توانمندی سامانه مخابرات نوری در تحقق مخابرات امن با ارسال داده تا1600 گيگابيت در ثانيه
توانمندی سامانه مخابرات نوری در تحقق مخابرات امن با ارسال داده تا1600 گيگابيت در ثانيه
[FONT="]توانمندی سامانه مخابرات نوری در تحقق مخابرات امن با [/FONT][FONT="]ارسال داده[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تا1600 گيگابيت در ثانيه[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]مهدي محمد بيگي کارشناسی ارشد فیزک [/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="] چکیده[/FONT][FONT="] :ارسال اطلاعات توسط انتشار نور را مخابرات نوری می گویند. با توجه به روش های مختلف ارسال پیام در مخابرات نوری می توان به ضریب اطمینان وامنیت بیشتر دست یافت وبا مقایسه مخابرات نوری با دیگر انواع مخابرات رادیویی و میکرو موج درمخابرات نوری مزایا بیشترو معایب کمتر است[/FONT][FONT="] توانایی پردازش اطلاعات در حجم وسیع در امان بودن از نویز های الکتریکی [/FONT]
[FONT="]و حملات بمب های الکترو مغناطیسی و[/FONT][FONT="] رسیدن به [/FONT]
[FONT="]پهناي باندي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تا1600 گيگابيت[/FONT][FONT="].[/FONT]
[FONT="] باروش[SUP]([FONT="][1][/FONT])[/SUP][/FONT][FONT="] CWDM[/FONT][FONT="]و[/FONT][FONT="] WDM[SUP]([FONT="][2][/FONT])[/SUP] [/FONT][FONT="] بستر مناسب ارسال داده و اطلاعات نظامی و عملیاتی برای نیرو های نظامی است و با توجه به تنوع انواع مدولاسیون و همچنین پهنای گسترده باند امکان استفاده تابع های پیچده رمز نگاری را فراهم می نماید [/FONT][FONT="]هر چند کانال ارتباطی آن نسبت به خمش و فشارهای مکانيکی استحکام لازم را ندارد اما می توان با استفاده از زیر ساخت مناسب و پوشش دادن کانال ارتباطی استحکام لازم[/FONT][FONT="] را ایجاد نمود[/FONT]
[FONT="] کلید واژه[/FONT][FONT="]: مخابرات نوری
،اثر الکترواپتیکی، پیام ،[/FONT][FONT="] فیبر نوری[/FONT][FONT="]،[/FONT][FONT="] دیود های لیزری[/FONT][FONT="]،[/FONT][FONT="] دیود های[/FONT][FONT="] نوری،[/FONT]
[FONT="] شبکههاي نوري ،تقويتکنندههاي نوري[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]1-مقدمه[/FONT][FONT="]:[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="] مخابرات نوری عبارت است از هر فرم انتقال اطلاعات که در آن نور واسط انتقال داده باشد. کانال چنین ارتباطی میتواند فضای آزاد، هوا یا فیبر نوری باشد.دستگا ه هایی که وظیفه تبدیل سیگنال الکتریکی به سیگنال نوری را انجام می دهند ، منابع نوری می نامند که به طور کلی به سه دسته[/FONT][FONT="]LED (Light Emitting Diode)[/FONT][FONT="])یا دیود های منتشر کننده نورو[/FONT][FONT="]LD)Laser Diod [/FONT][FONT="])یا دیود های لیزری یا دیگر انواع لیزرتقسیم می گردند .
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. در0 5سال اخیر با پیشرفت لیزر به عنوان یک منبع نور بسیار قدرتمند و خطوط انتقال فیبر های نوری فاکتور های جدیدی از تکنولوژی و مخابرات بهتر را برای انسان به ارمغان آورده است.[/FONT] [FONT="]
ویژگی های مخابرات نوری عبارت است
* 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[/FONT]
[FONT="] [/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]*آزادی از نویز های الکتریکی: بافت یک فیبر نوری از جنس پلاستیک یا شییشه به دلیل عدم رسانندگی الکتریکی می تواند 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 می رسند[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]*تکنیکهای مخابرات نوری امکان استفاده از تکنیکهای دیجیتال را فراهم می ساخت. این مطلب نیاز انسان را به دسترسی مخابره اطلاعات رابه صورت بیت به بیت پاسخگو بود[/FONT]
[FONT="]. در مخابرات فيبر نوري، نور مورد استفاده، عموماً ليزر با طول موج حدود[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]1500 نانومتر است که بسته به کاربرد، بردهاي مختلفي دارد. گسترش ارتباطات و راحتي انتقال اطلاعات از طريق سيستمهاي انتقال و مخابرات فيبر نوري يکي از پر اهميتترين موارد مورد بحث در جهان امروز است. سرعت، دقت و تسهيل از مهمترين ويژگيهاي مخابرات فيبر نوري است. يکي از پر اهميت ترين موارد استفاده از مخابرات فيبر نوري، آساني انتقال در فرستادن سيگنالهاي حامل اطلاعات ديجيتالي است امروزه انتقال سيگنالها به وسيله امواج نوري به همراه تکنيکهاي وابسته آن، شهرت و آوازه سيستمهاي انتقال ماهوارها را به شدت مورد تهديد قرار داده است. دير زماني ست که اين مطلب، که نور مي تواند براي انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار گيرد، به اثبات رسيده است و بشر امروزه توانسته است که از سرعت فوق العاده آن به بهترين وجه استفاده کند.[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]• [/FONT][FONT="]سيستمهاي نوري از اوايل دهة 1980 مورد توجه و استفاده قرار گرفته است. امروزه نيز[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تلاشهاي بسياري براي استفادة بهينه از اين روش در کاربردهاي مختلف، در حال انجام[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]است[/FONT][FONT="]. CWDM [/FONT][FONT="]و[/FONT][FONT="] DWDM [/FONT][FONT="]دو روش اصلي مورد استفاده در شبکههاي نوري است. متن حاضر در[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ادامة سلسله مطالب مربوط به شبکههاي نوري، به بررسي روش[/FONT][FONT="] WDM [/FONT][FONT="]و خصوصيات روشهاي[/FONT][FONT="] CWDM [/FONT][FONT="]و[/FONT][FONT="] DWDM [/FONT][FONT="]پرداخته است و آنها را مورد مقايسه قرار داده است[/FONT][FONT="].
[/FONT][FONT="]2-روش[/FONT][FONT="] WDM[/FONT][FONT="]واستانداردمختلف ارسال داده[/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="] اگر نگاهي به مشکلات فعلي صنعت مخابرات،[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]به خصوص در زمينة سرويسدهي به کاربران بيندازيم، به اهميت [/FONT][FONT="] WDM[/FONT][FONT="]بيشتر پي خواهيم[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]برد. اولين چالش پيش روي صنعت مخابرات، افزايش روز افزون تقاضا براي سرعتهاي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بالاتر و در نتيجه پهناي باند بيشتر است؛ به طوري که برخي اعتقاد دارند ظرفيت لازم[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]براي شبکه، هر شش ماه، دو برابر ميشود. دومين چالش اساسي موجود، تکنولوژيهاي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]گوناگوني است که براي عملياتي كردن و استفاده از انواع شبکه به کار ميروند[/FONT][FONT="] IP[SUP][[FONT="][3][/FONT]][/SUP][/FONT][FONT="]،[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ATM[SUP][[FONT="][4][/FONT]][/SUP] [/FONT][FONT="]و[/FONT][FONT="] SONET[SUP][[FONT="][5][/FONT]][/SUP] [/FONT][FONT="]از جملةاين موارد هستند که به طور گستردهاي مورد استفاده قرار[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ميگيرند و هر يک مزاياي خاص خود را دارا هستند؛ اما هر يک به تجهيزاتي براي تبديل[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]به يکديگر نياز دارند[/FONT][FONT="].[/FONT]
[FONT="]اهداف[/FONT][FONT="] ATM[SUP] [/SUP][/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]1. [/FONT][FONT="]حداقل پهنای باند آن [/FONT][FONT="]Mbps[/FONT][FONT="]155[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]است.[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]2. [/FONT][FONT="]اطلاعات در قالب بسته هايی با طول ثابت (53) بايت هستند.[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]3. [/FONT][FONT="]به هر بسته يک سلول گفته می شود.[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]4. [/FONT][FONT="]اين شبکه ها احتياج به فيبر نوری و سوئيچهای خاصی دارند.[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]5. [/FONT][FONT="]اين تکنولوژی می تواند برای ايجاد هر نوع شبکه ای بکار رود.[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]6. [/FONT][FONT="]فعلا در [/FONT][FONT="]Backbone[/FONT][FONT="] شبکه های [/FONT][FONT="]WAN[/FONT][FONT="] کاربرد دارد.[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]اهداف استاندارد امريکاي شمالي[/FONT][FONT="] SONET[/FONT][FONT="] واستاندارد بينالمللي[/FONT][FONT="] SDH [/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]1- همكاري حاملهاي مختلف را توسط تعريف استاندارد سيگنال دهي عمومي با در نظر گرفتن طول موج، زمانبندي فراهم مي كند[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]2- فراهم كردن وسايلي بود كه براي سازگاري سيستمهاي ديجيتالي آمريكايي، ژاپني و اروپايي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]3 - ارائه روشي براي تسهيم سازي چند كانال ديجيتال به يكديگر[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="] [/FONT][FONT="] 4- پشتيباني اعمال مديريت و نگهداري ([/FONT][FONT="]OAM[/FONT][FONT="])[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]جدول (1) مقایسه فرمتهاي گوناگون [/FONT][FONT="]SONET[/FONT][FONT="] واستاندارد بينالمللي[/FONT][FONT="] SDH[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]SONET and SDH multiplex rates[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.gif[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]شكل (1) پرتوهای نوری حامل داده هر فیبر با انرژي مخصوص به خود و باطول موج مختلف وارد يك منشور مي[/FONT][FONT="][/FONT][FONT="]شوند. [/FONT][FONT="][/FONT][FONT="]اين پرتوها با هم تركيب مي شوند و در فيبر مشتركي به مقصدي دور ارسال می گرد[/FONT]
[FONT="]د.[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]با استفاده از شبکههاي نوري و روش[/FONT][FONT="] WDM [/FONT][FONT="]ميتوان به پهناي باندي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تا1600 گيگابيت در ثانيه دست يافت که با استفاده از اين پهناي باند، ميتوان بيش از[/FONT][FONT="] 30[/FONT][FONT="]ميليون تماس تلفني را فقط با استفاده از يک فيبر منتقل کرد و مشکل تکنولوژيهاي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]متفاوت نيز به راحتي حل ميشود. با توجه به اينکه اطلاعات بر روي فيبر با استفاده[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]از روش[/FONT][FONT="] WDM [/FONT][FONT="]بر روي طول موجهاي مختلفي ارسال ميشود[/FONT][FONT="]. {شكل (1)[/FONT]
[FONT="] }که مستقل از يکديگر عمل[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ميکنند، لذا ميتوان به راحتي انواع مختلف تکنولوژي را در اين زمينه مورد استفاده[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]قرار داد و خدمات مختلفي نظير صوت، تصوير، اطلاعات و مولتي مديا را به کاربران[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ارايه كرد[/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]2-راهحلهاي افزايش ظرفيت در شبکههاي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]نوري[/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="] براي افزايش ظرفيت کاربران شبکه، ميبايست راه حلي انتخاب شود که[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اقتصادي باشد و کاربر را براي استفاده از آن ترغيب كند. اولين راهحلي که به ذهن[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ميرسد، استفاده از تعداد بيشتري فيبر براي دسترسي به پهناي باند بالاتر است که اين[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]كار اصلاً به صرفه نيست؛ چرا که يک راهحل کاملاً سخت افزاري است که با صرف هزينه و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]وقت زياد همراه است. ضمن آنکه استفاده از تعداد فيبر بيشتر، الزاماً امکان ارايه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]خدمات جديد را براي[/FONT][FONT="] [/FONT][SUP]
[FONT="][[FONT="][6][/FONT]][/FONT][/SUP]
[FONT="] ISP[/FONT][FONT="] ها فراهم نميآورد. راهحل دوم افزايش ظرفيت ، استفاده از[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مالتي پلکسينگ زماني[/FONT][FONT="] TDM[SUP][[FONT="][7][/FONT]][/SUP] [/FONT][FONT="]است که با تقسيمبندي زماني امکان ارسال اطلاعات کاربران بيشتری[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]را بر روي فيبر فراهم ميآورد. [/FONT]
[FONT="]اين روش بهطور معمول بر روي شبکههاي فعلي مخابرات[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]استفاده ميشود؛ اما امکان افزايش ناگهاني سرعت با اين روش امکان پذير نیست. بنابر[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]استانداردي كه تعريف شده است، گام بعدي، دسترسي به سرعت[/FONT][FONT="] 40Gbs [/FONT][FONT="]پس از[/FONT][FONT="] 10 Gbs [/FONT][FONT="]است که[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]دستيابي به آن تنها با روش[/FONT][FONT="] TDM [/FONT][FONT="]و در آيندة نزديک امکانپذير نخواهد بود و مستلزم[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]پيشرفت تکنولوژي ساخت قطعات الکترونيکي است. روش[/FONT][FONT="] TDM [/FONT][FONT="]هم اکنون در شبکههاي انتقال[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بر اساس[/FONT][FONT="] SONET [/FONT][FONT="]که استاندارد امريکاي شمالي و[/FONT][FONT="] SDH[SUP][[FONT="][8][/FONT]][/SUP] [/FONT][FONT="]که استاندارد بينالمللي است[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بهکار ميرود. قابل ذکر است که[/FONT][FONT="] SONET [/FONT][FONT="]و[/FONT][FONT="] SDH [/FONT][FONT="]استانداردهايي هستند که براي سيگنالهاي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ديجيتالي تعريف شدهاند و سرعت ارتباطات، ساخت قطعات الکترونيکي و بستهها و رابطهاي نوري را[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]استاندارد ميکنند[/FONT][FONT="].
[/FONT][FONT="]راهحل سومي نيز براي[/FONT][FONT="] ISP[/FONT][FONT="]ها وجود دارد و آن استفاده از[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]روش[/FONT][FONT="] WDM [/FONT][FONT="]است. در اين روش، به هر يک ازسيگنالهاي نوري ورودي، يک طول موج و يا يک[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]فرکانس خاص داده ميشود و سپس تمام سيگنالها بر روي يک فيبر ارسال ميشوند. از[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]آنجا که هر يک از اين طول موجها مستقل از يکديگر هستند و بر روي هم هيچ گونه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تأثيري ندارند، اين امکان را به[/FONT][FONT="] ISP[/FONT][FONT="]ها ميدهند تا از امکانات موجود شبکه به طور[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بهينه بهره بگيرند و بتوانند ازتکنولوژيهاي مختلف استفاده کنند. در واقع، [/FONT][FONT="]WDM [/FONT][FONT="]چندين سيگنال نوري را ترکيب ميکند و آنها را بهصورت يک مجموعه، تقويت و ارسال[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ميکند که اين امر موجب افزايش ظرفيت خواهد شد. هر يک از اين سيگنالها ميتوانند[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]سرعتهاي مختلف نظير[/FONT][FONT="] OC-3,-12,-24 [/FONT][FONT="]و فرمتهاي گوناگون[/FONT][FONT="] IP [/FONT][FONT="]، [/FONT][FONT="]ATM [/FONT][FONT="]و[/FONT][FONT="] SONET [/FONT][FONT="]را داشته[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]باشند[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]اما آنچه که[/FONT][FONT="] WDM [/FONT][FONT="]را اين چنين پرارزش و مفيد ساخته است،[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تقويتکنندههايي هستند که سيگنال نوري را بدون تبديل به سيگنال الکتريکي تقويت[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ميکنند. اين تقويتکنندهها پهناي باند مشخصي دارند و در اين پهناي باند ميتوانند[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تا 100 طول موج را تقويت کنند. تقويتکننده[/FONT][FONT="] EDFA[FONT="][9][/FONT][/FONT][FONT="]از جملة اين[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تقويتکنندهها هستند که به ترتيب در باند طول موجي 1560-1530 و 1610-1528 نانومتر[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]استفاده ميشوند[/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="] . تقويتکنندههاي [/FONT][FONT="] EDFA[/FONT][FONT="]یک لیزر از نوع آلائنده شده با عایق است در این لیرز یون های فلز [/FONT][FONT="]Er[SUP]3+[/SUP][/FONT][FONT="] [/FONT][SUB]
[FONT="]68[/FONT][/SUB]
[FONT="] در شیشه(فیبر) تزریق شده و با[/FONT][FONT="] [/FONT]
[FONT="] [/FONT] [FONT="]file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.gif[/FONT][FONT="][/FONT] [FONT="]شکل (2)تراز لیزر ایربیوم یونی3+[/FONT] [FONT="] [/FONT] [FONT="] [/FONT] [FONT="]file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.gif[/FONT][FONT="][/FONT] [FONT="]شکل (3) شکل خط جذب اتم ایربیوم یونی3+ برای طول موج 930تا1030 نانومتر و شکل خط جذب اتم ایربیوم یونی3+ برای طول موج 1450تا1650 نانومتر وضریب گسیل القای اتم ایربیوم یونی3+[/FONT] [FONT="] [/FONT] [FONT="]دمش اپتیکی توسط یک دیود نوری با طول موج930تا1030 نانومتر جمعیت معکوس لازم جهت فرآیند لیزر سه ترازی شکل (2) و عمل تقویت نور وردی با طول موج 1450تا1650 نانومتر فراهم می شود البته شرایط این عمل به برآورد شدن عوامل موثر در معادله آهنگ و شکل خط جذب شکل (3) و شکل خط ضریب گسیل القای دارد و این موضوعات خود به میزان فلز [/FONT][FONT="]Er[SUP]3+[/SUP][/FONT][FONT="] [/FONT][SUB]
[FONT="]68[/FONT][/SUB]
[FONT="]وترکیبات شیشه بستگی دارد که توضیح کامل آن محاسبه ضریب تقویت شکل 4و5، نویزاحتیاج به نگارش چند صد مقاله است[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="][/FONT] [FONT="] [/FONT]
[FONT="]file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]شکل 4- بلوک دیاگرام طيف گين تقویت کننده [/FONT][FONT="]EDFA[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]شکل 5-طيف گين تقویت کننده[/FONT][FONT="] EDFA[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]به طور کلي ميتوان خصوصيات روش[/FONT][FONT="] WDM [/FONT][FONT="]را به صورت زير[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]برشمرد[/FONT][FONT="]:[/FONT][FONT="]فراهم آوردن سرعتهاي بالا بر روي يک فيبر تکي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]قابليت اطمينان و امنيت بالا[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]گام بعدي افزايش ظرفيت، استفاده همزمان از[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]دو روش[/FONT][FONT="] WDM [/FONT][FONT="]و[/FONT][FONT="] TDM [/FONT][FONT="]است. در روش[/FONT][FONT="] TDM[/FONT][FONT="]، افزايش ظرفيت با افزايش سرعت بر روي يک خط[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ارتباطي انجام ميشود. در حالي که در روش[/FONT][FONT="] WDM [/FONT][FONT="]، اين کار با استفاده از طول موجهاي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مختلف و در واقع افزايش خطوط ارتباطي صورت ميگيرد. بنابراين با ترکيب اين دو روش،[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ميتوان به ظرفيت بالاتر بر روي يک فيبر دست يافت و اين امکان را همواره فراهم آورد[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تا با پيشرفت تکنولوژي ساخت قطعات الکترونيکي، آن را به طور موثري در افزايش سرعت[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]شبکه هاي نوري به کار گرفت[/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="][/FONT] [FONT="]محيط انتقال در شبکههاي نوري، فيبر نوري[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]است و باند طول موجي که ميتوان براي ارسال اطلاعات استفاده کرد بين 1260 تا 1625[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]نانومتر، يعني پنجرههاي دوم و سوم مخابرات نوري است. لازم به ذکر است که پنجره اول[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مخابرات نوري در طول موج 850 نانومتر و پنجرههاي دوم و سوم به ترتيب در طول موجهاي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]1300نانومتر با کمترين پاشندگي و 1550 نانومتر با کمترين تلفات هستند. اين باندطول[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]موجي که از آن براي انتقال اطلاعات بر روي فيبر استفاده ميشود، به 5 باند جدول2، تقسيم ميشود که در روشهاي مختلف[/FONT][FONT="] WDM [/FONT][FONT="]به کارگرفته ميشوند[/FONT][FONT="].
[/FONT][FONT="][/FONT] [FONT="] [/FONT] [FONT="] [/FONT] [FONT="] [/FONT] [FONT="]جدول 2[SUB]- [/SUB]باندهاي طول موجي انتقال اطلاعات بر روي فيبرنوری[/FONT][FONT="][/FONT] [FONT="] [/FONT]
[FONT="]محدودة طول موج بر[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]حسب نانومتر[/FONT]
| [FONT="]نام باند[/FONT]
|
[FONT="]1360-1260[/FONT][FONT="][/FONT]
| [FONT="]O-Band[/FONT][FONT="][/FONT]
|
[FONT="]1460-1360[/FONT][FONT="][/FONT]
| [FONT="]E-Band[/FONT][FONT="][/FONT]
|
[FONT="]1530-1460[/FONT][FONT="][/FONT]
| [FONT="]S-Band[/FONT][FONT="][/FONT]
|
[FONT="]1565-1530[/FONT][FONT="][/FONT]
| [FONT="]C-Band[/FONT][FONT="][/FONT]
|
[FONT="]1625-1565[/FONT][FONT="][/FONT]
| [FONT="]L-Band[/FONT][FONT="][/FONT]
|
[FONT="][/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]براي استفادة حداکثري از[/FONT] [FONT="]ظرفيت فيبر در روش[/FONT] WDM[FONT="]، بايد فاصله بين طول موجهايي را که براي انتقال اطلاعات[/FONT] [FONT="]استفاده ميشود، کم کرد تا اطلاعات بيشتري را بر روي يک فيبر ارسال كرد. لذا روش[/FONT] DWDM[SUP][
[FONT="][10][/FONT]][/SUP] [FONT="]در اوايل دهة 1990 مطرح شد تا از فيبر براي انتقال اطلاعات در فواصل دور و[/FONT] [FONT="]شبکههاي گسترده بهره گرفته شود. [/FONT] [FONT="]در روش[/FONT] DWDM [FONT="]فاصلة بين کانالها که براي ارسال[/FONT] [FONT="]اطلاعات استفاده ميشود، 4/0 نانومتر است و هر کانال پهناي باندي تا 10گيگابيت در[/FONT] [FONT="]ثانيه را براي کاربران فراهم ميآورد. اين روش در باند[/FONT] C [FONT="]و[/FONT] L [FONT="]به کار ميرود و بين[/FONT] 32 [FONT="]تا 160 کانال ايجاد ميشود که با اين تعداد کانال، به پهناي باند 1600-100[/FONT] [FONT="]گيگابيت در ثانيه ميتوان دست يافت. اما لازم به ذكر است كه اين روش فقط براي ارسال[/FONT] [FONT="]اطلاعات براي فواصل دور مناسب است، زيرا تجهيزات جانبي اين روش مانند نوع فيبر،[/FONT] [FONT="]ليزر، تکرارکنندهها و ... از خصوصياتي برخوردار هستند که ميزان هزينه را به شدت[/FONT] [FONT="]افزايش ميدهند، بهطوري که قيمت تمام شده براي هر کانال، فقط براي ارسال اطلاعات[/FONT] [FONT="]به فواصل دور و شبکههاي[/FONT] WAN[SUP][
[FONT="][11][/FONT]][/SUP] [FONT="]به صرفه خواهد بود. اگر بخواهيم اين روش را در[/FONT] [FONT="]مناطق شهري و شبکه[/FONT][FONT="][/FONT][FONT="]هاي ناحيه[/FONT][FONT="][/FONT][FONT="]اي[/FONT]( Metropolitan) [FONT="]و[/FONT] LAN[SUP][
[FONT="][12][/FONT]][/SUP] [FONT="]به کار ببريم، هزينه تمامشده براي[/FONT] [FONT="]هر کاربر بسيار زياد خواهد بود و به تبع آن تقاضاي استفاده از آن نيز کاهش مييابد[/FONT]. [FONT="]اين مشکلي بود که در اواخر دهه 1990 و سال 2000 بسياري از شرکتهاي ارايهدهندة[/FONT] [FONT="]خدمات با آن روبرو بودند. در اين زمان روش[/FONT] CWDM[SUP][
[FONT="][13][/FONT]][/SUP] [FONT="]که در ابتداي دهه 1980 مطرح شده[/FONT] [FONT="]بود، مجدداً مورد توجه قرار گرفت. تفاوت اساسي[/FONT] CWDM ;[FONT="]با[/FONT] DWDM [FONT="]در فاصلة بين کانالها[/FONT] [FONT="]است. در روش[/FONT] CWDM:[FONT="]فاصلة بين کانالها 20 نانومتر است و در باندهاي[/FONT] O[FONT="]، [/FONT]E [FONT="]، [/FONT]S [FONT="]، [/FONT]C [FONT="]و[/FONT] L [FONT="]به کار گرفته ميشود. در اين محدوده، طول موجي با 8 تا 16 کانال که هر يک پهناي[/FONT] [FONT="]باندي تا 2.5 [/FONT] [FONT="]گيگابيت در ثانيه مطابق با[/FONT]]
[FONT="]جدول (1) [/FONT]STM-[SUP]16[/SUP][ [FONT="]دارند، فراهم ميآورند و مي توان[/FONT] [FONT="]به پهناي باندي تا 40 گيگابيت در ثانيه بر روي يک فيبر تکي دست يافت.[/FONT] [FONT="] [/FONT]
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.jpg[FONT="][/FONT]
[FONT="]شکل6- یک نمونه تقویت کنندو مخلوط کنند داده به روش[/FONT] CWDM[FONT="]برای ارسال در فیبر نوری[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]اما آنچه که امروزه باعث شده است تا[/FONT] CWDM [FONT="]بسيار مورد توجه قرار گيرد،[/FONT] [FONT="]هزينة بسيار کم آن نسبت به[/FONT]DWDM [FONT="]است. روش[/FONT] CWDM [FONT="]که به طور گسترده در راهاندازي[/FONT] [FONT="]شبکههاي[/FONT] FTTH[SUP][
[FONT="][14][/FONT]][/SUP] [FONT="]و[/FONT] FTTC[SUP][
[FONT="][15][/FONT]][/SUP] [FONT="]به کار گرفته ميشود، تا [/FONT]
[FONT="]فاصله 70کيلومتري به هيچ[/FONT] [FONT="]تکرارکنندهاي براي ارسال اطلاعات با کيفيت مناسب نياز ندارد و تا فاصله[/FONT] 200[FONT="]کيلومتري که فاصله مناسب براي استفاده از روش[/FONT] CWDM [FONT="]است، فقط به دو تکرارکننده[/FONT] [FONT="]در فواصل 70 و 140 کيلومتري نياز [/FONT]
[FONT="]است که مزيت بزرگي نسبت به[/FONT] DWDM [FONT="]محسوب ميشود[/FONT]. [FONT="]ميتوان در اين روش از تقويتکنندههاي[/FONT]EDFA [FONT="]در طول موج1610-1530 نانومتر بهره برد[/FONT]
[FONT="]3-[/FONT][FONT="]امنیت کامل در ارسال و دریافت پیام[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]شرایط لازم برای رسیدن به امنیت کامل در ارسال و دریافت پیام عبارت است:[/FONT]
[FONT="]1-امنیت فیزیکی2-
امنيت سيگنال 3-امنيت پيام 4-
امنيت در مقابل تهدید ،حمله ،فریب برقرار گردد[/FONT]
[FONT="]1-امنیت فیزیکی لازم وقتی می توان دست یافت ، حفظ اجزای مختلف که در ارسال پیام نقس دارند در برابر عوامل طبیعی وحملات نظامی از لحاظ سلامت فیزیکی اطمینان حاصل نمود.[/FONT]
[FONT="]2-امنیت در سیگنال ارسالی :حفظ سیکنال ارسالی و پیام حامل آن از تغییر احتمالی عمدی و یا غیر عمدی و دریافت کامل سیگنال حامل پیام در مقصد.[/FONT]
[FONT="]3-امنیت پیام از لحاظ عدم دست رسی به پیام توسط افراد غیر مجاز و دشمن و اطلاع از محتوی پیام توسط آنان[/FONT]
[FONT="]4-ضریب اطمینان بالا از عدم تغییر پیام اصلی در طول مسیر و یا ایجاد اغتشاش و قطع ارتباط توسط دشمن در مخابرات نظامی از اهمیت ویژه برخوردار است ودر قسمت های آینده نشان می دهیم اولویت مخابرات نوری بر دیگرراههای ارسال پیام چگونه است.[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]4- انواع فرستنده نوری و امنیت سیگنال[/FONT]
[FONT="] برای تولید سیگنال نوری مناسب جهت ارسال پیام در مخابرات نوری معمولا از سه منبع معروف استفاده می شود یک منبع نور[/FONT]LED [FONT="] (دیود گسیل کننده نور)[/FONT] LD[FONT="](دیود لیزری)و یا لیزرهای گوناگون گازی... می باشد.[/FONT]
[FONT="]البته بسته به کانال ارسال می توان منبع مناسب نور را انتخاب نمود برای کانال هدایت شده مثل فیبر نوری منابع [/FONT]LED[FONT="] و[/FONT] LD[FONT="] مناسب بوده وهرکدام مزایای مخصوص دارد و میزان امنیت ارسال پیام در آنها مختلف است برای کانال هدایت نشده هوا وفضا آزاد، لیزرهای گوناگون گازی....یا لیزر[/FONT]co2[FONT="] مناسب است برای ارسال پیام در دو منبع اول پیام ارسالی به جریان الکتریکی تبدیل و جریان الکتریکی به دیود نوری یا دیود لیزری اعمال شده[/FONT][FONT="] و شدت نور تولیدی متناسب با جریان تزریقی به دیود نوری یا دیود لیزری ایجاد می گردد و نور [/FONT][FONT="]مدوله شده[/FONT][FONT="] در فیبر نوری ارسال می گرد اما در مورد لیزر های دیگر که توان پمپاژ الکتریکی نیست و یا نمی توان پمپاژ الکتریکی را به علت فنی تغییر داد ،عمل مدولاسیون خارجی با استفاده از اثر الکترواپتیکی انجام می
گردد [/FONT][FONT="]اما روش[/FONT][FONT="] مدولاسیون خارجی[/FONT][FONT="] صنعتی نمی باشد وتنها برای مخابرات فضای استفاده می شود[/FONT]
[FONT="]جدول(3)[/FONT]
[FONT="] [/FONT][FONT="]مقايسه بين ديود نيمه[/FONT][FONT="][/FONT][FONT="]هادي با [/FONT][FONT="]دیود لیزری[/FONT]
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.gif[FONT="][/FONT]
[FONT="]با توجه به جدول 2سرعت ارسال پیام در ثانیه دیود لیزری خیلی بیشتر از دیود نوری ،برای فیبرنوری تک مدی لیزر مناسب تر بوده ولی برای فیبرنوری چند مدی ارسال اطلاعات منبع نوری[/FONT]LED[FONT="] مناسب تر است و کیفیت ارسال برای نور تولیدی لیزری بالاتر است چون شدت نور بیشتر بوده لذا می توان برای مسافت های طولانی تری از آن استفاده نمود[/FONT]
[FONT="]در لیزر چون طول کاواک تولید نور لیزر مدهای تشعشع را مشخص می کنند لذا با دقت بالایی می توان گفت هر لیزر فرکانس و طول موج مخصوص به خود را دارد و همچنین می توان با استفاده از سنجه فابری پروکه ازدو آینه موازی به فاصله [/FONT]D[FONT="] این پهنای خط طول موج را دقیق تر نمودو از این پارامتر برای مشخص نمودن سیگنال دریافتی در مقصد و راستی آزمای اعتبار اصلی بودن آن بهره جست ودر صورت فریب و تغییر سیگنال توسط حمله کننده آن را مشخص نمود[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]و همچنین چون تزویچ سیگنال نور لیزر وفیبر نوری ساده نبوده در صورت قطع فیبرنوری توسط حمله کننده و ارسال پیام غیرخودی از کانال، زمان لازم به اندازه ای است که در مقصد می تواند از حمله مربوط اطلاع حاصل نمود و همچنین چون سیگنال های ارسالی از فیبر نوری ائتلاف قابل ملاحظه ای به بیرون از فیبر ندارد لذا استخراج پیام و اطلاعات از سیگنال عبوری در داخل فیبر نوری توسط افراد غیر مجاز ممکن نیست لذا امنیت پیام نسبت به کابل های مسی تلفن و دیگر کانال های ماکروی سیمی بهتر می باشد هر چند با بکار بردن بعضی از اثرات الکترواپتیکی که در مقاله بعدی توضیح داده می شود امکان برداشت قسمتی از سیگنال وجود دارد ولی با وسایل دقیق اندازه گیری شدت در مرکز می توان از دستبرد اطلاعات در منبع آگاه شد و با ارسال پیام لازم به فرستنده ارتباط را قطع نمود تا از دستیابی اطلاعاتی دشمن جلوگیری نمود.[/FONT]
[FONT="]همچنین به خاطر عدم تاثیر امواج الکترومغناطیسی خارجی روی فیبر نوری وسایل مخابراتی نوری را می توان با ضریب اطمینان بالاتری نسبت به حملات [/FONT]EMP[FONT="] و بمب های الکترومغناطیسی ایمن نمود در صورتی که این نوع حملات می تواند به سادگی به کانال های سیمی دیگر مخابرات و حتی کانال های مخابراتی فضایی آزاد ارتباطات ماکروویو و رادیویی اثرات نامطلوبی ایجاد نماید کانالهای فیبر نوری از این لحاظ امن هستند البته این کانال ها در مقابل خطرات محیط بسیار حساس بوده و شکننده هستند[/FONT]
[FONT="][/FONT]
[FONT="]6-کانال ارسال پیام از فرستنده تاگیرنده[/FONT]
[FONT="]می دانيم هر گاه نور از محيط اول به محيط[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]دوم که غليظ تر است وارد شود دچار شکست ميشود.واگر نور از محيط غليظ با زاويه بيش از زاويه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]حد به سطح آن برخورد کندسطح ماده همانند يک آينه تخت عمل می کند و نور بازتابش می[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]کند[/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="][/FONT]
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.gif
[FONT="]
[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]شکل( 7) شکست نور از محيط غليظ بر اساس قانون اسنل[/FONT][FONT="] [/FONT]
[FONT="]file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.gif[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]شکل[/FONT][FONT="]8[/FONT][FONT="] فيبرنوری يا موجبر استوانه ای از جنس شيش[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]از اين خاصيت در فيبرهای نوری استفاده شده است. فيبرنوری يک موجبر[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]استوانه ای از جنس شيشه (يا پلاستيک) که دو ناحيه مغزی وغلاف با ضريب شکست متفاوت[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ودولايه پوششی اوليه وثانويه پلاستيکی تشکيل شده است . بر اساس قانون اسنل[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]انتشار نور در فيبر نوری برقرار میشود در فيبر نوری انتشار نور تحت تاثير عواملی ذاتی و اکتسابی دوچار تضعيف می[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]شود. اين عوامل عمدتا ناشی از جذب ماورای بنفش ، جذب مادون قرمز ،پراکندگی رايلی،[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]خمش و فشارهای مکانيکی بر آنها هستند .[/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]1- 6 مقایسه کانال ارسال داده در انواع مخایرات با فيبرهای نوری نسل سوم[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]طراحان فیبرهای نسل سوم[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]، فیبرهایی را مد نظر داشتند که دارای حداقل تلفات و پاشندگی باشند. برای دستیابی[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]به این نوع فیبرها، محققین از حداقل تلفات در طول موج 55/1 میکرون و از حداقل[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]پاشندگی در طول موج 3/1 میکرون بهره جستند و فیبری را طراحی کردند که دارای ساختار[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]نسبتا پیچیده تری بود. در عمل با تغییراتی در پروفایل ضریب شکست فیبرهای تک مد از[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]نسل دوم ، که حداقل پاشندگی ان در محدوده 3/1 میکرون قرار داشت ، به محدوده 55/1[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]میکرون انتقال داده شد و بدین ترتیب فیبر نوری با ماهیت متفاوتی موسوم به فیبر[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]دی.اس.اف[/FONT][FONT="]DSF[/FONT][FONT="] ساخته شد[/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]نکته قابل ذکر اين است فيبر نوری را از جنسی می سازند تا نور با هر زاويه ای هم[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]که به سطح مقطع آن برخورد کرد از آن خارج نشود و در طول فيبر حرکت کند.فرايند[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]انتقال سيگنال بدين صورت است که يک سيگنال را توسط چند عمل مدولاسيون به فرکان[/FONT][FONT="]kHz[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="] ۶۴ می رسانند سپس توسط ليزر آن را به فرکانس نور تبديل و به داخل فيبر می[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تابانند.چون فر کانس نور در حد گيگابايت است يک پهنای باند فوق العاده زياد برای[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]انتقال سيگنال در اختيار ما قرار می دهد وهمچنين با مالتی پلکس کردن سيگنالها[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ميتوان ۱۹۲۰ کانال را همزمان از داخل فيبر عبور داد.اين خاصيت باعث شده تا ارتباط[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بين دو مرکز مخابرات تنها با يک رشته فيبر بر قرار شود.اتلاف توان سيگنال در ۱[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]کيلومتر از فيبر نوری در فرکانس ۴۰۰ گيگا هرتز[/FONT][FONT="] dB[/FONT][FONT="] ۱۰[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]است در مقايسه با کابل هم محور[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]به قطر ۱ سانتی متر که در فرکانس ۱۰۰ کيلو هرتز ،[/FONT][FONT="]dB[/FONT][FONT="]۱و در فرکانس ۳مگاهرتز[/FONT][FONT="] dB [/FONT][FONT="]۱[/FONT][FONT="]/ [/FONT][FONT="]۵[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اتلاف دارد .اين اتلاف کمتر است [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اتلاف کم فيبرها باعث شده تا در ميان راه از[/FONT][FONT="]repeater [/FONT][FONT="]کمتری[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]استفاده شود و از هزينه ها کاسته شود.همچنين ارزان بودن فيبر وخواصی همچون ضد آب[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بودن آن باعث شده تا از فيبر روز به روز به طور گسترده تری استفاده شود.تنها ايرادی[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]که به فيبر وارد است اينست که به راحتی سيمها نميتوان آنها را پيچ وخم داد زيرا[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]زاويه تابش نور در داخل آن تغيير ميکند و باعث می شود نور از سطح آن خارج شود دومین ايراد[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]آن[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اين است که اتصال دو رشته فيبر نيز احتياج به دقت ولوازم خاصی دارد[/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image022.gif[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]شکل (9)كابل جفت تابيده[/FONT][FONT="])[/FONT][FONT="]يکي از قديمي ترين رسانه هاي انتقال مي باشد که شامل دو سيم مسي عايق دار است که به صورتمارپيچ بهم تابيده شده اند.[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]علت اصلي تابيدن سيم[/FONT][FONT="][/FONT][FONT="]ها، كاهش اثر آنتن در دريافت سيگنال اغتشاش بيروني مي[/FONT][FONT="][/FONT][FONT="]باشد).[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image024.gif[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]شکل (10)كابل[/FONT][FONT="] محوریا[/FONT][FONT="] كواكسيال( [/FONT][FONT="]رسانه انتقالي است كه بطور عمومي استفاده مي[/FONT][FONT="][/FONT][FONT="]شود. [/FONT][FONT="][/FONT][FONT="]اين نوع كابل به علت پوشش فلزي مي[/FONT][FONT="][/FONT][FONT="]تواند كارايي بيشتري را (از نظر سرعت و فاصله) نسبت به زوج تابيده فراهم كند.[/FONT]
[FONT="])[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image026.jpg[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="] شکل(11) کابل حامل فيبرهاي نوري[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]جدول 4-مقايس[/FONT][FONT="]ه[/FONT][FONT="] مشخصات[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]برخي از كانالهاي انتقال[/FONT] [FONT="][/FONT]
[FONT="]نوع كانال[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]كانالهاي راديويي[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]خطا[/FONT][FONT="][/FONT]
| [FONT="]پياده سازي[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]قيمت[/FONT][FONT="][/FONT]
| [FONT="]توضيح[/FONT][FONT="][/FONT]
|
[FONT="]خطوط تلفن معمولي[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]كم ([/FONT][FONT="][/FONT][FONT="]حدود 4[/FONT]KHz[FONT="] )[/FONT][FONT="][/FONT]
| [FONT="]زياد[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]ساده[/FONT][FONT="][/FONT]
| [FONT="]ارزان[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]براي فواصل كوتاه مناسب است[/FONT][FONT="][/FONT]
|
[FONT="]زوج سيم[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]متوسط ( حدود جند ده تا[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]صد مگاهرتز)[/FONT][FONT="][/FONT]
| [FONT="]متوسط[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]ساده[/FONT][FONT="][/FONT]
| [FONT="]ارزان[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]براي فواصل كوتاه مناسب است[/FONT][FONT="][/FONT]
|
[FONT="]كابلهاي كواكس[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]حدود جند صد مگاهرتز[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]كم[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]متوسط[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]متوسط[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]براي فواصل كوتاه مناسب است[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
|
[FONT="]فيبرهاي نوري[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]حدود جند گيگا هرتز[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]بسيار كم[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]پيچيده[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]متوسط[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]بهترين كارايي[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
|
[FONT="]كانالهاي ماهواره[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]حدود جند صد مگا هرتز[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]توسط[/FONT][FONT="][/FONT]
| [FONT="]بسيار پيچيده[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]گران[/FONT]
| [FONT="]در همه جا تحت پوشش [/FONT]
[FONT="] [/FONT]
|
[FONT="]كانالهاي راديويي[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]حدود جند مگا هرتز[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]زياد[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]نسبتا پيچيده[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]نسبتا گران[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
| [FONT="]در جايي كه كابل كشي عقلا[/FONT][FONT="]نی[/FONT][FONT="] نيست مناسب مي باشد[/FONT][FONT="][/FONT]
|
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]2-6مزاياي فيبرنوري[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]1- [/FONT][FONT="]سرعت[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]انتقال اطلاعات در فيبر نوري بسيار بالا و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]در حد سرعت نور مي باشد[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]2-[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]فيبر هاي نوري از عوامل طبيعي كمتر تاثير مي پذيرند[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بدين صورت كه ميدان هاي مغناطيسي و يا الكتريكي شديد بر آن هيچ تاثيري نمي گذارد[/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]3-[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]به دليل عدم تاثير پذيري عواملي چون ميدان هاي مغناطيسي مي توان آن را در[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]كنار كابلهاي فشار قوي استفاده كرد[/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]4-[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]توليد آن مقرون به صرفه است به طوري كه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]حتي از كابلهاي مسي كه هم اكنون براي انتقال اطلاعات استفاده مي شود مقرون به صرفه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تر مي باشد[/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]5-[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]به دليل تضعيف بسيار كم شعاع نوري در فيبر نوري نيار به تقويت[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]كننده هاي بين راهي در مسافت هاي طولاني بسيار كمتر از كابل می باشد[/FONT]
[FONT="]7-پهنای باند بالا [/FONT][FONT="]تر است[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]8- نرخ ارسال داده ها بالا تا چند صد [/FONT][FONT="]Ebps[/FONT][FONT="] [/FONT]
[FONT="]9- در مقابل نویز مقاوم هستند[/FONT]
[FONT="]10-انشعاب از فیبر نوری برای شنود اطلاعات کار دشواری است.[/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]3-6معايب فيبر نوري[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]1-[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]از فيبر نوري فقط مي توان براي انتقال[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اطلاعات آن هم به صورت شعاع هاي نوري استفاده كرد و نمي توان براي انتقال[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]الكتريسيته استفاده نمود[/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]2-[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اتصال دو فيبر نوري به يكديگر بسيار مشكل و وقت گير[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مي باشد و نياز به دانش فني خاص خود را دارد[/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]3-پاشندگي :[/FONT]Dispersion[FONT="] [/FONT][FONT="]اگر جسمي داراي ضريب شكست [/FONT]n[FONT="] باشد و [/FONT]n[FONT="] تابعي از طول موج باشد آن جسم ” پاشنده “ است.[/FONT]
[FONT="]از آن جا كه مواد فيبر از دو ضريب شكست متفاوت [/FONT]n1,n2[FONT="] [/FONT][FONT="] ( به ترتيب مربوط به هسته و پوشش) تشكيل يافته است لذا فيبر نوري يك محيط پاشنده است [/FONT][FONT="]پاشندگي درون مدي بستگي به جنس ماده و ساخت تار نوري دارد ولي پاشندگي بين مدي بستگي به نوع و ساخت تار نوري دارد .[/FONT]
[FONT="]پاشندگي بين مدي فقط در تارهاي چند مدي ظاهر مي شود و در تارهاي تک مدي وجود ندارد .[/FONT]
[FONT="]در تارهاي تک مدي کل پاشندگي را فقط درون مدي در نظر مي گيرند.[/FONT]
[FONT="]و سنجش خواص پاشندگي در يک تار نوري معمولاً بر حسب پهن شدن زماني پالس درواحد طول تار(يعني برحسب [/FONT]ns/km[FONT="] )بيان مي شود.[/FONT]
[FONT="]بنا براين تعداد پالس هاي سيگنال نوري که مي توان در يک فاصله زماني معين ارسال کرد و در نتيجه ظرفيت انتقال اطلاعات تار نوري بوسيله پاشندگي پالس به ازاء واحد زمان محدود مي شود.[/FONT]
[FONT="]اعوجاج سيگنال، باعث پهن شدن سيگنال پالس نوري در طول موج فيبر مي شود.[/FONT]
[FONT="]پهن شدن باند ارسالي (ارسال سيگنال آنالوگ) و پهن شدن پالس (ارسال سيگنال ديجيتال) در طول فيبر نوري، باعث تداخل اطلاعات و اعوجاج و بالاخره ” عدم تشخيص “ آن در مقصد مي شود.[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="] پس به طور کلي پاشندگي باعث محدوديت در فاصله انتقال يا ظرفيت انتقال و يا ترکيب اين دو مي شود.[/FONT]
[FONT="]براي اينکه در يک لينک تار نوري، پالس هاي نوري بدون هم پوشاني باشند بايد نرخ بيت ديجيتال [/FONT][FONT="]β[/FONT][FONT="] کمتر از[/FONT][FONT="]τ[/FONT][FONT="]2[/FONT][FONT="] عرض پالس پهن شده در اثر پاشندگي باشدو يا حداکثر برابر با آن باشد[/FONT]
[FONT="]4 - انحراف شعاع الکترواپتیکی [/FONT][FONT="]یا تغییر شدت یا فرکانس یا فاز[/FONT][FONT="] مبتنی بر اثرات الکترواپتیکی این اثرات در بعضی موارد می توان برای تخریب ارتباط استفاده نمود . البته از اثرات الکترواپتیکی معمولا برای مدولاسیون[/FONT][FONT="] پیام روی پرتوی[/FONT][FONT="] لیزری استفاده می شود[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]نتجه گیری[/FONT][FONT="] :[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="] توانایی پردازش اطلاعات در حجم وسیع در امان بودن از نویز های الکتریکی [/FONT]
[FONT="]و حملات بمب های الکترو مغناطیسی وپهناي باندي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تا1600 گيگابيت[/FONT][FONT="] [/FONT]
[FONT="]شبکههاي نوري باروش[/FONT][FONT="] WDM [/FONT][FONT="]ميتوان بستر مناسب ارسال داده و اطلاعات نظامی و عملیاتی برای نیرو های نظامی زمینی و ستادی باشد و با توجه به تنوع انواع مدولاسیون و همچنین پهنای گسترده باند که امکان استفاده تابع های پیچده رمز نگاری را فراهم می نمایید این نوع مخابرات ترجیح داده می شود [/FONT][FONT="]هر چند کانال ارتباطی آن نسبت به خمش و فشارهای مکانيکی استحکام لازم را ندارد می توان با استفاده از زیر ساخت مناسب و پوشش از بتون روی کابل محا فظت لاز م را فراهم نمود[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]مراجع[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="][1] A. Abu-aisheh, and S. Moslehpour, ”Pre-amp EDFA ASE Noise Minimization for[/FONT]
[FONT="]Optical Receiver Transmission Performance Optimization”, CISSE 2007 Conference[/FONT]
[FONT="][2] W. Moench “Measuring the Optical Signal-to-Noise Ratio in Agile Optical Networks.[/FONT]
[FONT="]OFC, 2007[/FONT]
[FONT="][3] J. T. Verdeyen, 1995, “Laser Electronics”, third edition, Prentice Hall.[/FONT]
[FONT="][4] A. Abu-aisheh, 2003, “Pre-amp EDFA Noise Characterization for Optimal Optical[/FONT]
[FONT="]Receiver Transmission performance,” Ph.D. dissertation, Dept. of Elec. Eng. Florida[/FONT]
[FONT="]Institute of Technology, Melbourne, FL.[/FONT]
[FONT="][5] J. Gowar, 1993 “Optical Communication Systems”, second edition, Prentice Hall Inc.[/FONT]
[FONT="][6] O. Becker and Simpson, 1999 “Erbium-Doped Fiber Amplifiers, Fundamentals and[/FONT]
[FONT="]Technology”, Academic Press, NY.[/FONT]
[FONT="][7] R. Tucker and H. Kingston “ Optical Sources Detectors and Systems Fundamentals and[/FONT]
[FONT="]Applications” Academic Press, Inc, (1995)[/FONT]
[FONT="][8] R. S. Tucker and D. M. Baney, 2001 “Optical Noise Figure: Theory and Measurement”[/FONT]
[FONT="]OFC, Anaheim, CA.[/FONT]
[FONT="][9] S. Yamamura, Y. Hanamaki, K. Kawasaki, K. Shigihara, Y. Nagai, T. Nishimura, E. Omura, A very low[/FONT]
[FONT="]failure rate of COD free high power 0.98 μm laser diode with the window structure, in: OFC 2000, Baltimore,[/FONT]
[FONT="]MD, 2000.[/FONT]
[FONT="][10] J.J. Pan, R.W. Lancaster, W. Libby, M. Manning, W. Pauplis, Waveguide pack, United State Patent 5493627,[/FONT]
[FONT="]1996.[/FONT][FONT="][/FONT]
[11] S.R. Bowman, "Lasers Without Internal Heat Generation," IEEE J. Quantum Electron. 35, 115-122 (1999).
[12] S.R. Bowman, "Non-Exothermic Quasi-Two Level Laser," U.S. Patent #6,370,172, issued April 2002.
[13] S.R. Bowman, N.W. Jenkins, B. Feldman, and S. O'Connor, "Demonstration of a Radiatively Cooled Laser," Conference on Lasers and Electro-Optics, Long Beach, CA, June 2002.[FONT="][/FONT]
[FONT="][14]Application of Lasers for Sensing & Free Space Communication 10 July - 14 July 2011, The Westin Harbour Castle, Toronto, Ontario, Canada[/FONT]
[FONT="]Last, M. An 8 mm3 digitally steered laser beam transmitter. IEEE/LEOS International Conference on Optical MEMS, Kauai,[/FONT] [FONT="]HI, USA, 21-24 Aug. 2000. Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2000. p.69-70.[/FONT] [FONT="][15] Macro Mote webpage[/FONT] [FONT="] – http://www.eecs.berkeley.edu/~shollar/macro_motes/macromotes.html[/FONT] [FONT="][16]Seth’s Master’s Thesis[/FONT] [FONT="] – http://www.eecs.berkeley.edu/~shollar/shollar_thesis.pdf[/FONT] [FONT="][17] Advanced Circuits - [/FONT][FONT="]http://www.advancedcircuits.com/[/FONT] [FONT="][18 ]BS Leibowitz, BE Boser, KSJ Pister, “CMOS ‘Smart Pixel’ for Free-Space Optical Communication”, SPIE EI 2001 Conference[/FONT] [FONT="]4306A, Proc. SPIE vol 4306-37.[/FONT] [FONT="][19[/FONT][FONT="]] P. Hoeher, “Adaptive modulation and channel coding using reliability[/FONT] [FONT="]information,” in
Proc. of 5th International OFDM-Workshop, Hamburg,[/FONT]
[FONT="]Germany, Sep. 2000, pp. 14.1–14.4.[/FONT][FONT="][/FONT]
[20]Encyclopedia of Laser Physics and Technology - an Open Access Resource of In-Depth Information, Free Articles, No[FONT="] [/FONT]nlinear and Fiber Optics.mht
[21]Evolution Toward the Next-Generation Core Optical Network, Adel A. M. Saleh, Fellow, IEEE, and Jane M. Simmons, Senior Member, IEEE, JOURNAL OF [FONT="][/FONT]
[FONT="]55[/FONT][FONT="](9), 1978-1985 (2007).[/FONT] LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 24, NO. 9, SEPTEMBER 2006
[FONT="][1][/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="].[/FONT]
[FONT="] WDM [SUP][1][/SUP]([/FONT]wavelength division multiplexin)[FONT="][/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="][2][/FONT][FONT="] [/FONT]
[FONT="] [/FONT]DWDM DWDM(Dense WDM)[FONT="] [/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="][3][/FONT][FONT="] [/FONT]IP
[FONT="] [/FONT][FONT="]Internet Prot [/FONT]
[FONT="][4][/FONT][FONT="] [/FONT]ATM
[FONT="]Asynchronous Transfer Mode[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="][5][/FONT][FONT="] [/FONT]SONET
[FONT="]SONET[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]is the American National Standards Institute standard for synchronous[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]data transmission on optical media. The international equivalent[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="][6][/FONT][FONT="] [/FONT]ISP
[FONT="] [/FONT][FONT="]Internet service provider[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="][7][/FONT][FONT="] [/FONT]TDM
[FONT="]Time-division multiplexing[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="](TDM[/FONT] [FONT="])[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="][8][/FONT][FONT="] [/FONT]SDH
[FONT="]Synchronous Digital Hierarch[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="][9][/FONT][FONT="] [/FONT]
[FONT="] EDFA[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="](Erbium Doped Fiber Amplifie[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="][10][/FONT] [FONT="] [/FONT]DWDM(Dense WDM[FONT="][/FONT]
[FONT="][11][/FONT][FONT="] [/FONT]WAN
[FONT="] [/FONT][FONT="]wide area network[/FONT] [FONT="][/FONT]
[FONT="][12][/FONT][FONT="] [/FONT]LAN
[FONT="] [/FONT][FONT="]local area network[/FONT]
[FONT="][13][/FONT][FONT="] [/FONT]Coarse WDM[FONT="] يا [/FONT]CWDM[FONT="] [/FONT]
[FONT="][14][/FONT][FONT="] [/FONT]FTTC
[FONT="] Fibre to the Cabinet[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="][15][/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="] [/FONT]FTTH
[FONT="]Fiber to the Home[/FONT][FONT="][/FONT]
توانمندی سامانه مخابرات نوری در تحقق مخابرات امن با ارسال داده تا1600 گيگابيت در ثانيه
مهدي محمد بيگي کارشناسی ارشد فیزک
چکیده :ارسال اطلاعات توسط انتشار نور را مخابرات نوری می گویند. با توجه به روش های مختلف ارسال پیام در مخابرات نوری می توان به ضریب اطمینان وامنیت بیشتر دست یافت وبا مقایسه مخابرات نوری با دیگر انواع مخابرات رادیویی و میکرو موج درمخابرات نوری مزایا بیشترو معایب کمتر است توانایی پردازش اطلاعات در حجم وسیع در امان بودن از نویز های الکتریکی و حملات بمب های الکترو مغناطیسی و رسیدن به پهناي باندي تا1600 گيگابيت. باروش[SUP](
[1])[/SUP] CWDMو WDM[SUP](
[2][/SUP][SUP])[/SUP] بستر مناسب ارسال داده و اطلاعات نظامی و عملیاتی برای نیرو های نظامی است و با توجه به تنوع انواع مدولاسیون و همچنین پهنای گسترده باند امکان استفاده تابع های پیچده رمز نگاری را فراهم می نماید هر چند کانال ارتباطی آن نسبت به خمش و فشارهای مکانيکی استحکام لازم را ندارد اما می توان با استفاده از زیر ساخت مناسب و پوشش دادن کانال ارتباطی استحکام لازم را ایجاد نمود
کلید واژه: مخابرات نوری
،اثر الکترواپتیکی ، پیام ، فیبر نوری، دیود های لیزری، دیود های نوری، شبکههاي نوري ،تقويتکنندههاي نوري
1-مقدمه:
مخابرات نوری عبارت است از هر فرم انتقال اطلاعات که در آن نور واسط انتقال داده باشد. کانال چنین ارتباطی میتواند فضای آزاد، هوا یا فیبر نوری باشد.دستگا ه هایی که وظیفه تبدیل سیگنال الکتریکی به سیگنال نوری را انجام می دهند ، منابع نوری می نامند که به طور کلی به سه دستهLED (Light Emitting Diode))یا دیود های منتشر کننده نوروLD)Laser Diod )یا دیود های لیزری یا دیگر انواع لیزرتقسیم می گردند .
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. در0 5سال اخیر با پیشرفت لیزر به عنوان یک منبع نور بسیار قدرتمند و خطوط انتقال فیبر های نوری فاکتور های جدیدی از تکنولوژی و مخابرات بهتر را برای انسان به ارمغان آورده است.
ویژگی های مخابرات نوری عبارت است
* 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 عدم رسانندگی الکتریکی می تواند 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 می رسند
*تکنیکهای مخابرات نوری امکان استفاده از تکنیکهای دیجیتال را فراهم می ساخت. این مطلب نیاز انسان را به دسترسی مخابره اطلاعات رابه صورت بیت به بیت پاسخگو بود. در مخابرات فيبر نوري، نور مورد استفاده، عموماً ليزر با طول موج حدود 1500 نانومتر است که بسته به کاربرد، بردهاي مختلفي دارد. گسترش ارتباطات و راحتي انتقال اطلاعات از طريق سيستمهاي انتقال و مخابرات فيبر نوري يکي از پر اهميتترين موارد مورد بحث در جهان امروز است. سرعت، دقت و تسهيل از مهمترين ويژگيهاي مخابرات فيبر نوري است. يکي از پر اهميت ترين موارد استفاده از مخابرات فيبر نوري، آساني انتقال در فرستادن سيگنالهاي حامل اطلاعات ديجيتالي است امروزه انتقال سيگنالها به وسيله امواج نوري به همراه تکنيکهاي وابسته آن، شهرت و آوازه سيستمهاي انتقال ماهوارها را به شدت مورد تهديد قرار داده است. دير زماني ست که اين مطلب، که نور مي تواند براي انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار گيرد، به اثبات رسيده است و بشر امروزه توانسته است که از سرعت فوق العاده آن به بهترين وجه استفاده کند.
• 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.
2-روش WDMواستانداردمختلف ارسال داده
اگر نگاهي به مشکلات فعلي صنعت مخابرات، به خصوص در زمينة سرويسدهي به کاربران بيندازيم، به اهميت WDMبيشتر 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[SUP][
[3][/SUP][SUP]][/SUP]، ATM[SUP][
[4][/SUP][SUP]][/SUP] و SONET[SUP][
[5][/SUP][SUP]][/SUP] از جملةاين 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.
اهداف ATM
1. حداقل پهنای باند آن Mbps155 است.
2. اطلاعات در قالب بسته هايی با طول ثابت (53) بايت هستند.
3. به هر بسته يک سلول گفته می شود.
4. اين شبکه ها احتياج به فيبر نوری و سوئيچهای خاصی دارند.
5. اين تکنولوژی می تواند برای ايجاد هر نوع شبکه ای بکار رود.
6. فعلا در Backbone شبکه های WAN کاربرد دارد.
اهداف استاندارد امريکاي شمالي SONET واستاندارد بينالمللي SDH
1- همكاري حاملهاي مختلف را توسط تعريف استاندارد سيگنال دهي عمومي با در نظر گرفتن طول موج، زمانبندي فراهم مي كند
2- فراهم كردن وسايلي بود كه براي سازگاري سيستمهاي ديجيتالي آمريكايي، ژاپني و اروپايي
3 - ارائه روشي براي تسهيم سازي چند كانال ديجيتال به يكديگر
4- پشتيباني اعمال مديريت و نگهداري (OAM)
جدول (1) مقایسه فرمتهاي گوناگون SONET واستاندارد بينالمللي SDH
SONET and SDH multiplex rates
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.gif
شكل (1) پرتوهای نوری حامل داده هر فیبر با انرژي مخصوص به خود و باطول موج مختلف وارد يك منشور ميشوند. اين پرتوها با هم تركيب مي شوند و در فيبر مشتركي به مقصدي دور ارسال می گردد.
با استفاده از شبکههاي نوري و روش WDM 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. {شكل (1) }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.
2-راهحلهاي افزايش ظرفيت در شبکههاي نوري
براي افزايش ظرفيت کاربران 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 [SUP][
[6]][/SUP] ISP ها فراهم نميآورد. راهحل دوم افزايش ظرفيت ، استفاده از مالتي پلکسينگ زماني TDM[SUP][
[7][/SUP][SUP]][/SUP] است که با تقسيمبندي زماني امکان ارسال اطلاعات کاربران بيشتری 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 امکان پذير نیست. بنابر استانداردي كه تعريف شده است، گام بعدي، دسترسي به سرعت 40Gbs پس از 10 Gbs 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[SUP][
[8][/SUP][SUP]][/SUP] که استاندارد بينالمللي است بهکار ميرود. قابل ذکر است که SONET و SDH استانداردهايي هستند که براي سيگنالهاي ديجيتالي تعريف شدهاند و سرعت ارتباطات، ساخت قطعات الکترونيکي و 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 ازسيگنالهاي 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 ازتکنولوژيهاي 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. تقويتکننده EDFA
[9]از جملة اين تقويتکنندهها هستند که به ترتيب در باند طول موجي 1560-1530 و 1610-1528 نانومتر استفاده ميشوند. . تقويتکنندههاي EDFAیک لیزر از نوع آلائنده شده با عایق است در این لیرز یون های فلز Er[SUP]3+[/SUP] [SUB]68[/SUB] در شیشه(فیبر) تزریق شده و با
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.gif
شکل (2)تراز لیزر ایربیوم یونی3+
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.gif
شکل (3) شکل خط جذب اتم ایربیوم یونی3+ برای طول موج 930تا1030 نانومتر و شکل خط جذب اتم ایربیوم یونی3+ برای طول موج 1450تا1650 نانومتر وضریب گسیل القای اتم ایربیوم یونی3+
دمش اپتیکی توسط یک دیود نوری با طول موج930تا1030 نانومتر جمعیت معکوس لازم جهت فرآیند لیزر سه ترازی شکل (2) و عمل تقویت نور وردی با طول موج 1450تا1650 نانومتر فراهم می شود البته شرایط این عمل به برآورد شدن عوامل موثر در معادله آهنگ و شکل خط جذب شکل (3) و شکل خط ضریب گسیل القای دارد و این موضوعات خود به میزان فلز Er[SUP]3+[/SUP] [SUB]68[/SUB]وترکیبات شیشه بستگی دارد که توضیح کامل آن محاسبه ضریب تقویت شکل 4و
5، نویزاحتیاج به نگارش چند صد مقاله است
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg
شکل 4- بلوک دیاگرام طيف گين تقویت کننده EDFA
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg
شکل 5-طيف گين تقویت کننده EDFA
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 بالا گام 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 باندطول موجي که از آن براي انتقال اطلاعات بر روي فيبر استفاده ميشود، به 5 باند جدول2، تقسيم ميشود که در روشهاي مختلف WDM به کارگرفته ميشوند.
جدول
2[SUB]- [/SUB]باندهاي طول موجي انتقال اطلاعات بر روي فيبرنوری
محدودة طول موج بر حسب نانومتر
| نام باند
|
1360-1260
| O-Band
|
1460-1360
| E-Band
|
1530-1460
| S-Band
|
1565-1530
| C-Band
|
1625-1565
| L-Band
|
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[SUP][
[10][/SUP][SUP]][/SUP] 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[SUP][
[11][/SUP][SUP]][/SUP] به صرفه خواهد بود. اگر بخواهيم اين روش را در مناطق شهري و شبکههاي ناحيهاي( Metropolitan) و LAN[SUP][
[12][/SUP][SUP]][/SUP] 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[SUP][
[13][/SUP][SUP]][/SUP] 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] جدول (1) STM-[SUP]16[/SUP][ دارند، فراهم ميآورند و مي توان به پهناي باندي تا 40 گيگابيت در ثانيه بر روي يک فيبر تکي دست يافت.
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.jpg
شکل 6
- یک نمونه تقویت کنندو مخلوط کنند داده به روش CWDMبرای ارسال در فیبر نوری
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[SUP][
[14][/SUP][SUP]][/SUP] و FTTC[SUP][
[15][/SUP][SUP]][/SUP] 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
3-امنیت کامل در ارسال و دریافت پیام
شرایط لازم برای رسیدن به امنیت کامل در ارسال و دریافت پیام عبارت است:
1-امنیت فیزیکی2- امنيت سيگنال 3-امنيت پيام 4- امنيت در مقابل تهدید ،حمله ،فریب برقرار گردد
1-امنیت فیزیکی لازم وقتی می توان دست یافت ، حفظ اجزای مختلف که در ارسال پیام نقس دارند در برابر عوامل طبیعی وحملات نظامی از لحاظ سلامت فیزیکی اطمینان حاصل نمود.
2-امنیت در سیگنال ارسالی :حفظ سیکنال ارسالی و پیام حامل آن از تغییر احتمالی عمدی و یا غیر عمدی و دریافت کامل سیگنال حامل پیام در مقصد.
3-امنیت پیام از لحاظ عدم دست رسی به پیام توسط افراد غیر مجاز و دشمن و اطلاع از محتوی پیام توسط آنان
4-ضریب اطمینان بالا از عدم تغییر پیام اصلی در طول مسیر و یا ایجاد اغتشاش و قطع ارتباط توسط دشمن در مخابرات نظامی از اهمیت ویژه برخوردار است ودر قسمت های آینده نشان می دهیم اولویت مخابرات نوری بر دیگرراههای ارسال پیام چگونه است.
4- انواع فرستنده نوری و امنیت سیگنال
برای تولید سیگنال نوری مناسب جهت ارسال پیام در مخابرات نوری معمولا از سه منبع معروف استفاده می شود یک منبع نورLED (دیود گسیل کننده نور) LD(دیود لیزری)و یا لیزرهای گوناگون گازی... می باشد.
البته بسته به کانال ارسال می توان منبع مناسب نور را انتخاب نمود برای کانال هدایت شده مثل فیبر نوری منابع LED و LD مناسب بوده وهرکدام مزایای مخصوص دارد و میزان امنیت ارسال پیام در آنها مختلف است برای کانال هدایت نشده هوا وفضا آزاد، لیزرهای گوناگون گازی....یا لیزرco2 مناسب است برای ارسال پیام در دو منبع اول پیام ارسالی به جریان الکتریکی تبدیل و جریان الکتریکی به دیود نوری یا دیود لیزری اعمال شده و شدت نور تولیدی متناسب با جریان تزریقی به دیود نوری یا دیود لیزری ایجاد می گردد و نور مدوله شده در فیبر نوری ارسال می گرد اما در مورد لیزر های دیگر که توان پمپاژ الکتریکی نیست و یا نمی توان پمپاژ الکتریکی را به علت فنی تغییر داد ،عمل مدولاسیون خارجی با استفاده از اثر الکترواپتیکی انجام می گردد اما روش مدولاسیون خارجی صنعتی نمی باشد وتنها برای مخابرات فضای استفاده می شود
جدول(3) مقايسه بين ديود نيمههادي با دیود لیزری
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.gif
با توجه به جدول 2سرعت ارسال پیام در ثانیه دیود لیزری خیلی بیشتر از دیود نوری ،برای فیبرنوری تک مدی لیزر مناسب تر بوده ولی برای فیبرنوری چند مدی ارسال اطلاعات منبع نوریLED مناسب تر است و کیفیت ارسال برای نور تولیدی لیزری بالاتر است چون شدت نور بیشتر بوده لذا می توان برای مسافت های طولانی تری از آن استفاده نمود
در لیزر چون طول کاواک تولید نور لیزر مدهای تشعشع را مشخص می کنند لذا با دقت بالایی می توان گفت هر لیزر فرکانس و طول موج مخصوص به خود را دارد و همچنین می توان با استفاده از سنجه فابری پروکه ازدو آینه موازی به فاصله D این پهنای خط طول موج را دقیق تر نمودو از این پارامتر برای مشخص نمودن سیگنال دریافتی در مقصد و راستی آزمای اعتبار اصلی بودن آن بهره جست ودر صورت فریب و تغییر سیگنال توسط حمله کننده آن را مشخص نمود و همچنین چون تزویچ سیگنال نور لیزر وفیبر نوری ساده نبوده در صورت قطع فیبرنوری توسط حمله کننده و ارسال پیام غیرخودی از کانال، زمان لازم به اندازه ای است که در مقصد می تواند از حمله مربوط اطلاع حاصل نمود و همچنین چون سیگنال های ارسالی از فیبر نوری ائتلاف قابل ملاحظه ای به بیرون از فیبر ندارد لذا استخراج پیام و اطلاعات از سیگنال عبوری در داخل فیبر نوری توسط افراد غیر مجاز ممکن نیست لذا امنیت پیام نسبت به کابل های مسی تلفن و دیگر کانال های ماکروی سیمی بهتر می باشد هر چند با بکار بردن بعضی از اثرات الکترواپتیکی که در مقاله بعدی توضیح داده می شود امکان برداشت قسمتی از سیگنال وجود دارد ولی با وسایل دقیق اندازه گیری شدت در مرکز می توان از دستبرد اطلاعات در منبع آگاه شد و با ارسال پیام لازم به فرستنده ارتباط را قطع نمود تا از دستیابی اطلاعاتی دشمن جلوگیری نمود.
همچنین به خاطر عدم تاثیر امواج الکترومغناطیسی خارجی روی فیبر نوری وسایل مخابراتی نوری را می توان با ضریب اطمینان بالاتری نسبت به حملات EMP و بمب های الکترومغناطیسی ایمن نمود در صورتی که این نوع حملات می تواند به سادگی به کانال های سیمی دیگر مخابرات و حتی کانال های مخابراتی فضایی آزاد ارتباطات ماکروویو و رادیویی اثرات نامطلوبی ایجاد نماید کانالهای فیبر نوری از این لحاظ امن هستند البته این کانال ها در مقابل خطرات محیط بسیار حساس بوده و شکننده هستند
6-کانال ارسال پیام از فرستنده تاگیرنده
می دانيم هر گاه نور از محيط اول به محيط دوم که غليظ تر است وارد شود دچار شکست ميشود.واگر نور از محيط غليظ با زاويه بيش از زاويه حد به سطح آن برخورد کندسطح ماده همانند يک آينه تخت عمل می کند و نور بازتابش می کند.
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.gif
شکل( 7) شکست نور از محيط غليظ بر اساس قانون اسنل
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.gif
شکل8 فيبرنوری يا موجبر استوانه ای از جنس شيش
از اين خاصيت در فيبرهای نوری استفاده شده است. فيبرنوری يک موجبر استوانه ای از جنس شيشه (يا پلاستيک) که دو ناحيه مغزی وغلاف با ضريب شکست متفاوت ودولايه پوششی اوليه وثانويه پلاستيکی تشکيل شده است . بر اساس قانون اسنل انتشار نور در فيبر نوری برقرار میشود در فيبر نوری انتشار نور تحت تاثير عواملی ذاتی و اکتسابی دوچار تضعيف می شود. اين عوامل عمدتا ناشی از جذب ماورای بنفش ، جذب مادون قرمز ،پراکندگی رايلی، خمش و فشارهای مکانيکی بر آنها هستند .
1- 6 مقایسه کانال ارسال داده در انواع مخایرات با فيبرهای 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 55/1 میکرون و از حداقل پاشندگی در طول موج 3/1 میکرون بهره جستند و فیبری را طراحی کردند که دارای ساختار نسبتا پیچیده تری بود. در عمل با تغییراتی در پروفایل ضریب شکست فیبرهای تک مد از نسل دوم ، که حداقل پاشندگی ان در محدوده 3/1 میکرون قرار داشت ، به محدوده 55/1 میکرون انتقال داده شد و بدین ترتیب فیبر نوری با ماهیت متفاوتی موسوم به فیبر دی.اس.افDSF ساخته شد.
نکته قابل ذکر اين است فيبر نوری را از جنسی می سازند تا نور با هر زاويه ای هم که به سطح مقطع آن برخورد کرد از آن خارج نشود و در طول فيبر حرکت کند.فرايند انتقال سيگنال بدين صورت است که يک سيگنال را توسط چند عمل مدولاسيون به فرکانkHz ۶۴ می رسانند سپس توسط ليزر آن را به فرکانس نور تبديل و به داخل فيبر می تابانند.چون فر کانس نور در حد گيگابايت است يک پهنای باند فوق العاده زياد برای انتقال سيگنال در اختيار ما قرار می دهد وهمچنين با مالتی پلکس کردن سيگنالها ميتوان ۱۹۲۰ کانال را همزمان از داخل فيبر عبور داد.اين خاصيت باعث شده تا ارتباط بين دو مرکز مخابرات تنها با يک رشته فيبر بر قرار شود.اتلاف توان سيگنال در ۱ کيلومتر از فيبر نوری در فرکانس ۴۰۰ گيگا هرتز dB ۱۰ است در مقايسه با کابل هم محور به قطر ۱ سانتی متر که در فرکانس ۱۰۰ کيلو هرتز ،dB۱و در فرکانس ۳مگاهرتز dB ۱/ ۵ اتلاف دارد .اين اتلاف کمتر است اتلاف کم فيبرها باعث شده تا در ميان راه ازrepeater کمتری استفاده شود و از هزينه ها کاسته شود.همچنين ارزان بودن فيبر وخواصی همچون ضد آب بودن آن باعث شده تا از فيبر روز به روز به طور گسترده تری استفاده شود.تنها ايرادی که به فيبر وارد است اينست که به راحتی سيمها نميتوان آنها را پيچ وخم داد زيرا زاويه تابش نور در داخل آن تغيير ميکند و باعث می شود نور از سطح آن خارج شود دومین ايراد آن اين است که اتصال دو رشته فيبر نيز احتياج به دقت ولوازم خاصی دارد.
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image022.gif
شکل (9)كابل جفت تابيده) يکي از قديمي ترين رسانه هاي انتقال مي باشد که شامل دو سيم مسي عايق دار است که به صورت مارپيچ بهم تابيده شده اند. علت اصلي تابيدن سيمها، كاهش اثر آنتن در دريافت سيگنال اغتشاش بيروني ميباشد).
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image024.gif
شکل (10)كابل محوریا كواكسيال( رسانه انتقالي است كه بطور عمومي استفاده ميشود. اين نوع كابل به علت پوشش فلزي ميتواند كارايي بيشتري را (از نظر سرعت و فاصله) نسبت به زوج تابيده فراهم كند. )
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image026.jpg
شکل(11) کابل حامل فيبرهاي نوري
جدول 4-مقايسه مشخصات برخي از كانالهاي انتقال
نوع كانال
| كانالهاي راديويي
| خطا
| پياده سازي
| قيمت
| توضيح
|
خطوط تلفن معمولي
| كم (حدود 4KHz )
| زياد
| ساده
| ارزان
| براي فواصل كوتاه مناسب است
|
زوج سيم
| متوسط ( حدود جند ده تا صد مگاهرتز)
| متوسط
| ساده
| ارزان
| براي فواصل كوتاه مناسب است
|
كابلهاي كواكس
| حدود جند صد مگاهرتز
| كم
| متوسط
| متوسط
| براي فواصل كوتاه مناسب است
|
فيبرهاي نوري
| حدود جند گيگا هرتز
| بسيار كم
| پيچيده
| متوسط
| بهترين كارايي
|
كانالهاي ماهواره
| حدود جند صد مگا هرتز
| توسط
| بسيار پيچيده
| گران
| در همه جا تحت پوشش
|
كانالهاي راديويي
| حدود جند مگا هرتز
| زياد
| نسبتا پيچيده
| نسبتا گران
| در جايي كه كابل كشي عقلانی نيست مناسب مي باشد
|
2-6مزاياي فيبرنوري
- سرعت انتقال اطلاعات در فيبر نوري بسيار بالا و در حد سرعت نور مي باشد
2- فيبر هاي نوري از عوامل طبيعي كمتر تاثير مي پذيرند بدين صورت كه ميدان هاي مغناطيسي و يا الكتريكي شديد بر آن هيچ تاثيري نمي گذارد
3- به دليل عدم تاثير پذيري عواملي چون ميدان هاي مغناطيسي مي توان آن را در كنار كابلهاي فشار قوي استفاده كرد
4- توليد آن مقرون به صرفه است به طوري كه حتي از كابلهاي مسي كه هم اكنون براي انتقال اطلاعات استفاده مي شود مقرون به صرفه تر مي باشد
5- به دليل تضعيف بسيار كم شعاع نوري در فيبر نوري نيار به تقويت كننده هاي بين راهي در مسافت هاي طولاني بسيار كمتر از كابل می باشد
7-پهنای باند بالا تر است
8- نرخ ارسال داده ها بالا تا چند صد Ebps
9- در مقابل نویز مقاوم هستند
10-انشعاب از فیبر نوری برای شنود اطلاعات کار دشواری است.
3-6معايب فيبر نوري
1- از فيبر نوري فقط مي توان براي انتقال اطلاعات آن هم به صورت شعاع هاي نوري استفاده كرد و نمي توان براي انتقال الكتريسيته استفاده نمود
2- اتصال دو فيبر نوري به يكديگر بسيار مشكل و وقت گير مي باشد و نياز به دانش فني خاص خود را دارد
3
-پاشندگي
:Dispersion اگر جسمي داراي ضريب شكست n باشد و n تابعي از طول موج باشد آن جسم ” پاشنده “ است.
از آن جا كه مواد فيبر از دو ضريب شكست متفاوت n1,n2 ( به ترتيب مربوط به هسته و پوشش) تشكيل يافته است لذا فيبر نوري يك محيط پاشنده است پاشندگي درون مدي بستگي به جنس ماده و ساخت تار نوري دارد ولي پاشندگي بين مدي بستگي به نوع و ساخت تار نوري دارد .
پاشندگي بين مدي فقط در تارهاي چند مدي ظاهر مي شود و در تارهاي تک مدي وجود ندارد .
در تارهاي تک مدي کل پاشندگي را فقط درون مدي در نظر مي گيرند.
و سنجش خواص پاشندگي در يک تار نوري معمولاً بر حسب پهن شدن زماني پالس درواحد طول تار(يعني برحسب ns/km )بيان مي شود.
بنا براين تعداد پالس هاي سيگنال نوري که مي توان در يک فاصله زماني معين ارسال کرد و در نتيجه ظرفيت انتقال اطلاعات تار نوري بوسيله پاشندگي پالس به ازاء واحد زمان محدود مي شود.
اعوجاج سيگنال، باعث پهن شدن سيگنال پالس نوري در طول موج فيبر مي شود.
پهن شدن باند ارسالي (ارسال سيگنال آنالوگ) و پهن شدن پالس (ارسال سيگنال ديجيتال) در طول فيبر نوري، باعث تداخل اطلاعات و اعوجاج و بالاخره ” عدم تشخيص “ آن در مقصد مي شود. پس به طور کلي پاشندگي باعث محدوديت در فاصله انتقال يا ظرفيت انتقال و يا ترکيب اين دو مي شود.
براي اينکه در يک لينک تار نوري، پالس هاي نوري بدون هم پوشاني باشند بايد نرخ بيت ديجيتال β کمتر ازτ2 عرض پالس پهن شده در اثر پاشندگي باشدو يا حداکثر برابر با آن باشد
4 - انحراف شعاع الکترواپتیکی یا تغییر شدت یا فرکانس یا فاز مبتنی بر اثرات الکترواپتیکی این اثرات در بعضی موارد می توان برای تخریب ارتباط استفاده نمود . البته از اثرات الکترواپتیکی معمولا برای مدولاسیون پیام روی پرتوی لیزری استفاده می شود
نتجه گیری :
توانایی پردازش اطلاعات در حجم وسیع در امان بودن از نویز های الکتریکی و حملات بمب های الکترو مغناطیسی وپهناي باندي تا1600 گيگابيت شبکههاي نوري باروش WDM ميتوان بستر مناسب ارسال داده و اطلاعات نظامی و عملیاتی برای نیرو های نظامی زمینی و ستادی باشد و با توجه به تنوع انواع مدولاسیون و همچنین پهنای گسترده باند که امکان استفاده تابع های پیچده رمز نگاری را فراهم می نمایید این نوع مخابرات ترجیح داده می شود هر چند کانال ارتباطی آن نسبت به خمش و فشارهای مکانيکی استحکام لازم را ندارد می توان با استفاده از زیر ساخت مناسب و پوشش از بتون روی کابل محا فظت لاز م را فراهم نمود
مراجع
[1] A. Abu-aisheh, and S. Moslehpour, ”Pre-amp EDFA ASE Noise Minimization for
Optical Receiver Transmission Performance Optimization”, CISSE 2007 Conference
[2] W. Moench “Measuring the Optical Signal-to-Noise Ratio in Agile Optical Networks.
OFC, 2007
[3] J. T. Verdeyen, 1995, “Laser Electronics”, third edition, Prentice Hall.
[4] A. Abu-aisheh, 2003, “Pre-amp EDFA Noise Characterization for Optimal Optical
Receiver Transmission performance,” Ph.D. dissertation, Dept. of Elec. Eng. Florida
Institute of Technology, Melbourne, FL.
[5] J. Gowar, 1993 “Optical Communication Systems”, second edition, Prentice Hall Inc.
[6] O. Becker and Simpson, 1999 “Erbium-Doped Fiber Amplifiers, Fundamentals and
Technology”, Academic Press, NY.
[7] R. Tucker and H. Kingston “ Optical Sources Detectors and Systems Fundamentals and
Applications” Academic Press, Inc, (1995)
[8] R. S. Tucker and D. M. Baney, 2001 “Optical Noise Figure: Theory and Measurement”
OFC, Anaheim, CA.
[9] S. Yamamura, Y. Hanamaki, K. Kawasaki, K. Shigihara, Y. Nagai, T. Nishimura, E. Omura, A very low
failure rate of COD free high power 0.98 μm laser diode with the window structure, in: OFC 2000, Baltimore,
MD, 2000.
[10] J.J. Pan, R.W. Lancaster, W. Libby, M. Manning, W. Pauplis, Waveguide pack, United State Patent 5493627,
1996.
[11] S.R. Bowman, "Lasers Without Internal Heat Generation,"
IEEE J. Quantum Electron. 35, 115-122 (1999).
[12] S.R. Bowman, "Non-Exothermic Quasi-Two Level Laser," U.S. Patent #6,370,172, issued April 2002.
[13] S.R. Bowman, N.W. Jenkins, B. Feldman, and S. O'Connor, "Demonstration of a Radiatively Cooled Laser,"
Conference on Lasers and Electro-Optics, Long Beach, CA, June 2002.
[14]Application of Lasers for Sensing & Free Space Communication 10 July - 14 July 2011, The Westin Harbour Castle, Toronto, Ontario, Canada
Last, M.
An 8 mm3 digitally steered laser beam transmitter. IEEE/LEOS International Conference on Optical MEMS, Kauai,
HI, USA, 21-24 Aug. 2000. Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2000. p.69-70.
[15] Macro Mote webpage
–
http://www.eecs.berkeley.edu/~shollar/macro_motes/macromotes.html
[16]Seth’s Master’s Thesis
–
http://www.eecs.berkeley.edu/~shollar/shollar_thesis.pdf
[17] Advanced Circuits -
http://www.advancedcircuits.com/
[18 ]BS Leibowitz, BE Boser, KSJ Pister, “CMOS ‘Smart Pixel’ for Free-Space Optical Communication”, SPIE EI 2001 Conference
4306A, Proc. SPIE vol 4306-37.
[19] P. Hoeher, “Adaptive modulation and channel coding using reliability
information,” in
Proc. of 5th International OFDM-Workshop, Hamburg,
Germany, Sep. 2000, pp. 14.1–14.4.
[20]Encyclopedia of Laser Physics and Technology - an Open Access Resource of In-Depth Information, Free Articles, No nlinear and Fiber Optics.mht
[21]Evolution Toward the Next-Generation Core Optical Network, Adel A. M. Saleh,
Fellow, IEEE, and Jane M. Simmons,
Senior Member, IEEE, JOURNAL OF
55(9), 1978-1985 (2007). LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 24, NO. 9, SEPTEMBER 2006
[1] . WDM [SUP][1][/SUP](wavelength division multiplexin)
[2] DWDM DWDM(Dense WDM)
[3] IP Internet Prot
[4] ATM Asynchronous Transfer Mode
[5] SONET SONET is the American National Standards Institute standard for synchronous data transmission on optical media. The international equivalent
[6] ISP Internet service provider
[7] TDM Time-division multiplexing (TDM )
[8] SDH Synchronous Digital Hierarch
[9] EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifie
[10] DWDM(Dense WDM
[11] WAN wide area network
[12] LAN local area network
[13] Coarse WDM يا CWDM
[14] FTTC Fibre to the Cabinet
[15] FTTHFiber to the Home
توانمندی سامانه مخابرات نوری در تحقق مخابرات امن با ارسال داده تا1600 گيگابيت در ثانيه
مهدي محمد بيگي کارشناسی ارشد فیزک
چکیده :ارسال اطلاعات توسط انتشار نور را مخابرات نوری می گویند. با توجه به روش های مختلف ارسال پیام در مخابرات نوری می توان به ضریب اطمینان وامنیت بیشتر دست یافت وبا مقایسه مخابرات نوری با دیگر انواع مخابرات رادیویی و میکرو موج درمخابرات نوری مزایا بیشترو معایب کمتر است توانایی پردازش اطلاعات در حجم وسیع در امان بودن از نویز های الکتریکی و حملات بمب های الکترو مغناطیسی و رسیدن به پهناي باندي تا1600 گيگابيت. باروش[SUP](
[1])[/SUP] CWDMو WDM[SUP](
[2][/SUP][SUP])[/SUP] بستر مناسب ارسال داده و اطلاعات نظامی و عملیاتی برای نیرو های نظامی است و با توجه به تنوع انواع مدولاسیون و همچنین پهنای گسترده باند امکان استفاده تابع های پیچده رمز نگاری را فراهم می نماید هر چند کانال ارتباطی آن نسبت به خمش و فشارهای مکانيکی استحکام لازم را ندارد اما می توان با استفاده از زیر ساخت مناسب و پوشش دادن کانال ارتباطی استحکام لازم را ایجاد نمود
کلید واژه: مخابرات نوری
،اثر الکترواپتیکی ، پیام ، فیبر نوری، دیود های لیزری، دیود های نوری، شبکههاي نوري ،تقويتکنندههاي نوري
1-مقدمه:
مخابرات نوری عبارت است از هر فرم انتقال اطلاعات که در آن نور واسط انتقال داده باشد. کانال چنین ارتباطی میتواند فضای آزاد، هوا یا فیبر نوری باشد.دستگا ه هایی که وظیفه تبدیل سیگنال الکتریکی به سیگنال نوری را انجام می دهند ، منابع نوری می نامند که به طور کلی به سه دستهLED (Light Emitting Diode))یا دیود های منتشر کننده نوروLD)Laser Diod )یا دیود های لیزری یا دیگر انواع لیزرتقسیم می گردند .
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. در0 5سال اخیر با پیشرفت لیزر به عنوان یک منبع نور بسیار قدرتمند و خطوط انتقال فیبر های نوری فاکتور های جدیدی از تکنولوژی و مخابرات بهتر را برای انسان به ارمغان آورده است.
ویژگی های مخابرات نوری عبارت است
* 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 عدم رسانندگی الکتریکی می تواند 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 می رسند
*تکنیکهای مخابرات نوری امکان استفاده از تکنیکهای دیجیتال را فراهم می ساخت. این مطلب نیاز انسان را به دسترسی مخابره اطلاعات رابه صورت بیت به بیت پاسخگو بود. در مخابرات فيبر نوري، نور مورد استفاده، عموماً ليزر با طول موج حدود 1500 نانومتر است که بسته به کاربرد، بردهاي مختلفي دارد. گسترش ارتباطات و راحتي انتقال اطلاعات از طريق سيستمهاي انتقال و مخابرات فيبر نوري يکي از پر اهميتترين موارد مورد بحث در جهان امروز است. سرعت، دقت و تسهيل از مهمترين ويژگيهاي مخابرات فيبر نوري است. يکي از پر اهميت ترين موارد استفاده از مخابرات فيبر نوري، آساني انتقال در فرستادن سيگنالهاي حامل اطلاعات ديجيتالي است امروزه انتقال سيگنالها به وسيله امواج نوري به همراه تکنيکهاي وابسته آن، شهرت و آوازه سيستمهاي انتقال ماهوارها را به شدت مورد تهديد قرار داده است. دير زماني ست که اين مطلب، که نور مي تواند براي انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار گيرد، به اثبات رسيده است و بشر امروزه توانسته است که از سرعت فوق العاده آن به بهترين وجه استفاده کند.
• 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.
2-روش WDMواستانداردمختلف ارسال داده
اگر نگاهي به مشکلات فعلي صنعت مخابرات، به خصوص در زمينة سرويسدهي به کاربران بيندازيم، به اهميت WDMبيشتر 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[SUP][
[3][/SUP][SUP]][/SUP]، ATM[SUP][
[4][/SUP][SUP]][/SUP] و SONET[SUP][
[5][/SUP][SUP]][/SUP] از جملةاين 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.
اهداف ATM
1. حداقل پهنای باند آن Mbps155 است.
2. اطلاعات در قالب بسته هايی با طول ثابت (53) بايت هستند.
3. به هر بسته يک سلول گفته می شود.
4. اين شبکه ها احتياج به فيبر نوری و سوئيچهای خاصی دارند.
5. اين تکنولوژی می تواند برای ايجاد هر نوع شبکه ای بکار رود.
6. فعلا در Backbone شبکه های WAN کاربرد دارد.
اهداف استاندارد امريکاي شمالي SONET واستاندارد بينالمللي SDH
1- همكاري حاملهاي مختلف را توسط تعريف استاندارد سيگنال دهي عمومي با در نظر گرفتن طول موج، زمانبندي فراهم مي كند
2- فراهم كردن وسايلي بود كه براي سازگاري سيستمهاي ديجيتالي آمريكايي، ژاپني و اروپايي
3 - ارائه روشي براي تسهيم سازي چند كانال ديجيتال به يكديگر
4- پشتيباني اعمال مديريت و نگهداري (OAM)
جدول (1) مقایسه فرمتهاي گوناگون SONET واستاندارد بينالمللي SDH
SONET and SDH multiplex rates
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.gif
شكل (1) پرتوهای نوری حامل داده هر فیبر با انرژي مخصوص به خود و باطول موج مختلف وارد يك منشور ميشوند. اين پرتوها با هم تركيب مي شوند و در فيبر مشتركي به مقصدي دور ارسال می گردد.
با استفاده از شبکههاي نوري و روش WDM 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. {شكل (1) }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.
2-راهحلهاي افزايش ظرفيت در شبکههاي نوري
براي افزايش ظرفيت کاربران 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 [SUP][
[6]][/SUP] ISP ها فراهم نميآورد. راهحل دوم افزايش ظرفيت ، استفاده از مالتي پلکسينگ زماني TDM[SUP][
[7][/SUP][SUP]][/SUP] است که با تقسيمبندي زماني امکان ارسال اطلاعات کاربران بيشتری 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 امکان پذير نیست. بنابر استانداردي كه تعريف شده است، گام بعدي، دسترسي به سرعت 40Gbs پس از 10 Gbs 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[SUP][
[8][/SUP][SUP]][/SUP] که استاندارد بينالمللي است بهکار ميرود. قابل ذکر است که SONET و SDH استانداردهايي هستند که براي سيگنالهاي ديجيتالي تعريف شدهاند و سرعت ارتباطات، ساخت قطعات الکترونيکي و 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 ازسيگنالهاي 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 ازتکنولوژيهاي 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. تقويتکننده EDFA
[9]از جملة اين تقويتکنندهها هستند که به ترتيب در باند طول موجي 1560-1530 و 1610-1528 نانومتر استفاده ميشوند. . تقويتکنندههاي EDFAیک لیزر از نوع آلائنده شده با عایق است در این لیرز یون های فلز Er[SUP]3+[/SUP] [SUB]68[/SUB] در شیشه(فیبر) تزریق شده و با
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.gif
شکل (2)تراز لیزر ایربیوم یونی3+
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.gif
شکل (3) شکل خط جذب اتم ایربیوم یونی3+ برای طول موج 930تا1030 نانومتر و شکل خط جذب اتم ایربیوم یونی3+ برای طول موج 1450تا1650 نانومتر وضریب گسیل القای اتم ایربیوم یونی3+
دمش اپتیکی توسط یک دیود نوری با طول موج930تا1030 نانومتر جمعیت معکوس لازم جهت فرآیند لیزر سه ترازی شکل (2) و عمل تقویت نور وردی با طول موج 1450تا1650 نانومتر فراهم می شود البته شرایط این عمل به برآورد شدن عوامل موثر در معادله آهنگ و شکل خط جذب شکل (3) و شکل خط ضریب گسیل القای دارد و این موضوعات خود به میزان فلز Er[SUP]3+[/SUP] [SUB]68[/SUB]وترکیبات شیشه بستگی دارد که توضیح کامل آن محاسبه ضریب تقویت شکل 4و
5، نویزاحتیاج به نگارش چند صد مقاله است
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg
شکل 4- بلوک دیاگرام طيف گين تقویت کننده EDFA
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg
شکل 5-طيف گين تقویت کننده EDFA
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 بالا گام 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 باندطول موجي که از آن براي انتقال اطلاعات بر روي فيبر استفاده ميشود، به 5 باند جدول2، تقسيم ميشود که در روشهاي مختلف WDM به کارگرفته ميشوند.
جدول
2[SUB]- [/SUB]باندهاي طول موجي انتقال اطلاعات بر روي فيبرنوری
محدودة طول موج بر حسب نانومتر
| نام باند
|
1360-1260
| O-Band
|
1460-1360
| E-Band
|
1530-1460
| S-Band
|
1565-1530
| C-Band
|
1625-1565
| L-Band
|
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[SUP][
[10][/SUP][SUP]][/SUP] 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[SUP][
[11][/SUP][SUP]][/SUP] به صرفه خواهد بود. اگر بخواهيم اين روش را در مناطق شهري و شبکههاي ناحيهاي( Metropolitan) و LAN[SUP][
[12][/SUP][SUP]][/SUP] 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[SUP][
[13][/SUP][SUP]][/SUP] 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] جدول (1) STM-[SUP]16[/SUP][ دارند، فراهم ميآورند و مي توان به پهناي باندي تا 40 گيگابيت در ثانيه بر روي يک فيبر تکي دست يافت.
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.jpg
شکل 6
- یک نمونه تقویت کنندو مخلوط کنند داده به روش CWDMبرای ارسال در فیبر نوری
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[SUP][
[14][/SUP][SUP]][/SUP] و FTTC[SUP][
[15][/SUP][SUP]][/SUP] 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
3-امنیت کامل در ارسال و دریافت پیام
شرایط لازم برای رسیدن به امنیت کامل در ارسال و دریافت پیام عبارت است:
1-امنیت فیزیکی2- امنيت سيگنال 3-امنيت پيام 4- امنيت در مقابل تهدید ،حمله ،فریب برقرار گردد
1-امنیت فیزیکی لازم وقتی می توان دست یافت ، حفظ اجزای مختلف که در ارسال پیام نقس دارند در برابر عوامل طبیعی وحملات نظامی از لحاظ سلامت فیزیکی اطمینان حاصل نمود.
2-امنیت در سیگنال ارسالی :حفظ سیکنال ارسالی و پیام حامل آن از تغییر احتمالی عمدی و یا غیر عمدی و دریافت کامل سیگنال حامل پیام در مقصد.
3-امنیت پیام از لحاظ عدم دست رسی به پیام توسط افراد غیر مجاز و دشمن و اطلاع از محتوی پیام توسط آنان
4-ضریب اطمینان بالا از عدم تغییر پیام اصلی در طول مسیر و یا ایجاد اغتشاش و قطع ارتباط توسط دشمن در مخابرات نظامی از اهمیت ویژه برخوردار است ودر قسمت های آینده نشان می دهیم اولویت مخابرات نوری بر دیگرراههای ارسال پیام چگونه است.
4- انواع فرستنده نوری و امنیت سیگنال
برای تولید سیگنال نوری مناسب جهت ارسال پیام در مخابرات نوری معمولا از سه منبع معروف استفاده می شود یک منبع نورLED (دیود گسیل کننده نور) LD(دیود لیزری)و یا لیزرهای گوناگون گازی... می باشد.
البته بسته به کانال ارسال می توان منبع مناسب نور را انتخاب نمود برای کانال هدایت شده مثل فیبر نوری منابع LED و LD مناسب بوده وهرکدام مزایای مخصوص دارد و میزان امنیت ارسال پیام در آنها مختلف است برای کانال هدایت نشده هوا وفضا آزاد، لیزرهای گوناگون گازی....یا لیزرco2 مناسب است برای ارسال پیام در دو منبع اول پیام ارسالی به جریان الکتریکی تبدیل و جریان الکتریکی به دیود نوری یا دیود لیزری اعمال شده و شدت نور تولیدی متناسب با جریان تزریقی به دیود نوری یا دیود لیزری ایجاد می گردد و نور مدوله شده در فیبر نوری ارسال می گرد اما در مورد لیزر های دیگر که توان پمپاژ الکتریکی نیست و یا نمی توان پمپاژ الکتریکی را به علت فنی تغییر داد ،عمل مدولاسیون خارجی با استفاده از اثر الکترواپتیکی انجام می گردد اما روش مدولاسیون خارجی صنعتی نمی باشد وتنها برای مخابرات فضای استفاده می شود
جدول(3) مقايسه بين ديود نيمههادي با دیود لیزری
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.gif
با توجه به جدول 2سرعت ارسال پیام در ثانیه دیود لیزری خیلی بیشتر از دیود نوری ،برای فیبرنوری تک مدی لیزر مناسب تر بوده ولی برای فیبرنوری چند مدی ارسال اطلاعات منبع نوریLED مناسب تر است و کیفیت ارسال برای نور تولیدی لیزری بالاتر است چون شدت نور بیشتر بوده لذا می توان برای مسافت های طولانی تری از آن استفاده نمود
در لیزر چون طول کاواک تولید نور لیزر مدهای تشعشع را مشخص می کنند لذا با دقت بالایی می توان گفت هر لیزر فرکانس و طول موج مخصوص به خود را دارد و همچنین می توان با استفاده از سنجه فابری پروکه ازدو آینه موازی به فاصله D این پهنای خط طول موج را دقیق تر نمودو از این پارامتر برای مشخص نمودن سیگنال دریافتی در مقصد و راستی آزمای اعتبار اصلی بودن آن بهره جست ودر صورت فریب و تغییر سیگنال توسط حمله کننده آن را مشخص نمود و همچنین چون تزویچ سیگنال نور لیزر وفیبر نوری ساده نبوده در صورت قطع فیبرنوری توسط حمله کننده و ارسال پیام غیرخودی از کانال، زمان لازم به اندازه ای است که در مقصد می تواند از حمله مربوط اطلاع حاصل نمود و همچنین چون سیگنال های ارسالی از فیبر نوری ائتلاف قابل ملاحظه ای به بیرون از فیبر ندارد لذا استخراج پیام و اطلاعات از سیگنال عبوری در داخل فیبر نوری توسط افراد غیر مجاز ممکن نیست لذا امنیت پیام نسبت به کابل های مسی تلفن و دیگر کانال های ماکروی سیمی بهتر می باشد هر چند با بکار بردن بعضی از اثرات الکترواپتیکی که در مقاله بعدی توضیح داده می شود امکان برداشت قسمتی از سیگنال وجود دارد ولی با وسایل دقیق اندازه گیری شدت در مرکز می توان از دستبرد اطلاعات در منبع آگاه شد و با ارسال پیام لازم به فرستنده ارتباط را قطع نمود تا از دستیابی اطلاعاتی دشمن جلوگیری نمود.
همچنین به خاطر عدم تاثیر امواج الکترومغناطیسی خارجی روی فیبر نوری وسایل مخابراتی نوری را می توان با ضریب اطمینان بالاتری نسبت به حملات EMP و بمب های الکترومغناطیسی ایمن نمود در صورتی که این نوع حملات می تواند به سادگی به کانال های سیمی دیگر مخابرات و حتی کانال های مخابراتی فضایی آزاد ارتباطات ماکروویو و رادیویی اثرات نامطلوبی ایجاد نماید کانالهای فیبر نوری از این لحاظ امن هستند البته این کانال ها در مقابل خطرات محیط بسیار حساس بوده و شکننده هستند
6-کانال ارسال پیام از فرستنده تاگیرنده
می دانيم هر گاه نور از محيط اول به محيط دوم که غليظ تر است وارد شود دچار شکست ميشود.واگر نور از محيط غليظ با زاويه بيش از زاويه حد به سطح آن برخورد کندسطح ماده همانند يک آينه تخت عمل می کند و نور بازتابش می کند.
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.gif
شکل( 7) شکست نور از محيط غليظ بر اساس قانون اسنل
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.gif
شکل8 فيبرنوری يا موجبر استوانه ای از جنس شيش
از اين خاصيت در فيبرهای نوری استفاده شده است. فيبرنوری يک موجبر استوانه ای از جنس شيشه (يا پلاستيک) که دو ناحيه مغزی وغلاف با ضريب شکست متفاوت ودولايه پوششی اوليه وثانويه پلاستيکی تشکيل شده است . بر اساس قانون اسنل انتشار نور در فيبر نوری برقرار میشود در فيبر نوری انتشار نور تحت تاثير عواملی ذاتی و اکتسابی دوچار تضعيف می شود. اين عوامل عمدتا ناشی از جذب ماورای بنفش ، جذب مادون قرمز ،پراکندگی رايلی، خمش و فشارهای مکانيکی بر آنها هستند .
1- 6 مقایسه کانال ارسال داده در انواع مخایرات با فيبرهای 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 55/1 میکرون و از حداقل پاشندگی در طول موج 3/1 میکرون بهره جستند و فیبری را طراحی کردند که دارای ساختار نسبتا پیچیده تری بود. در عمل با تغییراتی در پروفایل ضریب شکست فیبرهای تک مد از نسل دوم ، که حداقل پاشندگی ان در محدوده 3/1 میکرون قرار داشت ، به محدوده 55/1 میکرون انتقال داده شد و بدین ترتیب فیبر نوری با ماهیت متفاوتی موسوم به فیبر دی.اس.افDSF ساخته شد.
نکته قابل ذکر اين است فيبر نوری را از جنسی می سازند تا نور با هر زاويه ای هم که به سطح مقطع آن برخورد کرد از آن خارج نشود و در طول فيبر حرکت کند.فرايند انتقال سيگنال بدين صورت است که يک سيگنال را توسط چند عمل مدولاسيون به فرکانkHz ۶۴ می رسانند سپس توسط ليزر آن را به فرکانس نور تبديل و به داخل فيبر می تابانند.چون فر کانس نور در حد گيگابايت است يک پهنای باند فوق العاده زياد برای انتقال سيگنال در اختيار ما قرار می دهد وهمچنين با مالتی پلکس کردن سيگنالها ميتوان ۱۹۲۰ کانال را همزمان از داخل فيبر عبور داد.اين خاصيت باعث شده تا ارتباط بين دو مرکز مخابرات تنها با يک رشته فيبر بر قرار شود.اتلاف توان سيگنال در ۱ کيلومتر از فيبر نوری در فرکانس ۴۰۰ گيگا هرتز dB ۱۰ است در مقايسه با کابل هم محور به قطر ۱ سانتی متر که در فرکانس ۱۰۰ کيلو هرتز ،dB۱و در فرکانس ۳مگاهرتز dB ۱/ ۵ اتلاف دارد .اين اتلاف کمتر است اتلاف کم فيبرها باعث شده تا در ميان راه ازrepeater کمتری استفاده شود و از هزينه ها کاسته شود.همچنين ارزان بودن فيبر وخواصی همچون ضد آب بودن آن باعث شده تا از فيبر روز به روز به طور گسترده تری استفاده شود.تنها ايرادی که به فيبر وارد است اينست که به راحتی سيمها نميتوان آنها را پيچ وخم داد زيرا زاويه تابش نور در داخل آن تغيير ميکند و باعث می شود نور از سطح آن خارج شود دومین ايراد آن اين است که اتصال دو رشته فيبر نيز احتياج به دقت ولوازم خاصی دارد.
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image022.gif
شکل (9)كابل جفت تابيده) يکي از قديمي ترين رسانه هاي انتقال مي باشد که شامل دو سيم مسي عايق دار است که به صورت مارپيچ بهم تابيده شده اند. علت اصلي تابيدن سيمها، كاهش اثر آنتن در دريافت سيگنال اغتشاش بيروني ميباشد).
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image024.gif
شکل (10)كابل محوریا كواكسيال( رسانه انتقالي است كه بطور عمومي استفاده ميشود. اين نوع كابل به علت پوشش فلزي ميتواند كارايي بيشتري را (از نظر سرعت و فاصله) نسبت به زوج تابيده فراهم كند. )
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image026.jpg
شکل(11) کابل حامل فيبرهاي نوري
جدول 4-مقايسه مشخصات برخي از كانالهاي انتقال
نوع كانال
| كانالهاي راديويي
| خطا
| پياده سازي
| قيمت
| توضيح
|
خطوط تلفن معمولي
| كم (حدود 4KHz )
| زياد
| ساده
| ارزان
| براي فواصل كوتاه مناسب است
|
زوج سيم
| متوسط ( حدود جند ده تا صد مگاهرتز)
| متوسط
| ساده
| ارزان
| براي فواصل كوتاه مناسب است
|
كابلهاي كواكس
| حدود جند صد مگاهرتز
| كم
| متوسط
| متوسط
| براي فواصل كوتاه مناسب است
|
فيبرهاي نوري
| حدود جند گيگا هرتز
| بسيار كم
| پيچيده
| متوسط
| بهترين كارايي
|
كانالهاي ماهواره
| حدود جند صد مگا هرتز
| توسط
| بسيار پيچيده
| گران
| در همه جا تحت پوشش
|
كانالهاي راديويي
| حدود جند مگا هرتز
| زياد
| نسبتا پيچيده
| نسبتا گران
| در جايي كه كابل كشي عقلانی نيست مناسب مي باشد
|
2-6مزاياي فيبرنوري
- سرعت انتقال اطلاعات در فيبر نوري بسيار بالا و در حد سرعت نور مي باشد
2- فيبر هاي نوري از عوامل طبيعي كمتر تاثير مي پذيرند بدين صورت كه ميدان هاي مغناطيسي و يا الكتريكي شديد بر آن هيچ تاثيري نمي گذارد
3- به دليل عدم تاثير پذيري عواملي چون ميدان هاي مغناطيسي مي توان آن را در كنار كابلهاي فشار قوي استفاده كرد
4- توليد آن مقرون به صرفه است به طوري كه حتي از كابلهاي مسي كه هم اكنون براي انتقال اطلاعات استفاده مي شود مقرون به صرفه تر مي باشد
5- به دليل تضعيف بسيار كم شعاع نوري در فيبر نوري نيار به تقويت كننده هاي بين راهي در مسافت هاي طولاني بسيار كمتر از كابل می باشد
7-پهنای باند بالا تر است
8- نرخ ارسال داده ها بالا تا چند صد Ebps
9- در مقابل نویز مقاوم هستند
10-انشعاب از فیبر نوری برای شنود اطلاعات کار دشواری است.
3-6معايب فيبر نوري
1- از فيبر نوري فقط مي توان براي انتقال اطلاعات آن هم به صورت شعاع هاي نوري استفاده كرد و نمي توان براي انتقال الكتريسيته استفاده نمود
2- اتصال دو فيبر نوري به يكديگر بسيار مشكل و وقت گير مي باشد و نياز به دانش فني خاص خود را دارد
3
-پاشندگي
:Dispersion اگر جسمي داراي ضريب شكست n باشد و n تابعي از طول موج باشد آن جسم ” پاشنده “ است.
از آن جا كه مواد فيبر از دو ضريب شكست متفاوت n1,n2 ( به ترتيب مربوط به هسته و پوشش) تشكيل يافته است لذا فيبر نوري يك محيط پاشنده است پاشندگي درون مدي بستگي به جنس ماده و ساخت تار نوري دارد ولي پاشندگي بين مدي بستگي به نوع و ساخت تار نوري دارد .
پاشندگي بين مدي فقط در تارهاي چند مدي ظاهر مي شود و در تارهاي تک مدي وجود ندارد .
در تارهاي تک مدي کل پاشندگي را فقط درون مدي در نظر مي گيرند.
و سنجش خواص پاشندگي در يک تار نوري معمولاً بر حسب پهن شدن زماني پالس درواحد طول تار(يعني برحسب ns/km )بيان مي شود.
بنا براين تعداد پالس هاي سيگنال نوري که مي توان در يک فاصله زماني معين ارسال کرد و در نتيجه ظرفيت انتقال اطلاعات تار نوري بوسيله پاشندگي پالس به ازاء واحد زمان محدود مي شود.
اعوجاج سيگنال، باعث پهن شدن سيگنال پالس نوري در طول موج فيبر مي شود.
پهن شدن باند ارسالي (ارسال سيگنال آنالوگ) و پهن شدن پالس (ارسال سيگنال ديجيتال) در طول فيبر نوري، باعث تداخل اطلاعات و اعوجاج و بالاخره ” عدم تشخيص “ آن در مقصد مي شود. پس به طور کلي پاشندگي باعث محدوديت در فاصله انتقال يا ظرفيت انتقال و يا ترکيب اين دو مي شود.
براي اينکه در يک لينک تار نوري، پالس هاي نوري بدون هم پوشاني باشند بايد نرخ بيت ديجيتال β کمتر ازτ2 عرض پالس پهن شده در اثر پاشندگي باشدو يا حداکثر برابر با آن باشد
4 - انحراف شعاع الکترواپتیکی یا تغییر شدت یا فرکانس یا فاز مبتنی بر اثرات الکترواپتیکی این اثرات در بعضی موارد می توان برای تخریب ارتباط استفاده نمود . البته از اثرات الکترواپتیکی معمولا برای مدولاسیون پیام روی پرتوی لیزری استفاده می شود
نتجه گیری :
توانایی پردازش اطلاعات در حجم وسیع در امان بودن از نویز های الکتریکی و حملات بمب های الکترو مغناطیسی وپهناي باندي تا1600 گيگابيت شبکههاي نوري باروش WDM ميتوان بستر مناسب ارسال داده و اطلاعات نظامی و عملیاتی برای نیرو های نظامی زمینی و ستادی باشد و با توجه به تنوع انواع مدولاسیون و همچنین پهنای گسترده باند که امکان استفاده تابع های پیچده رمز نگاری را فراهم می نمایید این نوع مخابرات ترجیح داده می شود هر چند کانال ارتباطی آن نسبت به خمش و فشارهای مکانيکی استحکام لازم را ندارد می توان با استفاده از زیر ساخت مناسب و پوشش از بتون روی کابل محا فظت لاز م را فراهم نمود
مراجع
[1] A. Abu-aisheh, and S. Moslehpour, ”Pre-amp EDFA ASE Noise Minimization for
Optical Receiver Transmission Performance Optimization”, CISSE 2007 Conference
[2] W. Moench “Measuring the Optical Signal-to-Noise Ratio in Agile Optical Networks.
OFC, 2007
[3] J. T. Verdeyen, 1995, “Laser Electronics”, third edition, Prentice Hall.
[4] A. Abu-aisheh, 2003, “Pre-amp EDFA Noise Characterization for Optimal Optical
Receiver Transmission performance,” Ph.D. dissertation, Dept. of Elec. Eng. Florida
Institute of Technology, Melbourne, FL.
[5] J. Gowar, 1993 “Optical Communication Systems”, second edition, Prentice Hall Inc.
[6] O. Becker and Simpson, 1999 “Erbium-Doped Fiber Amplifiers, Fundamentals and
Technology”, Academic Press, NY.
[7] R. Tucker and H. Kingston “ Optical Sources Detectors and Systems Fundamentals and
Applications” Academic Press, Inc, (1995)
[8] R. S. Tucker and D. M. Baney, 2001 “Optical Noise Figure: Theory and Measurement”
OFC, Anaheim, CA.
[9] S. Yamamura, Y. Hanamaki, K. Kawasaki, K. Shigihara, Y. Nagai, T. Nishimura, E. Omura, A very low
failure rate of COD free high power 0.98 μm laser diode with the window structure, in: OFC 2000, Baltimore,
MD, 2000.
[10] J.J. Pan, R.W. Lancaster, W. Libby, M. Manning, W. Pauplis, Waveguide pack, United State Patent 5493627,
1996.
[11] S.R. Bowman, "Lasers Without Internal Heat Generation,"
IEEE J. Quantum Electron. 35, 115-122 (1999).
[12] S.R. Bowman, "Non-Exothermic Quasi-Two Level Laser," U.S. Patent #6,370,172, issued April 2002.
[13] S.R. Bowman, N.W. Jenkins, B. Feldman, and S. O'Connor, "Demonstration of a Radiatively Cooled Laser,"
Conference on Lasers and Electro-Optics, Long Beach, CA, June 2002.
[14]Application of Lasers for Sensing & Free Space Communication 10 July - 14 July 2011, The Westin Harbour Castle, Toronto, Ontario, Canada
Last, M.
An 8 mm3 digitally steered laser beam transmitter. IEEE/LEOS International Conference on Optical MEMS, Kauai,
HI, USA, 21-24 Aug. 2000. Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2000. p.69-70.
[15] Macro Mote webpage
–
http://www.eecs.berkeley.edu/~shollar/macro_motes/macromotes.html
[16]Seth’s Master’s Thesis
–
http://www.eecs.berkeley.edu/~shollar/shollar_thesis.pdf
[17] Advanced Circuits -
http://www.advancedcircuits.com/
[18 ]BS Leibowitz, BE Boser, KSJ Pister, “CMOS ‘Smart Pixel’ for Free-Space Optical Communication”, SPIE EI 2001 Conference
4306A, Proc. SPIE vol 4306-37.
[19] P. Hoeher, “Adaptive modulation and channel coding using reliability
information,” in
Proc. of 5th International OFDM-Workshop, Hamburg,
Germany, Sep. 2000, pp. 14.1–14.4.
[20]Encyclopedia of Laser Physics and Technology - an Open Access Resource of In-Depth Information, Free Articles, No nlinear and Fiber Optics.mht
[21]Evolution Toward the Next-Generation Core Optical Network, Adel A. M. Saleh,
Fellow, IEEE, and Jane M. Simmons,
Senior Member, IEEE, JOURNAL OF
55(9), 1978-1985 (2007). LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 24, NO. 9, SEPTEMBER 2006
[1] . WDM [SUP][1][/SUP](wavelength division multiplexin)
[2] DWDM DWDM(Dense WDM)
[3] IP Internet Prot
[4] ATM Asynchronous Transfer Mode
[5] SONET SONET is the American National Standards Institute standard for synchronous data transmission on optical media. The international equivalent
[6] ISP Internet service provider
[7] TDM Time-division multiplexing (TDM )
[8] SDH Synchronous Digital Hierarch
[9] EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifie
[10] DWDM(Dense WDM
[11] WAN wide area network
[12] LAN local area network
[13] Coarse WDM يا CWDM
[14] FTTC Fibre to the Cabinet
[15] FTTHFiber to the Home