Information and Communication Technology
فناوری اطلاعات و ارتباطات
صفحه نخست      
پنجشنبه ٢٠ مهر ۱۳٩۱ :: ۱٠:٤۳ ‎ق.ظ ::  نويسنده : M:H

دیر زمانیست این مطلب که نور می تواند برای انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار گیرد به اثبات رسیده است و بشر امروزه توانسته است که از سرعت فوق العاده آن به بهترین وجه استفاده کند .

برای دیدن همه مطالب روی ادامه مطلب کلیک کنید.

 


- در سال 1880 میلادی الکساندر گراهام بل 4 سال بعد از اختراع تلفن موفق به اخذ امتیاز نامه خود در زمینه مخابرات امواج نوری برای دستگاه خود با عنوان فوتو تلفن گردید .

- در 15 سال اخیر با پیشرفت لیزر به عنوان یک منبع نور بسیار قدرتمند و خطوط انتقال فیبر های نوری فاکتورهای جدیدی از تکنولوژی و تجارت بهتر را برای انسان به ارمغان آورد .

امروزه راههای گوناگونی برای انتقال اطلاعات وجود دارد که کابلهای مخابراتی معمولی ، رادیو ماکروویو ، ماهواره و فیبر نوری از آن جمله اند .
خبر ساخت اولین فیبر نوری در سال 1966 همزمان در انگلیس و فرانسه با تضعیفی برابر اعلام شد که عملا درانتقال اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود تا اینکه در سال 1976 با کوشش فراوان محققین ، تلفات فیبر نوری تولیدی شدیدا کاهش داده شد و به مقداری رسید که قابل ملاحظه با سیم های کوکسیکال مورد استفاده در شبکه مخابرات بود . 

تعریف فیبر نوری

فیبر نوری یکی از محیط های انتقال داده با سرعت بالا است . امروزه از فیبر نوری در موارد متفاوتی نظیر شبکه های تلفن شهری و بین شهری ، شبکه های کامپیوتری و اینترنت استفاده بعمل می-آید . فیبر نوری رشته ای از تارهای شیشه ای بوده که هر یک از تارها دارای ضخامتی معادل تار موی انسان را داشته و از آنان برای انتقال اطلاعات در مسافت های طولانی استفاده می شود .

با استفاده از فیبر نوری زیرساختهای ارتباطی محلی و شهری  قادر خواهد بود با سرعتهای بیشتر و کیفیت برتر به یکدیگر و به زیرساختهای منطقهای و جهانی اطلاعات بپیوندند .
با بکارگیری آخرین فناوریهای انتقال نوری ، زیرساخت لازم برای تمام کاربردهای الکترونیکی از قبیل تجارت الکترونیکی ، دولت الکترونیکی و بانکداری الکترونیکی فراهم می شود و ارایه خدمات ارتباطی ارزان ، پرسرعت ، ایمن و با کیفیت عالی به همه اقشار امکانپذیر می گردد .

امروزه اغلب مکالمات تلفنی ، مخابره ی فکس ها و تقریباً تمام نقل و انتقالات اینترنتی و پست الکترونیکی (email) بین شهرها و قاره ها بوسیله ی فیبرهای نوری انجام می شود .

ورود فیبر نوری به عرصه شبکه کمکی بزرگ در راستای پیاده سازی بسترهای، قوی و پایدار شبکه است . دراین میان ، فیبر نوری به دلایل مختلف و باتوجه به ماهیت نوری که دارد نسبت به موارد دیگر بهترین گزینه است .

فیبر نوری از تمام محیط های انتقالی شناخته شده، دارای پهنای باند وسیع تر و افت کمتری می باشد . این ها دو مزیت عمده در ارزیابی سیستم های مخابراتی بشمار می رود . فیبر نوری که تا چند سال پیش(سال1980) ، صرفاً جنبه آزمایشگاهی داشت ، امروز نه تنها به مرحله تولید و ساخت رسیده بلکه تا پایان سال 1985 در حدود 5/1 میلیون کیلومتر کابل نوری در سراسر جهان نصب شده است . کابل های نوری مانند کابل های مسی می توانند به صورت هوایی، کانالی، خاکی و یا زیر دریایی نصب شوند . معمولاً طول کابل نوری بر حسب کاربرد آن ، بین چند صد متر تا چند کیلومتر است می باشد . طول های کوتاه- - تر برای موقعی است که کابل در کانال کشیده می شود و کابل های با طول بلندتر به صورت هوایی و خاکی قابل نصب است .

برای خطوط انتقال بلندتر از طول کابل نوری ، قطعات کابل فیبر نوری به یکدیگر پیوند زده می شوند .

 در ایران نیز اولین بار در اوایل سال 1360، فیبر تک مدی به طول 45 کیلومتر بین تهران ــ کرج با همکاری شرکت زیمنس آلمان ، با افت 36/0 دسی بل برکیلومتر در طول موج 1310 نانومتر به صورت کانالی کشیده شد .

فیبر نوری در زمینه کاربرد زیر دریایی نیز جایگاه ویژه ای دارد ، به طوری که در سال 1988 دو قاره اروپا و آمریکا از طریق فیبر نوری زیر دریایی به هم مربوط شده اند .

همان گونه که مشاهده می گردد ارتباطات همواره در حال توسعه بوده است و در حقیقت نوع سرویس های جدیدی که ابداع گردیده ، استفاده صحیح از پهنای باند مفید و نیز ساختمان شبکه ها که به شکل دیجیتال تغییر یافته و در دراز مدت به صورت  ISDN (Integrated Services Digital Network) در خواهد آمد ، موجب شده است که محیط های انتقال ، مورد مطالعه بیشتری قرار گیرند که یکی از نتایج این مطالعه در زمینه محیط های انتقال فیبر نوری می باشد .

به جرأت می توان گفت بشر قرن بیست و یکم ، سیستم های مخابرات نوری را به عنوان زیربنای اصلی شبکه مخابراتی جهانی خود تدارک دیده است .

نقش فیبر نوری در سیستم‌های مخابراتی

گسترش ارتباطات راه دور و راحتی انتقال اطلاعات از طریق سیستم‌های انتقال و مخابرات فیبر نوری یکی از پر اهمیت ‌ترین موارد مورد بحث در جهان امروز است . سرعت دقت و تسهیل از مهم‌ترین ویژگی‌های مخابرات فیبر نوری می ‌باشد . یکی از پر اهمیت ‌ترین موارد استفاده از مخابرات فیبر نوری آسانی انتقال در فرستادن سیگنال‌های حامل اطلاعات دیجیتالی است که قابلیت تقسیم بندی در حوزه زمانی را دارا می  ‌باشد . این به این معنی است که مخابرات دیجیتال تامین کننده پتانسیل کافی برای استفاده از امکانات مخابره اطلاعات در پکیجهای کوچک انتقال در حوزه زمانی است . برای مثال عملکرد مخابرات فیبر نوری با توانایی ۲۰ مگا هرتز با داشتن پهنای باند ۲۰ کیلو هرتز دارای گنجایش اطلاعاتی ۰٫۱٪ می ‌باشد . امروزه انتقال سیگنالها به وسیله امواج نوری به همراه تکنیکهای وابسته به انتقال شهرت و آوازه سیستم‌های انتقال ماهوارهای را به شدت مورد تهدید قرار داده‌است .

از مزیت های مهم استفاده از این تکنولوژی در سیستمهای مخابراتی می توانبم به موارد زیر اشاره کنیم :

  • 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 نویزهای الکتریکی : بافت یک فیبر نوری از جنس پلاستیک یا شییشه به دلیل رسانندگی انتخاب می ‌شود .

نقش فیبر نوری در ارتباطات منطقه ای

کشور ما در حال حاضر از طریق فیبر نوری با کشورهایی چون ترکیه ، امارات و ترکمنستان ارتباط دارد و فیبر نوری کشور پاکستان نیز در آستانه افتتاح قرار گرفته است و طبق طرح جامع ارتباط با بین الملل تا پایان برنامه چهارم توسعه به کلیه کشورهای همسایه هم چون عراق ، آذربایجان ، افغانستان و نخجوان از طریق فیبر نوری متصل خواهد شد .

برقراری ارتباطات با کشورهای همسایه به عنوان یکی از طرح ‏های جامع سازمان ارتباطات زیرساخت ، مطرح است .

نقش فیبر نوری و تاثیر استفاده از آن بر فناوری اطلاعات
امروزه با توجه به سرعت تولید علم و دانش نیاز به افزایش سرعت تبادل آنها بیشتر شده است . دنیا به سمتی می رود که از ابزاری استفاده کند که با ارایه پهنای باند بیشتر همزمان تعداد بیشتری به راحتی و با سرعت زیاد اطلاعات را در اختیار داشته باشند یا همزمان بتوانند به راحتی با موبایل یا تلفن صحبت کنند و به اینترنت وصل شوند و فیبر نوری یکی از فناوریهایی است که می تواند این امکان را فراهم کند .
بکارگیری فیبر نوری برای انتقال اطلاعات از سال ۱۹۶۶ شکل گرفت ولی تا سال ۱۹۷۶ عملا در انتقال داده قابل استفاده نبود ولی اکنون شرکتهای تلویزیون کابلی و شرکتهای چند ملیتی جهت انتقال دادهها و اطلاعات مالی در سراسر جهان و . . . از فیبر نوری استفاده می کنند . اکنون در ایران با توجه به زیاد شدن کاربران اینترنت ، استفاده کنندگان از تلفن ثابت و موبایل و مهم تر از همه به خاطر این که ایران در مسیر شاهراه اطلاعات بین اروپا و چین قراردارد ضرورت استفاده از شبکه فیبر نوری حس شده و بهره برداری از آن اجرایی می شود . البته باید توجه داشت استفاده از فیبر نوری به موازات استفاده از بقیه سیستمهای انتقال اطلاعات صورت می گیرد .

استفاده از فیبر نوری در دولت الکترونیک

یکی از پروژه هایی که می تواند زیرساختی مستحکم برای تحقق دولت الکترونیک فراهم آورد طرح اتصال فیبر نوری به منازل و ساختمان های تجاری است .

نکته مهم فراگیری تکنولوژی اتصال فیبر نوری به منازل در روند تکامل شبکه های مخابراتی در سال های نه چندان دور در آینده است . زیرا با این کار امکان ارسال حجم بسیار بالایی از اطلاعات فراهم خواهد شد و در نتیجه می توان سرویس های نوینی را برای مشترکان شبکه های مخابراتی معرفی کرد که مهم ترین آنها ارسال تصویر و سیستم های زنده تصویری است . بنابراین زمانی که فیبر نوری به منازل و ساختمان های تجاری کشیده شود ، انقلاب عظیمی در شبکه های مخابراتی و دنیای دیجیتال اتفاق خواهد افتاد و آنهایی که به این تکنولوژی دسترسی دارند از نظر احاطه به اقتصاد و اطلاعات جهانی ، جامعه ای مدرن خواهند داشت .

نمونه ای از کاربرد فیبر نوری در کشور :

برقراری ارتباط بین ساختمانهای ستاد مرکزی شرکت ملی پالایش و پخش فراورده های نفتی ایران و شرکت‌های تابعه توسط فیبر نوری

به منظور تبادل اطلاعات بین ستاد مرکزی و شرکت‌های تابعه در تهران و ایجاد بستر مناسب برای استفاده از سیستم‌های کاربردی ، ایجاد شبکه فیبر نوری مورد توجه قرار گرفت . با ایجاد این شبکه محیطی پرسرعت و امن برای استقرار اتوماسیون اداری و سایر نرم‌افزارهای مفید فراهم خواهد گردید . با توجه به وظایف و قابلیت‌های شرکت خطوط لوله و مخابرات  انجام کار از مدیریت محترم آن شرکت درخواست گردید . با توجه به پیشرفت کار نصب فیبر نوری بین ساختمان‌های ستاد و دفاتر مرکزی شرکت ملی پخش، شرکت ملی مهندسی و توسعه نفت و شرکت خطوط لوله و مخابرات، بهره‌برداری از فیبر نوری در اوایل سال 1387 آغاز گردید .

از جمله مزیت هایی که فیبر نوری برای این شرکت در بر داشت می توان به موارد زیر اشاره کرد که عبارتند از :

  • تهیه پهنای باند مناسب (2MB) برای کلیه ساختمان‌های ستاد
  • افزایش کارآیی شبکه به منظور رساندن اینترنت مناسب به کاربران
  • سیاست‌گذاری و تدوین استانداردهای استفاده از اینترنت (نحوه و زمان دسترسی و حجم دانلود کاربران و . . .)
  • پیگیری‌های مدام با شرکت مخابرات ایران و رفع نواقص ، مشکلات و قطعی اینترنت
  • تهیه فرمهای لازم و ثبت کلیه اطلاعات مربوط به استفاده‌ از اینترنت در نرم‌افزارهای مخصوص
  • راه‌اندازی و استفاده از نرم‌افزارهای تحت اینترنت و از راه دور مانند اطلاعات تولید ، حوادث ، فرمهای جمع‌آوری اطلاعات و . . .
  • تهیه پهنای باند اینترنت برای پالایشگاه تهران با هزینه پالایشگاه مذکور
  • تهیه پایگاه‌های اطلاع‌رسانی در پورتال سازمانی شرکت با استفاده از نرم‌افزار Ms- SharePoint، Ms-FrontPage، Flash برای اکثر مدیریت‌ها و واحدهای ستادی

کاربرد فیبر نوری در حسگرها

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

کاربردهای نظامی فیبر نوری

فیبر نوری کاربردهای بی‌شماری در صنایع دفاع دارد که از آن جمله به طور مختصر می ‌توان برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار ، کنترل و هدایت موشک‌ها ، ارتباط زیردریاییها (هیدروفون) را نام برد .

کاربردهای پزشکی فیبر نوری

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

کاربرد فیبر نوری درروشنایی

از جمله کاربردهای فیبر نوری که در اواخر قرن بیستم بعنوان یک فناوری روشنایی متداول شده و در چند سال قرن اخیر توسعه ورشد فراوانی پیدا کرده‌ است کاربرد آن درسیستم‌های روشنایی است . در این فناوری نور از منبع نوری که می ‌تواند نور مصنوعی (نور لامپهای الکتریکی) و یا نور طبیعی (نور خورشید) باشد وارد فیبر نوری شده و از این طریق به محل مصرف منتقل می ‌شود . به این ترتیب نور به هر نقطه‌ای که درجهت تابش مستقیم آن نمی ‌باشد منتقل می ‌شود . امتیاز این نور که موجبات رشد سریع بکارگیری وتوجه زیاد به این فناوری شده ‌است این است که فاقد الکتریسیته گرما و تشعشعات خطرناک ماورای بنفش بوده (نور خالص وبی خطر) و دیگر اینکه بااین فناوری می ‌شود نور روز (بدون گرما واشعه‌های ماورای بنفش) راهم به داخل ساختمانها و نقاط غیر قابل دسترسی به نور خورشید منتقل کرد .

چند نمونه از کاربردهای فیبر نوری در صنعت :

استفاده از فیبر نوری در فیلد باس خودرو

در سیستم های اتوماسیون  گسترده و خودروهایی که  بر اساس کامپیوتر و پروسسور کار می کنند ،  انتقال و ارتباط اطلاعات میان قسمتهای مجزای سیستم های آنها  نقش مهمی را بازی می کند در اینجا داده های مربوط به پروسه فرآیند باید بین سیستم مونیتورینگ هوشمند و پایگاههای کنترل، تقسیم شوند . که در نتیجه یک باس یا ساختاری بر پایه شاهراه داده ها برای چنین سیستم هایی  مورد نیاز است .  بعلاوه بسته به طبیعت سلسله مراتبی سیستم ها ،  انواع مختلفی از باسها و شبکه های  ارتباطی داده ها در سطوح مختلف مورد نیاز خواهد بود .

هم اکنون ثابت شده است که ایده اصلی اتصال نقطه به نقطه سنسورها و محرکها به اتاق کنترل یا پردازشگر مرکزی بسیار مشکل و گران تمام می شود و این باعث توجه به ساختار سیستم غیر متمرکز و گرایش به آن شده است ،  زیرا در کمینه کردن میزان سیم کشی و هزینه های کابل کشی بسیار کمک می کند و در عین حال عیب یابی ، قابلیت اطمینان و قابلیت دسترسی سیستم های کنترل و اتوماسیون را بهبود می دهد . در بین سیستمهای غیر متمرکز که بتوان موارد فوق الذکر را به صورت بهینه یافت شبکه فیلدباسها می باشند .

فیلدباسهای اولیه با استفاده از تکنیک تقسیم زمانی کار می کردند که بسیار کند بودند و سپس در اثر پیشرفت ، با استفاده از تقسیم فرکانس به حدود چند صد سیگنال دیجیتالی اجازه داده شد تا از چند جفت هادی  در یک کابل چند هسته أی استاندارد ، عبور کنند .  ولی سیستم های امروزی از پروتکلهای ارتباطی استفاده می کنند و با همه تفاوتهایی که در نوع و تکنیک دارند از کابلهای فیبر نوری و یا از کابلهای داده ها ،  شامل یک جفت سیم به هم پیچیده ، استفاده می کنند . مزیت این سیستم ها عبارتند از :

  • کاهش بسیار زیاد هزینه های سخت افزاری
  • کاهش هزینه کابل کشی
  • طراحی راحتتر یک سیستم کنترل و به منظور استفاده بهینه

کاربرد فیبر نوری در سیستم حفاظت و کنترل پستهای فشار قوی

با پیشرفت تکنولوژی و صنعت نرم‌افزار و تأثیرگذاری بر تمامی بخشهای صنعتی بکارگیری رله‌های دیجیتالی و کنترل هوشمند در پستها امری اجتناب‌ناپذیر می باشد و با گذشت چند سال ساخت رله‌های الکترونیکی از تولید کارخانجات خارج خواهد شد . در حال حاضر در کشورهای پیشرفته سیستم کنترل هوشمند پستهای فشار قوی نصب شده و به راحتی کلیه عملیات را از مرکز کنترل انجام می ‌دهند .

فیبر نوری به عنوان رابط بین تجهیزات و مرکز کنترل در این راستا دارای اهمیت بالایی بوده و به عنوان ابزار اصلی طرح پستهای دیجیتالی شناخته شده است و می ‌بایست جایگزین کابلهای رشته‌ای گردد .

استفاده از کابلهای چند رشته جهت برقراری ارتباطات در سیستم حفاظت و کنترل پستهای فشار قوی دارای اهمیت بالایی بوده و جهت ایجاد کانالهای کابل، تجهیزات مربوطه ، نقشه‌ها و جداول کابل‌کشی و سرسیم‌بندی ، نصب و سربندی و همچنین تست و راه‌اندازی آنها هزینه و زمان بسیار زیادی صرف می-‌گردد . این مجموعه در پست 400 کیلوولت با 6 بی ‌بالغ ‌بر 3100 رشته کابل و 27900 سیم می ‌شود . ارتباط این کابلها به تجهیزات فشار قوی و از سمت دیگر تابلوهای حفاظت و کنترل از طریق ترمینالهای معمولی انجام شده و مشکلات عدیده‌ای را برای بهره‌برداران ایجاد نموده است . از سوی دیگر جهت ساخت اینترلاکها و تکثیر وضعیتهای مورد نیاز بیش از هزار عدد رله کمکی در تابلوها نصب می ‌گردد .

با استفاده از سیستمهای کنترل دیجیتالی و بکارگیری فیبر نوری در پستهای فشارقوی هزینه‌های نصب و راه‌اندازی و ساخت بسیار کاهش یافته و در ساختمان پست نیز تأثیر زیادی خواهد گذاشت . از سوی دیگر کنترل پست از مرکز دیسپاچینگ نیز به راحتی انجام‌پذیر خواهد بود .



موضوع مطلب :
صفحات وبلاگ
RSS Feed

 
 
تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است |طراحی : صیانت
 

پیچک