فیبرنوری در شبکه ارتباطات زیرساخت

مقدمه

سرعت تحولات و پیدایش فناوری های نوین ، تنوع خدمات پیشرفته و تقاضای فزاینده برای این خدمات ، لزوم استفاده بهینه از منابع مالی و انسانی و گسترش روز افزون بازار رقابت ، موجب گردیده تا نگرش به صنعت مخابرات در قیاس با سایر صنایع متفاوت باشد . این نگرش هوشمندانه مبین این واقعیت است که فناوری اطلاعات و ارتباطات ، نیروی محـرکـه تــوسعه در همه ابـعـاد اسـت و ایـن مـهم ، ضـرورت های توسعه را متجلی می گرداند .

در این راستا شرکت ارتباطات زیرساخت در برنامه های پنجساله، توسعه شبکه های مخابراتی مبتنی بر فناوری نوری را در دستور کار خود قرار داد :

اهداف طرح

1- پاسخ دهی به نیازهای ارتباطی برنامه های توسعه‌ی کشور

2- بستر سازی برای حضور شرکت های دولتی و غیر دولتی در بازار مخابرات

3- سوق دادن جامعه به سمت جامعه اطلاعات

4- سرعت بخشیدن به توسعه اقتصادی و اجتماعی

5- ارائه خدمات مورد نیاز جامعه در حد مطلوب

6- رفع موانع و تنگناها برای پیاده سازی دولت الکترونیکی

7- حضور موثر در دهکده جهانی

8- ایجاد زیرساخت لازم برای تجارت الکترونیکی

9- ایجاد شاهراه ارتباطی جهت حمل ترافیک

10- ایجاد قطب ارتباطات منطقه ای در داخل کشور و تقویت توان راهبردی

11- امکان حضور گسترده و فعال در تمام نقاط کشور از طریق نقاط حضور (POP )

12- حضور در بازار رقابتی

13- امکان دسترسی به شبکه های نوری یکپارچه

14- ایجاد شبکه یکپارچه مخابراتی توسعه پذیر و قابل انعطاف

برای نیل به اهداف فوق ، نیاز به بستر مخابراتی با پهنای باند وسیع و مطمئن است . در این راستا فیبر نوری با مزایای زیر به کار گرفته شد :

1- تضعیف پایین

2- قیمت تمام شده مناسب

3- سهولت کار کابل کشی به دلیل سبک بودن

4- عدم نویز پذیری

5- عدم تأثیر ناپذیری از عوامل خارجی ( مانند میدانهای الکتریکی و مغناطیسی )

6- امنیت بالا به علت شنود ناپذیری (در مقابل سیستم های رادیویی)

7- عدم همشنوایی

8- پهنای باند وسیع و مطمئن

9- شبکه سازی مطمئن با قابلیت انعطاف

10- قابلیت ایجاد شبکه همگرا

بررسی فیبر نوری

فهرست:

فصل 1......................................................................................................................1

فیبر نوری ..............................................................................................................2

فصل 2 ..................................................................................................................14

سیستمهای مخابراتی ......................................................................................15

مدولاتور ................................................................................................................16

تزویج کننده مدولاتور ....................................................................................19

کانال اطلاعات ....................................................................................................20

پردازشگر سیگنال ............................................................................................23

محاسبه سطوح توان بر حسب دسیبل ...................................................32

فصل 3 ..................................................................................................................35

طبیعت نور ...........................................................................................................36

طبیعت ذره­ای نور ............................................................................................38

مزایای تارها .......................................................................................................39

کاربردهای مخابرات تار نوری .....................................................................46

فصل 4 .................................................................................................................63

ساختارهای مخابرات .....................................................................................65

برج­های خودپشتیبان ....................................................................................65

سازمان ماهواره­ای ارتباطات .......................................................................71

شرکت PANAM SMAT ...................................................................72

اتحادیه ارتباطات تلفنی بین­الملل .............................................................74

کنسول ITU ....................................................................................................75

بخش ارتباطات رادیویی ................................................................................75

چکیده

از کجا مرور تاریخی این موضوع را شروع کنیم؟! نورهمیشه با ما بوده است . مخابرات با استفاده از نور در اوائل دوران پیشرفت بشری ، از زمانی که بشر ابتدا با استفاده از علامت دادن با دست پیام خود را ارسال می‌کرد، شروع شده است . این خود بطور بدیهی یک نوع مخابرات نوری است و در تاریکی قابل اجرا نمی‌باشد . درخلال روز ،منبع نور برای سیستم مورد مثال خورشید است . اطلاعات از فرستنده به گیرنده روی پرتو نور خورشید حمل می‌گردد . نور برحسب حرکات دست تغییر وضعیت داده و یا مدوله می‌گردد . چشم پیام را آشکار کرده و مغز پردازش لازم را روی آن انجام می‌دهد . در این سیستم ، انتقال اطلاعات کُند ، میزان اطلاعات قابل انتقال در یک زمان معین محدود و احتمال خطا زیاد است . سیستم نوری دیگری که برای مسیرهای طولانی‌تر مفید است ارسال علائم دودی است . پیام با استفاده از تغییر شکل دود حاصل از آتش ارسال می‌گردیده است. در این سیستم به طرح و یادگیری یک رمز بین فرستنده و دریافت‌کننده نیاز می‌باشد. این سیستم با سیستمهای جدید مخابرات دیجیتال که درآن از رمزهای پالسی استفاده می‌شود قابل قیاس است .

در سال 1880 الکساندر گراهام بل یک سیستم مخابرات نوری به نام فوتوفون را اختراع کرد . در این سیستم ، بل از آئینه نازک که توسط صدا به لرزه در می‌آید استفاده نمود . نور خورشید منعکسه از این آئینه اطلاعات را حمل می‌کند . در گیرنده ، این نور خورشید مدوله شده به سلنیوم هادی نور اصابت می‌کند و در آن به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود . این سیگنال الکتریکی در یک تلفن مجدداً به سیگنال صوتی تبدیل می‌گردد . با وجودی که سیستم فوق نسبتاً خوب کار می‌کرد هرگز یک موفقیت تجارتی کسب نکرد . ابداع لامپهای ساخته بشر منجر به ساخت سیستمهای مخابراتی ساده مثل چراغهای چشمک زن بین دو کشتی و یا بین کشتی و ساحل ، چراغهای راهنمای اتومبیلها ویا چراغهای راهنمائی گردید . در واقع هر نوع چراغ راهنما در اصل یک سیستم مخابرات نوری است .

تمام سیستمهای شرح داده شده فوق دارای ظرفیت اطلاعاتی کمی هستند . یک جهش اساسی که منجر به ایجاد سیستمهای مخابرات نوری با ظرفیت زیاد شد کشف لیزر بود که اولین نوع آن در سال 1960 ساخته شد . لیزر یک منبع انتشار نور با عرض باند کم مناسب ، قابل استفاده به عنوان حامل اطلاعات را فراهم می‌آورد . لیزرها قابل قیاس با منابع فرکانس رادیوئی مورد استفاده در مخابرات معمولی هستند . سیستمهای مخابرات نوری هدایت نشده (بدون تار) کمی بعد از کشف لیزر توسعه یافتند . مخابره اطلاعات توسط پرتوهای نوری که در جو سیر می‌کنند به آسانی انجام گردید . نقاط ضعف عمده این سیستمها عبارتند از :نیاز به یک جوّ شفاف ، نیاز به داشتن دید و مسیر مستقیم به فرستنده و گیرنده ، و احتمال آسیب رسیدن به چشم بیننده‌ای که به طور ناآگاهانه ممکن است به پرتو نگاه کند . موارد استفاده اولیه سیستمهای نوری ، هر چند محدود ، باعث ایجاد علاقه به سیستمهای نوری شد که بتواند پرتو نور را هدایت کند و بر معایب ذکر شده در ارسال هدایت نشده نور غلبه نماید .

بعلاوه ، پرتو هدایت شده می‌تواند در گوشه‌ها (انحراف مسیر) خم شود و خطوط انتقال آن می‌توانند در زیر زمین کار گذاشته شوند . کارهای اولیه انجام شده روی سیستمهای لیزری جوی اکثر اصول نظری و خیلی از ادوات لازم برای مخابرات نوری را فراهم نموده‌اند . در خیلی از موارد دیودهای نورگسیل (LED ) که به باریکی لیزر هم نیستند مناسب می‌باشند .