فیبر نوری

ICE-G · Sep 26, 2011

[h=2]مقدمه[/h]بعد از اختراع لیزر در سال 1960 میلادی ، ایده بکارگیری فیبر نوری برای انتقال اطلاعات شکل گرفت. خبر ساخت اولین فیبر نوری در سال 1966 همزمان در انگلیس و فرانسه با تضعیفی برابر اعلام شد که عملا در انتقال اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود، تا اینکه در سال 1976با کوشش فراوان محققین ، تلفات فیبر نوری تولیدی شدیدا کاهش داده شد و به مقداری رسید که قابل ملاحظه با سیمهای کواکسیکال مورد استفاده در شبکه مخابرات بود. در ایران در اوایل دهه 60 ، فعالیتهای تحقیقاتی در زمینه فیبر نوری در مرکز تحقیقات منجر به تأسیس مجتمع تولید فیبر نوری در پونک تهران گردید و عملا در سال 1373 تولید فیبر نوری با ظرفیت 50.000 کیلومتر در سل در ایران آغاز شد. فعالیت استفاده از کابلهای نوری در دیگر شهرهای بزرگ ایران شروع شد تا در آینده نزدیک از طریق یک شبکه ملی مخابرات نوری به هم متصل شوند. انتشار نور تحت تأثیر عواملی ذاتی و اکتسابی ذچار تضعیف می‌شود. این عوامل عمدتا ناشی از جذب ماورای بنفش ، جذب مادون قرمز ، پراکندگی رایلی ، خمش و فشارهای مکانیکی بر آنها هستند.
فيبر نوري يکي از محيط هاي انتقال داده با سرعت بالا است . امروزه از فيبر نوري در موارد متفاوتي نظير: شبکه هاي تلفن شهري و بين شهري ، شبکه هاي کامپيوتي و اينترنت استفاده به عمل مي آيد. فيبرنوري رشته اي از تارهاي شيشه اي بوده که هر يک از تارها داراي ضخامتي معادل تار موي انسان را داشته و از آنان براي انتقال اطلاعات در مسافت هاي طولاني استفاده مي شود.

[h=2]فیبرنوری چیست؟[/h]فیبرهای نوری رشته های بلند و نازکی از شیشه بسیار خالصند که ضخامتی در حدود قطر موی انسان دارند. آنها در بسته هایی بنام کابل‌های نوری کنار هم قرار داده می‌شوند و برای انتقال سیگنال‌های نوری در فواصل دور مورد استفاده قرار می‌گیرند. از آنها همچنین برای عکسبرداری پزشکی و معاینه های فنی در مهندسی مکانیک استفاده می‌شود. برداشتن یک رشته فیبر نوری
اگر با دقت به یک رشته فیبر نوری نگاه کنید، می بینید که از قسمت‌های زیر ساخته شده :

هسته (Core) . هسته نازک شيشه اي در مرکز فيبر که سيگنا ل هاي نوري در آن حرکت مي نمايند.

روکش (Cladding) . بخش خارج فيبر بوده که دورتادور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نورمنعکس شده به هسته م گردد.

بافر رويه (Buffer Coating) . روکش پلاستيک که باعث حفاظت فيبر در مقابل رطوبت و ساير موارد آسيب پذير ، است .

صدها یا هزاران عدد از این رشته های فیبر نوری بصورت بسته ای در کنار هم قرار داده می‌شوند که به آن کابل نوری گویند. این دسته از رشته های فیبر نوری با یک پوشش خارجی موسوم به ژاکت یا غلاف محافظت می‌شوند.
فيبر هاي نوري در دو گروه عمده ارائه مي گردند:

فيبرهاي تک حالته (Single-Mode) . بمنظور ارسال يک سيگنال در هر فيبر استفاده مي شود( نظير : تلفن )

فيبرهاي چندحالته (Multi-Mode) . بمنظور ارسال چندين سيگنال در يک فيبر استفاده ميشود( نظير : شبکه هاي کامپيوتي)

فيبرهاي تک حالته داراي يک هسته کوچک ( تقريبا" 9 ميکرون قطر ) بوده و قادر به ارسال نور ليزري مادون قرمز ( طول موج از 1300 تا 1550 نانومتر) مي باشند. فيبرهاي چند حالته داراي هسته بزرگتر ( تقريبا" 5 / 62 ميکرون قطر ) و قادر به ارسال نورمادون قرمز از طريق LED مي باشند.

[h=2]انواع فیبر نوری[/h]فیبرهای نوری دو نوعند :
1. فیبرهای نوری تک وجهی: این نوع از فیبرها، هسته های کوچکی دارند ( قطری در حدود inch (4-) 10x 5/3 یا 9 میکرون ) و می‌توانند نور لیزر مادون قرمز ( با طول موج 1300 تا 1550 نانومتر ) را درون خود هدایت کنند.
2. فیبرهای نوری چند وجهی: این نوع از فیبرها هسته های بزرگتری دارند ( قطری در حدود inch (3-) 10x 5/2 یا 5/62 میکرون ) و نور مادون قرمز گسیل شده از دیودهای نوری موسوم به LED ها را ( با طول موج 850 تا 1300 نانومتر ) درون خود هدایت می‌کنند.
برخی از فیبرهای نوری از پلاستیک ساخته می‌شوند. این فیبرها هسته بزرگی ( با قطر 4 صدم inch یا یک میلیمتر ) دارند و نور مرئی قرمزی را که از LED ها گسیل می‌شود ( و طول موجی برابر با 650 نانومتر دارد ) هدایت می‌کنند.

[h=2]ارسال نور در فيبر نوری[/h]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.
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 850 نانومتر بين 60 تا 75 درصد در هر كيلومتر ، موج با طول 1300 نانومتر بين 50 تا 60 درصد در هر كيلومتر ، موج با طول 1550 نانومتر بيش از 50 درصد در هر كيلومتر)

[h=2]سيستم رله فيبر نوري[/h]بمنظور آگاهي از نحوه استفاده فيبر نوري در سيستم هاي مخابراتي ، مثالي را دنبال خواهيم کرد که مربوط به يک فيلم سينمائي و يا مستند در رابطه با جنگ جهاني دوم است . در فيلم فوق دو ناوگان دريائي که بر روي سطح دريا در حال حرکت مي باشند ، نياز به برقراري ارتباط با يکديگر در يک وضعيت کاملا" بحراني و توفاني را دارند. يي از ناوها قصد ارسال پيام براي ناو ديگر را دارد.کاپيتان ناو فوق پيامي براي يک ملوان که بر روي عرشه کشتي مستقر است ، ارسال مط دارد. ملوان فوق پيام دريافتي را به مجموعه اي از کدهاي مورس ( نقطه و فاصله ) ترجمه مط نمايد. در ادامه ملوان مورد نظر با استفاده از يک نورافکن اقدام به ارسال پيام براي ناو ديگر مي نمايد. يک ملوان بر روي عرشه کشتي دوم ، کدهاي مورس ارسالي را مشاهده مي نمايد. در ادامه ملوان فوق کدهاي فوق را به يک زبان خاص ( مثلا" انگليسي ) تبديل و آنها را براي کاپيتان ناو ارسال مي دارد. فرض کنيد فاصله دو ناو فوق از يکديگر بسار زياد ( هزاران مايل ) بوده و بمنظور برقراي ارتباط بين آنها از يک سيتستم مخابراتي مبتني بر فيبر نورياستفاده گردد.
سيستم رله فيبر نوري از عناصر زير تشکيل شده است :

فرستنده . مسئول توليد و رمزنگاري سيگنال هاي نوري است .

فيبر نوري مديريت سيکنال هاي نوري در يک مسافت را برعهده مي گيرد.

بازياب نوري . بمنظور تقويت سيگنا ل هاي نوري در مسافت هاي طولانط استفاده مي گردد.

دريافت کننده نوري . سيگنا ل هاط نوري را دريافت و رمزگشايي مي نمايد.

[h=3]فرستنده[/h]وظيفه فرستنده، مشابه نقش ملوان بر روي عرشه كشتي ناو فرستنده پيام است . فرستنده سيگنال هاي نوري را دريافت و دستگاه نوري را بمنظور روشن و خاموش شدن در يك دنباله مناسب ( حركت منسجم ) هدايت مي نمايد. فرستنده ، از لحاظ فيزيكي در مجاورت فيبر نوري قرار داشته و ممكن است داراي يك لنز بمنظور تمركز نور در فيبر باشد. ليزرها داراي توان بمراتب بيشتري نسبت به LED مي باشند. قيمت آنها نيز در مقايسه با LED بمراتب بيشتر است . متداولترين طول موج سيگنا ل هاي نوري ، 850 نانومتر ، 1300 نانومتر و 1550 نانومتر است .

[h=3]بازياب ( تقويت كننده ) نوری[/h]همانگونه كه قبلا" اشاره گرديد ، برخي از سيگنال ها در موارديكه مسافت ارسال اطلاعات طولاني بوده ( بيش از يك كيلومتر ) و يا از مواد خالص براي تهيه فيبر نوري ( شيشه ) استفاده نشده باشد ، تضعيف و از بين خواهند رفت . در چنين مواردي و بمنظور تقويت ( بالا بردن ) سيگنا ل هاي نوري تضعيف شده از يك يا چندين " تقويت كننده نوري " استفاده مي گردد. تقويت كننده نوري از فيبرهاي نوري متععدد بهمراه يك روكش خاص (doping) تشكيل مي گردند. بخش دوپينگ با استفاده از يك ليزر پمپ مي گردد . زمانيكه سيگنال تضعيف شده به روكش دوپينگي مي رسد ، انرژي ماحصل از ليزر باعث مي گردد كه مولكول هاي دوپينگ شده، به ليزر تبديل مي گردند. مولكول هاي دوپينگ شده در ادامه باعث انعكاس يك سيگنال نوري جديد و قويتر با همان خصايص سيگنال ورودي تضعيف شده ، خواهند بود.( تقويت كننده ليزري)

[h=3]دريافت كننده نوری[/h]وظيفه دريافت كننده ، مشابه نقش ملوان بر روي عرشه كشتي ناو دريافت كننده پيام است. دستگاه فوق سيگنال هاي ديجيتالي نوري را اخذ و پس از رمزگشائي ، سيگنا ل هاي الكتريكي را براي ساير استفاده كنندگان ( كامپيوتر ، تلفن و ... ) ارسال مي نمايد. دريافت كننده بمنظور تشخيص نور از يك "فتوسل" و يا "فتوديود" استفاده مي كند.

[h=2]مزاياي فيبر نوري[/h]فيبر نوريدر مقايسه با سيم هاي هاي مسط داراي مزاياي زير است :

ارزانتر. هزينه چندين کيلومتر کابل نوري نسبت به سيم هاي مسي کمتر است .

نازک تر. قطر فيبرهاي نوري بمراتب کمتر از سيم هاي مسي است .

ظرفيت بالا. پهني باند فيبر نوري بمنظور ارسال اطلاعات بمراتب بيشتر از سيم مسي است .

تضعيف ناچيز. تضعيف سيگنال در فيبر نوري بمراتب کمتر از سيم مسي است .

سيگنال هاي نوري . برخلاف سيگنال هاي الکتريکي در يک سيم مسي ، سيگنا ل ها ي نور&#ي در يک فيبر تاثبر فيبر ديگر نخواهند داشت .

مصرف برق پايين . با توجه به سيگنال ها در فيبر نوري کمتر ضعيف مي گردند ، بنابراين مي توان از فرستنده هائي با ميزان برق مصرف پايين نسبت به فرستنده هاي الکتريکي که از ولتاژ بالائي استفاده ي نمايند ، استفاده کرد.

سيگنال هاي ديجيتال . فيبر نور ي مناسب بمنظور انتقال اطلاعات ديجيتالي است .

غير اشتعال زا . با توجه به عدم وجود الکتريسيته ، امکان بروز آتش سوزي وجود نخواهد داشت .

سبک وزن . وزن يک کابل فيبر نوري بمراتب کمتر از کابل مسي (قابل مقايسه) است.

انعطاف پذير . با توجه به انعظاف پذيي فيبر نوري و قابليت ارسال و دريافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظير دوربين هاي ديجيتال با موارد کاربردي خاص مانند : عکس برداري پزشکي لوله کشي و ...استفاده مي گردد.

با توجه به مزايي فراوان فيبر نوري ، امروزه از اين نوع کابل ها در موارد متفاوتي استفاده مي شود. اکثر شبکه هاي کامپيوتري و يا مخابرات ازراه دور در مقياس وسيعي از فيبر نوري استفاده مي نمايند.

[h=2]کاربردهای فیبر نوری[/h]کاربرد در حسگرها:
استفاده از حسگرهای فیبر نوری برای اندازه گیری کمیتهای فیزیکی مانند جریان الکتریکی ، میدان مغناطیسی ، فشار ، حرارت ، جابجایی ،آلودگی آبهای دریا ، تشعشعات پرتوهای گاما و ایکس در سالهای اخیر شروع شده است. در این نوع حسگرها ، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی حسگر بهره گیری می‌شود، بدین ترتیب که خصوصیات فیبر تحت میدان کمیت مورد اندازه گیری تغییر یافته و با اندازه شدت کمیت تأثیر پذیر می‌شود.
کاربردهای نظامی:
فیبرنوری کاربردهای بی شماری در صنایع دفاع دارد که از آن جمله می‌توان برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار ، کنترل و هدایت موشکها ، ارتباط زیر دریاییها (هیدروفون) را نام برد.
کاربردهای پزشکی:
فیبر نوری در تشخیص بیماریها و آزمایشهای گوناگون در پزشکی کاربرد فراوان دارد که از آن جمله می‌توان دزیمتری غدد سرطانی ، شناسایی نارساییهای داخلی بدن ، جراحی لیزری ، استفاده در دندانپزشکی و اندازه گیری مایعات و خون نام برد.

MMB5146 · Jan 18, 2012

[FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]11- تارهاي نوري[/FONT]
[FONT=&quot] [/FONT]
[FONT=&quot]الياف نوري ( تارهاي نوري ) رشته هايي از شيشه هستند كه نور از آنها عبور مي كند . با اين اختراع تحول بزرگي در ارتباطات و مخابرات بوجود آمده است . در روش سنتي از سيم هاي مسي و آلومينيومي براي ارسال سيگنالهاي الكتريكي استفاده[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] مي شود و لي در مخابرات فيبر نوري سيگنال الكتريكي به شكل امواج نوري مدوله مي شوند و سپس اين نور از درون تارهاي[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] نازك شيشه عبور داده مي شود . با اين روش تحول بزرگي در سرعت و ظرفيت ارسال پيامهاي مخابراتي بوجود آمده است[/FONT][FONT=&quot] .[/FONT] [FONT=&quot]اين روش هم اكنون بهترين طريق ارتباطات مخابراتي راه دور است[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]مزاياي استفاده از الياف نوري[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]كابلهاي فيبر نوري مزاياي زيادي[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] نسبت به كابلهاي مسي و كابلهاي هم محور[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] متداول دارند . داراي مقاومت كششي بالاتر ، وزن كمتر و اندازه كوچكتر مي باشند و حداكثر مقدار اين تارها را مي توان در حداقل مكان ممكن جاي داد[/FONT][FONT=&quot] .[/FONT] [FONT=&quot]بدليل اينكه هيچگونه سيگنال الكتريكي از طريق اين سيم ها حمل نمي شود[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] استفاده از آنها در جاههايي كه بخارات قابل احتراق وجود دارد بسيار مناسب است چون خطر احتراق و انفجار ناشي از جرقه زدن سيمهاي فلزي معيوب در اين حالت وجود ندارد . هر گاه يك تار نوري شكسته شود خطر برق گرفتكي[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] شوك الكتريكي وجود ندارد . ضمنا[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] تارهاي شيشه اي مانند سيم هاي متداول مسي و آلومينيومي[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] دچار خوردگي و پوسيد گي نمي شوند[/FONT][FONT=&quot].[/FONT] [FONT=&quot]هنگامي به فوائد مهم تارهاي نوري[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] پي مي بريم كه آنها را از نظر عملكرد با سيم هاي رايج مقايسه كنيم . تارهاي نوري بدليل اينكه در معرض تداخل هاي الكترومغناطيس قرار نمي گيرند داده ها را خيلي بهتر از سيم هاي مسي و بدون سيگنالهاي مزاحم عبور مي دهند[/FONT][FONT=&quot] .[/FONT] [FONT=&quot]ميزان انتقال داده ها از طريق تار نوري در آينده به بيش از 10 گيگا بايت در ثانيه خواهد رسيد وبه اين ترتيب امكان انتقال شبكه هايي با[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] پهناي باند وسيع تر را براي تكنولوژي فرا مدرن فردا فراهم خواهد آورد[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]فيبر نوري ميتواند محيطي را فراهم كند كه از طريق آن داده ها با سرعت بيش از 100 مگا بايت در ثانيه منتقل شوند كه اين سرعت براي استفاده از شبكه هاي محلي اينترنت[FONT=&quot][1][/FONT] مناسب است[/FONT][FONT=&quot] .[/FONT] [FONT=&quot]در ارتباطات كامپيوتري كابل هاي نوري به دو شكل : اتصال گرد[/FONT][FONT=&quot] ST [/FONT][FONT=&quot]و مستطيلي[/FONT][FONT=&quot] SC [/FONT][FONT=&quot]قابل استفاده است[/FONT][FONT=&quot].[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]فرستنده [/FONT][FONT=&quot]–[/FONT][FONT=&quot] گيرنده هاي الياف نوري[FONT=&quot][2][/FONT]:[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]اين سيتمها شامل فرستنده و گيرنده هاي سيگنالهاي نوري هستند كه ارتباطات دو طرفه را ممكن مي سازد .اين نوع فرستنده [/FONT][FONT=&quot]–[/FONT][FONT=&quot] گيرنده هاي بطور معمول از[/FONT][FONT=&quot] PIN [/FONT][FONT=&quot]يا ديودهاي نوري آولانش ( بهمني ) به همراه يك تقويت كننده سيگنال با بهره بالا براي تبديل سيگنال نوري به سيگنال معادل الكتريكي آن[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] استفاده مي كنند .فرستنده هاي نوري غالبا بجاي ديود منتشر كننده نور[/FONT][FONT=&quot] LED [/FONT][FONT=&quot]از يك ديود ليزري كمك مي گيرند تا سيگنالي قوي تر براي ارسال به فاصله اي دورتر را فراهم كنند[/FONT][FONT=&quot] .[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]كابل فيبر نوري[FONT=&quot][3][/FONT][/FONT][FONT=&quot] : [/FONT] [FONT=&quot]كابل نوري متشكل[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] از شيشه ،[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] الياف سيليكا يا پلاستيك[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] مي باشد[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] . معمولا براي كاربردهاي توان بالا از الياف سليكا استفاده مي شود .و از پلاستيك براي جدا كردن و عايق نمودن سيستم در برابر خطر ولتاژ بالا[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] استفاده مي كنند . نه سيليكا ونه پلاستيك هيچكدام بدليل ماهيت ساختماني كه دارند[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] قادر به فرستادن سيگنالها به مسافتهاي دور را ندارند و بايد از شيشه استفاده كرد[/FONT][FONT=&quot] .[/FONT] [FONT=&quot]همانگونه كه در شكل امده است يك كابل نوري از چهار لايه تشكيل شده است[/FONT][FONT=&quot] :[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot][/FONT]

file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg[FONT=&quot][/FONT]

[FONT=&quot]شکل 43-1[/FONT]

[FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]1- هسته يا لايه دروني آن همان تارهاي شيشهاي است كه براي انتقال امواج نوري استفاده ميشود[/FONT][FONT=&quot] .[/FONT] [FONT=&quot]2-[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]يك لايه اي كه دور اين شيشه قرار گرفته و لايه واسط ناميده مي شود و امكان انعكاس نور از درون تار را فراهم مي آورد ( نور در تار به شكل زيگزاگ عبور مي كند و از طريق همين لايه كه شبيه آينه است اين عمل امكان پذير است ) ضمنا اين لايه از سائيدگي تارها هم جلوگيري مي كند . است اين غشاء از مواد نرم درست شده است و امكان انعطاف به تار نوري را مي دهد[/FONT][FONT=&quot] .[/FONT] [FONT=&quot]3-[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]غشاء مستحكم كننده كه به دور اين لايه واسطه قرار گرفته واز جنس[/FONT][FONT=&quot] : BRAIDED KEVLAR [/FONT][FONT=&quot] است و سبب استحكام مكانيكي كابل مي شود تا تحت تنش بيش از حد قرار نگيرد[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]4- پوشش خارجي از جنس پي وي سي كه بيروني ترين لايه است و كابل را در برابر سايش و پارگي[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] محافظت مي كند[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]البته در اين مثال براي ساده شدن موضوع كابل را بصورت تك رشته اي در نظر گرفته ايم و در عمل كابلها مي توانند چند رشته اي باشند[/FONT][FONT=&quot] .[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]مبدلهاي كابل هاي نوري[FONT=&quot][4][/FONT]: [/FONT][FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]براي اتصال يك قسمت از كابل نوري به قسمت ديگر از تبديل هايي استفاده مي كنند كه اين تبديل ها امكان اتصال كابل به يك[/FONT][FONT=&quot] UTP [/FONT][FONT=&quot]و از[/FONT][FONT=&quot] UTP [/FONT][FONT=&quot]به كابل را فراهم مي كند.[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]انواع فيبر نوري[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]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[/FONT][FONT=&quot] Jacket [/FONT][FONT=&quot]محافظت مي گردند. فيبر هاي نوري در دو گروه عمده ارائه مي گردند[/FONT][FONT=&quot]:[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]فيبرهاي تك حالته[/FONT][FONT=&quot][FONT=&quot][5][/FONT][/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]بمنظور ارسال يك سيگنال در هر فيبر استفاده مي شود نظير : تلفن[/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]فيبرهاي چندحالته[/FONT][FONT=&quot][FONT=&quot][6][/FONT][/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]بمنظور ارسال چندين سيگنال در يك فيبر استفاده مي شود( نظير : شبكه هاي كامپيوتري)[/FONT] [FONT=&quot]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" 5/62 ميكرون قطر) و قادر به ارسال نورمادون قرمز از طريق[/FONT][FONT=&quot] LED [/FONT][FONT=&quot]ميباشند.[/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]انواع کابل های نوری[/FONT] [FONT=&quot]بعد از تولید تارها انها را به ژلی مخصوص آغشته و در درون غلاقی به [/FONT][FONT=&quot]Loose Tube[/FONT][FONT=&quot] قرار می دهند و تعداد این [/FONT][FONT=&quot]Loose [/FONT][FONT=&quot]ها بسته به نوع کابل متفاوت هست و سپس بسته به نوع استفاده و محل بکار گیری در غلافهای منعدد و گوناگون ساخته می شوند .[/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]انواع کابل های نوری عبارتند از :[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]1- خاکی[/FONT][FONT=&quot][FONT=&quot][7][/FONT][/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot] 2 - کانالی[/FONT][FONT=&quot][FONT=&quot][8][/FONT][/FONT][FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]3- دریائی[/FONT][FONT=&quot][FONT=&quot][9][/FONT][/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]4- هوائی[/FONT][FONT=&quot][FONT=&quot][10][/FONT][/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]لایه های مختلف کابل خاکی[/FONT][FONT=&quot]: [/FONT]

file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg[FONT=&quot][/FONT]

[FONT=&quot]شکل 44-1[/FONT][FONT=&quot][/FONT]

[FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]لایه های مختلف کابل کانالی: [/FONT][FONT=&quot][/FONT]

file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.jpg[FONT=&quot][/FONT]

[FONT=&quot]شکل 45-1[/FONT]

[FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]لایه های مختلف کابل دریایی:[/FONT] [FONT=&quot] [/FONT]

file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg[FONT=&quot][/FONT]

[FONT=&quot]شکل 46-1[/FONT]

[FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]لايه‌هاي مختلف کابل هوایی:[/FONT]

file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg[FONT=&quot][/FONT]

[FONT=&quot]شکل 47-1[/FONT]

[FONT=&quot]ارسال نور در فيبر نوري[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]فرض كنيد، قصد داشته باشيم با استفاده از يك چراغ قوه يك راهروي بزرگ و مستقيم را روشن نمائيم. همزمان باروشن نمودن چراغ قوه، نور مربوطه درطول 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؟[/FONT] [FONT=&quot]در اين حالت ميتوان از يك آيينه در محل پيچ راهرو استفاده تا باعث انعكاس نور از زاويه مربوطه گردد. در صورتيكه راهروي فوق داراي پيچهاي زيادي باشد، چه كار بايست كرد؟ در چنين حالتي در تمام طول مسير ديوار راهروي مورد نظر، ميبايست از آيينه استفاده كرد. بدين ترتيب نور تابانده شده توسط چراغ قوه (با يك زاويه خاص) از نقطهاي به نقطهاي ديگر حركت كرده (جهش كرده و طول مسير راهرو را طي خواهد كرد). عمليات فوق مشابه آنچيزي است كه در فيبر نوري انجام ميگيرد[/FONT][FONT=&quot].[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]تكنولوژي ( فن آوري ) فيبر نوري[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]نور، در كابل فيبر نوري از طريق هسته (نظير راهروي مثال ارائه شده ) و توسط جهش هاي پيوسته با توجه به سطح آبكاري شده[/FONT][FONT=&quot] ( Cladding) [/FONT][FONT=&quot](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 مسافتهاي طولاني ميباشد. برخي از سيگنالهاي 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.[/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]سيستم رله فيبر نوري[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]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.[/FONT] [FONT=&quot]يك ملوان بر روي عرشه كشتي دوم ، كدهاي مورس ارسالي را مشاهده مي نمايد. در ادامه ملوان فوق كدهاي فوق را به يك زبان خاص ( مثلا" انگليسي ) تبديل و آنها را براي كاپيتان ناو ارسال مي دارد. فرض كنيد فاصله دو ناو فوق از يكديگر بسار زياد ( هزاران مايل ) بوده و بمنظور برقراي ارتباط بين آنها از يك سيستم مخابراتي مبتني بر فيبر نوري استفاده گردد[/FONT][FONT=&quot].[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]سيستم رله فيبر نوري از عناصر زير تشكيل شده است:[/FONT] [FONT=&quot]فرستنده . مسئول توليد و رمزنگاري سيگنال هاي نوري است[/FONT][FONT=&quot] .[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]فيبر نوري مديريت سيگنال هاي نوري در يك مسافت را برعهده مي گيرد[/FONT][FONT=&quot].[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]بازياب نوري . بمنظور تقويت سيگنا ل هاي نوري در مسافت هاي طولاني استفاده مي گردد[/FONT][FONT=&quot].[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]دریافت كننده نوري . سيگنا ل هاي نوري را دريافت و رمزگشائي مي نمايد[/FONT][FONT=&quot].[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]12-آشکارسازهاي الکترواپتیکی (فوتونی)[/FONT][FONT=&quot]:[/FONT][FONT=&quot]‏[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]آشكار سازهاي فوتوني بر اساس اثر فوتون عمل مي نمايند . اين آشكار سازها بسيار سريعتر از آشكار سازهاي حرارتي بوده و پاسخ آنها در حدود ميكرو ثانيه است . همچنين آشكار سازي آنها نيز بالاتر است . البته براي رسيدن به اين مرتبه آشكار سازي بايستي آشكار ساز سرد شود و براي كاهش دما ، كولرهاي ترموالكتريك در يك يا چندين مرحله بكار گرفته مي شوند.[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]در یک[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]تکثیرکننده[/FONT] [FONT=&quot]فوتونی[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]، فوتون ها دارای انرژی کافی برای خارج کردن ‏مستقیم الکترون ازسطح[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]نیستند ولی آنها پایدارتر از طول موج های قطع مشخصی انرژی کافی برای ‏آزاد ساختن یک الکترون از[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]شبکه بلور[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]را به دست می آورند و لذا باعث[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]افزایش تعداد[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]الکترون[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]ها و ‏یا[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]حفره[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]های آزادی می شوند که به عنوان حاملین[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]بار عمل می کنند. این اثر با پر کردن نیمه هادی ، ‏جهت کاهش تعداد الکترون های[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]برانگیخته گرمایی تقویت می یابد. تا این اواخر دستگاه های ‏فوتو رسانا فقط میتوانستند در ناحیه فروسرخ نزدیک کار بکنند. که طول موج قطع برای این بلورها ‏مانند[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]سولفور سرب[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]در حدود چند میکرومتر است. ‏[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]اما انواع جدید نیمه هادی نا خالص شده یعنی[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]بلور[/FONT][FONT=&quot]های[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]شامل مقدار کمی از ناخالصی های برگزیده ، ‏می توانند ( در دمای هلیوم ) تا حدود[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]100 ميكرومتر[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]کار بکنند. در واقع ، اینک معلوم شده است که[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]آشکارسازهای[/FONT][FONT=&quot] bs – nI [/FONT][FONT=&quot]می توانند [/FONT][FONT=&quot]تا درون[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]ناحیه موج میلی متری هم کار کنند. زیرا قابلیت حرکت[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]الکترون های آزاد[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]با جذب انرژی فوتون افزایش[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]می یابد و این الکترون ها می توانند در دمایی بالا تر ‏از دمای بلور وجود داشته[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]باشند. به این دلیل این آشکارسازها به آشکارسازهای با الکترون گرم ‏موسومند.‏[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]آشکارساز[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]امواج فرابنفش[/FONT][FONT=&quot]: [/FONT][FONT=&quot][/FONT] ·[FONT=&quot] علاوه بر[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]صفحات[/FONT] [FONT=&quot]عکاسی[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]مخصوص و[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]تکثیرکننده[/FONT] [FONT=&quot]های فوتون[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]که می توانند تا ناحیه فرابنفش به کار ‏برده شوند. برای طول موج های[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]کمتر از حدود 1300 آنگستروم که انرژی فوتون تا حد یونیدن ‏گازهای پایدار بالاست[/FONT][FONT=&quot] ( E<9ev) [/FONT][FONT=&quot]میتو[/FONT][FONT=&quot]ان به وسیله[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]نور[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]آشکارسازی کرد[/FONT][FONT=&quot].[/FONT] ·[FONT=&quot] برای آشکارسازی مداوم از یک اتاقک یونش استفاده می شود. اتاقک در ناحیه مسطح یا[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]اشباع ‏منحنی جریان برحسب ولتاژ کار می کند. که در آن جریان یون مستقل از[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]ولتاژ[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]اتاقک بوده و متناسب ‏با شدت فرودی است[/FONT][FONT=&quot]. [/FONT] ·[FONT=&quot] کارآیی آشکارساز ، برحسب زوج های یون به ازای هر فوتون می تواند به سادگی تا[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]صد در صد ‏برسد. در واقع اگر[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]انرژی فوتون[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]تا حد یونش مضاعف بالا باشد،[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]ممکن است کار آیی بیشتر از این نیز ‏شود. ‏[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]آشکارساز گایگر مولر[/FONT][FONT=&quot]:[/FONT][FONT=&quot]‏[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]از[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]آشکارسازهای پالسی یک نوعش شمارنده گایگر مولر است. فوتوالکترون اولیه حاصل از فوتون ‏فرودی[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]شتاب[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]داده می شود تا با برخوردهای متوالی با[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]مولکول[/FONT] [FONT=&quot]های[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]گاز بهمنی را به وجود بیاورد، که ‏این تقویت گازی است. به علت نبودن مواد[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]برای ایجاد پنجره ، استفاده از هر دو نوع مزبور در ناحیه ‏طول موج های 1040 [/FONT][FONT=&quot]–[/FONT][FONT=&quot] 300[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]آنگستروم[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]مشکل است. این امر مخصوصا در مورد شمارنده گایگر یا ‏شمارنده فوتون ، که در فشارهای گاز نسبتا زیاد ( حدود 100[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]تور)[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]فلزی نازک قابل عبور می شوند ‏و از[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]این ناحیه یک راست تا ناحیه[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]اشعه[/FONT] [FONT=&quot]ایکس[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]می توان از آشکارساز مزبور استفاده کرد[/FONT][FONT=&quot]. [/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]گاز به کار برده شده در[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]طول موج های بلند معمولا[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]اکسید نیتریک[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]یا مولکول های مشابه است، اما[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]در ‏طول موج های کوتاه گازهای نادر به علت بالا بودن پتانسیل یونش آنها ترجیح داده[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]می شوند. با ‏انتخاب زیرکانه ماده پنجره و گاز محتوی می توان نقطه نقطه قطع طول موج[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]های کوتاه و بلند را ‏طوری مرتب کرد که نوار باریکی از حساسیت به وجود آید[/FONT][FONT=&quot]. [/FONT][FONT=&quot]آشکارسازهای برگزیده ای از این قبیل ‏جایگزین[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]طیف سنج[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]در پاره ای از آزمایش های[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]اختر پاراکت[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]رها گشته است. ‏[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]آشکارسازی نور قطبیده:[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]آشکارسازهای نور یونش هم چنین برای اندازه گیری های شدت های مطلق و[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]برای درجه بندی منابع ‏به صورت[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]استانداردهای شدت[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]در فرابنفش[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]خلا[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]به کار برده شده اند. اگر هر فوتون جذب[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]شده یک ‏فوتوالکترون تولید کند، جریان خروجی یک اطاقک یونی برابر تعداد فوتون های[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]جذبی می شود. ‏گازهای نادر این شرط را به جا می آورند. و به علاوه ضرایب جذب آنها[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]به قدری بالاست که فشار ‏کمی از گاز برای جذب کامل کافی می باشد[/FONT][FONT=&quot]. [/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot]اتاقک[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]یونی را می توان در این طریق با[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]گازهای نادر[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]به ترتیب کاهش وزن اتمی آنها از[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]1022[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]‏آنگستروم ، حد یونش گزنون تا 250 آنگستروم که در آن فوتوالکترون های خروجی[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]دارای انرژی ‏کافی برای ایجاد یونش ثانوی در[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]هلیوم[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]است، به کار برد. به هر حال شمارنده فوتونی می تواند در این ‏نقطه کار را به عهده[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]گیرد. زیرا این آشکارساز به جای تعداد الکترون ها ، پالس حاصله از هر[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]فوتون[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]‏جذب شده را ثبت می کند.‏[/FONT][FONT=&quot][/FONT] [FONT=&quot] [/FONT] [FONT=&quot]13- دستگاه‌هاي اپتيكي[/FONT][FONT=&quot][/FONT]

http://www.iran-eng.com/#_ftnref11-Local area network = lan[FONT=&quot][/FONT]

http://www.iran-eng.com/#_ftnref2[FONT=&quot]1-The Fiber Optic Transceiver[/FONT]

[FONT=&quot] [/FONT]

http://www.iran-eng.com/#_ftnref3[FONT=&quot]2-The Fiber optic cable [/FONT][FONT=&quot][/FONT]

http://www.iran-eng.com/#_ftnref4[FONT=&quot]1-Fiber Optic Media Converter[/FONT][FONT=&quot][/FONT]

http://www.iran-eng.com/#_ftnref5[FONT=&quot]2-Single-Mode[/FONT]

http://www.iran-eng.com/#_ftnref6[FONT=&quot]1-Multi-Mode[/FONT]

http://www.iran-eng.com/#_ftnref7[FONT=&quot]2-Boride[/FONT]

http://www.iran-eng.com/#_ftnref8[FONT=&quot]3-Conduit[/FONT][FONT=&quot][/FONT]

http://www.iran-eng.com/#_ftnref9[FONT=&quot]4-Submarine[/FONT][FONT=&quot][/FONT]

http://www.iran-eng.com/#_ftnref10[FONT=&quot]5-Arial[/FONT][FONT=&quot][/FONT]

ICE-G · Jul 11, 2012

از جمله کاربردهای فیبر نوری که در اواخر قرن بیستم بعنوان یک فناوری روشنایی متداول شده ودر چند سال قرن اخیر توسعه ورشد فراوانی پیدا کرده است کاربرد آن درسیستم های روشنایی است. دراین فناوری نور از منبع نوری که میتواند نور مصنوعی (نورلامپهای الکتریکی)ویا نور طبیعی (نور خورشید)باشد وارد فیبر نوری شده وازاین طریق به محل مصرف منتقل میشود.به این ترتیب نوربه هرنقطه ای که درجهت تابش مستقیم آن نمی باشد منتقل میشود .امتیاز این نور که موجبات رشد سریع بکارگیری وتوجه زیاد به این فناوری شده است این است که فاقد الکتریسیته گرما وتشعشعات خطرناک ماورائ بنفش بوده(نور خالص وبی خطر)و دیگر اینکه بااین فناوری میشود نور روز(بدون گرما واشعه های ماورائ بنفش)راهم به داخل ساختمانهاو نقاط غیر قابل دسترسی به نور خورشید منتقل کرد.

ICE-G · Jul 11, 2012

تعريف فيبرنوري : فيبرنوري به عنوان محيط انتقال امواج نوري مورد استفاده قرار مي‌گيرد و از تارشيشه اي (SIO2 ) ساخته مي‌شود كه سطح مقطع آن شامل دو ناحيه هسته و غلاف با ضريب شكست متفاوت مي‌باشد.
تفاوت فيبرنوري و كابل مسي : از جمله مزاياي استفاده از فيبرنوري در قبال كابل مسي مي توان به موارد زير اشاره كرد: فيبرنوري سبكتر و ارزانتر از كابل مسي است و حجم كمتري را اشغال مي‌كند. علاوه بر آن ظرفيت انتقال فيبرنوري چندين هزار برابر كابل مسي و فاقد اثرات نويز محيطي است ، ضمن آنكه طول عمر بيشتر و تلفات كمتري دارد.
طبق آمار موجود در حال حاضر در كشورهاي پيشرفته مثل ژاپن از يك تار فيبرنوري حدود 9500خط تلفن و در ايران نيز با استفاده از يك تار فيبرنوري 4000 خط تلفن عبور داده مي‌شود .
مرحله اول اجراي پروژه فيبرنوري شهري در تهران بزرگ در سال 1370 با بكارگيري 5200 كيلومتر فيبرنوري براي تأمين توسعه ارتباطات 42 مركز تلفن آغاز و با 176 سيستم 140 مگابيت برثانيه بكار گرفته شد و در شهرستانها اجراي پروژه فيبرنوري در هفت شهر بابل ، اصفهان ، تبريز ، مشهد ، اهواز ، شيراز و همدان آغاز و به 30 شهر ديگر تعميم داده شد. در اين راستا 850 كيلومتر فيبر براي توسعه كمي و كيفي ارتباطات بين مراكز در شهرهاي مذكور مورد استفاده قرار گرفته است.
اولين فيبرنوري بين شهري به طول 54 كيلومتر بين تهران و كرج اجرا گرديد و در ادامه آن طرح فيبرنوري چهار مسير با طول 516 كيلومتر در چهار مسير تهران ساوه ، تهران گرمسار، تهران قزوين و ارتباط بين ساختمان ميدان امام خميني و مجتمع مخابراتي انقلاب اسلامي به اجرا گذاشته است.
بخشي از شبكه اصلي فيبرنوري بالغ بر 2200 كيلومتر مربوط به پروژه فيبرنوري بين‌المللي TAE است كه با نصب و راه‌اندازي اين پروژه آسيا و اروپا از طريق كابل نوري به يكديگر مرتبط شده و ايران در اين مسير يكي از مراكز مهم ترانزيت مخابراتي است.
همچنين مي توان به نصب و راه‌اندازي پروژه فيبرنوري TAE داخل كشور از مرز باجگيران تا مرز بازرگان و نصب و راه‌اندازي پروژه راديويي فيبرنوري TAE و سيستم پشتيباني فيبرنوري در تركمنستان اشاره كرد. با تكميل و اجراي پروژه‌هاي فيبرنوري بين شهري تا سال 2000 حدود 900 هزار مدار از اين طريق داير خواهد شد.
در سال 1997 ارتباط بين مراكز شهري به طول 2100 كيلومتر توسط فيبرنوري تأمين گرديده و در نظر است براي شهرهايي با بيش از 3 مركز تلفن ارتباط بين مراكز توسط فيبرنوري و تجهيزات مربوط تأمين گردد . طول اين شبكه تا سال 2000 به 10 هزار كيلومتر خواهد رسيد.
فناوري مورد استفاده براي سيستم هاي انتقال SDH مي‌باشد كه ظرفيت آن براي تجهيزات راديويي 155 مگابيت در ثانيه و براي تجهيزات فيبرنوري 4/2 گيگابيت در ثانيه است و با به خدمت گرفتن اين فناوري انتقال 30000 كانال صوتي روي هر زوج تار فيبرنوري امكان‌پذير خواهدبود.
شايان ذكر است شركت توليد فيبرنوري و برق خورشيدي در سال 68 در راستاي نيل به خودكفايي صنعتي و تأمين نياز روز افزون شبكه‌هاي مخابراتي كشور تأسيس شد . ظرفيت اسمي اين شركت سالانه 50 ميليون متر رشته فيبر است كه بالغ بر 2 ميليون دلار صرفه جويي ارزي را در بر دارد و ضمن آنكه در اين شركت سلول وپنل خورشيدي نيز به‌منظور تأمين برق ايستگاههاي مخابراتي دور افتاده، ارتفاعات و روستاهاي فاقد برق شبكه توليد مي‌شود . ضمناً ميزان اجراي كابلكشي فيبرنوري بين مراكز شهري ( از سال 72 لغايت 79) به ميزان 3856 كيلومتر مي‌باشد .در راستاي ، پي‌گيري جدي شبكه فيبرنوري به عنوان زير ساخت اصلي شبكه انتقال كشور قدمهاي مؤثري برداشته شده است به طوريكه عملكرد شركت مخابرات ايران در زمينه توسعه شبكه فيبرنوري در سال 80 به ميزان 2759 كيلومتر بوده است و اجراي كابلكشي فيبرنوري بين شهري لغايت پايان 80 به ميزان 8842 كيلومتر كه شامل 3450 كيلومتر پروژه TAE و 5392 كيلومتر لوپ PC و SC ها مي‌باشد .

ICE-G · Jul 11, 2012

به طور خلاصه و فهرست وار میشه گفت:
مزایای فیبر نوری:

1-پهنای باند بسیارزیاد
2-تضعیف بسیار کم
3-وزن کم و قطر کوچک
4-ایزولاسیون کامل الکتریکی
5-مصونیت در مقابل تداخل و همشنوایی
6-امنیت سیگنال
7-فراوانی و ارزان بودن مواد اولیه
8-نگهداری آسان
9-ظرافت و قابلیت انعطاف
10-مصونیت درمقابل عوامل جوی و رطوبت

معایب فیبر نوری:
محدوديت ها و نقاط ضعف فيبر نوري بسيار ناچيز و شامل موارد زير بوده است:
1- دقت كامل در هنگام نصب بسيار ضروري است.
2- اگر زاويه انحناي رشته هاي فيبر از حد معيني بيشتر شود، (مثلاً قطر انحناي آن از 30 سانتي متر كمتر شود) ممكن است بشكند.
3- كشش وارده كه مقدار آن براي كابل هاي با ظرفيت مختلف تفاوت مي كند نبايد از حد معيني بيشتر شود.
4- كابل هايي كه از داخل حوضچه ها عبور مي كنند بايد كاملاً حفاظت شده باشند و گروه هاي كابل كش بايد با دقت متوجه اين كابل ها باشند و به طريقي كه هيچ نوع ضربه اي به اين كابل ها وارد نشود.

saied68 · Aug 17, 2012

دمتون گرم
همه مطالبی گذاشتین جالب و مفید بود
بعضی هاش مرور بود...بعضی هاش هم جدید
دستتون درد نکنه،خسته نباشین

saied68 · Aug 17, 2012

خم شدگي در فيبر نوري

خم شدگي در فيبر نوري

خم شدگي در فيبر نوري Miro Bending
خم شدگي باعث مي شود كه در بين راه سيگنال هاي نوري داراي انحراف كوچكي در مسير خود شوند .
Maro Bending
اگر خم شدگي به حدي باشد كه Signal به بيرون نشت كند براي حل اين مشكل از تقويت‌كننده ها استفاده مي شود مثل Repeat در Ethernet . بسياري از تقويت كننده ها سيگنال نوري را به سيگنال الكتريكي تبديل مي كنند كه باعث افت كيفيت سيگنال نوري مي شود اما برخي تقويت كننده ها مثل EDFA يك سيگنال نوري را مستقيماً به سيگنال نوري تبديل مي‌كند . خم شدگي در فيبر نوري Miro Bending
خم شدگي باعث مي شود كه در بين راه سيگنال هاي نوري داراي انحراف كوچكي در مسير خود شوند .
Maro Bending
اگر خم شدگي به حدي باشد كه Signal به بيرون نشت كند براي حل اين مشكل از تقويت‌كننده ها استفاده مي شود مثل Repeat در Ethernet . بسياري از تقويت كننده ها سيگنال نوري را به سيگنال الكتريكي تبديل مي كنند كه باعث افت كيفيت سيگنال نوري مي شود اما برخي تقويت كننده ها مثل EDFA يك سيگنال نوري را مستقيماً به سيگنال نوري تبديل مي‌كند .

iron006 · Sep 18, 2012

ممنون مطالب جالبي بود
خيلي استفاده كردم

faeze_69 · Dec 7, 2012

کانکتورهای فیبرنوری

کانکتورهای فیبرنوری

سلام دوست خوبم!اطلاعاتی راجع به انواع و قیمت های کانکتورهای فیبر نوری داری؟؟؟

سعید گروسی · Dec 7, 2012

faeze_69 گفت:
سلام دوست خوبم!اطلاعاتی راجع به انواع و قیمت های کانکتورهای فیبر نوری داری؟؟؟

پچ پنل فیبر نوری

محفظه ای است قابل نصب در رک که اتصالات فیبر نوری را نگهداری می کند.

پچ کورد فیبر نوری

برای اتصال بین پچ پنل فیبر نوری و سوئیچ شبکه از پچ کورد استفاده می کنیم. این پچ کوردها بایستی متناسب با فیبر نوری انتخاب شوند. مثلا پچ کورد سینگل مود برای فیبر سینگل مود و پچ کورد مالتی مود برای فیبر مالتی مود. پچ کورد ها دارای کانکتورهای مختلفی هستند که در کارخانه بر روی آنها نصب شده است . مانند : MT – Rj و LC و SC و ST و VF – 45 . بر حسب کاربرد در برخی پچ کوردها کانکتور های یک سر پچ کورد با سر دیگر متفاوت است، برای مصارف گوناگون مثلا پچ کورد : SC به LC و ... پچ کوردها معمولاً دارای قابلیت انعطاف بسیار بالایی هستند و براحتی نمی شکنند. طول این پچ کوردها معمولا 1 ، 2 ، 3 ، 5 و 10 متر می باشد.

کانکتورهای فیبر نوری
کانکتور فیبر نوری بر روی فیبر نوری توسط ابزارهای خاص نصب می شود و امکان انتقال داده را به ما می دهد . برخی از انواع این کانکتورها عبارتند از MT – Rj و LC و SC و ST که به دو گروه مالتی مود و سینگل مود نیز تقسیم می شوند.

آداپتور فیبر نوری
آداپتور فیبر نوری واسط بین فیبر نوری که کانکتور بر روی آن نصب شده و پچ کورد فیبر نوری می باشد . این آداپتور عموما داخل پچ پنل مخصوص فیبر قرار می گیرد . و انواع مختلف آن متناسب با نوع کانکتور بصورت 2 پورت Duplex یا تک پورت Simplex وجود دارد .

کیف ابزار فیبر نوری
کیف ابزار فیبر نوری مخصوص نصب کانکتورهای فیبر است .

فیوژن
دستگاه فیوژن برای اتصال فیبرنوری بکارمی رود.

سعید گروسی · Dec 7, 2012

فیبرنوری ،تکنولوژی انتقال

یكی از موارد اصلی كاربرد فیبر نوری انتقال حجم بالای از اطلاعات در مسافت های بسیار طولانی حدود چند صد تا هزار كیلو متر می باشد.
● فیبر نوری در محیط های كوچك و محلی .
۱ـ پیاده سازی فیبر نوری در محیط های كوچك و محلی .
۲ـ پیاده سازی فیبر نوری در سطح وسیع به منظور پیكر بندی بستر انتقال شهر ها .
۳ـ پیاده سازی فیبر نوری در سطح بسیار گسترده به منظور پیكر بندی بستر انتقال شاهراه های بین المللی .
با توجه به افزایش پهنای باند مورد نیاز در شبكه های محلی و همچنین پراكندگی كاربران واقع در یك مرز معمولاً به دو جهت از این تكولوژی استفاده می گردد .
الف) ـ به جهت پیاده سازی پهنای باند گیگابیتی برای ارتباط های سوئیچ ها و دیگر تجهیزات انتقال و همچنین به منظور ارتباط های اصلی با سوئیچ های LAN نیز از این تجهیزات استفاده می نمایند كه به طور معمول در چنین مواردی از پورت های ( GBIC (Giga bit interface card با استاندارد BADE SXL ۱۰۰۰ و نیز MULTI MODE استفاده می نمایند كه قابلیت انتقال اطلاعات تا حجم GBPS را تا مسافت ۵۵۰ متر دارا می باشد .
ب) ـ با توجه به محدودیت كابل های UTP تا مسافت ۱۰۰ متر ، یكی دیگر از موارد بسیار پر كاربرد فیبر نوری ، اتصال شبكه های LAN پراكنده در محیط های وسیع با استفاده از فیبر نوری می باشد كه در این حالت نیز معمولاً BACK BONE اصلی شبكه را با استفاده از فیبر نوری بر پا نموده و سوئیچ ها و سرور ها با پهنای ۱GBPS به BACK BONE متصل شده و كاربران از پورت های FAST ETHEMET سرویس می گیرند .
با توجه به نوع فیبر استفاده شده SINGLE MODE و یا MULTI و همچنین نوع پورت های گیگابیتی كه در سوئیچ مركزی فیبر استفاده می شو ۱۰۰۰ BASE می توان از مسافت كمتر از ۵۵۰ متر تا ۱۵۰ كیلو متر را با استفاده از این پورت ها به طور مستقیم سرویس داد كه البته با توجه به كوچك بودن محیط معمولاً از استاندارد ( BASE SX ۵۵۰ M ۱۰۰۰) و یا BASE LX ( ۱۰۰۰ ۱۰ KM ) بیشتر در این موارد استفاده می گردد .
با توجه به سطح وسیع این نوع كاربرد معمولاً كمپانی های سازنده سوئیچ های ACCESS لایه استفاده از پورت های فیبر نوری در سودئیچ های خود را جزء لاینفك دستور كار خود قرار داده و به جهت تنوع نوع پورت های فیبر نوری و كاربردهای متفاوت هر یك معمولاً سوئیچ ها را به صورت MODULAR تهیه می نمایند كه بسته به نوع نیاز ماژول مربوطه در سوئیچ قرار داده می شود . از جمله كمپانی هایی كه در این زمینه فعالیت چشمگیری از خود نشان داده اند می توان به DASAN ، CISCO ، HYUNDAI و ۳ COM اشاره نمود .
● پیكر بندی بستر انتقال شهر ها .
با توجه به رشد و افزایش وسعت INTEMEL حجم اطلاعات منتقل شده در داخل آنها نیز همچنان افزایش یافته و به منظور برقراری ارتباط بین این شبكه های مجزا نیاز به شبكه گسترده تری با مدیریت متمركز احساس می شد كه شبكه های METRO ETHERNET ، SONET و انواع WDM برای پیاده سازی این منظور طراحی گردید .
با توجه به سهولت پیاده سازی METRO ETHERNET و قابلیت بسیار بالای نوع شبكه با درصد نفوذی بیشتری نسبت به موارد دیگر در شهر ها پیاده سازی گردید كه هم اكنون در آمریكا و بسیاری از كشور های اروپایی از قبیل ایتالیا ، فرانسه و ... به طور كامل شبكه فیبر حتی تا درب منازل كشیده شده و كاربران با پهنای باند ۱۰ MBPS به اینترنت دسترسی دارند .
با توجه به ظرفیت بسیار بالای فیبر های نوری از جمله كاربردهای دیگری كه با استفاده از این تكنولوژی بسیار موفق جلوه نموده است VEDEO ON DEMAND برای كاربران خانگی می باشد كه با توجه به پهنای باند بسیار بالای فیبر های نوری به راحتی خواهند توانست تعداد بسیار زیادی از كانال های تلویزیونی را با استفاده از شبكه METRO RTHERNET خود دریافت نمایند .
از جمله دیگر كاربرد های پیاده سازی شبكه فیبر شهری ، ایجاد بستر ارتباطی بین مراكز تلفنی ، جهت انتقال مكالمات تلفنی به مراكز مختلف داخل شهری می باشد .
نوع دیگر تكنولوژی انتقال با استفاده از بستر فیبر ، DWDM ، SONET یا CWDM می باشد . كه از اولین تكنولوژی های ارائه شده برای فیبر می باشد با توجه به قدمت خود در بسیاری از شبكه های فیبر نوری پیاده سازی گردیده و هم اكنون در حال فعالیت می باشد ولیكن در مقایسه با ( پهنای باند ۱۰۰MPBS الی GPBS ) با توجه به هزینه پایین و سازگاری بسیار بالا و سهولت نصب و راه اندازی وگسترش آن ، این نوع شبكه نسبت به SONET ( ۴۵ MPBS الی ۴۰ GPBS ) بسیار بیشتر توسعه یافته و در بسیاری موارد جایگزین مناسبی برای SONET می باشد .
در عین حال در تكنولوژی DWDM و CWDM كه از فركانس های مختلف نور جهت انتقال چندین طول موج به طور همزمان بر روی یك فیبر استفاده می شود و پهنای باند های بسیار بالاتری نسبت به دو مورد قبلی قابل ارائه میباشد ( ۲.۵ GPBS الی ۶۴۰ GPBS ) ولیكن هزینه پیاده سازی این سیستم بر روی شبكه فیبر نوری بسیار بالا بوده و در شبكه های شهری تنها در مواردی كه ناگزیر با انتقال پهنای باند های بسیار بالا باشند از این سیستم استفاده می نمایند . از جمله كمپانی های موفق در ارائه این تكنولوژی می توان به REVER STONE ، NORTEL ، CISCOو SPIRANT اشاره نمود .
● پیكر بندی بستر انتقال شاهراه های بین المللی .
یكی دیگر از موارد اصلی كاربرد فیبر نوری انتقال حجم بالای از اطلاعات در مسافت های بسیار طولانی حدود چند صد تا هزار كیلو متر می باشد . این نوع پیاده سازی فیبر نوری با توجه به طولانی بودن مسافت انتقال و حجم بالای اطلاعات ، نیاز به استفاده از تجهیزات بسیار گران قیمت جهت پیاده تضعیف هر چه كمتر لیزر انتقال یافته از تكنولوژی خاصی در ساخت فیلر این نوع شبكه ها استفاده می نمایند .
یكی از موارد فوق دقت هر چه بیشتر در ساخت فیبر به جهت یك نواختی در فیبر ساخته شده می باشد كه با استفاده از شفاف ترین مواد بدین وسیله باعث تضفیف حداقل سیگنال ارسالی می گردند .
از موارد مهم دیگر در انتقال لیزر در فواصل طولانی و بدون استفاده از تكرار كننده ها ، جلوگیری از پراكندگی لیزر ارسالی در فیبر حامل می باشد كه هر چه پرتو نور به طور مستقیم تر طی مسیر نماید ، در طی زمان ثابت مسافت بیشتری را طی می نماید كه همین امر یكی از نكات اساسی در بكار گیری تجهیرات فیبر مورد استفاده جهت انتقال می باشد .
دو نمونه از روش هایی كه جهت نیل به این هدف در تجهیزات انتقال پیاده سازی می نمایند را بررسی می نماییم .
● استفاده از فیبر هایی با همگرایی متفاوت در طول مسیر :
در این روش از دو نوع فیبر كه از نظر همگرایی كاملاً متضاد یكدیگر بوده و به صورت دقیق محاسبه گردیده اند در فواصل مشخص شده ( طبق محاسبات بر اساس اختلاف میزان همگرایی ) به صورت متوالی استفاده می نمایند . به طور مثال اگر فیبر اول از نوع A و فیبر دوم از نوع B باشد از تركیبی به صورت ABA جهت تشكیل مسیر انتقال استفاده می نمایند .
● بكارگیری یون ERBIUM در فیبر به میزان مشخص :
یكی دیگر از روش های ایجاد همگرایی در فیبر های مذكور ، تزریق دزی خاص از یون ERBIUM در متراژی خاص از ابتدای فیبر نصب شده جهت انتقال ( میزان متراژی كه یون در آن تزریق می گردد و همچنین دز یون تزریق شده با توجه به محاسبات میزان طول موج مورد استفاده ، مسافت نهایی انتقال دیتا ، سرعت انتقال و نوع فیبر مورد استفاده به طور دقیق محاسبه شده و در فیبر مورد نظر اعمال می گردد ) صورت می گیرد كه پیاده سازی این تكنولوژی نیز با پیچیدگی خاص خود بسیار پر هزینه می باشد .
با توجه به موارد مذكور دیده می شود كه پیاده سازی تكولوژی فیبر LONG HAUL بسیار پر هزینه می باشد اما با توجه به نوع كاربرد خاص این تكنولوژی پیاده سازی آن با گسترش روز افزونی همراه بوده و با توجه به عمر زیاد تجهیزات هزینه فوق را در طی سالهای استفاده ( بالغ بر ۲۰ سال ) بسیار كاهش خواهد داد .
از جمله كمپانی هایی كه در این زمینه فعالیت چشمگیری از خود نشان داده اند می توان به REVERSTONE ، REDBACK ، ALCATEL و NORTEL اشاره كرد .
با توجه به كل مطالب ارائه شده ، مشاهده می گردد كه تكنولوژی فیبر جایگاه خاصی در تكنولوژی انتقال به خود اختصاص داده است كه تقریباً جایگزین دیگری برای آن نمی توان یافت و در این عرصه از تكنولوژی ، تاخت و تاز می نماید .

سعید گروسی · Dec 7, 2012

کاربرد فیبر نوری

فیبرنوری یک موجبر استوانه‌ای از جنس شیشه یا پلاستیک که دو ناحیه مغزی و غلاف با ضریب شکست متفاوت و دو لایه پوششی اولیه و ثانویه پلاستیکی تشکیل شده است.

مقدمه

بعد از اختراع لیزر در سال 1960 میلادی ، ایده بکارگیری فیبر نوری برای انتقال اطلاعات شکل گرفت. خبر ساخت اولین فیبر نوری در سال 1966 همزمان در انگلیس و فرانسه با تضعیفی برابر اعلام شد که عملا در انتقال اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود، تا اینکه در سال 1976با کوشش فراوان محققین ، تلفات فیبر نوری تولیدی شدیدا کاهش داده شد و به مقداری رسید که قابل ملاحظه با سیمهای کواکسیکال مورد استفاده در شبکه مخابرات بود.

در ایران در اوایل دهه 60 ، فعالیتهای تحقیقاتی در زمینه

فیبر نوری

در مرکز تحقیقات منجر به تأسیس مجتمع تولید فیبر نوری در پونک تهران گردید و عملا در سال 1373 تولید فیبر نوری با ظرفیت 50.000 کیلومتر در سل در ایران آغاز شد. فعالیت استفاده از کابلهای نوری در دیگر شهرهای بزرگ ایران شروع شد تا در آینده نزدیک از طریق یک شبکه ملی

مخابرات نوری

به هم متصل شوند. انتشار نور تحت تأثیر عواملی ذاتی و اکتسابی ذچار تضعیف می‌شود. این عوامل عمدتا ناشی از جذب

ماورای بنفش

، جذب

مادون قرمز

، پراکندگی رایلی ، خمش و فشارهای مکانیکی بر آنها هستند.

فیبرهای نوری نسل سوم

طراحان فیبرهای نسل سوم ، فیبرهایی را مد نظر داشتند که دارای حداقل تلفات و پاشندگی باشند. برای دستیابی به این نوع فیبرها ، محققین از حداقل تلفات در طول موج 1.55 میکرون و از حداقل پاشندگی در طول موج 1.3 میکرون بهره جستند و فیبری را طراحی کردند که دارای ساختار نسبتا پیچیده‌تری بود. در عمل با تغییراتی در پروفایل ضریب شکست فیبرهای تک مد از نسل دوم ، که حداقل پاشندگی ان در محدوده 1.3 میکرون قرار داشت، به محدوده 1.55 میکرون انتقال داده شد و بدین ترتیب

فیبر نوری

با ماهیت متفاوتی موسوم به فیبر دی.اس.اف ساخته شد.

کاربردهای فیبر نوری

کاربرد در حسگرها

استفاده از حسگرهای فیبر نوری برای اندازه گیری کمیتهای فیزیکی مانند جریان الکتریکی، میدان مغناطیس ، فشار، حرارت ، جابجایی ،آلودگی آبهای دریا ، تشعشعات پرتوهای گاما و ایکس در سالهای اخیر شروع شده است. در این نوع حسگرها ، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی حسگر بهره گیری می‌شود، بدین ترتیب که خصوصیات فیبر تحت میدان کمیت مورد اندازه گیری تغییر یافته و با اندازه شدت کمیت تأثیر پذیر می‌شود.

کاربردهای نظامی

فیبرنوری

کاربردهای بی شماری در صنایع دفاع دارد که از آن جمله می‌توان برقراری ارتباط و کنترل با آنتن

رادار

، کنترل و هدایت موشکها ، ارتباط زیر دریاییها (
هیدروفون
) را نام برد.

کاربردهای پزشکی

فیبر نوری در تشخیص بیماریها و آزمایشهای گوناگون در پزشکی کاربرد فراوان دارد که از آن جمله می‌تواندزیمتری غدد سرطانی ، شناسایی نارساییهای داخلی بدن ، جراحی لیزری ، استفاده در دندانپزشکی و اندازه گیری مایعات و خون نام برد.

کاربردفیبرنوری درسیستم های حفظت وکنترل پستهای فشارقوی

با پیشرفت تكنولوژی و صنعت نرم‌افزار و تأثیرگذاری بر تمامی بخشهای صنعتی بكارگیری رله‌های دیجیتالی و كنترل هوشمند در پستها امری اجتناب‌ناپذیر می باشد و با گذشت چند سال ساخت رله‌های الكترونیكی از تولید كارخانجات خارج خواهد شد. در حال حاضر در كشورهای پیشرفته سیستم كنترل هوشمند پستهای فشار قوی نصب شده و به راحتی كلیه عملیات را از مركز كنترل انجام می‌دهند.

فیبر نوری به عنوان رابط بین تجهیزات و مركز كنترل در این راستا دارای اهمیت بالائی بوده و به عنوان ابزار اصلی طرح پستهای دیجیتالی شناخته شده است و می‌بایست جایگزین كابلهای رشته‌ای گردد.

فناوری ساخت فیبرهای نوری

برای تولید

فیبر نوری

، ابتدا ساختار آن در یک میله شیشه‌ای موسوم به پیش سازه از جنس سیلیکا ایجاد می‌گردد و سپس در یک فرآیند جداگانه این میله کشیده شده تبدیل به فیبر می‌گردد . از سال 1970 روشهای متعددی برای ساخت انواع پیش سازه‌ها بکار رفته است که اغلب آنها بر مبنای رسوب دهی لایه‌های شیشه‌ای در اخل یک لوله به عنوان پایه قرار دارند.

روشهای ساخت پیش سازه

روشهای فرآیند فاز بخار برای ساخت پیش سازه

فیبرنوری

را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد:

رسوب دهی داخلی در فاز بخار
رسوب دهی بیرونی در فاز بخار
رسوب دهی محوری در فاز بخار

موادلازم در فرآیند ساخت پیش سازه

تتراکلرید سیلسکون: این ماده برای تأمین لایه‌های شیشه‌ای در فرآیند مورد نیاز است.
تتراکلریدژرمانیوم: این ماده برای افزایش ضریب شکست شیشه در ناحیه مغزی پیش سازه استفاده می‌شود.
اکسی کلریدفسفریل :برای کاهش دمای واکنش در حین ساخت پیش سازه ، این مواد وارد واکنش می‌شود.
گازفلوئور برای کاهش ضریب شکسته شیشهدر ناحیه غلاف استفاده می‌شود.
گازهلیوم: برای نفوذ حرارتی و حباب زدایی در حین واکنش شیمیایی در داخل لوله مورد استفاده قرار می‌گیرد.
گازکلر: برای آب زدایی محیط داخل لوله قبل از شروع واکنش اصلی مورد نیاز است .

مراحل ساخت

مراحل صیقل حرارتی: بعد از نصب لوله با عبور گازهای کلر و اکسیژن ، در درجه حرارت بالاتر از 1800 درجه سلسیوس لوله صیقل داده می‌شود تا بخار آب موجود در جدار داخلی لوله از آن خارج شود.
مرحله اچینگ: در این مرحله با عبور گازهای کلر ، اکسیژن و فرئون لایه سطحی جدار داخلی لوله پایه خورده می‌شود تا ناهمواریها و ترکهای سطحی بر روی جدار داخلی لوله از بین بروند.
لایه نشانی ناحیه غلاف: در مرحله لایه نشانی غلاف ، ماده تترا کلرید سیلیسیوم و اکسی کلرید فسفریل به حالت بخار به همراه گازهای هلیوم و فرئون وارد لوله شیشه‌ای می‌شوند ودر حالتی که مشعل اکسی هیدروژن با سرعت تقریبی 120 تا 200 میلیمتر در دقیقه در طول لوله حرکت می‌کند و دمایی بالاتر از 1900 درجه سلسیوس ایجاد می‌کند.

ذرات شیشه‌ای حاصل از واکنشهای فوق به علت پدیده ترموفرسیس کمی جلوتر از ناحیه داغ پرتاب شده و بر روی جداره داخلی رسوب می‌کنند و با رسیدن مشعل به این ذرات رسوبی حرارت کافی به آنها اعمال می‌شود. بطوری که تمامی ذرات رسوبی شفاف می‌گردند و به جدار داخلی لوله چسبیده و یکنواخت می‌شوند. بدین ترتیب لایه‌های شیشه‌ای مطابق با طراحی با ترکیب در داخل لوله ایجاد می‌گردد و در نهایت ناحیه غلاف را تشکیل می‌دهد.

سعید گروسی · Dec 7, 2012

فیبرنوری چیست وچگونه کارمیکندوساختارآن:

هرجا که صحبت از سیستم های جدید مخابراتی، سیستم های تلویزیون کابلی و اینترنت باشد، در مورد فیبر نوری هم چیزهایی می‌شنوید.فیبرنوری چیست؟

فیبرهای نوری رشته های بلند و نازکی از شیشه بسیار خالصند که ضخامتی در حدود قطر موی انسان دارند. آنها در بسته هایی بنام کابل‌های نوری کنار هم قرار داده می‌شوند و برای انتقال سیگنال‌های نوری در فواصل دور مورد استفاده قرار می‌گیرند. از آنها همچنین برای عکسبرداری پزشکی و معاینه های فنی در مهندسی مکانیک استفاده می‌شود.

اگر با دقت به یک رشته فیبر نوری نگاه کنید، می بینید که از قسمت‌های زیر ساخته شده :
• هسته _ هسته بخش مرکزی فیبر است که از شیشه ساخته شده و نور در این قسمت سیر می‌کند.
• لایه روکش _ واسطه شفافی که هسته مرکزی فیبر نوری را احاطه می‌کند وباعث انعکاس نور به داخل هسته می‌شود.
• روکش محافظ _ روکشی پلاستیکی که فیبر نوری در برابر رطوبت و آسیب دیدن محافظت می‌کند.
صدها یا هزاران عدد از این رشته های فیبر نوری بصورت بسته ای در کنار هم قرار داده می‌شوند که به آن کابل نوری گویند. این دسته از رشته های فیبر نوری با یک پوشش خارجی موسوم به ژاکت یا غلاف محافظت می‌شوند.

فیبرهای نوری دو نوعند :
1. فیبرهای نوری تک وجهی: این نوع از فیبرها، هسته های کوچکی دارند ( قطری در حدود inch (4-) 10x 5/3 یا 9 میکرون ) و می‌توانند نور لیزر مادون قرمز ( با طول موج 1300 تا 1550 نانومتر ) را درون خود هدایت کنند.
2. فیبرهای نوری چند وجهی: این نوع از فیبرها هسته های بزرگتری دارند ( قطری در حدود inch (3-) 10x 5/2 یا 5/62 میکرون ) و نور مادون قرمز گسیل شده از دیودهای نوری موسوم به LED ها را ( با طول موج 850 تا 1300 نانومتر ) درون خود هدایت می‌کنند.
برخی از فیبرهای نوری از پلاستیک ساخته می‌شوند. این فیبرها هسته بزرگی ( با قطر 4 صدم inch یا یک میلیمتر ) دارند و نور مرئی قرمزی را که از LED ها گسیل می‌شود ( و طول موجی برابر با 650 نانومتر دارد ) هدایت می‌کنند.
بیایید ببینیم طرز کار فیبر نوری چیست.

یک فیبر نوری چگونه نور را هدایت می‌کند؟

فرض کنید می‌خواهید یک باریکه نور را بطور مستقیم و در امتداد یک کریدور بتابانید. نور براحتی در خطوط راست سیر می‌کند و مشکلی ازین جهت نیست. حال اگر کریدور مستقیم نباشد و در طول خود خمیدگی داشته باشد چگونه نور را به انتهای آن می‌رسانید؟
برای این منظور می‌توانید از یک آینه استفاده کنید که در محل خمیدگی راهرو قرار می‌گیرد و نور را در جهت مناسب منحرف می‌کند. اگر راهرو خیلی پیچ در پیچ باشد و خمهای زیادی داشته باشد چه؟ می‌توانید دیوارها را با آینه بپوشانید و نور را به دام بیندازید بطوریکه در طول راهرو از یک گوشه به گوشه دیگر بپرد. این دقیقا همان چیزی است که در یک فیبرنوری اتفاق می افتد.
نور در یک کابل فیبرنوری، بر اساس قاعده ای موسوم به بازتابش داخلی، مرتبا بوسیله دیواره آینه پوش لایه ای که هسته را فراگرفته، به این سو و آن سو پرش می‌کند و در طول هسته پیش می‌رود.
از آنجا که لایه آینه پوش اطراف هسته هیچ نوری را جذب نمی‌کند، موج نور می‌تواند فواصل طولانی را طی کند. به هر حال، برخی از سیگنال‌های نوری در حین حرکت در طول فیبر، ضعیف می‌شوند که علت عمده آن وجود برخی ناخالصی‌ها داخل شیشه است. میزان ضعیف شدن سیگنال به درجه خلوص شیشه بکار رفته در داخل فیبر و نیز طول موج نوری که درون فیبر سیر می‌کند بستگی دارد.

سیستم ارتباط بوسیله فیبرنوری

برای پی بردن به اینکه فیبرهای نوری چگونه در سیستم های ارتباطی مورد استفاده قرار می‌گیرند، اجازه دهید نگاهی بیاندازیم به فیلم یا سندی که مربوط به جنگ جهانی دوم است. دو کشتی نیروی دریایی را درنظر بگیرید که از کنار یکدیگر عبور می‌کنند و لازم است باهم ارتباط برقرار کنند درحالی که امکان استفاده از رادیو وجود ندارد و یا دریا طوفانی است. کاپیتان یکی از کشتی ها پیامی را برای یک ملوان که روی عرشه است می‌فرستد. ملوان آن پیام را به کد مورس ترجمه می‌کند و از نورافکنی ویژه که یک پنجره کرکره جلو آن است برای ارسال پیام به کشتی مقابل استفاده می‌‌نماید. ملوانی که در کشتی مقابل است این پیام مورس را می‌گیرد، ترجمه می‌کند و به کاپیتان می‌دهد. (ملوان کشتی دوم عکس عملی را انجام می‌دهد که ملوان کشتی اول انجام داد.)
حالا فرض کنید این دو کشتی هر یک در گوشه ای از اقیانوسند و هزاران مایل فاصله دارند و در فاصله بین آنها یک سیستم ارتباطی فیبرنوری وجود دارد.
سیستم‌های ارتباط بوسیله فیبرنوری، شامل این قسمت هاست:
• فرستنده: سیگنال‌های نور را تولید می‌کند و به رمز در می‌آورد.
• فیبرنوری: سیگنال‌های نور را تا فواصل دور هدایت می‌کند.
• تقویت کننده نوری: ممکن است برای تقویت سیگنال‌های نوری لازم باشد. (برای ارسال سیگنال به فواصل خیلی دور)
• گیرنده نوری: سیگنال‌های نور را دریافت و رمزگشائی می‌نماید.

فرستنده
نقش فرستنده شبیه ملوانی است که روی عرشه کشتی فرستنده پیام ایستاده و پیام را ارسال می‌کند. فرستنده ابزار تولید نور را در فواصل زمانی مناسب خاموش یا روشن می‌کند.
فرستنده درعمل به فیبر نوری متصل می‌شود و حتی ممکن است دارای لنزی برای متمرکز کردن نور به داخل فیبر هم باشد. قدرت اشعه لیزر بیش از LED‌ هاست اما با کم و زیاد شدن دما شدت نورشان تغییر می‌کند و گرانتر هم هستند. متداول‌ترین طول موج‌هایی که استفاده می‌شود عبارتند از: 850 نانومتر، 1300 نانومتر و 1550 نانومتر. (مادون قرمز و طول موج‌های نامرئی طیف).

تقویت کننده نوری
همانطور که قبلا هم به آن اشاره شد، نور حین عبور از فیبر ضعیف می‌شود. (مخصوصا در فواصل طولانی بیش از نیم مایل یا حدود یک کیلومتر مثلا در کابل‌های زیر دریا) بنابرین یک یا بیش از یک تقویت کننده نوری در طول کابل بسته می‌شوند تا نور ضعیف شده را تقویت کنند.
یک تقویت کننده نوری دارای فیبرهای نوری با پوشش ویژه ای است. نور ضعیف شده پس از ورود به این تقویت کننده تحت تاثیر این پوشش خاص و نیز نور لیزری که به این پوشش تابیده می‌شود تقویت می‌شود. ملکول‌های موجود در این پوشش ویژه با تابش لیزر به آنها، سیگنال نوری جدید و قوی تولید می‌کنند که مشخصات آن مشابه نور ورودی به تقویت کننده است. درواقع تقویت کننده نوری یک آمپلی فایر لیزری برای نور ورودی به آن است.

گیرنده نوری
گیرنده نوری مشابه ملوانی که روی عرشه کشتی گیرنده پیام بود عمل می‌کند. این گیرنده سیگنال‌های نوری ورودی را می‌گیرد، رمزگشائی می‌کند و سیگنال‌های الکتریکی مناسب را برای ارسال به کامپیوتر، تلویزیون یا تلفن کاربر تولید و به آنها ارسال می نماید. این گیرنده برای دریافت و آشکارسازی نور ورودی از فتوسل یا فتودیود استفاده می‌کند.

مزایای فیبر نوری:

فیبر نوری در مقایسه با سیم‌های فلزی مرسوم (سیمهای مسی)، دارای این مزایا است:
ارزان تر بودن: فیبر نوری بطول چندین مایل از سیم مسی با همین طول ارزانتر است. این قیمت مناسب باعث می‌شود که بتوانید تلویزیون کابلی یا اینترنت را هر جایی در اختیار داشته باشید و در هزینه‌های شما نیز صرفه جویی می‌‌گردد.

نازکتر بودن و ظرفیت انتقال بالاتر: فیبرنوری با ضخامتی کمتر از ضخامت سیم مسی تولید می‌گردد و این مزیت بزرگی است. از آنجا که فیبرنوری نازکتر از سیم‌های مسی است، بنابراین در کابلی با قطر معلوم تعداد فیبرنوری بیشتری جا می‌گیرد تا سیم مسی. پس این امکان فراهم می‌شود که از کابلی با قطر مشابه تعداد خطوط تلفن بیشتر یا تعداد کانال‌های تلویزیونی بیشتری عبور داده شود.

تضعیف کمتر سیگنال: سیگنال عبوری از فیبرنوری نسبت به سیگنال عبوری از سیم مسی کمتر تضعیف می‌گردد.

سیگنال های نوری: برخلاف سیگنال‌های الکتریکی در سیم‌های مسی که با سیگنال‌های عبوری از کابل‌های نزدیک تداخل می‌کنند، سیگنال‌های نوری در فیبرنوری حتی با سیگنال‌های عبوری از فیبری که در همان کابل است تداخل ندارند. بنابراین صدا در مکالمات تلفنی واضح تر منتقل می‌گردد و کانال های تلویزیونی هم بهتر دریافت می‌شوند.

کم مصرف بودن: از آنجا که سیگنال‌ها در فیبرنوری کمتر ضعیف می‌شوند، بنابراین فرستنده‌های کم مصرف تری نسبت به فرستنده‌های با ولتاژ بالا در سیم‌های مسی نیاز است. این مزیت باز هم باعث صرفه جویی در هزینه‌ها می‌شود.

سیگنال‌های دیجیتال: بهترین و اصلی ترین کاربرد فیبر نوری انتقال اطلاعات دیجیتال است که بخصوص برای شبکه‌های کامپیوتری مفید است.

اشتعال ناپذیری: چون هیچ الکتریسیته ای از فیبرنوری عبور نمی‌کند، خطر اشتعال هم وجود ندارد.

سبک بودن: فیبرنوری درمقایسه با سیم مسی وزن کمتری دارد و فضای کمتری را اشغال می‌کند.

بخاطر وجود این مزایاست که شما فیبرنوری را در بسیاری از صنایع، در ارتباطات برجسته امروزی و شبکه های کامپیوتری می‌بینید. مثلا اگر از آمریکا به اروپا تلفن بزنید (یا برعکس)، و این ارتباط از طریق یک ماهواره مخابراتی انجام شود، اغلب می‌شنوید که صدا دچار تکرار و انعکاس می‌شود. ولی باوجود فیبرنوری ارتباط شما مستقیم و بدون پژواک است.

فیبرنوری چگونه ساخته می‌شود؟

فیبرنوری از شیشه شفاف بسیار خالص ساخته می‌شود. اگر شیشه پنجره را بعنوان محیطی شفاف که نور را از خود عبور می‌دهد در نظر بگیریم، بدلیل وجود ناخالصی‌ها در شیشه، نور بطور کامل و بدون تغییر عبور نمی‌کند. بهرحال شیشه ای که در ساخت فیبرنوری بکار می‌رود، نسبت به شیشه بکار رفته برای پنجره ناخالصی‌های بسیار کمتری دارد. توصیف یک شرکت تولید کننده فیبرنوری از شیشه ای که برای ساخت آن بکار می‌رود اینگونه است: اگر روی سطح اقیانوسی از شیشه بکار رفته در ساخت فیبرنوری بایستید، می‌توانید عمق چندین مایلی آنرا بوضوح ببینید.
برای ساخت فیبرنوری بایستی مراحل زیر طی شود:
1. ساخت یک استوانه شیشه ای از پیش تعین شده
2. کشیدن فیبر از استوانه آماده شده
3. آزمایش فیبرهای تولید شده
4. ساخت استوانه شیشه‌ای
5. شیشه مورد استفاده برای ساخت استوانه طی روندی موسوم به MCVD یا رسوب سازی تعدیل شده شیمیایی با بخار تولید می‌شود.
6. در روش MCVD اکسیژن از میان محلول کلراید سیلیکون (SiCl4)، کلراید ژرمانیوم (GeCl4) و دیگر مواد شیمیایی می‌جوشد.
7. این مخلوط بسیار دقیق و حساب شده، ویژگی‌های فیزیکی و اپتیکی گوناگونی دارد. ( ازجمله ضریب شکست، ضریب انبساط، نقطه ذوب و ... )

معایب فیبر نوری:

• این نوع رسانه برای شبكه‌های معمولی و كوچك بسیار پر هزینه است.
• نصب فیبر‌های نوری كاری دشوار است.
• برای نصب فیبرهای نوری و تجهیزات آن به افراد متخصص نیاز است. اما در نصب سیم‌های مسی تقریبا اكثر افرادی كه آشنایی كمی در این زمینه دارند می‌توانند آنها را نصب كنند.
• برای نصب فیبر‌های نوری دقت بسیار زیادی مورد نیاز است. حتی برای قطع كردن آن. زیرا در این صورت زاویه شكست نور تغییر می كند و روند انتقال داده ها دچار اختلال می شود.
• یكی از اصلی‌ترین اشكالات فیبر‌های نوری شكننده بودن فیبر داخل كابل است. در صورت خم كردن بیش از اندازه سیم، فیبر مورد نظر شكسته و دیگر آن كابل به در‌د نمی خورد. در صورتی كه سیم‌های مسی را هر چقدر كه دوست دارید می‌توانید تا كنید.

سعید گروسی · Dec 7, 2012

سیستم های مخابرات فیبرنوری:

گسترش ارتباطات و راحتی انتقال اطلاعات از طریق سیستم های انتقال و مخابرات فیبر نوری یکی از پر اهمیت ترین موارد مورد بحث در جهان امروز است. سرعت دقت و تسهیل از مهمترین ویژگی های مخابرات فیبر نوریمی باشد. یکی از پر اهمیت ترین موارد استفاده از مخابرات فیبر نوری آسانی انتقال در فرستادن سیگنال های حامل اطلاعات دیجیتالی است که قابلیت تقسیم بندی در حوزه زمانی را دارا می باشد. این به این معنی است که مخابرات دیجیتال تامین کننده پتانسیل کافی برای استفاده از امکانات مخابره اطلاعات در پکیجهای کوچک انتقال در حوزه زمانی است.برای مثال عملکرد مخابرات فیبر نوری با توانایی 20 مگا هرتز با داشتن پهنای باد 20 کیلو هرتز دارای گنجایش اطلاعاتی 0.1% می باشد.

امروزه انتقال سیگنالها به وسیله امواج نوری به همراه تکنیکهای وابسته به انتقال شهرت و آوازه سیستم های انتقال ماهوارهای را به شدت مورد تهدید قرار داده است. دیر زمانی ست که این مطلب که نور می تواند برای انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار گیرد به اثبات رسیده است و بشر امروزه توانسته است که از سرعت فوق العاده آن به بهترین وجه استفاده کند.در سال 1880 میلادی الکساندر گراهام بل 4 سال بعد از اختراع تلفن موفق به اخذ امتیاز نامه خود در زمینه مخابرات امواج نوری برای دستگاه خود با عنوان فوتو تلفن گردید. در 15 سال اخیر با پیشرفت لیزر به عنوان یک منبع نور بسیار قدرتمند و خطوط انتقال فیبر های نوری فاکتور های جدیدی از تکنولوژی و تجارت بهتر را برای انسان به ارمغان آورده است.مخابرات فیبر نوری ابتدا به عنوان یک مخابرات از راه دور قرار دادی تلقی می شد که در آن امواج نوری به عنوان حامل یک یا چند واسطه انتقال استفاده می شد. با وجود آنکه امواج نوری حامل سیگنالهای آنالوگ بودند اما سیگنالهای نوری همچنان به عنوان سیستم مخابرات دیجیتال بدون تغییر باقی مانده است. از دلایل این امر می توان به موارد زیر اشاره کرد:1)تکنیکهای مخابرات در سیستم های جدید مورد استفاده قرار می گرفت2)سیستم های جدید با بالاترین تلنولوژی برای داشتن بیشترین گنجایش کارآمدی سرعت و دقت طراحی شده بود.3)انتقال به کمک خطوط نوری امکان استفاده از تکنیکهای دیجیتال را فراهم می ساخت. این مطلب نیاز انسان را به دسترسی به مخابره اطلاعات رابه صورت بیت به بیت پاسخگو بود* توانایی پردازش اطلاعات در حجم وسیع: از آنجایی که مخابرات فیبر نوری دارای کارایی بالاتری نسبت به سیمهای مسی سنتی هستند بشر امروزی تمایل چندانی برای پیروی از سنت دیرینه خود ندارد و توانایی پردازش حجم وسیعی از اطلاعات در مخابره فیبر نوری او را مجذوب و شیفته خود ساخته است*آزادی از نویز های الکتریکی:بافت یک فیبر نوری از جنس پلاستیک یا شییشه به دلیل رسانندگی انتخاب می شود.در نتیجه یک حامل موج نوری میتواند از پتانسیل موثر میدانهای الکتریکی در امان باشد. از قابلیت های مهم این نوع مخابرات می توان به امکان عبور کابل حامل موج نوری از میان یک میدان الکترومغناطیسی قوی اشاره کرد که سیگنالهای نام برده بدون آلودگی از پارازیت های الکتریکی و یا سیگنالهای مداخله گر به حد اکثر کارایی خود خواهند رسید.

paradigm 41 switching systems:

کاربردهاي سيستم پارادايم

مراکز تلفن محلي
مراکز متوالي و ترانزيت محلي ، مراکز ترانزيت و دروازه راه
سيستم هاي اتصال متقاطع ديجيتال
سيستمهاي سوئيچ حلقه محلي بيسيم (WLL) و ارتباطات شخصي (PCS)
گره سرويس يا تجهيزات جانبي هوشمند براي شبکه هاي هوشمند پيشرفته
مراکز سانترال تلفن (PABX) ساختمانهاي مشترکين يا هر گونه سيستمهاي مختلط يا Centrex
مراکز مکالمه يا پردازش صوت
کنترل کامپيوتر هاي اصلي يا ساير کاربردها
متمرکز کننده هاي مشترکين
مبدلهاي ترانک يا خطوط
( مراکز سوئيچ سيار که در حال حاضر دردست طراحي و ساخت مي باشند)

ترمينالهاي اداره و مديريت سيستم
مديريت و پيکر بندي سيستم توسط ترمينالهائي با نرم افزار کاربر و واسط گرافيکي (GUI) انجام ميشود. باين ترتيب مدير سيستم قادر به پيکر بندي پورتها ، تخصيص امکانات و پايش فعاليتهاي سيستم ، انجام نگهداري و ارائه صورتحساب و گزارش ترافيک خواهد بود. واسط گرافيکي بهره برداري را آسان نموده و ضمناً توانائي ارائه اطلاعات آني و on-line را دارد. وسائل مزبور توسط يک ترمينال به تنهائي و يا چندين ترمينال مشترکاً انجام ميشود.
با استفاده از تکنيکهاي برنامه ريزي کارکردهاي خاص هر کاربر مستقيماً به هر کدام از ترمينالهاي مديريتي مرتبط خواهد شد.

مشخصات فني و ويژگيهاي کلي

توانائيهاي سيستم
- پورتهاي استاندارد که براي ترکيبهايمختلف خطوط ، ترانکهاي آنالوگ يا ديجيتال و ساير واسطها از قبيل Pair Gain, STM1-16, ISDN و غيره قابل استفاده است.
- پردازشگرهاي قابل پيکر بندي کاربر ومودولهاي ذخيره سازي ، پشتيباني از پست صوتي و ساير سرويسها را امکان پذيرمي نمايد.
- ظرفيت مکالمه تا ترافيک BHCA 36 و يکارلانگ براي هر پورت امکان پذير مي باشد.
ساختار سيستم
- شلفهاي يکسان که هر کدام داراي 27 عددPCB بوده و حداقل يک MCU و 26 جا براي ساير PCB ها فراهم مي نمايد و هرشلف جمعاً 512 پورت صوت و ديتا تامين ميکند.
- هر کابينت داراي گنجايش شش شلف و جمعاًظرفيت 122800 پورت را دارا مي باشد.
- ساختار شلف بگونه ايست که طبق نياز مشترکميتوان آن را نظم داد.
کنترل
- کنترل با استفاده از مايکرو پروسسورهايکاملاً غير متمرکز انجام ميشود که هر گونه ظرفيتي از کم تا متوسط و تا15000 پورت را پوشش ميدهد.
- با استفاده از پيغام رساني HDLC ميتوانچندين MCU را بطريقي متصل نمود که ساختار سوئيچ به مراکز دورتر گسترش يابد.
- CCSNO.7 منجمله ISUP و کليه کارکردهايخدماتي از قبيل کنفرانس، دريافت و توليد تن و غيره توسط MCU انجام ميشود.
تغذيه
- برق مصدفي سيستم بسيار پائين بوده و بطور توسطدر حد 8/0 وات براي هر پورت فعال و 2/0 وات براي پورت غير فعال مي باشد.ورودي از 72- تا 36- ولت DC قابل تغيير است.
  هر کدام از شلفها با دو عدد مولد DC/DC و زنگو بطريق hot standby تجهيز گرديده است. مبدلهاي DC/DC در هر شلف کاملاًدوبله مي باشند.
  CPU flash memory داراي پشتيباني تغذيه بودهو باعث جلوگيري بارگيري مجدد پس از تعمير و يا تعويض CPU ميشود.
ابعاد فيزيکي
ابعاد شلف و راک بشرح زير مي باشد:
- ارتفاع 5/24 سانتيمتر
- شلف عرض 31 سانتيمتر
- عمق 5/77 سانتيمتر
- ارتفاع 215 سانتيمتر
- راک عرض 59 سانتيمتر
- عمق 95 سانتيمتر

سعید گروسی · Dec 7, 2012

شبکه های انتقال ودسترسی نوری-روشwdm

روش WDM به عنوان روش اصلي در انتقال اطلاعات در سيستم‌هاي نوري از اوايل دهة 1980 مورد توجه و استفاده قرار گرفته است. امروزه نيز تلاشهاي بسياري براي استفادة بهينه از اين روش در کاربردهاي مختلف، در حال انجام است. CWDM و DWDM دو روش اصلي مورد استفاده در شبکه‌هاي نوري است. متن حاضر در ادامة سلسله مطالب مربوط به شبکه‌هاي نوري، به بررسي روش WDM و خصوصيات روش‌هاي CWDM و DWDM پرداخته است و آنها را مورد مقايسه قرار داده است.

روش WDMاگر نگاهي به مشکلات فعلي صنعت مخابرات، به خصوص در زمينة سرويس‌دهي به کابران بيندازيم، به اهميت WDM[1] بيشتر پي خواهيم برد. اولين چالش پيش روي صنعت مخابرات، افزايش روز افزون تقاضا براي سرعت‌هاي بالاتر و در نتيجه پهناي باند بيشتر است؛ به طوري که برخي اعتقاد دارند ظرفيت لازم براي شبکه، هر شش ماه، دو برابر مي‌شود. دومين چالش اساسي موجود، تکنولوژي‌هاي گوناگوني است که براي عملياتي كردن و استفاده از انواع شبکه به کار مي‌روند IP[2]، ATM[3] و SONET[4] از جملة اين موارد هستند که به طور گسترده‌اي مورد استفاده قرار مي‌گيرند و هر يک مزاياي خاص خود را دارا هستند؛ اما هر يک به تجهيزاتي براي تبديل به يکديگر نياز دارند.با استفاده از شبکه‌هاي نوري و روش WDM مي‌توان تا حد زيادي اين مشکلات را برطرف كرد. با استفاده از اين روش، مي‌توان به پهناي باندي تا1600 گيگابيت در ثانيه دست يافت که با استفاده از اين پهناي باند، مي‌توان بيش از 30ميليون تماس تلفني را فقط با استفاده از يک فيبر منتقل کرد و مشکل تکنولوژي‌هاي متفاوت نيز به راحتي حل مي‌شود. با توجه به اينکه اطلاعات بر روي فيبر با استفاده از روش WDM بر روي طول موج‌هاي مختلفي ارسال مي‌شود که مستقل از يکديگر عمل مي‌کنند، لذا مي‌توان به راحتي انواع مختلف تکنولوژي را در اين زمينه مورد استفاده قرار داد و خدمات مختلفي نظير صوت، تصوير، اطلاعات و مولتي مديا را به کاربران ارايه كرد.راه‌حل‌هاي افزايش ظرفيت در شبکه‌هاي نوريبراي افزايش ظرفيت شبکه، مي‌بايست راه حلي انتخاب شود که اقتصادي باشد و کاربر را براي استفاده از آن ترغيب كند. اولين راه‌حلي که به ذهن مي‌رسد، استفاده از تعداد بيشتري فيبر براي دسترسي به پهناي باند بالاتر است که اين كار اصلاً به صرفه نيست؛ چرا که يک راه‌حل کاملاً سخت افزاري است که با صرف هزينه و وقت زياد همراه است. ضمن آنکه استفاده از تعداد فيبر بيشتر، الزاماً امکان ارايه خدمات جديد را براي ISPها[5] فراهم نمي‌آورد. راه‌حل دوم افزايش سرعت، استفاده از مالتي پلکسينگ زماني TDM[6] است که با تقسيم‌بندي زماني‏ امکان ارسال اطلاعات بيشتر را بر روي فيبر فراهم مي‌آورد. اين روش به‌طور معمول بر روي شبکه‌هاي فعلي مخابرات استفاده مي‌شود؛ اما امکان افزايش ناگهاني سرعت با اين روش امکان‌پذير است. بنابر استانداردي كه تعريف شده است، گام بعدي، دسترسي به سرعتGbs 40 پس از Gbs10 است که دستيابي به آن تنها با روش TDM و در آيندة نزديک امکان‌پذير نخواهد بود و مستلزم پيشرفت تکنولوژي ساخت قطعات الکترونيکي است. روش TDM هم اکنون در شبکه‌هاي انتقال بر اساس SONET که استاندارد امريکاي شمالي و SDH[7] که استاندارد بين‌المللي است به‌کار مي‌رود. قابل ذکر است که SONET و SDH استانداردهايي هستند که براي سيگنالهاي ديجيتالي تعريف شده‌اند و سرعت ارتباطات، ساختار بسته‌ها و رابط‌هاي نوري را استاندارد مي‌کنند.راه‌حل سومي نيز براي ISPها وجود دارد و آن استفاده از روش WDM است. در اين روش، به هر يک از سيگنالهاي نوري ورودي، يک طول موج و يا يک فرکانس خاص داده مي‌شود و سپس تمام سيگنال‌ها بر روي يک فيبر ارسال مي‌شوند. از آنجا که هر يک از اين طول موج‌ها مستقل از يکديگر هستند و بر روي هم هيچ گونه تأثيري ندارند، اين امکان را به ISPها مي‌دهند تا از امکانات موجود شبکه به طور بهينه بهره بگيرند و بتوانند از تکنولوژي‌هاي مختلف استفاده کنند. در واقع، WDM چندين سيگنال نوري را ترکيب مي‌کند و آنها را به‌صورت يک مجموعه، تقويت و ارسال مي‌کند که اين امر موجب افزايش ظرفيت خواهد شد. هر يک از اين سيگنالها مي‌توانند سرعت‌هاي مختلف نظير OC-3,-12,-24 و فرمت‌هاي گوناگون IP ، ATM و SONET را داشته باشند.اما آنچه که WDM را اين چنين پرارزش و مفيد ساخته است، تقويت‌کننده‌هايي هستند که سيگنال نوري را بدون تبديل به سيگنال الکتريکي تقويت مي‌کنند. اين تقويت‌کننده‌ها پهناي باند مشخصي دارند و در اين پهناي باند مي‌توانند تا 100 طول موج را تقويت کنند. تقويت‌کننده‌هاي [8]EDFA و [9]DBFA از جملة اين تقويت‌کننده‌ها هستند که به ترتيب در باند طول موجي 1560-1530 و 1610-1528 نانومتر استفاده مي‌شوند.به طور کلي مي‌توان خصوصيات روش WDM را به صورت زير برشمرد:فراهم آوردن سرعت‌هاي بالا بر روي يک فيبر تکي·; قابليت اطمينان و امنيت بالاگام بعدي افزايش ظرفيت، استفاده همزمان از دو روش WDM و TDM است. در روش TDM، افزايش ظرفيت با افزايش سرعت بر روي يک خط ارتباطي انجام مي‌شود. در حالي که در روش WDM ، اين کار با استفاده از طول موجهاي مختلف و در واقع افزايش خطوط ارتباطي صورت مي‌گيرد. بنابراين با ترکيب اين دو روش، مي‌توان به ظرفيت بالاتر بر روي يک فيبر دست يافت و اين امکان را همواره فراهم آورد تا با پيشرفت تکنولوژي ساخت قطعات الکترونيکي، آن را به طور موثري در افزايش سرعت شبکه هاي نوري به کار گرفت.

محيط انتقال در شبکه‌هاي نوري، فيبر نوري است و باند طول موجي که مي‌توان براي ارسال اطلاعات استفاده کرد بين 1260 تا 1625 نانومتر، يعني پنجره‌هاي دوم و سوم مخابرات نوري است. لازم به ذکر است که پنجره اول مخابرات نوري در طول موج 850 نانومتر و پنجره‌هاي دوم و سوم به ترتيب در طول موجهاي 1300نانومتر با کمترين پاشندگي و 1550 نانومتر با کمترين تلفات هستند. اين باند طول موجي که از آن براي انتقال اطلاعات بر روي فيبر استفاده مي‌شود، به 5 باند (جدول 1)، تقسيم مي‌شود که در روش‌هاي مختلف WDM به کارگرفته مي‌شوند.
جدول 1- باندهاي طول موجي انتقال اطلاعات بر روي فيبر

نام باند محدودة طول موج بر حسب نانومتر
O-Band 1360-1260
E-Band 1460-1360
S-Band 1530-1460
C-Band 1565-1530
L-Band 1625-1565

براي استفادة حداکثري از ظرفيت فيبر در روش WDM، بايد فاصله بين طول موج‌هايي را که براي انتقال اطلاعات استفاده مي‌شود، کم کرد تا اطلاعات بيشتري را بر روي يک فيبر ارسال كرد. لذا روش DWDM[10] در اوايل دهة 1990 مطرح شد تا از فيبر براي انتقال اطلاعات در فواصل دور و شبکه‌هاي گسترده بهره گرفته شود. در روش DWDM ;فاصلة بين کانال‌ها که براي ارسال اطلاعات استفاده مي‌شود، 4/0 نانومتر است و هر کانال پهناي باندي تا 10گيگابيت در ثانيه را براي کاربران فراهم مي‌آورد. اين روش در باند C و L به کار مي‌رود و بين 32 تا 160 کانال ايجاد مي‌شود که با اين تعداد کانال، به پهناي باند 1600-100 گيگابيت در ثانيه مي‌توان دست يافت. اما لازم به ذكر است كه اين روش فقط براي ارسال اطلاعات براي فواصل دور مناسب است، زيرا تجهيزات جانبي اين روش مانند نوع فيبر، ليزر، تکرارکننده‌ها و ... از خصوصياتي برخوردار هستند که ميزان هزينه را به شدت افزايش مي‌دهند، به‌طوري که قيمت تمام شده براي هر کانال، فقط براي ارسال اطلاعات به فواصل دور و شبکه‌هاي WAN[11] به صرفه خواهد بود. اگر بخواهيم اين روش را در مناطق شهري و شبکه‌هاي Metropolitan و LAN[12] به کار ببريم، هزينه تمام‌شده براي هر کاربر بسيار زياد خواهد بود و به تبع آن تقاضاي استفاده از آن نيز کاهش مي‌يابد. اين مشکلي بود که در اواخر دهه 1990 و سال 2000 بسياري از شرکت‌هاي ارايه‌دهندة خدمات با آن روبرو بودند. در اين زمان روش CWDM[13] که در ابتداي دهه 1980 مطرح شده بود، مجدداً مورد توجه قرار گرفت. تفاوت اساسي CWDM ;با DWDM در فاصلة بين کانال‌ها است. در روش CWDM ;فاصلة بين کانال‌ها 20 نانومتر است و در باندهاي O، E ، S ، C و L به کار گرفته مي‌شود. در اين محدوده، طول موجي با 8 تا 16 کانال که هر يک پهناي باندي تا 2.5 گيگابيت در ثانيه (مطابق با STM-16) دارند، فراهم مي‌آورند و مي توان به پهناي باندي تا 40 گيگابيت در ثانيه بر روي يک فيبر تکي دست يافت.
اما آنچه که امروزه باعث شده است تا CWDM بسيار مورد توجه قرار گيرد، هزينة بسيار کم آن نسبت بهDWDM است. روش CWDM که به طور گسترده در راه‌اندازي شبکه‌هاي FTTH[14] و FTTC[15] به کار گرفته مي‌شود، تا فاصله 70کيلومتري به هيچ تکرارکننده‌اي براي ارسال اطلاعات با کيفيت مناسب نياز ندارد و تا فاصله 200کيلومتري که فاصله مناسب براي استفاده از روش CWDM است، فقط به دو تکرار‌کننده در فواصل 70 و 140 کيلومتري نياز است که مزيت بزرگي نسبت به DWDM محسوب مي‌شود. مي‌توان در اين روش از تقويت‌کننده‌هايEDFA در طول موج1610-1530 نانومتر بهره برد. همچنين قيمت فرستنده-گيرنده و ***** در CWDM

سعید گروسی · Dec 7, 2012

سوئیچینگ نوری درشبکه های کابل زیردریایی

روند روبه توسعه فناوري‌هاي DWDM در شبكه‌هاي گسترده فيبرنوري، انتقال ظرفيت فشرده شده را ازطريق شبكه‌هاي كابل زيردريايي ممكن ساخته است. در حال حاضر، سيستم‌هاي كابل زير دريايي اقيانوس گستر 96WOM با ظرفيت 10GBPSبه بهره برداري رسيده است وسيستم 200WDMاقيانوس گستر با همين ظرفيت مراحل تست آزمايشگاهي خود را مي‌گذراند. علاوه بر اين، افزايش تعداد زوج‌هاي فيبر در كابل زير دريايي به 4و12زوج سبب شده است كه ظرفيت اين كابل‌ها به حدود 10ترابيت/ثانيه ارتقاء يابد. اين قابليت نيازفزاينده آتي پهناي باند ترافيك داده بين‌المللي را بر آورده مي‌كند.

يكي ديگر از نيازهايي كه نسل بعد كابل‌هاي زير دريايي بايد به‌آن پاسخ دهد، اتصال كابل زير دريايي به خود مراكز مخابراتي به جاي ايستگاه‌هاي زميني (Land Station)مي‌باشد.اين امر سبب مي‌شود كه سيستم‌هاي زميني كلان شهرها، مستقيما به ظرفيت كابل زير دريايي متصل و از مزاياي آن بهره‌مند شوند. در اين حالت، در صورتي كه بخواهيم با استفاده از ساختار شبكه حلقه‌ايي مبتني بر SDH، شبكه يكپارچه DWDM زميني وزيردريايي ايجاد كنيم، مشكلاتي از قبيل توسعه ناپذيري شبكه، عدم مديريت و كنترل شبكه وهمچنين محدويت فضا و قيمت بوجود مي آيد.
اعتقادبر اين است كه بكارگيري فناوري‌هاي سوددهي نوري (Optical-Switching)يكي از راه حل‌هاي اساسي حل چنين مشكلات مي‌باشد.
در اين مقاله، راجع به ساختارهاي شبكه زيردريايي نسل بعد و پاسخ گويي آنها به نيازهاي جديد و پيش رو-مطالبي ذكر خواهد شد. در ساختار پيشنهادي، از طول موج‌هاي شبكه اتصال متقابل نوري موسوم بهOXC (Optical cross)در گره‌هاي شبكه هردوايستگاه كابلي (Cable Station)و مركز تلفن كلان شهرها استفاده مي‌شود. در اين ساختار، شبكه‌هاي مبتني بر OXC، با استفاده از آرايش و همبندي (Topology)شبكه نوري (Mesh Network) سبب ساده‌تر شدن ساختار شبكه اصلي، قابليت توسعه و كارايي و بهره‌برداري بهتر از پهناي باند مي‌شوند.
شبكه‌هاي حلقه‌اي زير دريايي مبتني بر SDHشبكه‌هاي حلقه‌اي زير دريايي اقيانوس گستر، ابتدا در سال 1995 در شبكه‌هاي كابل زير دريايي TAD12و13وTPT-5استفاده شدند.
اين شبكه‌ها با استفاده از تجهيزات حلقه تسهيمي و ساز و كار رفع خرابي خود كار عمل و براي پشتيباني شبكه حلقه SDH، به هنگام بروز خرابي‌ها، از پروتكل APSكه استاندارد ITU است، استفاده مي‌كنند.
تجهيزات پشتيباني يا حفاظت شبكه (NPE)، كه شبكه حلقه 4 فيبره را پشتيباني مي‌كند، به نحوي تعريف شده است كه با Aاستاندارد جي 841 ITUهمخواني داشته باشد. در حال حاضر، اين ساختار عمدتا ًبراي شبكه‌هاي زير دريايي منطقه‌ايي و اقيانوس گستر پذيرفته شده است.
NPE،كه در واقع وظيفه پشتيباني شبكه را به عهده دارد، در ايستگاه كابلي نصب مي‌شود. عمل افزودن يا پياده‌سازي ظرفيت NPE را سيستم‌هاي پشتيباني زميني بر فناوري SONET/SDH در مراكز عمده مخابراتي تبادل ترافيكي، انجام مي‌دهد.
دراين ساختار، هر يك از سيستم‌ها، ساختار مديريتي خاص خود را دارد. مسئله مديريت مختلف از نظر بهره‌برداري، وجود سكوي انحصاري متمركز بهتر است، در مديريت‌هاي انحصاري و تك قطبي ،سيستم‌هاي زميني و زير دريايي، مسائلي چون خودكار سازي(Economies of Scale)بايد در نظر گرفته شود.
در دهه‌هاي قبل، شبكه‌هاي زيردريايي بر اساس قراردادهاي ساخت ونگهداري، بين كنر سيلي مركب از چندين شركت مخابراتي مجاز انجام مي‌شده است ولي با جهاني شدن و مقررات زدايي بخش مخابرات ،شركت هاي مخابراتي فرابر جهاني (Globel Carrier) ،تجارت جديدي را آغاز كرده‌اند به نام تجارت فرابري فرابرهاCarrier`s Carrier) (Business اين شركت‌ها با احداث شبكه‌هاي كابل‌هاي زيردريايي خصوصي، دسترسي را براي ISPهاي كلان شهرها فراهم كرده‌اند. همان طور كه گفته شد، در شبكه‌هاي حلقه‌ايي مبتني بر NPE، در زماني كه قاپ STMسيستم SDH ،توسط خود سيستم SDH ، به سرعت‌هاي پايين‌تري، پياده‌سازي مي‌شود، براي نصب پشتيباني شبكه (NPE)و تجهيزات شبكه زميني، به ده برابر فضاي بيشتر نياز هست از سوي ديگر وقتي تجهيزات بيشتري مورد استفاده قرار گيرد، مصرف برق نيز بيشتر مي‌شود. از همين رو، به ناچار براي كاهش اندازه و تعداد تجهيزات، بايد از فناوري بسته‌اي استفاده كرد.
در سيستم‌هاي زيردريايي DWDM،هزينه عمده، هزينه بخش پايانه (Terminal)است كه هزينه واحدها نيز ممكن است به آن افزوده شود. در اينجا، هزينه تجهيزات پايانه به نسبت تعداد طول موج‌هاي سيستم، افزايش مي‌يابد. در سيستم ترابيت، در صورتي كه همين ساختار شبكه مورد استفاده قرار گيرد، هزينه تجهيزات پايانه، به طور قابل توجهي افزايش مي‌يابد. بنابراين كاستن از هزينه‌هاي كلي پايانه، اهميت خاصي دارد.
شواهد وقرائن فعلي، حكايت از رشد ترافيك دنيا، در مقياسي بيشتر از ترافيك صوتي TDMدارد اخيراً، ترافيك بسته‌هاي IP ، با استفاده از تجهيزات مسيرياب واسطه‌هاي با سرعت بالاي 5/2گيگا هرتز، برقرار شده بر همين اساس ارزش سيستم‌هاي SONET/SDH به عنوان لايه همتا و مياني كاهش يافته است. بسياري از فروشندگان در صدد شكل دهي و توسعه راه حلي هستند كه بتواندترافيكIP را مستقيما از طريق DWDMحمل كنند.
وضعيت فعلي صنعت، استفاده از فناوري‌هايي است كه طول موج‌هاي شبكه‌ايي را پشتيباني كنند و بتواند سيگنال نوري را بدون توجه به قالب (Format)اآن حمل كند. تبديل قالب سيگنال، تجمع سيستم‌هاي فرعي و مسائل مربوط به نگهداري و بهره‌برداري بايد در حاشيه شبكه‌ها قرار گيرند. از آنجايي كه شبكه‌هاي مبتني بر طول موج، قادرند كه قالب‌هاي مختلف سيگنال را روي سكوي مشترك قرار دهند و هم چنين با توجه به ساده‌تر شدن ساختار شبكه‌هاي ترابري و به حداقل رسيدن تجهيزات، مديريت چندگانه از بين مي‌رود. در شبكه‌هاي كابلي زير در يايي مبتني بر طول موج، بخش عمده‌ايي از تجهيزات فرعي ومواصلاتي SDH/SONNET تحت‌الشعاع تجهيزات شبكه‌هاي لايه‌اي نوري قرار مي گيرد. حداقل سازي (كمينه سازي)تجهيزات شبكه سبب كاهش عمده هزينه‌هاي سيستم خواهد شد.
شبكه نوري مبتني برOXC
پشتيباني و حفاظت سريع، از مقوله‌هاي مهم واصلي شبكه‌هاي زير دريايي فعلي براي جلوگيري از قطع مكالمات صوتي مي‌باشد.
حفاظت سيستمي حلقه‌اي تسهيمي، از حالت پشتيباني و بازگرداني شبكه نوري، سريع‌تر است.علت اين امر، ساده‌تر بودن ساختار و استفاده از ظرفيت پشتيباني 1:1 ذخيره (Reserve)مي‌باشد. شايان ذكر است كه پشتيباني 1+1مطابق با استاندارد پشتيباني 50 ميلي ثانيه مي‌باشد. در مجموع، شبكه نوري، با توجه به مشخص نبودن ميزان دقيق زمان قطعي، نسبت به شبكه حلقه‌اي، قابليت انعطاف‌پذيري بيشتري دارد. از سوي ديگر، شبكه‌هاي نوري مجهز به شبكه پشتيباني با كارايي بسيار بالاتري نسبت به شبكه‌هاي حلقه‌اي هستند. در شبكه پشتيباني نوري، عموما گزينه‌هاي زيادي براي مسير پشتيباني وجود دارد و قابليت حفاظت N+1نيز در اين سيستم گنجانده شده است. به همين دليل، شبكه‌هاي نوري در سناريو‌هاي خرابي و قطعي‌هاي مكرر، كارايي بهتر و كاربرد بالاتري دارند. از آن سو، در شبكه‌هاي حلقه‌اي، حالت پشتيباني N>1 N:1 ،براي هر فيبر به طور جداگانه وجود ندارد. علاوه بر اين در شبكه‌هاي حلقه‌اي چندگانه، همان طور كه در شكل 3 نشان داده شده است، به ظرفيت‌هاي بيشتر در پيوندهاي مواصلاتي (Inter Conneching Rinks)نياز هست.
در شبكه‌هاي سراسري انتها به انتها، شبكه نوري يكپارچه، مزاياي بسيار زيادي دارند. ارائه بلادرنگ خدمات باند عريض، يكي از ابزارهاي مهم در افزايش تقاضاي ناگهاني پهناي باند به شمار مي‌آيد. در ساختار حلقه كه ذاتاً چندين حوزه مديريتي دارد، ارائه چنين خدماتي، زمان طولاني‌تري را به خود اختصاص مي‌دهد.
فناوري شبكه نوري مبتني بر طول موج نوري (Optical Switching)استفاده مي‌كند، نسل بعد شبكه‌هاي زيردريايي را محقق مي‌كند. با استفاده از سيستم‌هاي OXC،قابليت‌هاي چون افزايش پياده‌سازي و اتصال متقابل طول موج‌هاي مبتني بر كانال، كه كليد كاربري مؤثر شبكه نوري محسوب مي‌شود، ميسر مي‌گردد.
با استفاده از سيستم‌هاي OXCو فناوريDWDM،لايه ترابري نوري مبتني بر طول موج تعريف مي‌شود كه بر اساس آن زير ساخت فيبر به صورتي پويا تسهيم مي‌شود. در نتيجه اين قابليت به وجود مي‌آيد كه بتوان به صورت پويا، كانال‌هاي طول موجي انتها به انتها را واگذار كرد. براي مديريت و كنترل شبكه نوري مبتني برOXCدر مقياس بزرگ، توانايي و اجراي خودكار تشخيص پيونده(Link)و گره الزامي است. براي ايجاد چنين كاركردهايي فناوري MPLSبه اضافه سيستم‌هاي پايگاه داده، مثل پيونده شبكه و وضعيت گره‌ها بايد در حوزه نوري مورد استفاده قرار گيرند.
شبكه نوري كه توسط سطح كنترلي G-MPLSمديريت مي‌شود، داراي اين قابليت است كه بلادرنگ خود را بر اساس سطوح سرويس مورد نظر مشتري، آرايش مجدد كند.
در اينجا اين خود شبكه است كه در هنگام اضافه شدن گره‌هاي جديد، مسيرهاي جديد را به طور خود كار شناسايي مي‌كند. در واقع اين عمل، نوعي شبكه نوري هوشمند را ايجاد مي‌كند. علاوه بر اين ترافيك IP نيز از طريق صفحه كنترلي مشابه و از طريق واسطه‌هاي UNI،ترابري مي‌شود. مشخصات اين صفحه كنترلي جديد در ITU، در حال استاندارد شدن است.
ارزش شبكه‌هاي جديد زير دريايي
يكي از نيازهاي شبكه‌هاي فرابر جهاني و فرابرهايي كه ارائه دهنده ظرفيت به ساير فرابرها مي‌باشند
(Carrier`sCarrier) اتصال دهندگي شهر به شهر در شبكه‌هاي داده‌هاي جهاني خود مي‌باشد. آنها بايد داراي اين توانايي باشند كه باند عريض را حداقل در سطح STM16 و به روش مقرون به صرفه و اقتصادي واگذار كنند.
هدف اصلي، واگذاري اتصالات طول موجي است كه در كل شبكه يكپارچه زيردريايي و زميني از فناوري لايه نوري استفاده كند. به كارگيري شبكه‌هاي داده براي اتصال مراكز حضور يا POP، در طول شبكه‌هاي زيردريايي جهاني، از نظر دسترسي جهاني به خدمات ISPها و همچنين توسعه تجارت الكترونيك ISPبسيار مهم تلقي مي‌شوند. اتصال دهندگي مبتني بر طول موج، منجر به ساده شدن ساختار شبكه مي‌شود. مراكز دنيا، معمولاًدر ناحيه شهري قرار داده مي‌شود كه از طريق اتصال طول موج مستقيم به ساير مراكز داده‌اي متصل مي شود. اين طرح در مقايسه با وضعيتي كه ترافيك داده از طريق تعداد زيادي هاپ و مسيرياب IPو تجهيزات STM/SDHترابري مي‌شود، خيلي ساده‌تر است. صرفه اقتصادي، به سبب كم شدن هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري و بهره‌برداري، يكي ديگر از مزاياي اتصال مستقيم مي‌باشد. از سوي ديگر اتصال انتها به انتها و مستقيم، ارائه سريع پهناي باند را فراهم مي‌آورد. در واقع واگذاري طول موج انتها به انتها، پهناي باند را تبديل به يك كالا مي‌كند و ظرفيت بر مبناي در خواست مشتري، به عنوان يك كالا به فروش مي‌رسد.
از همين رو، فروش ظرفيت بر اساس IRU ارزش كمتري خواهد شد. در اتصالات طول موج، تجهيزات مشتري نياز به واسطه ندارد و دسترسي با هزينه كم و آسان، اتصالات اينترنت را امكان پذير مي‌كند. شبكه مبتني بر طول موج ساز و كارهاي مختلف پشتيباني شبكه را پوشش و خدمات متنوعي را به انضمام مهندسي ترافيك ارائه مي‌دهد.
اعتبار شبكه يكپارچه زميني و زيردريايي مبتني بر OXC
براي اعتبار دهي به مفاهيم گفته شده، آزمايشگاه (KDD-SCS)KDDI با همكاري شركت لوسنت تكنولژيا، آزمون شبكه‌سازي زيردريايي را انجام داده است كه مفهوم تكامل و كاربرد شبكه‌هاي نوري زميني و زير دريايي يكپارچه را ارائه مي دهد. در اين آزمون فناوري زيردريايي KDD-SCS و فناوري ترابري زميني لوسنت تكنولژيا آميخته شده است. مؤلفه‌هاي سخت‌افزاري اصلي اين آزمون عبارتند از:
- سيستم KDD-SCS كه شبكه‌سازي زير دريايي با ظرفيت 10Gbpsبه انضمام ارتقاءكاربرد FECجديد را ارائه مي‌دهد.
- امكانات آزمون براي شبيه سازي تقويت كننده‌هاي نوري انتقال در عرض اقيانوس DWDM
- سيستم نوري OLSموسوم بهWave Streamمتعلق به لوسنت تكنولژيا فراهم‌كننده انتقال DWDM 10 مگابات ثانيه زميني
مسئله اصلي در يكپارچه‌سازي شبكه‌هاي زيردريايي، تامين تجهيزات تبديل سيگنال دهي و همچنين وفق دادن مشخصات تجهيزات واسطه‌اي است.
ميان كاري بين تجهيزات OXC,SLTEاز جمله تلاش‌هاي عمده‌اي است كه در تامين خدمات جديد مبتني بر طول موج صورت گرفته‌است. در عين حال، اتصال دهندگي شبكه يكپارچه بين تجهيزات زميني وزيردريايي منجر به سيستم‌هاي مديريتي شبكه يكنواخت جهاني مي‌شود. نتايج آزمون شبكه سازي حاكي از تامين سريع طول موج انتها به انتها، مسير پشتيباني نوري متشكل از عناصر شبكه زميني و زيردريايي و همچنين ترابري ترافيك IP ازطريق اتصال دهندگي طول موج كانال شبكه زميني مي‌باشد.
الگوهاي شبكه سيستم زير دريايي نسل جديد
شبكه مبتني بر OXC به سادگي با قرار دادن OXC در هر گره در شبكه جهاني فرابر خصوصي قابل اجرا واستفاده است. از سوي ديگر، بكارگيري شبكه جهاني OXCدر شبكه زير دريايي مشترك متعلق به كنسرسيومي متشكل از چند فرابر، مقداري پيچيده است چرا كه هر شركت فرابر بايد يحتمل از OXCهاي ساخت شركت خاصي در شبكه زميني خود استفاده وبه همان صورتي كه ساير شركت‌هاي فرابر اتصال انتها به انتها را بر قرار مي كنند، عمل كنند.
يكي از روش‌ها، استفاده ازBGPنظير به نظير حوزه‌هاي شبكه‌هاي مختلف است كه در شكل شماره 7 نشان داده شده است. هر شركت فرابر از طريق تجهيزات موسوم بهNNIو با همبندي نظير به نظيرBGP به شبكه زيردريايي متصل مي‌شود و به صورت تسهيمي از اين شبكه استفاده مي‌كند. سهم هر فرابر به منزله شبكه خصوصي VPN آنها مي‌باشد.
روش ديگر، تسهيم شبكه مبتني بر زوج‌هاي فيبر مي‌باشد. با بخش كردن شبكه نوري به زوج‌هاي فيبر، هر شركت فرابر قادر است سهمي از ساختار شبكه زيردريايي را به خود اختصاص دهد. شبكه هر فرابر(Carrier)، يك سيستم OXC است كه ساخت فروشنده خاصي مي‌باشد كه به ايستگاه زميني متصل شوند. اين مسئله در شكل 8 نشان داده شده است.
در اين ساختار، اين شركت‌ها قادرند هر يك بطور مستقل، شبكه‌اي را شكل دهند و مسائل مربوط به ميان كاري تجهيزات ساخت فروشنده‌هاي مختلف را رفع كنند.
نتيجه گيري: در اين مقاله نشان داده است كه ساختار شبكه نوري كه از تجهيزات مبتني بر طول موج و همبندي سوددهي نوري استفاده مي‌كند. قادر است شبكه زير دريايي نسل جديد را متحقق كند و قابليت‌هاي زير را ارائه دهد:
- يكپارچگي شبكه‌هاي زميني و زير دريايي، ارتقاء مسائل اقتصادي، قابليت توسعه و انعطاف و مديريت شبكه
- ترابري كارا و مؤثر ترانك داده و IPجهاني انتها به انتها.

سعید گروسی · Dec 7, 2012

انواع منابع نوردرمخابرات نوری:

دستگا ه هایی که وظیفه تبدیل سیگنال الکتریکی به سیگنال نوری را انجام می دهند ، منابع نوری می نامند که به طور کلی به دو دستهLED (Light Emitting Diode) یا دیود های منتشر کننده نوروLD(Laser Diode )یا دیود های لیزری تقسیم می گردند . 1-منبع نور LED 2- منبع نور لیزر (LD)

1-منبع نور LEDدیود LEDمورداستفاده در مخابرات نوری باید دارای خواص درخشش زیاد ،توان خروجی زیاد و بازدهی اتصال بالا به فیبر باشد. دیود ها از نظر نحوه خروج اشعه به دو دسته تقسیم می شوند :1-تابش از سطح (Surface Emitter)2-تابش از کنار (Edge Emitter)دیود با تابش از سطح : یکی از انواع این دیود که نور از ناحیه کوچکی ، به طور عمودی نسبت به سطح پیوند خارج می شود نوع بروس (Burrus)و داوسون (Dowson)می باشد که از جنس AlGaAs با تغلیظ مختلف تهیه می گردد و به نام بروس معروف می باشد و در پهنای باند کم استفاده می گردد . اثر حرارتی در کار آن چندان موثر نبوده ولی به علت عبور اشعه از لایه های دیود دارای تضعیف زیاد می باشد و چون این منبع غیر همدوس می باشد به این علت انرژی کمتری داخل فیبر می گردد ،جهت توان کوپلینگ بیشتر در محل اتصال دیود با فیبر از عدسی مخصوصی استفاده می گردد این عدسی شعاع ها را هم جهت تر کرده یعنی همدوسی دیود را بیشتر می کند .دیود تابش از کنار: این دیود با استفاده از AlGaAs با تغلیظ های مختلف ساخته شده است که نور به موازات سطح پیوند خارج می شود . دیواره منطقه فعال حالت انعکاس آینه مانند داشته و از اتلاف انرژی نورانی جلوگیری می کند و نور منعکس شده از سطح مقابل که اثر جذب وانعکاس کمتری دارد با همدوسی بیشتری خارج می شود .لذا عمل کوپلینگ با فیبر به راحتی صورت گرفته و جهت فیبر هایی با دریچه عددی کم قابل استفاده است حدودا این دیود 5 برابر بیشتر از دیود تشعشع ازسطح ، بازدهی دارد .2- منبع نور لیزر (LD)در ابتدا به طور مختصر در مورد تفاوت نور لیزر و نور معمو لی توضیح می دهیم ،فوتون های لامپ ﻧﺋون بوسیله تشعشع خود به خودی به وجود می آیندو فوتون های نور لیزر بوسیله تشعشع برانگیخته ایجاد می شود و این فرق اساسی لیزر ونور معمولی است . فوتون های نور معمولی هم فاز نیستند چون به طور دلخواه و خود به خودی با تاخیر زمانی از مدار بالاتر به مدار پایین تر می آ یند و در جهات مختلف انتشار می یابند ولی فوتون های نور لیزر ناشی از الکترون هایی است که از مدار مشخصی به مدار معینی روانه می شوند لذا انرژی فوتون ها یکسان و درنتیجه فرکانس آنها مشخص و در یک خط مشخص طیف نوری قرار دارند پس فوتون های نور لیزر هم فاز ویکرنگ هستند و این خصوصیت باعث می شود که نور دارای انرژی فوق العاده باشد .لیزر ها در انواع مختلف ساخته شده اند ، مثل لیزر جامد ، لیزر گازی و... اما منابع مورد استفاده در مخابرات نوری از نوع لیزر جامد نیمه هادیها می باشد .مشخصات لیزر به طور کلی عبارتند از :پهنای باند خوب،توان خروجی خوب،سرعت مدولاسیون زیاد ،خطی بودن ضعیف و حساس نسبت به درجه حرارت .منطقه کار لیزر پس از نقطه آستانه است که عمل لیزینگ انجام میگیرد و به طور خطی کار می کند پس هر چه جریان آستانه کاهش یابد بهتر است .قدرت خروجی لیزر زیاد ودر حدود 1 الی 10 میلی وات است وبه علت همدوسی وباریک بودن طیف لیزر ، بخش عظیمی از توان خروجی از منبع وارد فیبر می شود و لذا پراکندگی کمتر و پهنای باندوسیع تر و ظرفیت بالاتر می رود .انواع لیزر :1-لیزر مجتمع موجبر دوگانه( ITG)که دارای طیف نوسانات باریکتر وراندمان کوپلاژ به فیبر بیشتر (همدوسی بیشتر ) و تلفات کوپلاژ کمتر می باشد .2- لیزر با فیدبک توزیعی (DFB)که دارای طیف نوسان کمتر وساختمان ساده تر و جریان آستانه کمتر می باشد .3- لیزر موجبر دو گانه با فیدبک توزیعیکه ترکیبی از دو نوع قبل می باشد ودارای مزایای زیر است :همدوسی بیشتر وپهنای طیف باریک تر و درجه حرارت کمتر و سرعت زیاد مدولاسیون .4- لیزر چاه کوانتمیکه دارای مشخصات : کاهش پهنای طیف ، کاهش جریان آستانه ،کاهش وابستگی مشخصات نوسانات به درجه حرارت می باشد .5- لیزر های دارای توان زیاد

بررسی وضعیت شبکه ی دیتا درایران:

در جهان امروز فناوری اطلاعات و ارتباطات چنان روند رو به رشدی پیدا کرده که تمام مسایل فرهنگی، اقتصادی و سیاسی را تحت تاثیر خود قرار داده است. با توجه به اینکه این فناوری یک فناوری بنیادی است، توجه به زیرساخت فیزیکی آن (شبکه دیتا) می‌تواند بسیاری از مسایل مرتبط با اين حوزه را مرتفع سازد. در تحلیل زیر ضمن ارایه آمارهایی در ارتباط با وضعیت شبکه ملی دیتا، به معرفی و شناسایی ساختار این شبکه و بررسی پتانسیلهای موجود در ساختار شبکه ملی دیتا و ضعف‌‌های آن پرداخته شده است:
ساختار شبکة ملي ديتا
هر شبکة ملي دیتا در عمل از دو شبکه " IP " و "شبکة زيرساخت و دسترسي" تشکيل شده است که در دو لاية متفاوت عمل مي‌نمايند. شبکه " IP " آن قسمتی از زیرساخت است که پروتکل اينترنت ( IP ) را پشتیبانی می‌کند و شبکة "زيرساخت و دسترسي" یکسری خطوط بدون پروتکل است که وظیفه آن ارتباط گره‌های مختلف شبکه و رساندن ترافیک اينترنتي به نقاط انتهایی است.
در کشور ما شبکه ديتاي عمومي، تاکنون به بيش از 210 شهر گسترده شده و دارای550 مرکز با ظرفيت 15هزار پورت سرعت بالا است. تا‌کنون حدود 30 هزار کیلومتر فیبرنوری در کشور کشیده شده که از طريق اين شبکه فيبر نوري، قرار است تمام شهرهاي کشور به شبکه ديتا متصل گردند. از این میزان فیبر نوری، تاکنون تنها بر روی بیش از 12 هزار کیلومتر آن تجهیزات نصب شده است.

همچنين، به منظور برقراري ارتباط با شبکه ديتاي جهاني، ارتباط شبکة فيبرنوري کشور از دو مسير با ظرفيت 2× 155 مگابیت ‌بر ثانیه از طریق جاسک- فجیره و یک ارتباط ماهواره‌ای با ظرفیت 104 مگابیت ‌بر ثانیه از طریق ماهواره برقرار شده است که در کل شبکه ملی دیتای ایران را با ظرفیتی معادل 414 مگابیت ‌بر ثانیه به شبکه دیتای جهانی(شبکه اینترنت) متصل می‌کند. همچنین از آنجا که یکی از اهداف برنامه چهارم توسعه، تبدیل ایران به HUB (مرکز مبادلات اینترنتی) منطقهای است، شرکت دیتا جهت برقراري ارتباط فیبرنوری، در حال مذاکره با چندین کشور مانند افغانستان، پاکستان و ترکمنستان است.
اهمیت ایجاد مسیرهای بین‌المللی چندگانه
ایجاد مسيرهاي چندگانه به منظور جلوگیری از قطع ارتباط خطوط ديتاي کشور با دیتا بسيار ضروری است؛ به عنوان مثال، به دليل بروز زلزلهای که در سال 1381 در الجزایر به وقوع پيوست، به مدت دو ماه شبکه فيبرنوري کشور ما قطع بود و ارتباط تمامي شرکتهايي که از طريق زيرساخت مخابرات به شبکه جهاني اينترنت متصل بودند، قطع شد.
همچنين لازم است که ارتباط بينالملل از چندين ارايهکنندة گوناگون دنيا تامين شود که در صورت بروز مشکل با يکي از ارايهکنندهها، ارتباط به طور کامل قطع نگردد.
ظرفیت‌ارتباطات داخل و بین شهری
حداکثر ظرفيت لینکهای داخل شهري تهران، 155 مگابیت ‌بر ثانیه است که طبق برنامة سوم توسعه، قرار بوده به 80 گیگابیت بر ثانیه، يعني به بيش از 500 برابر برسد، اما این مسئله هنوز تحقق نیافته است. در شهرهاي اصفهان، شيراز، تبريز و مشهد، ظرفيت لینکهای شهری حداکثر 155 مگابیت ‌بر ثانیه است که تا پایان برنامه سوم قرار بوده این ظرفیت به 40 گیگابیت بر ثانیه افزایش یابد، که این افزایش ظرفیت نيز هنوز صورت نگرفته است. همچنین در انتهاي برنامه سوم، قرار بوده ظرفيت لینکهای ميان‌شهري، به 2.5 گیگابیت ‌بر ثانیه برسد که در حال حاضر این ارتباطات در حد ( STM - 1155 مگابیت ‌بر ثانیه) است.
نکته حايز اهميت در مورد شبکه ملي ديتا اين است که در عين يکپارچه بودن، ميتوان در بطن آن صدها شبکه خصوصي واقعي يا مجازي و کاملاً مستقل از هم ایجاد کرد. بدين ترتيب بانکها، سازمانها و شرکتهاي گوناگون ميتوانند با استفاده از تسهيلات فراهم شده در شبکة ديتا، شبکهای مختص به خود ايجاد نمايند و نيازي به ايجاد شبکه مجزا ندارند.
1) شبکه ( IP Internet Protocol)
اين قسمت از زیرساخت شبکه دیتا، پروتکل IP را پشتيباني کرده و در عمل، به دليل مجهز بودن به پروتکل پيشرفته MPLS (پروتکلی که به تجهیزات شبکه که انتقال اطلاعات را به عهده دارند اجازه میدهد برای حرکت بستههای اطلاعاتی اولویت قایل شوند)، امکان ايجاد شبکههاي خصوصی متکي بر(IP IP - VPN) را فراهم ميآورد و این قابلیت را دارد که به دیگر شبکه‌ها که پروتکل اینترنت را پشتیبانی می‌کنند، متصل گردد (مهمترین این شبکه‌ها شبکه جهانی اینترنت است). استفاده از پروتکل IP در شبکه‌هاي خصوصي ( IP - VPN ) مزاياي بسياري دارد؛ از جمله میتوان به استفاده از نرم‌افزارهای آماده و وسیع که تحت پروتکل IP کار می‌کنند، اشاره کرد.
ساختار شبکه IP
شبکة ملي IP از سه لايه هسته ( Core )، توزيع ( Distribution ) و دسترسي( ( ََAccess تشکيل شده است:
لاية هسته: اين لايه از 12 سوييچ پرظرفيت ديتا که در 10 شهر کشور نصب شده است، تشکيل ميشود. ارتباط ميان اين سوييچها، عمدتاً با ظرفيتSTM-1 ( 155 مگا بيت بر ثانيه) برقرار مي‌شود. در تهران، 3 سوييچ که وظيفة ايجاد ارتباط میان استان تهران و سایر نقاط کشور را بر عهده دارند، نصب شدهاند. اين لايه از شبکه، علاوه بر ايجاد هستة پرظرفيت شبکه، مسيرهاي مجازي‌اي ميان تمام گرههای شبکه ایجاد میکند و یک شبکه VPN به وجود می‌آورد. با توجه به ماهیت این شبکه، پهنای باند تا هنگامی در اختیار مشترک قرار می‌گیرد که اطلاعاتی جهت ارسال داشته باشد و در غیر این صورت پهنای باند به مشترک دیگر که درخواست ارسال اطلاعات را دارد واگذار می‌گردد. از این رو لایه هسته با استفاده از خطوط پرظرفيت VPN جهت استفاده بهينه از پهنای باند و ارایه سرویس با کیفیت مناسب در شبکه عمل ميکند.
لايه توزيع: اين لايه از 34 گره در 28 شهر کشور تشکيل ميشود و نقش لاية مياني ميان هستة شبکه و دسترسي شبکه را بازي مي‌کند. در هر گره شبکه (مجموعة گره‌ها تقريباً تمام شهرهاي مهم و مراکز استان را شامل ميشود) يک مسيرياب پرظرفيت نصب شدهاست تا بتواند ترافيک خود و ترافيک پراکنده مراکز محلي شبکه دسترسي را جمعآوري کرده و پس از جداسازي ترافيک محلي (ترافیکی که بین مراکز شبکه ملی دیتا در داخل ردوبدل می‌گردد) و ترافیک خارجی(ترافیکی که به خارج از شبکه ملی دیتا ارسال می‌گردد)، آنچه را که بايد به نقاط ديگر شبکه منتقلشود از طريق هستة شبکه و مسيريابهاي تعريف شده به مقصد بفرستد (وبالعکس).
لاية توزيع، مرز شبکه MPLS بوده و از ديد استفادهکنندگان شبکههاي IP - VPN ، کل اين لايه همانند يک محيط شفاف ( Transparent ) عمل ميکند و با ايجاد ارتباط ميان دفاتر و واحدهاي گوناگون سازمان، يک شبکة WAN درونسازماني را تحقق مي‌دهد.
شرکت ارتباطات دیتا با توجه به امکانات این لایه، در حال حاضر به 28 شرکت ICP (ارایه دهندة‌ خدمات اتصال به اینترنت)، 660 شرکت ISP و 16 شرکت PAP (اینترنت پرسرعت) مجوز ارایه خدمات داده است.
لايه دسترسي: اين لايه روي شبکة زيرساخت و شبکة توزيع ايجاد شده و وظيفة آن رساندن ترافيک مشترکان به شبکه است. تعداد گره‌هاي اين لايه، 550 نقطه است. مشترکین از 550 نقطه می‌توانند ترافیک خود را به لایه توزیع و از آنجا به هسته شبکه برسانند که با توجه به مقصد ترافیک ارسالی، به محل مورد نظر می‌رسد.
در نقاط دسترسي، ارتباط فيزيکي با مشترکان از نزديکترين گره دسترسی به آنها با کابل زوج سيم مسي و مودم‌هايHDSL برقرار ميگردد.
2) شبكه زيرساخت و دسترسي
اين شبكه وظيفة رساندن ترافيك شبكه IP به نقاط انتهایي مانند دفاتر و مشترکین را به عهده دارد و همچنين امكان ايجاد ارتباط نقطه به نقطه و نقطه به چند نقطه را بر عهده دارد. در واقع اين شبكه لايه‌هاي اول (فيزيكي)‌ و دوم (ديتا لينک) شبكه را پشتيباني مي‌كند. حدود 6هزار پورت IP (خطوطی که به این پورتها متصل می‌گردند پروتکل IP را پشتیبانی می‌نمایند) و 7هزار پورت TDM (خطوطی که از این پورتها در اختیار مشترکین قرار می‌گیرد، بدون پروتکل است و کاربر به دلخواه خود از آن برای ایجاد شبکه‌های مختلف با پروتکل‌های مربوطه استفاده کند)، توسط شركت مخابرات در اختيار مشتركين قرار مي‌گيرد. ارتباط ميان 34 نقطة كشور (لاية توزيع شبكه ملي IP ) به دو بخش تقسيم مي‌شود. اول ترافيك IP كه از لينك‌هاي مستقل شبكه ملي IP منتقل مي‌شوند و دوم ترافيك خطوط نقطه به نقطه TDM كه از لينك‌هاي "شبكه زيرساخت و دسترسي" عبور مي‌كنند. تعداد گره‌هاي اين شبكه 550 نقطه (در 210 شهر) است و تجهيزات به‌كار رفته در آن شامل تجهزات TDM و مودم‌هاي XDSL است. اين شبكه قابليت مديريت واحد از يك مركز مديريتي را داشته و كليه مسيرهاي تعريف شده در آن از طريق يك مركز، معين و كنترل مي‌گردد.
تحلیل وضعیت کنونی ساختار شبکة ملي ديتا
وضعیت کنونی ساختار شبکة ملي ديتا از دو دیدگاه قابل بررسی است که در این مقاله به پاره ای از این موارد اشاره می‌کنیم:
1- دیدگاه فنی:
1-1) ظرفیت اتصال شبکه ملی دیتا به اینترنت که در حدود 414 مگابیت ‌بر ثانیه است، به هیچ عنوان جوابگوی میزان پهنای باند درخواستی کاربران نیست. طبق آماری که متخصصین در این رابطه ارایه می‌دهند، میزان ظرفیت خط ارتباطی شبکه ملی دیتای ایران به اینترنت، باید در حدود 1.5 گیگابیت بر ثانیه باشد تا بتواند تا حدودی پاسخگوی نیاز فعلی باشد. حال با توجه به اینکه شرکت دیتا در حال قانونمند کردن و دادن مجوز به ICPها است و همهICP ها باید از شرکت دیتا خط اجاره نمایند، معلوم نیست با این کمبود پهنای باند، شرکت دیتا چگونه میتواند سرویس لازم را بدهد.
1-2) با نظر به اینکه در برنامه چهارم این مسئله دیده شده که ایران تبدیل به HUB منطقه‌ای شود، کمبود پهنای باند خط ارتباطی دیتا با شبکه اینترنت، تحقق این مسئله را در هاله‌ای از ابهام فرو برده است.
1-3) توسعه ظرفیت داخل شهری در اکثر شهرهای ایران که در برنامه سوم توسعه در نظر گرفته شده بود، متوقف شده و اگر هم فعالیتی در این زمینه صورت گرفته، به صورت کامل نبوده و شبکه هنوز زیر بار نرفته است. به عنوان مثال در شهر تهران پروژه ارتباط داخل شهری که ظرفیت ارتباط داخل شهری را تا 80 گیگابیت در ثانیه افزایش میداد، متوقف شده است.این مسئله در مورد ارتباط بین شهری نیز صادق است.
2- دیدگاه مدیریت زیر‌ساخت:
2-1) متاسفانه به دلیل تغییرات متعددی که در ساختار مدیریتی در شرکت دیتا صورت می‌گیرد، انجام پروژه‌ها
با مشکل جدی مواجه شده و شرکتهایی که در مناقصات شرکت دیتا فعالیت دارند و مشغول انجام
پروژه‌هایی هستند، با سلایق گوناگون مدیران مواجه هستند و اکثر این پروژه‌ها یا با کندی پیش می‌رود و یا
متوقف شده است.
2-2) در حال حاظر شرکت دیتا در حال خصوصی شدن می‌باشد، لذا ساختار خود دیتا در حال تغییر و تحول
است. متاسفانه روند این تغییرات به صورتی کاملا فرسایشی صورت می‌گیرد و به دلیل نبود ساختاری
مشخص، برای بسیاری از تصمیمات مرجع قانونی مناسبی وجود ندارد.

سعید گروسی · Dec 7, 2012

استفاده ازسرویس vpls برای ایجادشبکه ی شهری:

شبكه‌هاي VPN در لايه سه ايجاد مي‌شدند. در اين مقاله برآنيم در مورد ايجاد شبكه‌هاي خصوصي مجازي در لايه‌هاي پايين‌تر و مزاياي پياده‌سازي اين نوع شبكه‌ها براي سازمان‌ها، مطالبي را ارائه نماييم. براي تحقق اين امر مهم Virtual Private LAN Service را كه يكي از خلاقانه‌ترين روش‌هاي ارائه VPN در لايه دو است بررسي مي‌كنيم. با گسترش امكان ارائه اين سرويس، ايجاد شبكه‌هاي شهري مبتني بر اترنت بسيار آسان شده است. در اينجا علاوه بر ارائه مطالبي درباره استانداردهاي پياده‌سازي اين سرويس، روش‌هاي كنترل كيفيت، برقراري امنيت و مديريت آن، نمونه‌اي از شبكه‌هاي پياده‌سازي شده مبتني بر اين سرويس را نيز معرفي مي‌كنيم.
تاريخچه: شبكه‌هاي خصوصي مجازي (VPN) در اوايل دهه 1980 به دنياي شبكه معرفي شدند. در آن زمان اين شبكه‌ها با استفاده از خطوط استيجاري (Leased Line) ايجاد مي‌شدند. در سال 1990 با توجه به تحولات در عرصه فناوري و پيدايش فناوري Frame Relay، ساختار شبكه‌هاي مجازي نيز تغيير كرد. در اواخر دهه 90 يعني زماني كه MPLS به دنياي شبكه پا نهاد، انواع جديدي از VPNها معرفي شدند. در آن زمان اين شبكه‌ها به طور كلي به سه گروه تقسيم مي‌شدند:

دسته يكم: VPNهاي لايه سه كه عموماً بر بستر IP پياده‌سازي مي‌شدند و به Virtual Private Routed Network موسوم بودند.

دسته دوم: VPNهاي لايه دو كه به طور عمومي به صورت P2P تعريف مي‌شدند و به Virtual Leased Line) VLL)معروف بودند.

دسته سوم: VPNهاي لايه دويي كه به صورت P2MP پيكربندي مي‌شدند. اين VPNها برخلاف IP-VPNها ترافيك غير IP را نيز منتقل مي‌نمودند.

سرويس VPLS چيست؟
سرويس VPLS كه به Transparent LAN Service) TLS) نيز معروف است، در حقيقت يك سرويس اترنت P2MP است كه مي‌تواند يك يا چند ناحيه شهري را پوشش‌دهد و اتصال بين چندين سايت را كه به يك LAN اترنت متصلند فراهم ‌نمايد. برخلاف سرويس اترنت، P2MP كه در حال حاضر روي بستري ارائه مي‌شود كه تركيبي از سوييچ‌هاي اترنت است، VPLS از زيرساخت IP-MPLS براي ارائه سرويس استفاده مي‌نمايد. به طور كلي مي‌توان تصور كرد تمام كاربران يك شبكه VPLS بدون توجه به مكان فيزيكي، به صورت مجازي در يك LAN قرار دارند كه براي هر سازمان مي‌توان يك يا چند دامنه VPLS domain) VPLS) را همچون VLAN به‌كار برد.

امروزه سرويس اترنت شهري كه فراهم‌كنندگان سرويس در نواحي مختلف آن‌را ارائه مي‌كنند و اغلب اتصالات نقطه‌به‌نقطه بين چندين سايت، در همان شبكه شهري است. به هر حال هدف نهايي اترنت شهري، گذر از اتصال نقطه ‌به ‌نقطه در محدوده ناحيه شهري به ارائه اتصال چند نقطه به چندنقطه در داخل يك ناحيه شهري و يا چندين ناحيه شهري است. به عبارت ديگر، ارائه سرويس به سازمان به گونه‌اي انجام شود كه تمام سايت‌هاي آن در صورت اتصال به LAN به صورت يكسان ظاهر شوند؛ صرف‌نظر از اين‌كه آيا اين سايت‌ها در يك ناحيه شهري هستند يا در چندين ناحيه شهري گسترده شده‌اند. پس يكي از مطرح‌ترين روش‌ها براي تحقيق‌ اين تصور، سرويسLAN خصوصي مجازي (VPLS) است كه اتصال اترنت چندنقطه به چندنقطه را هم در داخل و هم بين شبكه‌هاي شهري تحت شبكه فراهم‌كننده سرويس IP/MPLS قابل توسعه فراهم‌مي‌نمايد.
استاندارد VPN در لايه دو
با توجه به ماهيت VPLS، اين سرويس به سرعت در ميان ارائه‌دهندگان سرويس فراگير شد. زيرا با صرف هزينه بسيار كم قادر بودند سرويس‌هاي مبتني بر FR و ATM خود را جايگزين نمايند. به اين ترتيب با جهتگيري ارائه‌دهندگان سرويس به سمت ارائه اين سرويس، لازم بود VPLSها به صورت استاندارد ارائه شوند. به اين منظورIETF اقدام به تدوين استانداردي در زمينه ارائه اين سرويس نمود. همان‌گونه كه در شكل يك نشان داده شده است قسمت‌هاي مختلفي در تدوين استاندارد VPLS حضور دارند و هر يك مسئول استانداردسازي بخشي از اين سرويس مي‌باشند.

شكل 1

گروه PWE3 روي رسانه انتقال VPLS، استانداردهاي مربوطه را تدوين مي‌نمايد. اين استاندارد سرويس‌هايي نظيرATM ،Frame Relay، اترنت و TDM را روي بستر MPLS پياده‌سازي مي‌نمايد. در گذشته براي برقراري ارتباط ميانVLANها و شبكه‌هاي L3VPN از استانداردي با عنوان Draft Martini استفاده‌مي‌شد. اين استاندارد، شبكه‌هاي مجازي لايه دو را روي شبكه‌هاي مجازي لايه سه Map مي‌نمود. در حال حاضر با استفاده از استاندارد VPL مي‌توان كليه شبكه‌ها را در لايه‌هاي مختلف به يكديگر مرتبط نمود.

روند پيدايش VPLS
اترنت وسيع‌ترين و در دسترس‌ترين فناوري شبكه محلي در جهان است كه امروزه با بيش از يكصدميليون مشتري پياده‌سازي شده است. برخي از مزاياي اين سرويس كه موجب استفاده گسترده از آن گرديده است، عبارتند از:

- به دليل هزينه نسبتاً پايين و سادگي‌ آن در مقايسه با فناوري‌هاي ديگر، فناوري منتخب شبكه‌هاي LAN است.

- پهناي باند ثابت، قابل انعطاف و قابل توسعه‌تري را نسبت به راه‌حل‌هاي متداول پهناي باند ثابت فراهم كرده و محيط شبكه شهري را متحول نموده است.

- براي كاربر نهايي كم‌هزينه‌تر است. برقراري اتصال در آن آسان‌ و مديريت آن نيز ساده‌است.

- براي فراهم‌كننده سرويس، ارزان‌تر است و قابليت انعطاف بيشتري دارد و اين امكان را فراهم مي‌سازد كه سرويس‌هاي جديد نسبت به راه‌حل‌هاي قديمي بسيار ساده‌تر و سريع‌تر فراهم شوند.

در سال‌هاي قبل، ابتكار و نوآوري‌هاي قابل توجه و مهمي در مورد استانداردهاي اترنت انجام شده است كه اين نوآوري‌ها نه تنها به صورت بالارفتن چشمگير خروجي از 10Mbps به 10Gbps بوده، بلكه با ارتقاي پروتكل دسترسي فيزيكي، شبكه اترنت را به‌گونه‌اي توسعه مي‌دهند كه به صورت شبكه گسترده (WAN) درآيد. همچنين اترنت با بهره‌گيري از پياده‌سازي وسيع فيبر نوري در نواحي شهري، شهرت زيادي را به عنوان فناوري شبكه شهري به‌دست آورده است. امروزه سرويس LAN خصوصي مجازي دسترسي به اترنت را بيشتر توسعه و آن‌را به عنوان فناوريWAN فعال مي‌‌نمايد.

فناوري‌هاي ديگري كه اترنت را در سراسر WAN فعال مي‌سازد، مانند اترنت روي MPLS، اترنت روي SONET/SDH ،Bridging اترنت روي (LAN (ATM LAN ،ATM Emulation، هرچند كه تنها اتصال نقطه به نقطه را فراهم مي‌كنند، اما پياده‌سازي انبوه آن‌ها به‌علت پيچيدگي زياد محدود مي‌شود. همچنين آن‌ها براي تسهيل همگرايي شبكه، به معماري شبكه اختصاصي احتياج دارند.

البته Frame Relay و ATM سال‌ها به عنوان فناوري‌هاي برگزيده براي شبكه‌هاي مبتني بر Packet رواج داشتند و سازمان‌ها معمولاً اتصال WAN خود را با همبندي‌هاي hub-and-spoke و يا نيمه mash طراحي مي‌كردند. اين طرح‌ها نتيجه استفاده زيرساخت شبكه با درنظر گرفتن عوامل قيمت و ويژگي نقطه به نقطه Frame Relay و ATM است. نسل جديد كاربردهاي سازماني لزوم وجود معماري WAN سازماني را كه بتواند همبندي‌هاي انعطاف‌پذيرتر و ظرفيت پهناي باند بالاتري را ارائه ‌كند ايجاد كرده است.

اخيراً فراهم‌كنندگان سرويس براي پاسخگويي به اين نيازهاي جديد به ارائه IP مبتني بر MPLS-VPN لايه سه متوسل شده‌اند. در ضمن VPLS به عنوان راهكار ديگري براي پياده‌سازي سرويس‌هاي چندنقطه‌اي با پهناي باند بالا در شبكه WAN مبتني بر اترنت پيشنهاد مي‌شود.
معماري VPLS
دو معماري مطرح در VPLS عبارتند از: معماري سلسله مراتبي و معماري تك‌سطحي. در معماري تك سطحي، ارتباطات به صورت نقطه به نقطه مطرح مي‌شود. در اين روش بين entityها در VPLS يك تونل ايجاد مي‌شود.

اين تونل مجازي كه بخش PWE3 آن‌را استاندارد كرده است، در گذشته به "تونل مارتيني" معروف بوده است. به خاطر داريد در چند سال گذشته براي برقراري ارتباط و تضمين كيفيت در زماني كه بسته‌ها به لايه‌هاي بالاتر ارسال مي‌شدند، استانداردهاي متعددي تدوين گرديده است.

يكي از استانداردهايي كه به منظور تضمين كيفيت، ترافيك لايه دو را روي ترافيك لايه سه Map مي‌نمود، استانداردDraft Martini بود كه به واسطه آن تضمين كيفيت يك سرويس امكانپذير بود.

تونل‌هايي كه با استفاده از اين استاندارد در سراسر مسير ايجاد مي‌شوند، سرويس‌هاي لايه دو را با فرمت MPLS كپسوله و منتقل‌مي‌‌نمايند. براي اين منظور لازم است كليه ويژگي‌هاي پايه‌اي اترنت را پشتيباني نمايند. در معماري VPLS به صورت تك‌سطحي تونل‌ها به صورت P2P تعريف مي‌شوند. در حالي كه با گسترش روز افزون سرويس‌ها و نياز به ايجاد تونل‌هايي به صورت mesh بين نقاط مختلف، اين ساختار جوابگوي نيازهاي شبكه نيست.

معماري سلسله مراتبي (HVPLS) در VPLS براي پاسخ به اين نياز مطرح شده است. اين معماري بر پايه همان روش سنتي ارائه سرويس بنا شده است. اما با توجه به حجم بالاي تونل‌ها در يك شبكه، توسعه‌اي بر روش سنتي در نظر گرفته شده است كه نتيجتاً منجر به ايجاد همبندي سلسله مراتبي براي اين فناوري شده است. در اين همبندي براي ايجاد تونل‌هايي به صورت full mesh لازم است، در سمت مشترك روترهايي نصب شود كه براي ايجاد سلسله مراتب در شبكه به روترهاي PE متصل شود.

شكل 2
براي مشاهده تصاوير در ابعاد بزرگتر روي آنها كليك كنيد.

نمونه اين شبكه در شكل2 نشان داده شده است.
در پياده‌سازي اين همبندي توسط ارائه دهندگان سرويس، به طور معمول در نقاط اصلي شبكه براي ايجاد امكان ارائه سرويس به كاربران از تعدادي Multi Tenant Unit) MTU) استفاده مي‌شود كه هر كدام مي‌توانند به تعداد زياد شبكه‌هاي سازماني را به صورت ايجاد VPLS VPN سرويس‌دهي نمايند.

شبكه ترافيك تمام MTUها مجتمع مي‌كند و براي PE اصلي كه در حقيقت نقطه تمركز شبكه است، ارسال مي‌شود.

در طراحي اين سرويس تجهيزاتي كه در MTU نصب مي‌شود يك سوييچ اترنت است كه كليه عمليات سوييچينگ لايه دو را انجام مي‌دهد. اين تجهيزات معمولاً به صورت اختصاصي در اختيار يك سازمان قرار مي‌گيرند. اما براي استفاده بهينه از منابع WAN، عملكردهاي VPLS روي MTU ها نيز تعريف مي‌شود.

شكل 3

در شبكه‌اي كه MTUها نيز عملكردي شبيه PE دارند، محدوديت‌هايي نظير ايجاد تونل، تكرار اطلاعات و ايجاد جدول آدرس‌هاي MAC ايجاد مي‌شود. براي مقابله با اين محدوديت، در شبكه سلسله مراتب تعريف مي‌شود. به اين صورت كه Core شبكه به صورت Full mesh تعريف مي‌شود و در لايه دسترسي ارتباطات به صورت تونل‌هاي مجزا بين نقاط تعريف مي‌شوند. (شكل 3)

با توجه به ساختار كلي‌اي كه از VPLS ارائه شد، اين سرويس نه تنها براي ايجاد شبكه‌هاي اترنت شهري مناسب است بلكه از آن براي برقراري ارتباط ميان شبكه‌هاي شهري مختلف كه با استفاده از فناوري‌هاي متفاوتي نظير نسل آينده SDH و يا RPR ايجاد شده‌اند نيز استفاده مي‌شود.

مسئله مهم ديگري كه در پياده‌سازي اين سرويس مطرح است، آشكارسازي خودكار و سيگنالينگ است. آشكارسازي خودكار براي فعال‌سازي فراهم‌كنندگان سرويس بسيار مهم است تا با استفاده از آن هزينه‌هاي كاربري را پايين نگه دارند و نيز در اين سرويس از BGP و يا LDP به عنوان مكانيزم سيگنالينگ استفاده گردد.
مسيريابي در VPLS
استفاده از پروتكل‌هاي مسيريابي شبكه IP به جاي پروتكل Spanning tree و برچسب‌هاي MPLS به جاي شناسه‌هاي VLAN در زيرساخت، موجب بهبود و پيشرفت قابل توجهي در قابليت توسعه سرويس VPLS مي‌شود.

تفاوت VPLS با L3VPN در تجهيزات طرف CE است. در ايجاد شبكه‌ها با استفاده از VPLS لزومي ندارد در سمت CE تجهيزاتي نظير روتر قرار‌گيرد.

شكل 4

در سمت PE نيز به ازاي هر CE لزومي به تعريف جدول مسيريابي نيست، بلكه ترافيك لايه دو در MPLS LSP به سادگي Map مي‌شود. در حقيقت VPLS آنچه را BGP MPLS VPN در لايه سه ارائه مي‌نمايد، در لايه دو در اختيار كاربر قرار مي‌دهد؛ اما رسانه انتقال آن شبكهIP نيست، بلكه ارتباطات از طريق اترنت برقرار مي‌شوند. (شكل4)

براي ايجاد يك شبكه VPLS لازم است مواردي نظير افزونگي ارتباط ميان CEها و PEها همان‌گونه كه در لايه دو مطرح است در نظر گرفته شود.

زيرا هر ارتباط ميان يك CE و PE مي‌تواند يك Single Point of Failure باشد. براي جلوگيري از اين پيشامد، بايد هر CE حداقل به دو PE متصل شود. به منظور ايجاد ارتباطات افزونه‌اي كه به صورت يك bundle تعريف شود، لازم است از مشخصه smart trunking در ارتباط ميان CE و PE استفاده نمود. از Smart trunkها به طور معمول براي افزايش ظرفيت استفاده مي‌شود.

در حالي كه در اين نوع پيكربندي اين ترانك براي ايجاد افزونگي مورد استفاده قرار گرفته است. در صورتي كه لينك ارتباطي قطع شود، ترافيك به صورت خودكار به لينك افزونه منتقل خواهد شد. براي ايجاد اين ارتباطات لازم است تجهيزات CE و PE هر دو قابليت پشتيباني از اين ويژگي را دارا باشند. علاوه بر اين، تجهيزات سمت PE بايد بتوانند در زمان تعريف Forwarding Equivalence Class) L2FEC) اين ترانك را روي VPLS نگاشت نمايد.

حوزه هر VPLS از تعدادي PE تشكيل شده كه هركدام به تعدادي CE سرويس ارائه مي‌نمايند. براي ارائه سرويس لازم است جدولي از MAC آدرس‌هاي هر يك از CEها در PE مربوطه ايجاد شود. به بيان ساده‌تر مي‌توان فرض كرد كه فقط يك حوزه VPLS به ازاي هر سازمان وجود دارد.

به طوري كه CE مستقل از مكان فيزيكي خود روي يك PE متعلق به سايت آن سازمان اجرا مي‌شود. در حوزه VPLS بايد يك شبكه Full mesh از LSPها روي هر PE ميان تمام CEها ساخته شود (اينLSPها فقط براي روترهاي PE قابل رويت هستند و توسط ديگر روترها در شبكه مشاهده نمي‌شوند.

شكل 5

اين امر با استفاده از ايجاد نمودن پشته‌اي از برچسب‌هاي MPLS انجام مي‌پذيرد). زماني كه يك PE جديد يا يك CE اضافه شود، با توجه به دقت پياده‌سازي VPLS، ساخت اين حلقه كامل از LSPها مي‌تواند مسائل و مشكلات بسيار متفاوتي به همراه داشته باشد. (شكل 5)

وقتي كه حلقه LSP ايجاد شد، CE روي يك PE خاص مي‌تواند فريم‌هاي اترنت را از سايت مشتري دريافت كند و بر اساس آدرس MAC آن، فريم‌ها را بهLSP مناسب سوييچ نمايد.

تحقق اين امر به اين دليل است كه VPLS روتر PE را قادر مي‌سازد به‌وسيله يك جدول MAC، روي هر PE همچون يك Learning Bridge عمل ‌كند.

به عبارت ديگر، نمونه VPLS روي روتر PE يك جدول MAC دارد كه با جستجو كردن (Snooping) آن را ايجاد مي‌كند و آدرس‌هاي MAC را به هنگام ورود فريم‌هاي اترنت روي يك پورت فيزيكي يا منطقي به خاطر مي‌سپارد. درست همان‌گونه كه يك سوييچ اترنت عمل مي‌كند. وقتي يك فريم اترنت از طريق يك پورت ورودي مشتري وارد شد، آدرسMAC مقصد در جدول MAC جستجو مي‌شود و فريم بدون هيچ‌گونه تغييري به سوي LSP ارسال مي‌شود ( تا زماني‌كه جدول MAC آدرس MAC را دربردارد) و پس از آن به PE مناسب متصل به سايت دوردست ارائه مي‌‌شود. اگر آدرس MAC در جدول آدرس MAC وجود نداشت، فريم اترنت برگردانده مي‌شود و به تمام پورت‌هاي منطقي مربوط به نمونه VPLS، غيراز پورت ورودي كه از آن وارد شده است فرستاده مي‌شود.

هنگامي كه PE از طريق ميزباني مطلع شد كه آدرس MAC روي يك پورت خاص متعلق به اوست، جدول MAC در PEبروز مي‌شود. درست مثل يك سوييچ، MAC آدرس‌هايي كه براي زمان معيني استفاده نمي‌شوند، براي كنترل اندازه جدول MAC حذف مي‌شوند.

فناوري چندنقطه‌اي به كاربر امكان دسترسي به چندين مقصد را از طريق اتصال منطقي يا فيزيكي جداگانه مي‌دهد كه اين اتصال براي تصميم‌گيري درباره ارسال بسته بر اساس مقصد بسته به شبكه نياز دارد.

به‌عبارت ديگر، شبكه براساس آدرس MAC مقصد فريم اترنت تصميم به ارسال مي‌گيرد. از ديدگاه مشتري نهايي، VPLS سرويس چندنقطه‌اي جالب توجهي است كه به اتصالات كمتري براي برقراري اتصال كامل بين چندين نقطه احتياج دارد.

در مقابل اتصال مبتني بر فناوري نقطه به نقطه به تعداد خيلي بيشتري از اتصالات و يا به كارگيري ارسال بهينه بسته نياز دارد.
دلايل نياز به VPLS
امروزه ارائه سرويس‌هاي اترنت شهري با محدوديت‌هايي روبه‌رو است. بسياري از فراهم‌كنندگان سرويس، تنها اتصالات نقطه به نقطه مانند دسترسي به اترنت و يا اتصال سايت‌ها در داخل شبكه شهري را پشتيباني مي‌كنند. برخي فراهم‌كنندگان ديگر تنها تعداد محدودي از مشترياني را كه اتصال LAN اترنت چندنقطه به چندنقطه را در داخل شبكه شهري پياده‌سازي نموده‌اند، حمايت مي‌كنند.

از آن جايي‌كه بيشتر فراهم‌كنندگاني كه سرويس‌هاي اترنت شهري را ارائه مي‌دهند، امروزه شبكه‌هاي خود را بدون استفاده از سوييچ‌هاي اترنت ساخته‌اند، فراهم كردن اين سرويس در شبكه شهري بزرگ برخي مشكلات اساسي را در بردارد.

مديريت اين سرويس دشوار است و گاهي به علت ناپايداري پروتكل Spanning tree، دسترسي به مشكلات شبكه و دلايل بروز آن‌ها غيرممكن است. به‌طور كلي با بررسي‌هايي كه انجمن‌ها و گروه‌هاي مختلف در زمينه شبكه‌هاي شهري مبتني بر اترنت انجام داده‌اند، سرويس‌هاي مبتني بر اترنت را به دو گروه نقطه به نقطه و چندنقطه تقسيم نموده‌اند.

نمودار 1

معماري لازم براي پياده‌سازي سرويس‌هاي نقطه به نقطه Virtual Private Wire Services) VPWS) و براي پياده‌سازي سرويس‌هاي چندنقطه‌اي VPLS است.

VPLS شبكه‌هاي اترنت فراهم‌كنندگان سرويس را با دو ويژگي توسعه‌پذيري و در دسترس بودن، توانمند مي‌سازد. بدون VPLS قابليت توسعه شبكه‌هاي اترنت به تعداد شناسه‌هاي VLAN كه توسط فراهم‌كنندگان سرويس براي مشتريان استفاده مي‌گردد محدود مي‌شود كه آن‌ها مي‌توانند فقط 4096 شناسه VLAN را پشتيباني نمايند.

از آنجايي‌كه يك شناسه به يك مشتري تعلق دارد وشناسه‌هاي VLAN بسيار مهم هستند، بايد همگي در داخل شبكه فراهم‌كننده سرويس منحصر به‌فرد باشند. به همين دليل اين شبكه‌ها مي‌توانند با تعداد محدودي مشتري پياده‌سازي شوند. همچنين از طريق اين معماري نمي‌توان شبكه LAN را در چندين شبكه شهري پياده‌سازي نمود. چون اين امر مستلزم ساخت شبكه اترنت لايه دوي بزرگ‌تري توسط فراهم‌كننده سرويس است.

در دسترس بودن شبكه‌هاي اترنت نيز به خاطر ويژگي انعطاف‌پذيري ضعيف سازوكارهايي مثلSTP محدود مي‌شود. هرچند تمهيداتي نظير Q in Q Stacking و پروتكل Spanning tree سريع براي برطرف‌كردن اين محدوديت‌ها وجود دارند، بسياري از آن‌ها خاص يك سازمان يا شركتند و بين سازندگان مختلف عمل نمي‌كنند.

VPLS علاوه بر حل اين دو معضل، مزاياي ديگري را نيز دارد. شبكه VPLS مي‌تواند حتي يك ميليون شناسه منحصر به‌فرد برچسب‌هاي MPLS را پشتيباني‌كند. يعني در مجموع VPLS سيگنالينگ پوياي مسيرهاي جديد را معين مي‌كند.

VPLS ويژگي مقرون به صرفه بودن اترنت، توسعه‌پذيري و در دسترس‌بودن MPLS را با يكديگر تركيب مي‌كند. به‌علا‌وه، تدارك سرويس و نگهداري آن نيز كم‌هزينه‌تر و ساده‌تر است.

شكل 6

بررسي اقتصادي
MEF در سال 2003 بررسي اقتصادي گسترده‌اي را درباره هزينه ايجاد و نگهداري شبكه‌هاي مبتني بر فناوري اترنت در مقايسه با شبكه‌هاي سنتي SDH انجام داده است. در اين بررسي براي مقايسه فناوري‌هاي مختلف شرايط يكساني درنظرگرفته شده است. مدل در نظر گرفته شده در حدود سيصد مركز را تحت پوشش قرار مي‌دهد و قرار است در مدت سه سال به 1625 مشترك سرويس ارائه نمايد. (شكل 6)

براي تخمين هزينه‌ سرمايه‌اي در اين روش، پنجاه‌درصد هزينه براي تجهيزات MTU و بين ده تا پانزده درصد براي مشتركان در نظر گرفته شده‌است. ساير هزينه‌ها براي تجهيزات يدكي، منابع تغذيه، سيستم‌هاي مديريتي و ساير تجهيزات موردنياز جهت كنترل ترافيك و ارائه QoS در شبكه در نظر گرفته شده است.

نتيجه بررسي‌هاي به عمل آمده نشان مي‌دهد هزينه مورد نياز جهت راه‌اندازي شبكه‌اي مبتني بر نسل آينده شبكه‌هاي نوري، تقريباً معادل 64 ميليون دلار است كه در مقايسه با شبكه‌هاي مبتني بر فناوري
قديمي SDH،‌ سي و نه درصد كاهش هزينه دربر دارد. نمودار يك اين تفاوت را نشان مي‌دهد.

دلايل اين تفاوت هزينه عبارتند از:

- با توجه به اين‌كه اينترفيس‌هاي تجهيزات اترنت عموماً بين 25 تا 40‌درصد به ازاي هر مگابيت بر ثانيه از اينترفيس‌هاي تجهيزات SDH ارزان‌ترند، در حجم ياد‌شده در حدود 91‌درصد كاهش قيمت نسبت به فناوري SDH وجود دارد.

- با توجه به عدم نياز به استفاده از تجهيزات اضافي جهت ارسال اطلاعات به شبكه، هزينه تجهيزات در اين روش به شدت كاهش مي‌يابد.

همان‌گونه كه اشاره شد، در برآورد هزينه شبكه، غير از هزينه سرمايه‌اي، هزينه‌هاي جاري نيز قابل‌توجهند. بررسي‌هاي انجام شده جهت تعيين هزينه جاري ايجاد شبكه مبتني بر اترنت، شامل بررسي روال‌ها و سرويس‌هاي 36 ارائه‌دهنده سرويس در سطح آمريكاي شمالي و اروپا است.

با توجه به ساختار شبكه‌هاي اترنت، ارائه سرويس‌هاي مختلف نيازي به افزايش تجهيزات در مراكز ندارد. به اين ترتيب در يك بازه زماني سه ساله، همان‌گونه كه در نمودار دو نشان داده شده است، با در نظر گرفتن موجود بودن هسته شبكه، كاهش هزينه جاري در حدود 23 درصد نسبت به ارائه سرويس بر روي بستر SDH مي‌باشد.

نمودار2

اين كاهش هزينه عمدتا به علت عدم نياز به حضور در سايت‌هايي است كه تجهيزات در آن نصب مي‌باشند. زيرا كليه تجهيزات را مي‌توان از يك نقطه به صورت متمركز مديريت نمود.

در سال اول همانگونه كه مشاهده مي‌شود، به علت تجربه پايين ارائه دهندگان سرويس، هزينه جاري بيشتري جهت نگهداري شبكه و ارائه سرويس به مشتركان صرف مي‌شود.

در حالي كه با گذشت زمان و مجرب شدن ارائه دهندگان سرويس، اين هزينه كاهش مي‌يابد.

به طور مثال هزينه‌هاي جاري در ايجاد يك سايت جديد، ارائه يك سرويس جديد، افزايش پهناي باند در شبكه‌هاي مبتني بر اترنت در مقايسه با شبكه‌هاي SDH سنتي بين سي تا پنجاه‌درصد كاهش خواهد داشت.

نكته ديگري كه باعث كاهش هزينه‌ها در ايجاد، راه‌اندازي و نگهداري شبكه‌هاي مبتني بر اترنت مي‌شود، امكان مديريت يكپارچه شبكه و سرويس‌هاي آن مي‌باشد. شبكه‌هاي SDH سنتي كه عموماٌ به شبكه‌هاي انتقال موسومند، نرم‌افزارهاي مديريت يكپارچه براي زيرساخت و سرويس‌ها را ندارند. در نتيجه براي نگهداري اين شبكه‌ها لازم است نيروهاي نگهداري در هر سايت مستقرشوند. به اين ترتيب ماهانه مبلغ زيادي براي پرسنل نگهداري شبكه هزينه خواهدشد؛ در حالي كه سيستم‌هاي مديريت يكپارچه در شبكه‌هاي مبتني بر اترنت نياز به پرسنل نگهداري را در سايت‌هاي شبكه مرتفع مي‌سازد.

شكل 7

نمونه پياده‌سازي شبكه شهري با استفاده از VPLS
شركت Completel يكي از شركت‌هاي بزرگ مخابراتي فرانسه است كه با استفاده از يك شبكه فيبرنوري كه در سراسر فرانسه ايجاد نموده است، اقدام به ارائه سرويس اترنت شهري با استفاده از VPLS كرده است. اين شبكه پانزده شهر فرانسه را تحت پوشش قرار مي‌دهد.

دو هزار كيلومتر فيبرنوري، در حدود چندهزار MTU را كه براي ايجاد شبكه شهري در اين كشور را به يكديگر متصل نموده‌اند. همان‌گونه كه در شكل 7 نشان داده شده است، اين ارتباطات از طريق يك شبكه DWDM ايجاد شده است.

اين شبكه براي ارائه سرويس به حدود 1400 كاربر با استفاده از ارتباطات اترنتي 850 ساختمان را به يكديگر متصل نموده است.

Completel با توجه به افزايش نياز كاربران براي ايجاد يك شبكه با سرعت بالا و هزينه پايين، اقدام به ارائه سرويس LAN-to-LAN در سطح شهرها نمود.

اين سرويس با استقبالِ زياد كاربران روبه‌رو شد. اما با توجه به محدوديت آن به شبكه‌هاي MAN در هر شهر و نياز كاربران براي ارتباط با ساير شهرها، اين شركت سرويس جديدي را براي اتصال شبكه‌هاي شهري در شهرهاي مختلف به يكديگر ارائه نمود.

به اين ترتيب مشكل ارتباطي ميان MANها در شهرهاي مختلف فرانسه مرتفع گرديد. ترافيك هر MAN با استفاده امكانات ايجاد شده توسط شبكه Completel به MAN ديگر به آساني منتقل مي‌گردد. سرويس‌هاي ارزش افزوده‌اي نظير ارائه VLAN، مديريت ترافيك، كنترل و محدود نمودن پهناي باند و كيفيت سرويس انتها به انتها نيز از طريق اين شبكه قابل ارائه است.

اين شبكه براي ايجاد مسيرهاي اختصاصي براي ترافيك هر مشترك به تعريف VLANهاي از پيش تعيين‌شده نياز ندارد. در هسته اين شبكه لينك‌هاي گيگابيتي روي يك اينترفيس فيبر گروه‌بندي مي‌شوند. سازوكارهاي مورد استفاده براي تعريف اين گروه‌ها Q in Q است. ترافيك هر يك از كاربران با استفاده از يك Q tag در هسته شبكه از بقيه مجزا مي‌شود. همچنين در اين شبكه براي جلوگيري از لوپ‌هاي ناخواسته و خطا از سازوكارهايي نظير
Rapid Ring Spanning Tree) RRST) استفاده مي‌شود.

سعید گروسی · Dec 7, 2012

تکنولوژی vsat:

VSAT مخفف Very Small Aperture Terminal می باشد. همانگونه که از نام آن پیداست ترمینالهای بسیار کوجک ماهواره ای که در سایتهای پراکنده از لحاظ جغرافیایی واقع می باشند و از طریق یک لینک ماهواره با یک هاب که شامل تجهیزات مخابراتی پیشرفته و آنتن به مراتب بزرگتر از ترمینالها، مثلا حدود 6 متر، ارتباط دارند. در واقع با هزینه کردن در هاب می توان هزینه ترمینالها را بشدت کاهش داد. آنتنهای VSAT معمولا بین 0.75 تا 3.8 متر می باشند. دو نوع توپولوژی شبکه به نامهای STAR , MESH استفاده می شوند. در شبکه های کوچک، معمولا بین 5 تا 30 سایت، از MESH استفاده می شود و در شبکه های بزرگتر اغلب از توپولوژی STAR استفاده می شود.باند فرکانسی مورد استفاده در این تکنولوزی باندهای C و KU و اخیرا باند Ka می باشد. آنتنهای مورد استفاده در باند KU کوجکتر از باند C می باشد( بعلت رابطه مستقیم گین آنتن با مجذور فرکانس). موارد استفاده VSAT بطور اعم شامل: اینترنت، شبکه های خصوصی مخابراتی، ارتباطات تصویری و صوتی و فاکس می باشد. در دنیای امروزی می توان شبکه های VSAT را بطور گسترده مشاهده کرد که در ذیل به برخی از آنها اشاره شده است:

1-بازار بورس و اطلاعات قیمت ها
2-تراکنش بانکی و ATM ها
3-هواپیمایی و اطلاعات آب و هوا
4-به روز رسانی اطلاعات بازار و قیمت اجناس
5-تبادل اطلاعات پزشکی
6-یادگیری راه دور
7-سرویس های اورژانسی
8-اینترنت پر سرعت
9-VoIP

مهمترین موضوع در این نوع شبکه ها روش دسترسی به کانال است. کانال فرکانسی که هاب به VSAT ها دیتا می فرستد را Outroute گویند و در طرف مقابل از VSAT ها به هاب را Inroute گویند. اطلاعات از هاب روی یک باند فرکانسی مشترک برای تمام ترمینالهای واقع در آن شبکه ارسال می شود و معمولا از روش TDM برای مالتی پلکس استفاده می شود. در سمت Inroute اغلب یک پهنای باند بین تعداد زیادی پایانه تقسیم می شود، مگر ارتباط بصورت Point to Point و یا SCPC باشد. روشهای دسترسی به Inroute شامل TDMA ، FDMA ، FTDMA ، CDMA و SCPC(DAMA/PAMA)می باشد . TDMAمخفف Time Division Multiple Access می باشد.در این روش پایانه ها در اسلاتهای زمانی خاص که هاب به آنها تخصیص می دهد، به ارسال اطلاعات می پردازند. بدین ترتیب هر پایانه از کل پهنای باند فرکانسی ولی در اسلات زمانی مربوط به خود استفاده می کند. بازدهی این روش در سیستم تخصیص اسلاتها برای پایانه هاست. بطور معمول سه روش کلی وجود دارد: User Aloha ، Transaction Reservation و Stream.User Aloha: در این روش پایانه ها دیتای خود را بصورت تصادفی در قسمتی از Inroute که برای این منظور تخصیص داده شده، می گذارند.در این حالت احتمال تصادم دیتا وجود دارد لذا برای دیتا با ترافیک کم، بسته های کوچک و با سایزهای یکسان مناسب می باشد.Transaction Reservation: در این روش پایانه ای که یک یا چند Packet برای ارسال دارد، ابتدا یک درخواست تراکنش به هاب می فرستد. این درخواست شامل تعداد و سایز بسته ها می باشد. هاب نیز اسلاتهای لازم را تخصیص می دهد و پیام جواب را به پایانه می فرستد.سپس پایانه بسته ها را در اسلاتها گذاشته و ارسال می کند و اگر دیتای بیشتری داشته باشد دوباره درخواست خود را می فرستد.Stream : در این تکنیک فرصتهای ارسال بصورت Fixed و پریودیک به پایانه داده می شود. این روش در کاربردهای با Throughput بالا مانند ترافیک Voice مورد استفاده است.FDMAمخفف Frequency Division Multiple Access می باشد.در این روش بجای زمان باند فرکانسی تقسیم می شود و پایانه ها می توانند دیتای خود را هرزمان ارسال کنند ولی هر یک در محدوده فرکانسی خویش اقدام به ارسال می کنند. هاب نحوه تخصیص فرکانسها را بر عهده دارد.FTDMAمخفف Frequency Time Division Multiple Accessمی باشد. در این تکنیک همانطور که از نام آن پیداست هر دو روش فوق در هم ترکیب می شوند تا بازدهی بهتری بدست آید. یعنی با تقسیم کردن زمان و فرکانس بین پایانه ها در زمان واحد تعداد بیشتری پایانه قادر به تبادل اطلاعات می باشند. ضمنا با روش Frequency Hopping می توان امنیت ارسال دیتا را نیز بالا برد.CDMAدر سیستم های رادیویی منابع،زمان و فرکانس می باشند و در روشهای ذکر شده در بالا نحوه تقسیم و تخصیص آنها را توضیح دادیم ولی در روش CDMA( Code Division Multiple Access)هر پایانه اقدام به ارسال دیتا در کل پهنای باند فرکانسی و در هر زمانی می پردازند. در این تکنیک از کدها برای تفکیک سیگنالها استفاده می شود. CDMA از کدهای یونیک جهت گسترده کردن spreading دیتای باند پایه قبل از ارسال می کند (Spread Spectrum) . سیگنال ارسالی در یک کانال زیر سطح نویز فرستاده شده و گیرنده از یک Correlator برای عکس گسترده سازی dispreading و استخراج سیگنال مطلوب (بعد از گذشت از یک ***** باند باریک) ، استفاده می کند.

کابل فیبر:

کابل فیبر نوری با همه کابل‌هایی که تا به حال بررسی شد کاملا تفاوت دارد زیرا براساس سیگنال‌های الکتریکی که در هادی‌های مسی جریان می‌یابند نمی‌باشد. در کابل فیبر نوری از پالس‌های نور (فوتون‌ها) برای ارسال سیگنال‌های باینری تولید شده توسط کامپیوتر‌ها استفاده می‌شود.
از آنجا که کابل فیبر نوری به جای الکتریسیته از نور استفاده می‌کند تقریبا هیچ‌یک از مشکلات ذاتی کابل مسی همچون تداخل الکترومغناطیسی، مکالمه متقاطع و نیاز به زمین کردن را ندارد. علاوه بر این، تقلیل آن بسیار کمتر است، و بنابراینکابل‌های فیبر نوری را می‌توان در فواصل بسیار دورتری نسبت به کابل مسی گستراند، گاهی تا 120 کیلومتر.
کابل فیبر نوری برای استفاده در زیرساخت‌های شبکه و بخصوص برای اتصالات بین ساختمان‌‌ها ایده‌آل است، زیرا در مقابل رطوبت و سایر شرایط خارج ساختمان مقاوم است. فیبر نوری ذاتا ایمن‌تر از کابل مسی هم هست، زیرا مثل مس انرژی الکترومغناطیسی قابل تشخیص ساطع نمی‌کند، و برداشتن مخفیانه اطلاعات از آن تقریبا غیرممکن است.
نقایص فیبر نوری عمدتا در هزینه‌های نصب و نگهداری آن نهفته‌اند، که معمولا از هزینه‌های کابل مسی بسیار بیشترند. اما در حال حاضر واقعا تفاوت خیلی زیادی بین هزینه‌های این دو وجود ندارد. خود رسانه فیبر نوری در حال حاضر فقط کمی ازGategory 5 UTP گرانتر است. با وجود این، استفاده از فیبر مشکلاتی به همراه دارد، از جمله در هنگام نصب، کابل‌کشی اساسا همان‌طور است که در مورد کابل مسی بود، فقط برای وصل کردن اتصال‌دهنده‌ها به ابزار و روش‌های کاملا متفاوتی نیاز است، لذا شما می‌توانید هر آنچه را که درباره سیم‌کشی الکتریکی یاد گرفته‌اید از پنجره دور بریزید.
از کابل فیبر نوری مدتهاست که استفاده می‌شود، حتی استانداردهای اولیه اترنت Mbps10 و بعدها 10BaseF هم استفاده از آن را پشتیبانی می‌کردند و آن را FOIRL می‌نامیدند. اما سرانجام استفاده از فیبر نوری در فناوری LAN پرسرعت رواج یافت و در حال حاضر تقریبا همه پروتکل‌های لایه پیوند داده از جمله پروتکل‌های زیر، استفاده از آن را به شکلی پشتیبانی می‌کنند:
· Fast Ethernet (100BaseFX)
· Gigabit Ethernet (1000BaseFX
· Token Ring
· Fiber Distributed Data Interface (FDDI)
· 100VG-AnyLAN
· Asynchronous Transfer Mode (ATM)
· Fiber Channel
کابل فیبر نوری هم مثل کابل مسی معمولا با استفاده از همبندی ستاره یا حلقه نصب می‌شود، هرچند پروتکل FDDI دو حلقه را رواج داده است، که شامل دو حلقه تکراری است که بار آنها در خلاف جهت هم حرکت می‌کند و به منظور تحمل خرابی ابداع شده است.

کابل فیبر نوری شامل یک هسته است که از شیشه یا پلاستیک ساخته می‌شود، و یک روکش1 که هسته را در برمی‌گیرد، و روی آن یک لایه حائل پلاستیکی یک لایه از فیبر Kevlar به منظور محافظت و یک پوشش بیرونی از تفلون یا PVC قرار دارد، همان‌طور که در شکل 13-4 نشان داده شده است. رابطه بین هسته و روکش است که کابل فیبر نوری را قادر می‌سازد سیگنال‌ها را در چنان فواصل دوری منتقل کند. شفافیت هسته کمی بیش از روکش است، که باعث می‌شود سطح داخلی روکش حالت انعکاسی داشته باشد. وقتی پالس‌های نور در هسته حرکت می‌کنند توسط روکش به عقب و جلو انعکاس داده می‌شوند. به دلیل این انعکاس است که می‌توان کابل را در گوشه‌ها خم کرد و سیگنال‌ها می‌توانند بدون اینکه مسدود شوند به حرکت خود ادامه دهند.دو نوع مهم کابل فیبر نوری وجود دارد، به نام‌های تک‌حالته2 و چندحالته3، که از جهات گوناگون با هم تفاوت دارند مهمترین تفاوت آنها در ضخامت هسته و روکش است. فیبر تک حالته معمولا 125/8.3 میکرون است و فیبر چندحالته 125/62.5 میکرون. این ارقام مربوط به ضخامت هسته و ضخامت کل روکش و هسته هستند. نور در هسته‌ی نسبتا نازک فیبر تک‌حالته حرکت می‌کند بدون اینکه به اندازه‌ای که در هسته کلفت‌تر فیبر چندحالته اتفاق می‌افتد توسط روکش منعکس شود. سیگنالی که در کابل تک‌حالته منتقل شود توسط یک لیزر تولید می‌شود و شامل فقط یک طول موج است، در حالی که سیگنال‌های چندحالته توسط یک دیود منتشر‌کننده نور4 (LED) تولید می‌شوند و چند طول موج را منتقل می‌کنند. همه‌ی این کیفیات، کابل تک‌حالته را قادر می‌سازند نسبت به کابل چندحالته در پهناهای باد بالاتری کار کند و در فواصل تا 50 برابر بیشتر گسترده شود.
اما کابل تک‌حالته بسیار گرانتر است و در مقایسه با کابل چند حالته شعاع انحنای نسبتا بالایی دارد، که کار با آن را سخت‌تر می‌کند. بیشتر LANهای فیبر نوری از کابل چندحالته استفاده می‌کنند، که علی‌رغم کارایی کمتر نسبت به کابل تک‌حالته باز هم از کابل مسی بسیار بهتر است. شرکت‌های تلفنی و تلویزیون کابلی نز به استفاده از فیبر تک‌حالته تمایل دارند زیرا باید داده‌های بیشتری را منتقل کنند و در فواصل دورتری گسترده شوند.
کابل‌های فیبر نوری در پیکربندی‌های مختلف وجود دارند، زیرا این کابل موارد استفاده فراوانی دارد. در کابل‌های ساده5 فقط یک رشته فیبر وجود دارد، در حالی که در کابل‌های دوتایی6 دو رشته در کنار هم در یک حفاظ قرار دارند. در کابل‌های چندتایی7 تا 24 رشته فیبر در یک حفاظ قرار دارند، که می‌توان آنها را در هر سر برای موارد استفاده مختلف تقسیم کرد. از آنجا که کابل فیبر نوری مشکلات کابل مسی همچون EMI و مکالمه متقاطع را ندارد می‌توان تعداد زیادی رشته فیبر را با هم دسته‌بندی کرد بدون اینکه مثل کابل UTP نیاز به هم تابیدن آنها باشد و یا در مورد تضعیف سیگنال نگرانی وجود داشته باشد.

اتصال‌دهنده‌‌ای که به طور سنتی برای کابل‌های فیبر نوری به کار می‌رود اتصال‌دهنده ST 8 نام دارد. این اتصال‌دهنده، یک اتصال‌دهنده خمره مانند است که ساختار قفل نیزه‌ای دارد، همان‌طور که در شکل 14-4 نشان داده شده است. اما اتصال‌دهنده جدیدی تحت عنوان SC 9 نیز کم‌کم جای خود را باز کرده است. این اتصال‌دهنده بدنه‌ای مربع شکل دارد و با فشار دادن آن به داخل سوکت قفل شود.
* شکل 14-4: اتصال‌دهنده‌های SC (چپ) و ST (راست) فیبر نوری.
می‌‌توان اتصال‌دهنده‌های فیبر نوری را با استفاده از ابزار پرس یا جسب اپوکسی10 به طرق مختلف به کابل وصل کرد. برخلاف ابزارهایی که برای پرس کردن کابل‌های مسی به کار می‌روند و یک بسته کامل از آنها را می‌توان زیر 100 دلار خرید، یک جعبه ابزار فیبر نوری با همان قابلیت‌ها قیمتی بیش از 1000 دلار دارد و برای استفاده از آن نیز به مهارت بسیار بیشتری نیاز است.

در حال حاضر استفاده از کابل فیبر نوری تقریبا به زیرساخت‌ها منحصر است و به دلیل هزینه‌ی بالایی که برای نصب و نگهداری آن صرف می‌شود در سیم‌کشی افقی استفاده نمی‌شود. اما پتانسیل این فناوری در این زمینه بالاست. استفاده از کابل فیبر نوری آزادیی را به طراح شبکه می‌دهد که با رسانه مسی هرگز تصور آن هم ممکن نبود از آنجا که با فیبر نوری قطعه کابل‌هایی بسیار بزرگتر از UTP، یعنی طولانی‌تر از 100 متر، می‌توان داشت، دیگر نیازی نیست که در جای‌جای یک ساختار بزرگ اتاق‌های ارتباط دور حاوی سوئیچ یا هاب قرار بگیرند.
در عوض کابل‌های افقی می‌توانند در کل مسیر از پلاک‌های دیواری به یک اتاق تجهیزات مرکزی که حاوی همه تابلوهای اتصال، هاب‌ها، سوئیچ‌ها، مسیر‌یاب‌ها، و سایر ادوات این چنینی شبکه است کشیده شوند. این ساختار زیرساخت فروریخته11 نامیده می‌شود. به این ترتیب به جای سرکشی منظم به نواحی دوردست شبکه قسمت اعظم عملیات نگهداری را می‌توان در همین یک محل انجام داد.

alex1386 · Oct 18, 2014

سلام به همه مهندسان من دانشجوی ارشد مخابرات هستم لطفا یک فایل برای سمینار و پایان نامه در مورد ساختار مدو لاتور های فیبر نوری در اختیارم قرار بدهید
09155335594 شماره تماس
HAMEDKHAJEHREZA@YAHOO.COM

Thread starter	عنوان	تالار	پاسخ ها	تاریخ
	فیبر نوری !!!!!!!!!!!!!!	مخابرات	0	Jul 31, 2011
	معرفی و بحث درباره فیبر نوری(پاور پوینت)	مخابرات	1	Feb 20, 2010
	فیبر نوری	مخابرات	6	Feb 19, 2010
	فناوری فیبر به خانه (FTTH:Fiber-to-the-home)	مخابرات	0	Sep 30, 2010
R	فیبر	مخابرات	1	Jun 6, 2009

نام باند	محدودة طول موج بر حسب نانومتر
O-Band	1360-1260
E-Band	1460-1360
S-Band	1530-1460
C-Band	1565-1530
L-Band	1625-1565

فیبر نوری

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

عضو جدید

Similar threads