوری در سیستم های مخابراتی ، مثالی را دنبال خواهیم کرد که مربوط به یک فیلم سینمائی و یا مستند در رابطه با جنگ جهانی دوم است . در فیلم فوق دو ناوگان دریائی که بر روی سطح دریا در حال حرکت می باشند ، نیاز به برقراری ارتباط با یکدیگر در یک وضعیت کاملا" بحرانی و توفانی را دارند. یکی از ناوها قصد ارسال پیام برای ناو دیگر را دارد.کاپیتان ناو فوق پیامی برای یک ملوان که بر روی عرشه کشتی مستقر است ، ارسال می دارد. ملوان فوق پیام دریافتی را به مجموعه ای از کدهای مورس ( نقطه و فاصله ) ترجمه می نماید. در ادامه ملوان مورد نظر با استفاده از یک نورافکن اقدام به ارسال پیام برای ناو دیگر می نماید.