تحقیق درمورد کابل فیبر نوری

اختصاصی از فایل هلپ تحقیق درمورد کابل فیبر نوری دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 51

سیستمهای کابل فیبرنوری در جهان عرب

مقدمه

در سالهای اخیر،‌ جهان شاهد شکوفایی در عرصه تکنولوژی اطلاعات بود که جوامع اطلاعاتی و اقتصاد جهان الکترونیکی را به کلی دگر‌‌گون ساخت. گسترش جهان به سوی جامعه اطلاتی، چهار مرحله تحویلی را پشت سر گذاشته است: مرحله اول که در طی دهه‌های 60و70 ادامه داشت، حوزه کامپیوتر‌های پایه (بزرگ) بود که در این مرحله، تحویل کامپیوتر، تنی چند از متخصیصین سیستم عامل را در محیط‌های خصوصی تحت تأثیر قرار داد. مرحله دوم با اختراع کامپیوتر‌های شخصی (pc) در اوایل دهه 80 شروع شد که این اختراع منجر به رشد جنجال برانگیز نفوذ قدرت محاسبه‌ای به بیش از یک میلیون نفر در سر تاسر جهان شد. این مرحله با معرفی اینترنت و خزانه اطلاعاتی جهانی به اوج خود رسید که هدف ارتباط و توسعه زیربنای مخابراتی را به این منظورکه قادر به کنترل کردن رشد جنجال برانگیز تبادل اطلاعات باشد، به آن سو کشاند. این مرحله منجر به تشکیل پروژهای بزرگ جهانی،‌ محلی و منطقه‌ای شد که ارکان اصلی یا شاهراه های اطلاعاتی را می سازند. در حال حاضر ظرفیت‌های ارتباطی دنیا شکل گرفته شده و آماده هستند و شامل کانالهای هستند که شانس شکل گیری و رشد ظرفیت کشور‌ها، در رابطه با بهره‌گیری و بهره رسانی به مرحله چهارم را رهبری می‌کنند و در حال حاضر در خط تبدیل کردن دانش بشری به شکل‌ کدهای رقمی و گسترش دادن آن به یکایک اعضای بشر، بر روی کره زمین هستند.

زیربنای مخابرات ( ارتباط دور برد) بر پایه لایه‌های متفاوتی استوار است که شامل ظرفیت انتقالی تغییر دادن ماتریس‌ها و لایه‌های مدیریت است. ابزار اصلی ارتباط، شبکه‌های انتقالی مبتنی بر تارهای نوری هستند که رشد آن به لحاظ ظرفیت و قیمت‌ها فراهم سازندة‌ اصلی انقلاب تکنولوژی اطلاعات بود. از زمان ارائه اولین کابل تار نوری که اقیانوس اطلس را قطع می‌کرد(TAT) در سال 1965، ظرفیت کابل‌‌های تار نوری تا 100000 برابر افزایش، و قیمت‌ها تا 150000 برابر کاهش پیدا کرده است.

در اواخر دهة 90، جهان مبادرت به انجام پروژه‌های بزرگی کرد تا با استفاده از فیبر‌های نوری، زیربنای انتقال که بر پایه (Dense Wave Division Multiplexing) DWDM جدید بنا نهاده شده بود را بسازد، که بهره برداری از چند طول موج که همگی حامل تبادلات بودند را بر روی همان فیبرنوری ممکن می ساخت. این موضوع منجر به رشد ظرفیتی جنجال برانگیزی شد که تقاضا‌های جهانیان را جوابگو بود. در حالیکه اغلب کشور‌های عربی زیربنای ظرفیت داخلی بزرگی را گسترش داده بودند، بنا به دلایلی جهان عرب این فرصت را از دست دادند. در حال حاضر این منطقه یکی از مناطق تحت خدمات رسانی است و به لحاظ ارتباطات بین المللی، در حالیکه هزینه پهنای نوار بین المللی یکی از بالاترین هزینه در

فیبر نوری

اختصاصی از فایل هلپ فیبر نوری دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 19

مقدمه

در چند سال اخیر با گسترش سیستم‌های کامپیوتری و توسعه کاربردهای متنوع آن، لزوم شبکه‌سازی و اتصال کامپیوترهای مستقل به یکدیگر شدت گرفته است. شبکه جهانی اینترنت به عنوان شبکه‌ای از شبکه‌ها، در سطح کل جهان توسعه یافته و تقریباً تمام نقاط جهان به آن دسترسی دارند. شبکه‌سازی و تکنیک‌های مربوط به آن مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است و تا کنون فعالیت‌های تحقیقاتی بسیار زیادی در راستای گسترش شبکه‌های کامپیوتری و کاربردهای متنوع آن انجام شده است. در چند سال اخیر کاربردهای متنوعی از شبکه‌های کامپیوتری و اینترنت ارائه شده است.

سرعت ارسال اطلاعات در شبکه موضوع بسیار مهمی است. امروزه اکثر نقاط از طریق تلفن یا خطوط کابلی دیگر به شبکه اینترنت وصل هستند. شبکه‌های محلی از گستردگی بسیار زیادی برخوردار می‌باشند. اتصال این شبکه‌ها می‌تواند از طریق خطوط عمومی مثل تلفن و یا دیگر رسانه‌ها از قبیل فیبر نوری و یا بی‌سیم باشد. خطوط تلفن دارای سرعت کافی نبوده و هزینه استفاده از خطوط استیجاری نیز بالا است. لذا می‌توان با صرف هزینه‌های اولیه از خطوط بی‌سیم در فاصله‌های زیر 50 کیلومتر و خطوط فیبر نوری در فاصله‌هایی حتی دورتر استفاده نمود.

اولین پیشنهاد برای استفاده از نور در انتقال اطلاعات به مفهوم امروزی آن از آنجا ناشی گردید که در نیمه دوم قرن نوزدهم ماکسول و فاراده تئوری امواج الکترومغناطیسی و امکان استفاده از طیف این امواج را برای مقاصد ارتباطی عنوان نمودند. از آن زمان تاریخچة انتقال اطلاعات و استفاده از طول موجهای کوتاهتر آغاز شد که هدف آن دستیابی به ظرفیتهای بالاتر فرکانسهای بالا نسبت به استفاده از خطوط مشترکی بود که سیستمهای با ظرفیت پایینتر اطلاعات را با خود حمل می‌کند. با اختراع لیزر در سال 1960 منابع تشعشع الکترومغناطیس همدوس در دسترس قرار گرفت و باعث شد که طیف مرئی مورد استفاده قرار گیرد. از آنجا که اتمسفر باعث تضعیف زیاد اطلاعات بخصوص در شرایط نامساعدی جوی می‌شود لذا مرحلة بعدی مطالعات سیگنالهای نوری هدایت شده بود، زیرا یک موج‌بر نوری اشعه را در مقابل مزاحمتهای جوی مصون می‌دارد و این کار با بکارگیری عدسیها و آینه‌های کوچک در طول مسافت طولانی انجام شد و به این ترتیب از نفوذ رطوبت و نور خارجی به آن جلوگیری شد به این ترتیب هدایت شعاع نور در داخل فیبر نازکی از شیشه‌ای دی‌الکتریک در مقاله‌ای توسط Kao و Kockham که در آزمایشگاههای یکی از دانشگاههای انگلستان کار می‌کردند مطرح گردید و مهمترین فاکتور در یک سیستم انتقال فیبر نوری تعیین شد، در اصل تمرکز روی فیبرهای بود که اطلاعات را با سرعت زیاد در سیستمهای انتقال باینری دیجیتال توسط یک منبع لیزری حمل می‌کردند.

در سال 1970 با اعلامیه شرکت corning class works آمریکا در مورد فیبر نوری با تضعیف کمتر از db/km 20 فعالیتهای گسترده در مراکز تحقیقاتی در تمام جوانب مربوط به فیبر نوری بسرعت شکل گرفت. بعد از پیشرفتهایی که در این زمینه بدست آمده، فیبرهای نوری به قطر یک تار موی انسان ساخته شده است : یک فیبر نوری از سه بخش تشکیل شده است.

1- هسته (core) : هسته نازک شیشه‌ای که پیامهای نوری در آن حرکت می‌کند.

2- روکش (cladding) : بخش خارجی فیبر است که دور تادور هسته را احاطه می‌کند و باعث برگشت نور منعکس شده به هسته می‌گردد.

3- پوشش بیرونی (Buffercoating) : روکش پلاستیکی که باعث حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و . . . می‌شود.

صدها و هزاران فیبر نوری در کلافهایی که توسط روکشی به نام Jachet محافظت می‌شود کابل نوری را بوجود می‌آورند.

فیبرهای نوری در دو گروه عمده عمل می‌کنند :

فیبرهای تک حالته (single-made) : به منظور ارسال یک پیام در هر فیبر استفاده می‌شود. (نظیر تلفن)

فیبرهای چند حالته (multi-made) : به منظور ارسال چندین پیام در یک فیبر

استفاده می‌شود. (نظیر شبکه‌های رایانه‌ای) فیبرهای تک حالته قادر به ارسال نور لیزری فروسرخ (1550nmتاλ=1300 ) می‌باشند و فیبرهای

تحقیق در مورد نوری از ملکوت

اختصاصی از فایل هلپ تحقیق در مورد نوری از ملکوت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 18

نوری از ملکوتگوگد، روستائی در یک فرسخی شهرستان گلپایگان، مهد پرورش عالمان بزرگی است .سالها پیش در این روستا بزرگمردی پاکدل و پرهیزگار، عالمی عامل و سیدی بزرگوار به اسم سید محمد باقر می زیست. آقا سید محمد باقر در بین مردم آن سامان معروف به زهد و تقوی و فضیلت بود.آقا سید محمد باقر امام دارای چهار فرزند دختر بود، ولی از داشتن فرزند پسر محروم بود و از دست تقدیر هشت پسر ایشان قبل از تولد مرجع بزرگ از دنیا رفته بودند و داغ حسرت بر دل وی مانده بود. عاقبت بارقه ای از نور ولایت از وادی مقدس ناحیه امام هشتم علیه السلام بر قلب وی تابید. و همه احساسات او را تحت تأثیر خود قرار داد و در آقا سید محمد باقر امام عزم سفر به آن آستان مقدس را بوجود آورد. بی درنگ بار سفر مولی الموالی امام هشتم علیه السلام را با زاد صفای اخلاص بر راحله توکل بربست و با پای پیاده خود را بدان آستان مقدس رسانید و از حضرت خواست که به إذن الله پسری به او مرحمت نمایند که موجب روشنی چشم او، و برکت و عزت اسلام و مسلمین باشد. در پی این توسل در همین سفر یکی از صبیه های ایشان در عالم رؤیا مشرف به حضور حضرت رضا و امام جواد علیهما السلام می شوند. بعد مشاهده می کنند که حضرت جواد علیه السلام رفت و امام رضا علیه السلام ماند. سید محمد باقر، خواب را چنین تعبیر کردند که خداوند دو پسر به ایشان می دهد که اولین آنها رضا، می ماند ولی دومیش از دنیا می رود، و همین طور هم شد! و در هنگام تولد فرزند دوم، مادر و پسر هر دو از دنیا می روند. در هشتم ذی القعده سال 1316 ق در خانه سید محمد باقر امام ستاره ای پر فروغ درخشید و خانه پر از صفا و معنویت او به نور جمال کودکی منور گردید که موجب شادی تشنگان علم و فضیلت شد.نامگذاریپدر چون این فرزند را کرامتی از سوی امام هشتم علیه السلام می دانست و از طرفی ایشان در ایام ولادت علی بن موسی الرضا علیه السلام متولد گردیده بود (ولادت امام رضا یازدهم ذی القعده سنه 148هـ.ق ) این مولود مبارک را «محمد رضا» نامیدند و لقب او را «هبة الله» قرار دادند، ( چرا که او یک موهبتی بود از طرف خدا و این موهبت مختص پدر نبود بلکه رحمتی بود بر تمام مسلمین عصر) و کنیه وی را «ابوالحسن» انتخاب کردند. سید محمد باقر حتی در نامگذاری فرزندش هم از آداب و رسوم خاندان رسالت و ائمه طاهرین(ع) تبعیت کرد و برای فرزندش علاوه بر اسم، کنیه و لقب را هم برگزید. دعای مستجاب پدرپس از مراسم نامگذاری، پدر دست به آسمان بلند کرد و در حق فرزند دعائی نمود و آن را در پشت صحیفه سجادیه در ذیل تولد ایشان این چنین نوشت:« اللهم طوّل عمره، و وسع رزقه، و اجعله من العلماء العاملین بفضلک و کرمک یا ارحم الراحمین »( خدایا عمر فرزندم را طولانی کن و بر وی وسعت روزی مرحمت فرما. و او را از علماء عاملین و با تقوی قرار ده خدایا این خواسته های ما را با فضل و بزرگواریت عطا فرما ای رحم کننده ترین رحم کنندگان ) که این سه دعا در حق فرزندش به استجابت رسید.مادر مادر ایشان مرحومه خانم «هاجر» بود، ایشان سه ساله بود که تنهائی را لمس کرد و مادرش در سال 1319 به هنگام وضع حمل از دنیا رفت. و زندگی را بدون عنصری با محبت و با عطوفت به نام مادر گذراند.مهد پرورشمرجع بزرگ شیعه در خانه ای پرورش یافت که زهد و تقوی و علم در آن موج می زد. در سن 9 سالگی شاهد رحلت مدافع و تکیه گاه بزرگ خود شد. و پدر را دست تقدیر از وی گرفت و لباس یتیمی را بر وی پوشاند. پدر رفت و فرزند را به امید خدا سپرد.شروع به تحصیلاولین شالوده فکری او در زمان حیات پدر در همان گوگد منعقد شد. ایشان در حیات پدر خویش تحصیلات اولیه را شروع کرده و به فراگیری و خواندن و نوشتن و قرائت قرآن پرداخت. و به سفارش پدر کتاب «حیاه القلوب» مجلسی را در مکتب پیش استاد فرا گرفت. پس از فراغت از مکتب فصل تازه ای در حیات ایشان پیش آمد. و ایشان مشغول به فراگیری مقدمات علوم اسلامی شد و کتاب «نصاب الصبیان» را در محضر مرحوم آیت الله محمد تقی گوگدی شروع کرد اما چون این استاد دو شاگرد بیشتر نداشت که یکی محمد رضا گلپایگانی و دیگری فرزند استاد بود به خاطر از دنیا رفتن فرزند استاد کتاب نصاب به پایان نرسید. و این درس تعطیل شد.به خاطر استعداد قوی و ذوق سرشار تحصیلات ابتدائی نتوانست پاسخگوی طبع بلند ایشان باشد. روی این جهت ایشان بار سفر به گلپایگان را بست و چند سالی در آنجا مشغول به تحصیل شد. در اثناء این سالها سفری هم به خوانسار می کنند و چند ماهی و شاید نزدیک به یک سال در مدرسه علمیه خوانسار به تحصیل می پردازند. ایشان در این مدت در مدرسه گوهر خانم (دختر شاه سلیمان صفوی) ساکن بوده اند خودشان در مورد این سفر می فرمودند: « بلوغ من در خوانسار واقع شد و یاد دارم که آن ایام سخن از رساله علمیه مرحوم سید محمد کاظم یزدی بود که تازه منتشر شده بود ». خود ایشان فرموده بود: « این دوران، زمان سختی برای من بود از یک سو پدرم را از دست داده بودم و از سوی دیگر گرانی شدید من و بستگان را تحت فشار قرار داده بود عصر جمعه مقداری نان محلی برداشته و پیاده روانه گلپایگان می شدم و در منزل خویشان می ماندم در طول هفته درس می خواندم عصر چهارشنبه دوباره به سوی « گوگد» مراجعت می کردم ».پس از خواندن دروس سطح در شهر گلپایگان شهرت و آوازه حوزه علمیه اراک که با مهاجرت آیت الله العظمی حائری رونق خاصی پیدا کرده بود به گوش آقا سید محمد رضا می رسد. ذوق سرشار و حرص به تحصیل علم در ایشان عزم هجرت به آن دیار را ایجاد می کند. روی این جهت تصمیم می گیرند به اراک بروند. در پی این تصمیم در اوایل سال 1336 قمری به آن شهر مهاجرت می کنند و در مدرسه آقا سید ضیاء الدین اراک مشغول تحصیل می شوند.اواخر زمستان 1300 هـ.ش آیت الله العظمی حائری و فرزندش آیت الله شیخ مرتضی حائری به همراه آیت الله محمد تقی خوانساری به قصد زیارت حضرت معصومه علیها السلام از اراک به سمت قم حرکت کردند.به خاطر درخواست مردم و علمای قم از آیت الله حائری ایشان رحل اقامت در قم می افکنند. و به دنبال اقامت استاد در قم آیت الله گلپایگانی و جمعی دیگر به دعوت رسمی استادشان آیت الله حائری به سوی قم حرکت می کنند و پس از آمدن به قم در مدرسه فیضیه ساکن می شوند و به تحصیل خود در محضر آیت الله حائری ادامه می دهند.تا سال 1355 هـ ق از محضر آن مرد بزرگ استفاده می کنند. تا اینکه توان استنباط و ذوق سرشار فقهی ایشان شکوفا می شود و به درجه فقاهت دست می یابند. ایشان با اینکه آن موقع بیش از 24 سال نداشته در درس مرحوم حاج شیخ یکی از شاگردان مبرز وی بود که همواره اشکالات وی مورد توجه استاد قرار می گرفت.اساتید اساتید ایشان به دو دسته تقسیم می شوند. دسته اول: اساتید اصلی.دسته دوم: اساتید مقطعی.اساتید اصلی ایشان عبارتند از مرحوم سید محمد حسن خوانساری ، آیت الله ملا محمد تقی گوگدی گلپایگانی، مرحوم آیت الله العظمی شیخ عبدالکریم حائری مؤسس حوزه علمیه قم.از خصوصیات بارز درس آیت الله حائری این بود که درس خویش را با ذکر مصیبت امام حسین علیه السلام شروع می کرد. و با این وسیله محبت و عشق اهل بیت علیهم السلام را در دل شاگردان بارور می ساخت. روی همین جهت است که به هر کدام از شاگردان مکتب ایشان نگاه کنیم همچون استادشان شیفته و شیدای خاندان عصمت و طهارت و از دلباختگان واقعی امام حسین علیه السلام هستند. ایشان حدود 19 سال در درس آیت الله حائری شرکت کردند.آیت الله حاج شیخ مرتضی اردکانی- صاحب کتاب غنیه الطالب فی شرح المکاسب ـ نقل کرده اند که مرحوم آقای حاج شیخ عبدالکریم با پدرم آشنائی کامل داشتند. بدین مناسبت به من هم لطف خاصی داشت لذا گاهی به محضرشان مشرف می شدم روزی در حضورشان بودم که دو سید جوان وارد شدند و آقا نسبت به آنها بسیار احترام نمود پس از رفتن آنها از حاج شیخ پرسیدم که اینها چه کسانی بودند که اینقدر احترام می نمودید؟فرمودند: اینها دو نفر مجتهد عادل می باشند، یکی سید احمد خوانساری و دیگری سید محمد رضا گلپایگانی می باشند.آیت الله حائری در جواب افرادی که از ایشان می خواستند که آقای گلپایگانی را به اراک بفرستند تا عهده دار امور شرعی آنجا باشد فرموده بودند:« من می خواهم او را آقای دنیا بکنم شما می خواهید او را آقای اراک کنید؟ »اما اساتید مقطعی ایشان عبارتند از:- آیت الله محمد باقر گلپایگانی(ره)- آیت الله محمد رضا اصفهانی نجفی(ره)- علامه نائینی (ره)- علامه محمد حسین اصفهانی(ره) - آیت الله العظمی بروجردی(ره)- محقق عراقی(ره)- مرجع بزرگ شیعه آقا سید ابوالحسن اصفهانی (ره)تمام اساتید مقطعی ایشان از فقهای بزرگ شیعه هستند.اجازات 1. اجازه مرحوم آیت الله حاج شیخ عبدالکریم حائری(ره)این اجازه در دوران اختناق و فشار رضا شاه خائن صادر شده و در آن اجازه تصریح به اجتهاد ایشان شده است. و این اجازه برای مسئولین دولتی آن روز فرستاده شد.2. اجازه مرحوم حاج آقا رضا مسجد شاهی

دانلود مقاله کامل درباره فیبر نوری

اختصاصی از فایل هلپ دانلود مقاله کامل درباره فیبر نوری دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 11

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.

قسمتهای مختلف یک رشته فیبر نوری

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. قسمتهای مختلف یک رشته فیبر نوری

* 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.

انواع فیبرنوری

فیبرهای نوری دو نوعند :

• 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.

• 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 LEDها 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 LEDها گسیل میشود ( و طول موجی برابر با 650 نانومتر دارد ) هدایت میکنند.

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 (بعنوان مثال

850 نانومتر = 60 تا 75 درصد در هر یک کیلومتر

1300 نانومتر = 50 تا 60 درصد در هر یک کیلومتر

1550 نانومتر = بیش از 50 درصد در هر یک کیلومتر ).

برخی از فیبرهای نوری هم هستند که سیگنال در داخل آنها خیلی کم تضعیف میشود. (کمتر از 10 درصد در هر یک کیلومتر برای 1550 نانومتر ).

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 میکند. 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.)

سیستم های ارتباط بوسیله فیبرنوری

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.

سیستم های ارتباط بوسیله فیبرنوری، شامل این قسمت هاست:

• فرستنده

سیگنالهای نور را تولید میکند و به رمز در میاورد.

• 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 میکند.

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 LEDهاست اما با کم و زیاد شدن دما شدت نورشان تغییر میکند و گرانتر هم هستند. متداول ترین 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

تحقیق تحلیل تقویت کننده های نوری رامن به روش عددی

اختصاصی از فایل هلپ تحقیق تحلیل تقویت کننده های نوری رامن به روش عددی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 11

تحلیل تقویت کننده های نوری رامن به روش عددی

علیرضا بیتازر

دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک

چکیده

استفاده از فیبرهای نوری تحول عظیمی در انتقال اطلاعات با ظرفیت زیاد ایجاد کرده است. تقویت کننده های نوری یکی از اساسی ترین قطعات در سیستمهای ارتباطی فیبر نوری اند. برای افزایش ظرفیت اطلاعاتی لینکهای WDM و تحقق سیستمهای بسیار دوربرد ، نویز تقویت کننده ها مسأله بسیار مهمی است و در سالهای اخیر تقویت کنندههای توزیع شده رامن به دلیل بهبود عملکرد نویز و پهنای باند بسیار زیاد مورد توجه قرار گرفته اند.

در این رساله ابتدا به بیان روند تکامل تقویت کننده های نوری و مقایسه آنها با یکدیگر می پردازیم و سپس روابط حاکم بر تقویت کننده نوری رامن، را به طور کامل مورد بررسی قرار می دهیم و در نهایت به حل معادلات حاکم بر آن با روش عددی آدامز با در نظر گرفتن آثارحرارتی مربوط به پراش رالی با بازتاب های چند گانه، ASE ،SRS ، استوکس های مرتبه بالا و بر همکنش خود به خودی بین پمپ و سیگنال می پردازیم .

واژههای کلیدی : تقویت کننده نوری رامن ، پراش خودبخودی رامن ، مالتی پلکس تقسیم طول موج

1-1 مقدمه :

در انتقال سیگنال نوری درون فیبرنوری افت توان سیگنال مساله بسیارمهمی است. رفتار اتلاف نور درون فیبر در شکل 1-1 مشاهده می شود. طول موج های1550 و1330 نانومتر هنگام عبور از فیبر کمترین اتلاف را دارند.

شکل )1- 1( منحنی تلفات نور درون فیبر نوری شیشه ای به ازای طول موج های مختلف

کاهش توان سیگنال نوری ازحدی که توانایی تحریک آشکارساز را نداشته باشد، به معنی از بین رفتن اطلاعات است. این عاملی مخرب در شبکه های فیبر نوری می باشد. در ابتدا این مشکل بوسیله سیستمهایی بنام تکرار کننده حل می شد. در این سیستمها مطابق شکل (1-2) سیگنال نوری ابتدا به سیگنال الکتریکی تبدیل شده و پس از عملیات تجدید شکل، باز تولید و زمانبندی مجدد به سیگنال نوری تبدیل می شود.

در مرحله تجدید شکل، شکل پالس الکتریکی متناظر با سیگنال نوری تولید می شود. در مرحله باز تولید سیگنال الکتریکی تقویت شده و در زمان بندی مجدد که برای سیگنالهای دیجیتال انجام می شود، زمان سیگنال اصلاح می شود. هر تکرار کننده برای یک طول موج کاربرد دارد. با توجه به انتشار همزمان چندین طول موج در فیبر و ضرورت حفظ همه طول موجها ، تعداد تکرار کننده ها افزایش می یابد که این مسأله از لحاظ قیمت و پیاده سازی مشکل ساز است.

شکل(1-2) ساختار لینک نوری با تکرار کننده نوری

با اختراع تقویت کننده های نوری، استفاده از تکرار کننده ها به دلیل وجود مشکلات فراوان در طراحی، پیاده سازی و عملکرد منسوخ شد . امروزه انواع این تقویت کننده ها در لینک های نوری به کار می روند. انواع تقویت کننده های نوری عبارتند از : تقویت کننده های نوری نیمه هادی، فیبری آلاییده، رامن و بریلوین

1-2 اساس عملکرد تقویت کننده رامن

تقویت کننده رامن از خواص ذاتی فیبر سیلیکا برای تقویت استفاده مینماید. بنابراین میتوان از فیبر انتقال بعنوان محیط تقویت کننده استفاده کرد و طی انتقال ، ایجاد بهره نمود. اساس تقویت رامن مبتنی بر پدیده پراش رامن تحریک شده است و این هنگامی اتفاق میافتد که از یک پمپ قوی در فیبر استفاده شود .

پراش رامن برانگیخته فرآیند غیرخطی مهمی است که میتواند فیبرهای نوری را به لیزرهای رامن قابل تنظیم و تقویت کننده های رامن پهن باند تبدیل کند. همچنین می تواند قابلیت عملکرد سیستمهای مخابراتی نوری چند کاناله را با انتقال انرژی از یک کانال به کانالهای مجاور به شدت محدود نماید .

در بسیاری از محیطهای غیر خطی، پراش رامن بخش کوچکی از توان تابشی (حدود) یک پرتو نوری را به میزانی که مدهای ارتعاشی محیط تعیین می کند به پرتو نوری دیگر با فرکانس خاصی تبدیل می کند. این فرآیند اثر رامن نامیده میشود و در مکانیک کوانتومی به صورت پراش یک فوتون برخوردی با یک مولکول روی یک فوتون کم فرکانستر تعریف میشود که در عین حال به مولکول بین دو حالت ارتعاشی ، گذار دست می دهد.

اصولا" اثر رامن مربوط می شود به تغییر فرکانس نور پخش شده از مولکولها , هرگاه فرکانس نور تابشی برابر باشد و فرکانس نور پخش شده باشد , تغییر فرکانس خواهد شد که ممکن است مثبت و یا منفی باشد به تغییر فرکانس رامن مشهور است و نام این اثر را از دانشمند هندی بنام c.v.Raman که این اثر را در سال 1928 بطور تجربی پیدا نمود گرفته اند وی در همان سال مشغول مطالعه وسیعی راجع به نور پخش شده توسط مولکولهای مختلف بود در حین کار متوجه این اثر شد اگرچه در سال 1923 , A.Smekal متوجه این اثر شده بود و حتی همزمان با رامن , Mondelstam Landsberg این اثر را در بلور کوارتز مشاهده کرده بود ولی چون کارهای رامن جامع و کامل بود لذا این اثر را بنام وی کردند .

Raman متوجه شد هرگاه به جسم شفافی نور تک رنگی با فرکانس بتابانیم و این جسم در این ناحیه هیچگونه جذبی نداشته باشد درصد متنابهی از نور بدون تغییر فرکانس از نمونه عبور می کند و مقدار بسیار اندکی از آن به اطراف پخش می شود . وقتی نور پخش شده توسط اسپکترومتر آنالیز شد یک نوار با همان فرکانس دیده می شود , به این نوار , نوار رایلی گویند و سالها قبل از رامن کشف شده بود و شدت آن متناسب با توان چهارم فرکانس نور تابشی است لذا نور آبی که دارای فرکانس بیشتری است با شدت زیادتری از سایر رنگها پخش می شود.[1]

رامن در کنار این نوار نوارهای دیگری بر روی اسپکترومتر مشاهده کرد که فرکانس آنها با نور تابشی یکسان نیست و بطور منظم در دو طرف خط رایلی قرار دارند رامن در آن سالها این تغییر فرکانس را چنین توضیح داد :

هرگاه نوری با فرکانس که انرژی آن است با مولکول بطور الاستیک برخورد کند و بدون تغییر فرکانس به اطراف پخش شود , نور پخش شده همان پخش نور رایلی میباشد و اگر برخورد از نوع غیر الاستیک باشد یعنی فوتون بعد از برخورد مقداری انرژی خود را به ملکول بدهد تا ملکول به سطح انرژی بالاتری برود در این حالت فرکانس نور پخش شده مقدار کمتری خواهد بود و یا اگر فوتون به ملکولی برخورد کند که هنوز در سطح انرژی بالاتری است و این برخورد باعث شود ملکولی به سطح انرژی پایینتر بیاید در این حالت نور پخش شده توسط مولکول دارای فرکانس بیشتری از نور تابشی میباشد ولی چون عده ملکولهایی که در سطح انرژی بالایی هستند نسبت به مولکولهایی که دارای سطح انرژی پایینتری قرار دارند کمتر میباشد لذا شدت نوار پخش شده که دارای فرکانس بیشتری از نور تابشی است ضعیف تر از شدت نور پخش شده که دارای فرکانس کمتری از نور تابشی است می باشد. این تغییر فرکانس بخاطر تغییر انرژی است که در سطوح چرخشی و ارتعاشی صورت میگیرد که به ترتیب به خطوط استوکس (Stokes ) و آنتی استوکس (Anti Stokes) معروف هستند

در سال ١٩٦٢ برای امواج پمپی خیلی شدید مشاهده شد که موج استوکس به سرعت در داخل محیطی که عمدة انرژی پمپ در آن دیده می شود، رشد می کند ، از آن موقع SRS به وسعت مورد مطالعه قرار گرفت.

1-3 تجزیه و تحلیل تقویت کننده های نوری رامن

تجزیه و تحلیل تقویت کننده های نوری رامن بر مبنای یک سری معادلات کوپل پایدار که انتشار رامن ، اثرات حرارتی مربوطه، پراش رالی با بازتاب های چندگانه،1ASE ، پراش رامن تحریک2 شده استوک های مرتبه بالا و برهمکنش خودبخودِی بین تعداد نامحدود پمپ ها و سیگنال ها در آنها لحاظ شده است ، انجام میگیرد. اما همیشه دو فاکتور مهم وجود دارد که موجب پیچیدگی بیشتر در طراحی تقویتکننده رامن میشود:

نخستFRA های پمپ شده با طول موج چندگانه است . بلندترین طول موج ها بهره بالا بدست می دهند ودر حالیکه کوتاه ترین طول موج ها از تضعیف چشمگیر ناشی از انتقال انرژی به طول موجها ی بلند تر- از طریق پراش رامن - رنج می برند . در نتیجه بهره و تخت بودن آن به شدت تحت تأثیر این نوع انتقال انرژی قرار می گیرد و محاسبات را پیچیده تر می کند .

ثانیا" در FRA هائی که به سمت عقب پمپ می شوند ، توان پمپ در انتهای فیبر تزریق می شود بنابراین جهت پیشروی توان پمپ در امتداد فیبر به سمت عقب است حال آنکه جهت سیگنال به سمت جلو است این مسئله فیزیکی بیان کننده یک سری معادلات دیفرانسیلی با شرایط مرزی در مدل ریاضی مربوطه است که حل آنها از حل معادلات دیفرانسیلی با شرایط اولیه به مراتب پیچیده تر است . برای سیستم های DRA WDM از روش تکرار، جهت حل اینگونه مسایل استفاده می شود. بنابراین در طراحی تقویت کننده رامن پهن باند با پمپ های چندگانه برای رسیدن به نتایج مناسب، انتگرال گیری مستقیم از معادلات دیفرانسیل جفتی مدت زیادی طول می کشد.

1-4 معادلات حاکم بر رفتار تقویت کننده رامن

آنالیز انتشار سیگنال دو طرفه تقویت کننده توزیع شده رامن در سیستمهای WDM با پمپ و سیگنال دو طرفه ، ضروری است. نویز در این سیستم شامل تقویت خودبخودی الکترونها ،نویز حرارتی ،پراش پس رو رایلی ، بر همکنش پمپ با پمپ سیگنال با سیگنال و پمپ با سیگنال می باشد. همانطور که گفته شد در تقویت کنندههای رامن پدیده غیرخطیSRS میتواند منجر به مبادله انرژی میان موجهای انتشار پس رو و پیش رو شود .

حالت کلی طبق عملکرد کلاسیک پراش رامن تحریک شده (SRS) معادلات زیر حاصل می شود :

(1-1)

که در اینجا و توان موجهای انتشار پس رو و پیش رو با پهنای باند بسیار بزرگ در فرکانس می باشد ، ضریب تضعیف ، ضریب پراش پس رو رایلی ، ثابت پلانک ، ثابت بولتزمن ، درجه حرارت ، ناحیه مؤثر فیبر نوری در فرکانس ، پارامتر بهره رامن در فرکانس ، فاکتور مقداری برای پلاریزاسیون (قطبیت تصادفی) است که مقدار آن در فاصله 1و2 تغییر می کند. نسبت تلفات نوسانی را شرح می دهد و قسمت 1m= تا 1m=i- سبب تقویت و قسمت 1m=i+ تا n سبب تضعیف کانال در فرکانس میباشد. و فواصل نویز فرضی است (= )