تحقیق استفاده از فیبر نوری برای انتقتا نور خورشید به مکانهای سربسته 12 ص

تحقیق استفاده از فیبر نوری برای انتقتا نور خورشید به مکانهای سربسته 12 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 17 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏ 
‏استفاده از فیبر نور‏ی‏ برای انتقال نور خورشید به مکانهای ‏سربسته
SUNLIGHT TRANSPORT SYSTEM
‏همانطور که در عکس های بالا مشاده می کنید می توان در روز با استفاده از فیبرهای نوری نور خورشید را به مکانهایی کاملا سر بسته و بدون نور برد بدون ذره ای تفاوت با یک لوستر بزرگ که با انرژی الکتریکی و لامپ محیط اطراف را روشن می کند. این شکل استفاده از تکنولوژی می تواند کمکی برای شهرهای آفتاب خیز ایران بسیار مقرون به صرفه و اقتصادی باشد چراکه در اکثر این شهرها منبع تولید کننده برق وجود ندارد ( ولی آفتاب وجود دارد ) و به دلیل آفتاب شدید و وجود نور زیاد در این مناطق، منازل مکان ها کاملا سر بسته است و با استفاده از انرژی الکتریکی و لامپهای برقی اقدام به روشنایی محیط اطراف میکنند.
‏البته ذکر این نکته نیز نباید فراموش شود که انرژی گرمایی خورشید نیز به این روش منتقل می شود که البته گرمای ایجاد شده به این روش بیسار کمتر گرمایی است که لامپ های پرمصرف برای تولید نور ایجاد می کنند.
‏توضیحی در مورد فناوری بکار رفته در این روش:
‏همانطور که می دانید فیبرهای نوری نوعی وسیله انتقال انرژی هستند که برای انتقال نور به کار می روند. با استفاده از فیبرهای نوری می توان نور را تا هر مسافتی ( البته با استفاده از تقویت کننده های مخصوص ) منتقل کرد و استفاده نمود. از این قابلیت فیبرهای نوری برای انتقال اطلاعات استفاده می شود. در این روش با تبدیل سیگنالهای الکتریکی به امواج نوری می توان سرعت انتقال اطلاعات را بسیار زیاد نمود و دامنه بسیار زیاد نویزها را خذف نمود و داده را با کمترین اختلال و بدون کمترین نویز به مقصد رسانید. که البته این روش انتقال اطلاعات هنوز جزو روشهای گرانی محسوب می شود که مسلما کاربردهای خاص خود را نیز دارد. به عنوان مثال میتوان به استفاده از فیبرهای نوری برای خطوط اصلی و ستون فقرات اینترنت نامبرد که بدون استفاده از تکنولوژی فیبرهای نوری امکان انتقال اطلاعات عملا غیر ممکن خواهد بود ( با حجم بالای جابجایی اطلاعات و داده ها در عصر امروز )
‏مقایسه جدیدترین پردازنده ‏های خانواده «کور ۲دیو»Duo ۲ Core‏شرکت اینتل با پردازنده های تولیدی شرکت «ای ام ‏دی» نشان می دهد اینتل بار دیگر برتری خود را در زمینه عملکرد پردازنده های رایانه ‏ای از شرکت «ای ام دی» باز پس گرفته است.
‏به گزارش سایت اینترنتی «نیوزفکتور»، ‏کارشناسان نشریه تحقیقاتی «رگ هاردور» اعلام کردند سرعت محاسباتی پردازنده جدید «‏کور ۲دیو» شرکت اینتل که به زودی به بازار عرضه می شود، از سرعت محاسباتی آخرین

 

تحقیق تحلیل تقویت کننده های نوری رامن به روش عددی 10 ص

تحقیق تحلیل تقویت کننده های نوری رامن به روش عددی 10 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 11 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏
‏تحلیل تقویت کننده های نوری رامن به روش عددی
‏چکیده
‏استفاده از فیبرهای نوری تحول عظیمی در انتقال اطلاعات با ظرفیت زیاد ایجاد کرده است. تقویت کننده های نوری یکی از اساسی ترین قطعات در سیستمهای ارتباطی فیبر نوری اند. برای افزایش ظرفیت اطلاعاتی لینکهای ‏ Wavelength Division Multiplexing‏:WDM
WDM‏ و تحقق سیستمهای بسیار دوربرد ، نویز تقویت کننده ها مسأله بسیار مهمی است و در سالهای اخیر ‏تقویت کنندههای توزیع شده رامن به دلیل بهبود عملکرد نویز و پهنای باند بسیار زیاد مورد توجه قرار گرفته اند.
‏در این رساله ابتدا به بیان روند تکامل تقویت کننده های نوری و مقایسه آنها با یکدیگر می پردازیم و سپس روابط حاکم بر تقویت کننده نوری رامن، را به طور کامل مورد بررسی قرار می دهیم و در نهایت به حل معادلات حاکم بر آن با روش عددی آدامز با در نظر گرفتن آثار‏حرارتی مربوط‏ ب‏ه پراش رالی با بازتاب های چند گانه، ASE‏ ،SRS‏ ، استوک‏س‏ های مرتبه بالا و بر همکنش ‏خود به خودی ‏ بین پمپ و سیگنال‏ می پردازیم .
‏واژه‏‏های کلیدی : ‏تقویت کننده نوری رامن ، پراش خودبخودی رامن ، مالتی پلکس تقسیم طول موج
‏1-1 ‏مقدمه :
‏در انتقال‏ ‏سیگنال‏ ‏نوری درون فیبرنوری افت‏ ‏توان سیگنال‏ مساله ‏بسیارمهم‏ی ‏است.‏ رفتار اتلاف نور درون فیبر در شکل 1-1 مشاهده می شود. طول موج های1550 و1330 نانومتر هنگام عبور از فیبر کمترین اتلاف را دارند.
‏شکل )‏1-‏ ‏1(‏ ‏منحنی تلفات نور درون فیبر نوری شیشه ای به ازای طول موج های مختلف
‏کاهش ‏توان‏ سیگنال نوری ازحدی که توانایی ‏تحریک‏ آشکارساز را نداشته باشد، به معنی از بین رفتن اطلاعات است‏.‏ این عامل‏ی مخرب ‏در شبکه های فیبر نوری می باشد. در ابتدا این مشکل‏ ‏بوسیله سیستمهایی بنام تکرار کننده‏ ‏حل‏ ‏می شد.‏ در‏ این ‏سیستم‏‏ها مطابق شکل‏ (1‏-‏2)‏ ‏سیگنال نوری ‏ابتدا ‏به ‏سیگنال ‏الکتریکی تبدیل شده‏ ‏و‏ پس از عملیات تجدید شکل، باز تولید و زمانبندی مجدد به‏ سیگنال نوری تبدیل می شود. ‏
‏د‏ر مرحله‏ تجدید شکل، ‏شکل پالس الکتریکی‏ متناظر با ‏سیگنال نوری تولید می شود. در مرحله ‏باز تولید ‏سیگنال الکتریکی تقویت شده و در زمان بندی مجدد که برای سیگنالهای دیجیتال انجام می شود‏،‏ زمان سیگنال اصلاح‏ ‏می‏ شود.‏ ‏هر‏ ‏تکرار کننده برای یک طول موج کاربرد دارد.‏ با توجه به انتشار همزمان چندین طول موج در فیبر ‏و‏ ضرورت ‏حفظ همه طول موجها‏ ‏، ‏تعداد تکرار کننده ها افزایش می یابد که این مس‏أ‏له از لحاظ قیمت و پیاده سازی مشکل ساز است.‏
‏شکل‏(1-2)‏ ساختار لینک نوری با تکرار کننده نوری
‏با اختراع تقویت کننده های نوری، استفاده از تکرار کننده ها به دلیل وجود مشکلات فراوان در طراحی، پیاده سازی و عملکرد منسوخ شد‏ ‏. امروزه انواع این تقویت کننده ها در لینک های نوری به کار می روند. انواع تقویت کننده های نوری عبارتند از : تقویت کننده های نوری نیمه هادی‏،‏ فیبری آلاییده، رامن‏ و ‏بریلوین
‏1-2‏ ‏اساس ‏عملکرد‏ تقو‏یت‏ کننده رامن ‏
‏تقویت کننده رامن از خواص ذاتی فیبر سیلیکا برای تقویت استفاده می‏‏نماید. بنابراین می‏توان از فیبر انتقال بعنوان محیط تقویت کننده استفاده کرد و طی انتقال ، ایجاد بهره نمود. اساس تقویت رامن مبتنی بر پدیده پراش رامن تحریک شده Stimulated Raman Scattering : SRS
‏ است و این هنگا‏می اتفاق می‏افتد که از یک پمپ قوی در فیبر استفاده شود .
‏پراش رامن برانگیخته ‏فرآیند غیرخطی مهمی است که می‏‏تواند فیبرهای نوری را به لیزرهای رامن قابل تنظیم و تقویت کننده های رامن پهن باند تبدیل کند. همچنین می تواند قابلیت عملکرد سیستمهای مخابراتی نوری چند کاناله را با انتقال انرژی از یک کانال به کانالهای مجاور به شدت محدود نماید .‏
‏در بسیاری از محیطهای غیر خطی، پراش رامن بخش کوچکی از توان تابشی (حدود‏) یک پرتو نوری را به میزانی که مدهای ارتعاشی محیط تعیین می کند به پرتو نوری دیگر با فرکانس خاصی تبدیل می کند. این فرآیند اثر رامن نامیده می‏شود و در مکانیک کوانتومی به صورت پراش یک فوتون برخوردی با یک مولکول روی یک فوتون کم فرکانس‏تر تعریف می‏شود که در عین حال به مولکول بین دو حالت ارتعاشی ‏، گذار دست می دهد.
‏اصولا" اثر رامن مربوط می شود به تغییر فرکانس نور پخش شده از م‏و‏لکولها , هرگاه فرکانس نور تابشی برابر ‏ باشد و فرکانس نور پخش شده ‏ باشد , تغییر فرکانس ‏ خواهد شد که ‏ ممکن است مثبت و یا منفی باشد به تغییر فرکانس رامن مشهور است و نام این اثر را از دانشمند هندی بنام c.v.Raman‏ که این اثر را در سال 1928 بطور تجربی پیدا نمود گرفته اند وی‏‏ ‏در همان سال مشغول مطالعه وسیعی راجع به نور پخش شده توسط م‏و‏لکولهای مختلف بود در حین کار متوجه این اثر شد اگرچه در سال 1923 ,‏ A.Smekal‏ متوجه این اثر شده بود و حتی همزمان با ر‏‏امن , Mondelstam Landsberg‏ ‏این اثر را در بلور کوارتز مشاهده کرده بود ولی چون کارهای رامن ‏جامع ‏و کامل بود لذا این اثر را بنام وی کردند ‏.
Raman‏ ‏متوجه شد هرگاه به جسم شفافی نور تک رنگی با فرکانس ‏ بتابانیم و این جسم در این ناحیه هیچگونه جذبی نداشته باشد درصد متنابهی از نور بدون تغییر فرکانس از نمونه عبور می کند و مقدار بسیار اندکی از آن به اطراف پخش می شود . وقتی نور پخش شده توسط اسپکترومتر آنالیز شد یک نوار با همان فرکانس ‏ دیده می شود , به این نوار , نوار رایلی گویند و سالها قبل از رامن کشف شده بود و شدت آن متناسب با توان چهارم فرکانس نور تابشی است لذا نور آبی که دارای فرکانس بیشتری است با شدت زیادتری از سایر رنگها پخش می شود‏.[1]
‏ رامن در کنار این نوار نوارهای دیگری بر روی اسپکترومتر مشاهده کرد که فرکانس آنها با نور تابشی یکسان نیست و بطور منظم در دو طرف خط ر‏ا‏یلی قرار دارند رامن در آن سالها این تغییر فرکانس را چنین توضیح داد‏ :
‏ هرگاه نوری با فرکانس ‏ که‏ انرژی‏ آن ‏ است با م‏و‏لکول بطور الاستیک برخورد کند و بدون تغییر فرکانس به اطراف پخش شود , نور پخش شده همان پخش نور رایلی می‏‏باشد و اگر برخورد از نوع غیر الاستیک باشد یعنی فوتون بعد از برخورد مقداری انرژی خود را به ملکول بدهد تا ملکول به سطح انرژی بالاتری برود در این حالت فرکانس نور پخش شده مقدار کمتری خواهد بود و یا اگر فوتون به ملکولی برخورد کند که هنوز در سطح انرژی بالاتری است و این برخورد باعث شود ملکولی به سطح انرژی پایین‏‏تر بیاید در این حالت نور پخش شده توسط م‏و‏لکول دارای فرکانس بیشتری از نور تابشی می‏‏باشد ولی چون عده ملکولهایی که در سطح انرژی بالایی هستند نسبت به م‏و‏لکولهایی که دارای سطح انرژی پایین‏‏تری‏ قرار دارند کمتر می‏‏باشد لذا شدت نوار پخش شده که دارای فرکانس بیشتری از نور تابشی است ضعیف تر از شدت نور پخش شده که دارای فرکانس کمتری از نور تابشی است می باشد. این تغییر فرکانس بخاطر تغییر انرژی است که‏ ‏در سطوح چرخشی‏‏ و‏‏ ارتعاشی صورت می‏‏گیرد که‏ ‏به ترتیب به خطوط استوکس (Stokes‏ ) و آنتی استوکس (Anti Stokes‏) معروف هستند
‏ در سال ١٩٦٢ برای امواج پمپی خیلی شدید مشاهده شد که موج استوکس به سرعت در داخل محیطی که عمدة انرژی پمپ در آن دیده می شود، رشد می کند ، از آن موقع SRS‏ به وسعت مورد مطالعه قرار گرفت.
‏1-3 ‏تجزیه و تحلیل ‏تقویت کننده های نوری رامن
‏تجزیه و تحلیل ‏تقویت کننده های نوری رامن‏ بر مبنای یک سری معادلات کوپل پایدار که انتشار رامن‏ ‏، اثرات حرارتی مربوطه، پراش رالی با بازتاب های چندگانه،1 Amplified spontaneous emission‏ :ASE
ASE ‏ ،‏ پراش رامن تحریک2‏ Stimulated raman scattering : SRS
‏ شده ‏ استوک های مرتبه بالا و برهمکنش ‏خودبخودِی ‏بین تعداد نامحدود پمپ ها و سیگنال ها در آنها لحاظ شده است‏ ‏، انجام می‏‏گیرد. اما ‏هم‏ی‏شه دو فاکتور مهم وجود دارد که موجب پ‏ی‏چ‏ی‏دگی ب‏ی‏شتر در طراحی تقو‏ی‏ت‏‏کننده رامن می‏‏شو‏د:
‏ نخستFRA‏ ‏های پمپ شده با طول موج چندگانه است . بلندتر‏ی‏ن طول موج ها بهره بالا بدست می دهند ودر حال‏ی‏که کوتاه تر‏ی‏ن طول موج ها از تضع‏ی‏ف چشمگ‏ی‏ر ناشی از انتقال انرژی به طول موجها ی بلند تر‏-‏ ‏از طر‏ی‏ق پراش رامن ‏- ‏رنج می بر‏ن‏د . در نت‏ی‏جه بهره و تخت بودن آن به شدت تحت ت‏أ‏ث‏ی‏ر ا‏ی‏ن نوع انتقال انرژی قرار می گ‏ی‏رد و محاسبات را پ‏ی‏چ‏ی‏ده تر می کند .
‏ثان‏ی‏ا" در FRA‏ هائی که به سمت عقب پمپ می شوند ‏،‏ توان پمپ در انتهای ف‏ی‏بر تزر‏ی‏ق می شود بنابرا‏ی‏ن جهت پ‏ی‏شروی توان پمپ در امتداد ف‏ی‏بر به سمت عقب است حال آنکه جهت س‏ی‏گنال به سمت جلو است ا‏ی‏ن مس‏ئل‏ه ف‏ی‏ز‏ی‏کی ب‏ی‏ان کننده ‏ی‏ک سری معادلات د‏ی‏فرانس‏ی‏لی با شرا‏ی‏ط مرزی در مدل ر‏ی‏اضی مربوطه است که حل آنها از حل معادلات د‏ی‏فرانس‏ی‏لی با شرا‏ی‏ط اول‏ی‏ه ب‏ه ‏مراتب پ‏ی‏چ‏ی‏ده تر است .‏ برای سیستم های DRA Distributed raman amplifier‏
WDM‏ از روش تکرار، جهت حل اینگونه مسایل استفاده می شود. بنابراین در طراحی تقویت کننده رامن پهن باند با پمپ های چندگانه برای رسیدن به نتایج مناسب، انتگرال گیری مستقیم از معادلات دیفرانسیل جفتی مدت زیادی طول می کشد.
‏1-‏4‏ ‏ ‏معادلات حاکم بر رفتار تقویت کننده رامن
‏آنالیز انتشار سیگنال دو طرفه تقویت کننده توزیع شده رامن در سیستمهای WDM‏ با پمپ و سیگنال دو طرفه ، ضروری است. نویز در این سیستم شامل تقویت خودبخودی الکترونها ،نویز حرارتی ،پراش پس رو رایلی ، بر همکنش پمپ با پمپ سیگنال با سیگنال و پمپ با سیگنال می باشد. همانطور که گفته شد در تقویت کنندههای رامن پدیده غیر‏‏خطیSRS‏ میتواند منجر به مبادله انرژی میان موجهای انتشار پس رو و پیش رو شود .
‏حالت کلی طبق عملکرد کلاسیک پراش رامن تحریک شده (SRS‏) معادلات زیر حاصل می شود :
‏ ‏
‏(‏1‏-‏1‏)‏ ‏ ‏ ‏
‏که در اینجا ‏و‏ توان موجهای انتشار پس رو و پیش رو با پهنای باند بسیار بزرگ در فرکانس ‏ می باشد ، ‏ ضریب تضعیف ، ‏ ضریب پراش پس رو رایلی ، ‏ ثابت پلانک ، ‏ ثابت بولتزمن ، ‏ درجه حرارت ،‏ ناحیه مؤثر فیبر نوری در فرکانس ‏ ، ‏ پارامتر بهره رامن در فرکانس ‏ ، فاکتور ‏ مقداری برای پلاریزاسیون (قطبیت تصادفی) است که مقدار آن در فاصله 1و2 تغییر می کند. نسبت ‏ تلفات نوسانی را شرح می دهد ‏‏و ‏‏قسمت ‏1m=‏ ‏تا ‏1m=i-‏ سبب تقویت و قسمت ‏1m=i+‏ ‏تا n‏ سبب تضعیف کانال در فرکانس ‏ میباشد. ‏ و‏ فواصل نویز فرضی است ‏(‏= ‏)

 

تحقیق تحلیل تقویت کننده های نوری رامن به روش عددی 10 ص

تحقیق تحلیل تقویت کننده های نوری رامن به روش عددی 10 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 11 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏
‏تحلیل تقویت کننده های نوری رامن به روش عددی
‏چکیده
‏استفاده از فیبرهای نوری تحول عظیمی در انتقال اطلاعات با ظرفیت زیاد ایجاد کرده است. تقویت کننده های نوری یکی از اساسی ترین قطعات در سیستمهای ارتباطی فیبر نوری اند. برای افزایش ظرفیت اطلاعاتی لینکهای ‏ Wavelength Division Multiplexing‏:WDM
WDM‏ و تحقق سیستمهای بسیار دوربرد ، نویز تقویت کننده ها مسأله بسیار مهمی است و در سالهای اخیر ‏تقویت کنندههای توزیع شده رامن به دلیل بهبود عملکرد نویز و پهنای باند بسیار زیاد مورد توجه قرار گرفته اند.
‏در این رساله ابتدا به بیان روند تکامل تقویت کننده های نوری و مقایسه آنها با یکدیگر می پردازیم و سپس روابط حاکم بر تقویت کننده نوری رامن، را به طور کامل مورد بررسی قرار می دهیم و در نهایت به حل معادلات حاکم بر آن با روش عددی آدامز با در نظر گرفتن آثار‏حرارتی مربوط‏ ب‏ه پراش رالی با بازتاب های چند گانه، ASE‏ ،SRS‏ ، استوک‏س‏ های مرتبه بالا و بر همکنش ‏خود به خودی ‏ بین پمپ و سیگنال‏ می پردازیم .
‏واژه‏‏های کلیدی : ‏تقویت کننده نوری رامن ، پراش خودبخودی رامن ، مالتی پلکس تقسیم طول موج
‏1-1 ‏مقدمه :
‏در انتقال‏ ‏سیگنال‏ ‏نوری درون فیبرنوری افت‏ ‏توان سیگنال‏ مساله ‏بسیارمهم‏ی ‏است.‏ رفتار اتلاف نور درون فیبر در شکل 1-1 مشاهده می شود. طول موج های1550 و1330 نانومتر هنگام عبور از فیبر کمترین اتلاف را دارند.
‏شکل )‏1-‏ ‏1(‏ ‏منحنی تلفات نور درون فیبر نوری شیشه ای به ازای طول موج های مختلف
‏کاهش ‏توان‏ سیگنال نوری ازحدی که توانایی ‏تحریک‏ آشکارساز را نداشته باشد، به معنی از بین رفتن اطلاعات است‏.‏ این عامل‏ی مخرب ‏در شبکه های فیبر نوری می باشد. در ابتدا این مشکل‏ ‏بوسیله سیستمهایی بنام تکرار کننده‏ ‏حل‏ ‏می شد.‏ در‏ این ‏سیستم‏‏ها مطابق شکل‏ (1‏-‏2)‏ ‏سیگنال نوری ‏ابتدا ‏به ‏سیگنال ‏الکتریکی تبدیل شده‏ ‏و‏ پس از عملیات تجدید شکل، باز تولید و زمانبندی مجدد به‏ سیگنال نوری تبدیل می شود. ‏
‏د‏ر مرحله‏ تجدید شکل، ‏شکل پالس الکتریکی‏ متناظر با ‏سیگنال نوری تولید می شود. در مرحله ‏باز تولید ‏سیگنال الکتریکی تقویت شده و در زمان بندی مجدد که برای سیگنالهای دیجیتال انجام می شود‏،‏ زمان سیگنال اصلاح‏ ‏می‏ شود.‏ ‏هر‏ ‏تکرار کننده برای یک طول موج کاربرد دارد.‏ با توجه به انتشار همزمان چندین طول موج در فیبر ‏و‏ ضرورت ‏حفظ همه طول موجها‏ ‏، ‏تعداد تکرار کننده ها افزایش می یابد که این مس‏أ‏له از لحاظ قیمت و پیاده سازی مشکل ساز است.‏
‏شکل‏(1-2)‏ ساختار لینک نوری با تکرار کننده نوری
‏با اختراع تقویت کننده های نوری، استفاده از تکرار کننده ها به دلیل وجود مشکلات فراوان در طراحی، پیاده سازی و عملکرد منسوخ شد‏ ‏. امروزه انواع این تقویت کننده ها در لینک های نوری به کار می روند. انواع تقویت کننده های نوری عبارتند از : تقویت کننده های نوری نیمه هادی‏،‏ فیبری آلاییده، رامن‏ و ‏بریلوین
‏1-2‏ ‏اساس ‏عملکرد‏ تقو‏یت‏ کننده رامن ‏
‏تقویت کننده رامن از خواص ذاتی فیبر سیلیکا برای تقویت استفاده می‏‏نماید. بنابراین می‏توان از فیبر انتقال بعنوان محیط تقویت کننده استفاده کرد و طی انتقال ، ایجاد بهره نمود. اساس تقویت رامن مبتنی بر پدیده پراش رامن تحریک شده Stimulated Raman Scattering : SRS
‏ است و این هنگا‏می اتفاق می‏افتد که از یک پمپ قوی در فیبر استفاده شود .
‏پراش رامن برانگیخته ‏فرآیند غیرخطی مهمی است که می‏‏تواند فیبرهای نوری را به لیزرهای رامن قابل تنظیم و تقویت کننده های رامن پهن باند تبدیل کند. همچنین می تواند قابلیت عملکرد سیستمهای مخابراتی نوری چند کاناله را با انتقال انرژی از یک کانال به کانالهای مجاور به شدت محدود نماید .‏
‏در بسیاری از محیطهای غیر خطی، پراش رامن بخش کوچکی از توان تابشی (حدود‏) یک پرتو نوری را به میزانی که مدهای ارتعاشی محیط تعیین می کند به پرتو نوری دیگر با فرکانس خاصی تبدیل می کند. این فرآیند اثر رامن نامیده می‏شود و در مکانیک کوانتومی به صورت پراش یک فوتون برخوردی با یک مولکول روی یک فوتون کم فرکانس‏تر تعریف می‏شود که در عین حال به مولکول بین دو حالت ارتعاشی ‏، گذار دست می دهد.
‏اصولا" اثر رامن مربوط می شود به تغییر فرکانس نور پخش شده از م‏و‏لکولها , هرگاه فرکانس نور تابشی برابر ‏ باشد و فرکانس نور پخش شده ‏ باشد , تغییر فرکانس ‏ خواهد شد که ‏ ممکن است مثبت و یا منفی باشد به تغییر فرکانس رامن مشهور است و نام این اثر را از دانشمند هندی بنام c.v.Raman‏ که این اثر را در سال 1928 بطور تجربی پیدا نمود گرفته اند وی‏‏ ‏در همان سال مشغول مطالعه وسیعی راجع به نور پخش شده توسط م‏و‏لکولهای مختلف بود در حین کار متوجه این اثر شد اگرچه در سال 1923 ,‏ A.Smekal‏ متوجه این اثر شده بود و حتی همزمان با ر‏‏امن , Mondelstam Landsberg‏ ‏این اثر را در بلور کوارتز مشاهده کرده بود ولی چون کارهای رامن ‏جامع ‏و کامل بود لذا این اثر را بنام وی کردند ‏.
Raman‏ ‏متوجه شد هرگاه به جسم شفافی نور تک رنگی با فرکانس ‏ بتابانیم و این جسم در این ناحیه هیچگونه جذبی نداشته باشد درصد متنابهی از نور بدون تغییر فرکانس از نمونه عبور می کند و مقدار بسیار اندکی از آن به اطراف پخش می شود . وقتی نور پخش شده توسط اسپکترومتر آنالیز شد یک نوار با همان فرکانس ‏ دیده می شود , به این نوار , نوار رایلی گویند و سالها قبل از رامن کشف شده بود و شدت آن متناسب با توان چهارم فرکانس نور تابشی است لذا نور آبی که دارای فرکانس بیشتری است با شدت زیادتری از سایر رنگها پخش می شود‏.[1]
‏ رامن در کنار این نوار نوارهای دیگری بر روی اسپکترومتر مشاهده کرد که فرکانس آنها با نور تابشی یکسان نیست و بطور منظم در دو طرف خط ر‏ا‏یلی قرار دارند رامن در آن سالها این تغییر فرکانس را چنین توضیح داد‏ :
‏ هرگاه نوری با فرکانس ‏ که‏ انرژی‏ آن ‏ است با م‏و‏لکول بطور الاستیک برخورد کند و بدون تغییر فرکانس به اطراف پخش شود , نور پخش شده همان پخش نور رایلی می‏‏باشد و اگر برخورد از نوع غیر الاستیک باشد یعنی فوتون بعد از برخورد مقداری انرژی خود را به ملکول بدهد تا ملکول به سطح انرژی بالاتری برود در این حالت فرکانس نور پخش شده مقدار کمتری خواهد بود و یا اگر فوتون به ملکولی برخورد کند که هنوز در سطح انرژی بالاتری است و این برخورد باعث شود ملکولی به سطح انرژی پایین‏‏تر بیاید در این حالت نور پخش شده توسط م‏و‏لکول دارای فرکانس بیشتری از نور تابشی می‏‏باشد ولی چون عده ملکولهایی که در سطح انرژی بالایی هستند نسبت به م‏و‏لکولهایی که دارای سطح انرژی پایین‏‏تری‏ قرار دارند کمتر می‏‏باشد لذا شدت نوار پخش شده که دارای فرکانس بیشتری از نور تابشی است ضعیف تر از شدت نور پخش شده که دارای فرکانس کمتری از نور تابشی است می باشد. این تغییر فرکانس بخاطر تغییر انرژی است که‏ ‏در سطوح چرخشی‏‏ و‏‏ ارتعاشی صورت می‏‏گیرد که‏ ‏به ترتیب به خطوط استوکس (Stokes‏ ) و آنتی استوکس (Anti Stokes‏) معروف هستند
‏ در سال ١٩٦٢ برای امواج پمپی خیلی شدید مشاهده شد که موج استوکس به سرعت در داخل محیطی که عمدة انرژی پمپ در آن دیده می شود، رشد می کند ، از آن موقع SRS‏ به وسعت مورد مطالعه قرار گرفت.
‏1-3 ‏تجزیه و تحلیل ‏تقویت کننده های نوری رامن
‏تجزیه و تحلیل ‏تقویت کننده های نوری رامن‏ بر مبنای یک سری معادلات کوپل پایدار که انتشار رامن‏ ‏، اثرات حرارتی مربوطه، پراش رالی با بازتاب های چندگانه،1 Amplified spontaneous emission‏ :ASE
ASE ‏ ،‏ پراش رامن تحریک2‏ Stimulated raman scattering : SRS
‏ شده ‏ استوک های مرتبه بالا و برهمکنش ‏خودبخودِی ‏بین تعداد نامحدود پمپ ها و سیگنال ها در آنها لحاظ شده است‏ ‏، انجام می‏‏گیرد. اما ‏هم‏ی‏شه دو فاکتور مهم وجود دارد که موجب پ‏ی‏چ‏ی‏دگی ب‏ی‏شتر در طراحی تقو‏ی‏ت‏‏کننده رامن می‏‏شو‏د:
‏ نخستFRA‏ ‏های پمپ شده با طول موج چندگانه است . بلندتر‏ی‏ن طول موج ها بهره بالا بدست می دهند ودر حال‏ی‏که کوتاه تر‏ی‏ن طول موج ها از تضع‏ی‏ف چشمگ‏ی‏ر ناشی از انتقال انرژی به طول موجها ی بلند تر‏-‏ ‏از طر‏ی‏ق پراش رامن ‏- ‏رنج می بر‏ن‏د . در نت‏ی‏جه بهره و تخت بودن آن به شدت تحت ت‏أ‏ث‏ی‏ر ا‏ی‏ن نوع انتقال انرژی قرار می گ‏ی‏رد و محاسبات را پ‏ی‏چ‏ی‏ده تر می کند .
‏ثان‏ی‏ا" در FRA‏ هائی که به سمت عقب پمپ می شوند ‏،‏ توان پمپ در انتهای ف‏ی‏بر تزر‏ی‏ق می شود بنابرا‏ی‏ن جهت پ‏ی‏شروی توان پمپ در امتداد ف‏ی‏بر به سمت عقب است حال آنکه جهت س‏ی‏گنال به سمت جلو است ا‏ی‏ن مس‏ئل‏ه ف‏ی‏ز‏ی‏کی ب‏ی‏ان کننده ‏ی‏ک سری معادلات د‏ی‏فرانس‏ی‏لی با شرا‏ی‏ط مرزی در مدل ر‏ی‏اضی مربوطه است که حل آنها از حل معادلات د‏ی‏فرانس‏ی‏لی با شرا‏ی‏ط اول‏ی‏ه ب‏ه ‏مراتب پ‏ی‏چ‏ی‏ده تر است .‏ برای سیستم های DRA Distributed raman amplifier‏
WDM‏ از روش تکرار، جهت حل اینگونه مسایل استفاده می شود. بنابراین در طراحی تقویت کننده رامن پهن باند با پمپ های چندگانه برای رسیدن به نتایج مناسب، انتگرال گیری مستقیم از معادلات دیفرانسیل جفتی مدت زیادی طول می کشد.
‏1-‏4‏ ‏ ‏معادلات حاکم بر رفتار تقویت کننده رامن
‏آنالیز انتشار سیگنال دو طرفه تقویت کننده توزیع شده رامن در سیستمهای WDM‏ با پمپ و سیگنال دو طرفه ، ضروری است. نویز در این سیستم شامل تقویت خودبخودی الکترونها ،نویز حرارتی ،پراش پس رو رایلی ، بر همکنش پمپ با پمپ سیگنال با سیگنال و پمپ با سیگنال می باشد. همانطور که گفته شد در تقویت کنندههای رامن پدیده غیر‏‏خطیSRS‏ میتواند منجر به مبادله انرژی میان موجهای انتشار پس رو و پیش رو شود .
‏حالت کلی طبق عملکرد کلاسیک پراش رامن تحریک شده (SRS‏) معادلات زیر حاصل می شود :
‏ ‏
‏(‏1‏-‏1‏)‏ ‏ ‏ ‏
‏که در اینجا ‏و‏ توان موجهای انتشار پس رو و پیش رو با پهنای باند بسیار بزرگ در فرکانس ‏ می باشد ، ‏ ضریب تضعیف ، ‏ ضریب پراش پس رو رایلی ، ‏ ثابت پلانک ، ‏ ثابت بولتزمن ، ‏ درجه حرارت ،‏ ناحیه مؤثر فیبر نوری در فرکانس ‏ ، ‏ پارامتر بهره رامن در فرکانس ‏ ، فاکتور ‏ مقداری برای پلاریزاسیون (قطبیت تصادفی) است که مقدار آن در فاصله 1و2 تغییر می کند. نسبت ‏ تلفات نوسانی را شرح می دهد ‏‏و ‏‏قسمت ‏1m=‏ ‏تا ‏1m=i-‏ سبب تقویت و قسمت ‏1m=i+‏ ‏تا n‏ سبب تضعیف کانال در فرکانس ‏ میباشد. ‏ و‏ فواصل نویز فرضی است ‏(‏= ‏)

 

دانلود مقاله فیبر نوری و شبکه اترنت 10 گیگا بایتی 80 ص

دانلود مقاله فیبر نوری و شبکه اترنت 10 گیگا بایتی 80 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 82 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏1
‏2
Executive Summary
‏خلاصه وضعیت (سابقه)
‏شبکه اترنت در طول عمر بیست و پنج ساه خود همواره به نحوی پیشرفت نموده است. که بتواند نیازهای روزافزون شبکه‏های Jpocket switched‏ شبکه هایی که در آنها ابتدا پیام اولیه به قسمتهای کوچکتری تقسیم شده آنگاه این قطعات کوچک در به مقصد به یکدیگر پیوسته و پیام نهایی را تشکیل می دهند.م.[‏ این شبکه به دلیل دارا بودن هزینه های اندک و معدود و قابلیت اطمینان بالا و سهولت تعمیر و نگهداری و همچنین نصب به نحوی چشمگیر گسترده شده و بخش بزرگی از شبکه جهانی اترنت و ترافیک وابسته به شبکه‏های اترنت ختم می گردد. از سوی دیگر به دلیل رشد روز افزون میزان سرعت شبکه‏های کامپیوتری، شبکه اترنت نیز همگام با افزایش سرعت رشد یافته و درجهت همسویی با این رشد سرعت پیشرفت نموده است.
‏شبکه های استاندارد یک گیگابیتی اترنت هم اکنون به بوته فراموشی سپرده شده اند و اصولاً شبکه های کوچک فعلی اترنت در سطح وسیعتر و در محدوده میان ابر شهرها گسترش یافته و مورد استفاده قرار می گیرند و در نهایت اینکه شبکه‏های
‏سریع 10 گیگابیتی در حال تکامل می‏باشند. این رشد روز افزون نه تنها به دلیل افزایش ترافیک ارتباطات بلکه به دلیل افزایش وسایل و تشکیلاتی با پهنه باند وسیع دربازار مصرف بوجود آمده است.
‏1
‏2
Executive Summary
‏خلاصه وضعیت (سابقه)
‏شبکه اترنت در طول عمر بیست و پنج ساه خود همواره به نحوی پیشرفت نموده است. که بتواند نیازهای روزافزون شبکه‏های Jpocket switched‏ شبکه هایی که در آنها ابتدا پیام اولیه به قسمتهای کوچکتری تقسیم شده آنگاه این قطعات کوچک در به مقصد به یکدیگر پیوسته و پیام نهایی را تشکیل می دهند.م.[‏ این شبکه به دلیل دارا بودن هزینه های اندک و معدود و قابلیت اطمینان بالا و سهولت تعمیر و نگهداری و همچنین نصب به نحوی چشمگیر گسترده شده و بخش بزرگی از شبکه جهانی اترنت و ترافیک وابسته به شبکه‏های اترنت ختم می گردد. از سوی دیگر به دلیل رشد روز افزون میزان سرعت شبکه‏های کامپیوتری، شبکه اترنت نیز همگام با افزایش سرعت رشد یافته و درجهت همسویی با این رشد سرعت پیشرفت نموده است.
‏شبکه های استاندارد یک گیگابیتی اترنت هم اکنون به بوته فراموشی سپرده شده اند و اصولاً شبکه های کوچک فعلی اترنت در سطح وسیعتر و در محدوده میان ابر شهرها گسترش یافته و مورد استفاده قرار می گیرند و در نهایت اینکه شبکه‏های
‏سریع 10 گیگابیتی در حال تکامل می‏باشند. این رشد روز افزون نه تنها به دلیل افزایش ترافیک ارتباطات بلکه به دلیل افزایش وسایل و تشکیلاتی با پهنه باند وسیع دربازار مصرف بوجود آمده است.