دانلود گزارش کارآموزی آشنایی با آموزش سیستم های مخابراتی در اداره مخابرات شهرستان آزادشهر

تاریخچه مخابرات :                                                                                         
نخستین تلفن از نوعی که اصول کار آن با تلفن های امروزی مشابه بود بوسیله الکساندر گراهامبل اسکاتلندی در امریکا ساخته شد و اولین مکالمه بل و دستیارش در روز دهم مارس 1876 (بیستم اسفند 1255) در شهر بوستون انجام گرفت.

تلفن بل بزودی مورد استفاده عمومی واقع شد و نخستین شبکه تلفنی که 21 نفر مشترک داشت در تاریخ هشتم بهمن ماه 1256 شمسی در شهر نیوهاون امریکا به کار افتاد و سپس در سراسر جهان توسعه یافت. ارتباط تلفنی در ایران بین سال های 1264و1265 شمسی آغاز گردید وآن موقع صاحب امتیاز راه آهن تهران - ری برای ایجاد ارتباط بین دو ایستگاه تهران و ری و نیز بین گاز شهری و واگن خانه سیم کشیهایی نمودن و ارتباط تلفنی را برای نخستین بار در ایران دایر نمودند.

اولین مرکز تلفنی مغناطیسی با ظرفیت 1350 شماره در سال 1305 شمسی در تهران دائر و در سالهای بعد، 2000 شماره افزایش یافت.

نخستین اقدام جهت ارتباط تلفن خارج از تهران در سال 1280 شمسی به شرکتی واگذار شد که در شهر تبریز به شعاع 24 کیلومتر اقدام به ایجاد ارتباط تلفی بنمایند.

پس از آنکه تلفن شهری در تهران و شهرهای مهم کشور تاسیس گردید شرکت تلفن به تدریج بین شهرها سیم کشیهایی نمود که عموما یک سیمه و از نوع اهنی گالوانیزه نمره4و12بوده و روی تیرهای چوبی قرار داشت.

تاریخچه مخابرات سیار:

اولین ارتباط رادیویی یا در حقیقت استفاده عملی از ارتباط رادیویی سیار در سال 1897 میلادی توسط مارکنی به ثبت رسیده است که برقراری موفقیت آمیز ارتباط بین یک نقطه از خشکی با قایقی در فاصله 18 مایلی بود.

خلاصه از مهمترین وقایع تاریخی در امر مخابرات سیار بشرح ذیل می باشد

1880-اثبات عملی اصل ارتباطات رادیویی(هرتز)

1897-برقراری 6 ارتباط رادیویی با یک قایق در فاصله 18 مایلی (مارکنی)

1937-تهیه قوانین جهت سرویس های منظم رادیویی در امریکا           

1959 -پیشنهاد محدوده فرکانس 32 مگا هرتز جهت افزایش ظرفیت ارتباطات رادیویی سیار

1964-152 مگا هرتز( ارتباط FULL DUPLEX )

1974-اختصاص محدوده فرکانس 40 مگا هرتز در محدوده فرکانس 800 تا 900 مگا هرتز

1981-نخستین سیستم تلفنی سلولی متحرک (در خشکی) در محدوده فرکانس 800 تا 900 مگا هرتز جهت استفاده تجارتی

1987-تشکیل کنفرانس جهانی توسط اتحادیه جهانی مخابرات جهت وضع ضوابط جدید برای ارتباط سیار ماهواره ای و زمینی

1991-شروع سرویس تجارتی تلفن سیار در اروپا با تکنولوژی GSM

1993-تاسیس اولین شبکه رادیویی سیار در ایران و شروع سرویس متحرک با استفاده از تکنولوژی Gs

فصل دوم

ارزیابی بخشهای مرتبط با رشته علمی کار آموز

 ارزیابی بخشهای مرتبط با رشته کارآموز:

از آنجایی که همه ما می دانیم علم کامپیوتر در همه امور زندگی اجتماعی امروزی مدرن بی بهره و جدا نیست و حتی می توان گفت که بدون سیستم اداره و مدیریت جهان قادر نمی باشد و مخابرات هم از این قائده مستثنی نمی باشد و برای کنترل مدیریت سیستم مخابرات نیاز مبرم و شدید به سیستم کامپیوتری می باشد چون با تغییر سیستم های آنالوگ مخابراتی به سیستم های دیجیتال این امر شدیدتر و ضروری تر شده است . و من در اینجا به قسمتهایی اشاره خواهم کرد که با توجه به بازدیدها و آموزشهایی که در طی این دوره کارآموزی داشتم عبارتند از : سوئیچ ، دیتا ،  PC و تلفن .

در قسمت  PC که با سیستم کامپیوتر ی مجهز شده اند .این قسمت مخابرات که مدیریت تمام خطوط تلفن های مکاتبه ای با استفاده از سیستم کامپیوتری صورت می گیرد. این سیستم های کامپیوتری که با استفاده از سیستم عامل  ZTE و با برنامه های بخصوصی که توسط برنامه نویسان مجرب نوشته شده است کار می کنندو در هر مدت خاص توسط این متخصصین برنامه هایشان به روز رسانی می شود.

O&M کامپیوتر اصلی است که در سالن دستگاه قرار دارد و تمامی اطلاعات مربوط به PC  و CPUبر روی آن قرار دارد و به راحتی به آن دسترسی پیدا کرد .

این سیستم می تواند حالت های Down load و Up load  را داشته باشد .  
 

- آشنایی با قسمتهای فنی مخابرات

تغذیه نیرو:

برای راه اندازی سیستم مخابراتی احتیاج به نیروی الکتریکی داریم . برق ابتدا وارد Control Panel  شده و اگر تشخیص دهد که برق شهر دارای سلامت است یعنی دارای ولتاژ و آمپر استاندارد باشد، از خودعبور می دهد و بعد وارد دستگاهی به نام استابیلایز می شود

این دستگاه از ترانس تشکیل شده و وظیفه آن تقویت ولتاژ می باشد . از آنجا وارد دستگاهی به نام شارژر می شود .

شارژر یکسو کننده می باشد واز کارتهایی تشکیل شده است و وظیفه آن تبدیل برق 220 ولت AC    به 48 ولت DC   است . شارژر یک سیستم Dabel   است که در صورت خرابی یکی ،دیگری شروع به کار می کند . ولی در عمل برقی که شارژر تولید می کند بین 43-56  نوسان  می کند .

برای اینکه بتوان از سیستم در تمام مواقع استفاده کرد باید این شارژرها از طریق دیگر هم محافظت شوند

1- دیزل ژنراتور                        2- باطری خانه

- باطری خانه:

زمانی که برق شهر در جریان است باطری ها شارژ می شوند و در زمان قطعی برق به عنوان شارژر می توان از آنها استفاده کرد.

وظیفه باطری خانه آن است که زمانی که برق شهر قطع می شود ، برق مورد نیاز دستگاه ها را تامین کرده که در آن باید از باطری خشک استفاده شود .

مدت زمان شارژ ر باطری ها به آمپر ساعت آن بستگی دارد یعنی هر چه آمپر ساعت آن بیشترباشد مدت زمان شارژ آن بیشتر می شود . حال اگر مدت زمان قطعی برق به ا ندازه ای با شد که باطری ها دیگر نتوانند دستگاه های سوئیچ را تغذیه کنند ، دستگاه ها خاموش می شوند .

برای رفع این مشکل از دیزل ژنراتور استفاده می شود.

دیزل ژنراتور:

وظیفه دیزل ژنراتور تولید برق است .این دستگاه از یک موتور مکانیکی و یک ترانس تشکیل شده است .

و همه کارهای دیزل ،تحت فرمان های  Control  panel   می باشد از قبیل کنترل آب ، روغن ، سوخت و ...

Control  panel  در صورت دو فاز شدن برق یا قطع کامل فرمان  Start داده و دیزل ژنراتور روشن می شود. وقتی برق شهر به جریلن افتاد آن گاه  Control  panel  دستور خاتمه کار دیزل ژنراتور را ارسال می کند.

شارژر دو خروجی 48 ولت  DC  دارد که یکی به  PDB  رفته و دیگری به باطری خانه می رود.

بعد از وارد شدن به باطری خانه ،در باطری ها ذخیره می شود.

PDB : ( جعبه تقسیم )

این قسمت مانند جعبه تقسیم عمل می کند . در این قسمت می توانیم به تعداد مورد نیاز خروجی 48 ولت DC   داشته باشیم و برای هر قسمت نیز یک فیوز قرار می دهیم.

UPS : ( اینورتر )

تغذیه کامپیوتر از این دستگاه می باشد. چون برق  220  ولت  ACشهر نوسان دارد و صاف نمی باشد یعنی ممکن است بیشتر از 220 ولت و یا کمتر از آن شود ، در این صورت به  Case کامپیوتر آسیب رساند . بنابراین لز دستگاهی به نام اینورتر استفاده می شود.

کار این دستگاه این است که برق 48 ولت  DC را گرفته ( از PDB  ) و آن را به 220 ولت AC صاف و بدون نوسان تبدیل می کند .

. O&M :   

O&M  کامپیوتری است که در سالن دستگاه وجود دارد . در صفحه نمایش کامپیوتر علامت SL نشان دهنده تعداد CPU  هایی که در دستگاه سوئیچ وجود دارد و به تعداد CPU  هایی که در دستگاه سوئیچ وجود دارد ،کارت شبکه در Case  کامپیوترنصب می شود.

  از پشت  CPU که در دستگاه سوئیچ قرار دارد ،دو سیم خارج می شود که به آنها  2B+D  می گویند و به Case کامپیوتر وصل می شود و اطلاعات مربوط به سوئیچ را به         O&M می برد. و در مانیتور نمایش می دهد .

حالت های Down Load  و Up Load  را می توان داشته باشیم.

دستگاه سوئیچ:

دستگاه سوئیچ با ولتاژ 48 ولت DC   تغذیه می کند که این تغذیه را ازPDB  دریافت می کند .

این ولتاژ ابتدا وارد کارت  Power  می شود . به دلیل حیاتی بودن تغذیه دستگاه ، سوئیچ از دو کارت Power  استفاده می شو د .که یکی از این کارت ها فعال می باشد و در صورتی که به هر دلیل این کارت از کار افتاد و خراب شد برای اینکه اختلالی در کار دستگاه سوئیچ به وجود نیاید و بوق مشترکین قطع نشود، کارت دیگر وارد مدار شده و به ادامه کار می پردازد.

معرفی چند کارت در دستگاه سوئیچ:

کارت Power :

این  کارت ولتاژ مورد نیاز قسمتهای مختلف دستگاه سوئیچ را تامین می کند.

ولتاژ مورد نیاز دستگاه عبارتند از +5 ، -5  ، +48  ، -48  ، +12  و -12

- در دستگاه سوئیچ  بسته به ظرفیت کارت CPU   وجود دارد و با هر کارت CPU  ،  368 شماره کار می کند.

- در دستگاه سوئیچ هر ردیف را یک شلف می نامند که این شلف ها به وسیله کابل فیزیکی که Flat Cable    نام دارد به هم ارتباط داده می شوند.

کارت LINE :

بر روی این کارت 16 مشترک قرار می گیرد که وظایف این کارت به شرح زیر می باشد.

-Battrrey Feed  

جریان 220 ولت  AC را به 48 ولت DC  تبدیل می کند .

Over Voltage

 حفاظت در برابر ولتاژهای القائی را بر عهده دارد .

Ringing

جریان زنگ را برقرار می کند که مشخصات زنگ در سوئیچ به قرار زیر است

1- فرکانس زنگ 25 HZ   می باشد.

2- ولتاژ زنگ 80 تا 110 ولت می باشد.

3- جریان آن 50 میلی آمپر می باشد.

-Super Viser

به عنوان مدار نظارت کننده می باشد و چک می کند مشترک گوشی را برداشته یا اینکه خراب است.

 
وظایف مدار نظارت کننده:

نظارت بر بلند کردن یا گذاشتن گوشی مشترک (تشخیص Off hook یا ON hook )

 2 - نظارت و تشخیص بر ارسال پالس های شماره گیری

3 - تشخیص به بلند کردن صدای گوشی مشترک در حال اعمال زنگ به او

-CoDac  :

جریان سیگنال سینوسی یا همان آنالوگ را گرفته و به 0 و 1  یا همان دیجیتال تبدیل می کند.

Hybrid  :

تبدیل دو سیم به چهار سیم و بر عکس را بر عهده دارد .

صدای رفت روی یک زوج و صدای برگشت روی یک زوج سیم دیگر .

Test :

تست و آزمایش می کند .

کارت ISDN  :

این کارت در ردیف بالای کارت  Power قرار می گیرد که وظایفی دارد

ساختن بوق ها (نوع اشغال ، شماره گیری و …)

ارتباط بین شهری را برقرار می کند .

سالن دستگاه :

در سالن دستگاه ، دستگاه های سوئیچ ، شارژر، PDB  ، O&M ,  و اینورتر قرار دارد .

دستگاه سوئیچ انواع مختلفی دارد مانند SiMeNse  ، کیاتل ، ZTE  و …

که هم اکنون در سالن دستگاه مخابرات آزادشهر دستگاه سوئیچ  ZTE نصب شده است .

نکاتی در مورد سالن دستگاه :

در سالن دستگاه چون دستگاه های سوئیچ به طور مرتب روشن بوده از خود گرما تولید می کند  همچنین دمای محیط  نباید از 22 درجه تجاوز کند زیرا برای دستگاه ها مضر می باشد .

بنابراین برای خنک نگه داشتن محیط از دستگاهی به نام پکیج ( هوا ساز ) استفاده می شود .

در سالن دستگاه برای خنک نگه داشتن دستگاه ها ، آنها را بر روی کف کاذب قرار می دهند و کف کاذب را به فاصله 30 تا 40 سانتی متر از سطح زمین نصب می کنند .

پکیج ها بر روی کف کاذب قرار گرفته و جریان هوای سرد را بین کف کاذب و سطح زمین هدایت

می کنند این جریان هوای سرد از زیر وارد دستگاه های سوئیچ می شود .

برروی  پکیج ها صفحه نمایشی وجود دارد که مقدار دما و رطوبت محیط را نشان می دهد.

 وظیفه دو کارت مهم موجود در دستگاه  ZTE  :

کارت   V5 :

به دلیل تعداد مشترکین کمتر (به طور مثال در روستای فاضل آباد ) دیگر از دستگاه سوئیچ استفاده نمی شود و به جای آن از  OLT  ( کافو نوری ) استفاده می شود.

به این ترتیب که در سالن دستگاه آزادشهر یک OLT   قرار گرفته است. از این کارت در دستگاه سوئیچ فیبر نوری به OCDF  می رود و از آنجا وارد کافو نوری شده که در سالن دستگاه وجود دارد.

به این طریق فیبر نوری به کافو موجود در روستای فاضل آباد وصل می شود.

کارت  FBI  :

یک نوع کارت فیبر نوری می باشد که فقط بین ماژول ها و ارتباط های بین مراکز استفاده          می شود. کارتی است که سیگنال های الکتریکی را به اپتیکال ( نوری ) تبدیل می کند . در سالن دستگاه  در ماژول 2 ، رک 1 ، 4 کارت  FBI وجود دارد که دو کارت  FBI برای ارتباط بین ماژول 2 و ماژول 3می باشد ( این ارتباط از طریق فیبر نوری انجام می شود ) و دو کارت دیگر برای ارتباط بین ماژول های موجود در سالن دستگاه (2 و3 ) با ماژول 11 در نظام آباد می باشد به این ترتیب که از کارت FBI  ، فیبر نوری به OCDF  می رود و از آنجا از طریق فیبر نوری به کارت FBI  موجود در ماژول 11 در نظام آباد وصل می شود.

OCDF  :
یک ترمینال به عنوان ورودی و خروجی کابل ها می باشد که  Link ها به آن وارد می شوند و از آن خارج می شوند.

نتیجه اینکه در سالن دستگاه ،به وسیله دستگاه سوئیچ بوق های مشترکین تولید می شود  و این بوق ها به وسیله زوج سیم وارد بخش  MDF  می شوند .

MDF  :

بوق ها به وسیله کابل های 16 یا 24 زوجی از سالن دستگاه وارد MDF  شده و در MDF  ترمینال های افقی و عمودی وجود دارد .

ابتدا زوج سیم ها وارد ترمینال افقی شده ( شماره ها در ترمینال افقی قرار می گیرند ) و از ترمینال افقی به وسیله سیم رانژه به ترمینال عمودی منتقل می شود. از ترمینال عمودی ( آدرس مشترکین در آن قرار دارد) به بعد مربوط به شبکه کابل و از آن به بعد وارد کافو سپس پست و تا جلوی درب خانه های مشترکین می رود.

ابتدا زوج سيم ها وارد ترمينال افقي شده ( شماره ها در ترمينال افقي قرار مي گيرند ) و از ترمينال افقي به وسيله سيم رانژه به ترمينال عمودي منتقل مي شود. از ترمينال عمودي ( آدرس مشتركين در آن قرار دارد) به بعد مربوط به شبكه كابل و از آن به بعد وارد كافو سپس پست و تا جلوي درب خانه هاي مشتركين مي رود.

لازم به ذكر است كه زوج سيم ها از سالن دستگاه تا ترمينال افقي توسط كابل و از ترمينال افقي تا ترمينال عمودي توسط سيم هاي رانژه به هم متصل مي شوند.

- اتاق كابل :

كابل ها از سالن دستگاه تا خانه مشتركين مسيري را طي مي كنند كه يكي از آن مسيرها وارد شدن در اتاق كابل مي باشد. اين اتاق در مخابرات (ساختمان مركز تلفن ) قرار دارد در اين ساختمان كابل ها از سالن دستگاه وارد MDF شده و از آنجا وارد اتاق كابل مي شود .

در اتاق كابل دستگاهي به نام گاز كنترل وجود دارد كه هدف آن اين است كه هواي خشك را وارد كابل ها مي كند .

طريقه كار اين دستگاه به اين صورت است كه هواي آزاد توسط دستگاه كمپرسور ،گرفته مي شود اين هوا وارد برجكهايي كه يك سري مواد خشك كننده دارد ،مي شود . هوا خشك شده سپس وارد مخزني مي گردد از آنجا توسط شلنگهايي وارد كابل ها مي شوند .

در كنار دستگاه كنترل ،دستگاه ديگري به نام فلومتر داريم كه اين دستگاه نشتي كابل ها را نشان مي دهد،كه ممكن است در اثر كندن زمين آسيب ديده باشد .

به راه افتادن كار دستگاه گاز كنترل به اين صورت است كه اگر فشار سنج ،فشار كمتر از 2 را نشان دهد دستگاه به راه افتاده و شروع به كار مي كند و اگر فشار 4 را نشان دهد دستگاه متوقف مي شود .

اگر هم نشتي در كابلي باشد دستگاه هر چند دقيقه به طور اتوماتيك روشن مي شود.

سپس كابل ها از اتاق كابل وارد حوضچه مي شوند.

حوضچه :

يكي ديگر از نقاطي كه در مسير كابل قرار مي گيردحوضچه ها مي باشند . حوضچه را كه معمولا به شكل اتاقك در كنار خيابنها و در زير زمين مي سازند ، به منظور اتصال سيم هاي كابل به يكديگر ميباشند اين حوضچه ها كه مي بايست در مسير كابل هاي كانالي ساخته شوند ، سيم هاي كابل هاي طرف مشترك را به كابل هاي طرف مركز و يا ممكن است سيم هاي كابل هاي بين مراكز در آنجا به يكديگر متصل نموده و يا بعبارت ديگر مفصل بندي مي شوند و روي محل اتصال را هم مفصل ها ميپوشانند . البته فلسفه ساختن حوضچه ها به اين علت است كه اولا طول كابل هاي پر زوج به دلايل زياد نمي توان بيش از 500 متر مساحت و معمولا فاصله مراكز از يكديگر بيش از اين اندازه است و ثانيا محلي باشد براي كنترل وتغيير مسير كابل .

ضمنا اين نكته را نبايد از نظر دور داشت كه هر چه زوج كابل بالاتر رود قيمت آن نسبت به كابل هاي كم زوج تر ، كمتر است . يعني فرضا قيمت يك متر كابل 1200 زوج كمتر از 2 متر كابل 600 تمام مي شود .

كافو :

كافو تشكيل شده از يك جعبه فلزي و يا فايبرگلاس و غيره كه در داخل آن با كليد ها ( ترمينال ها ) قرار دارد و كابل هايي كه از طرف پست ها ( سمت مشتركين ) با استفاده از ترمينال هايي به سيم هاي كابل طرف مركز متصل مي شود ضمنا كابل از كافو به طرف مركز را كابل مركزي و كابل از كافو به سمت مشتركين را كابل ابونه گويند و معمولا بستر اين كابل زمين و به كابل خاكي معروف هستند .

منظور از نصب كافو در مسير كابل اولا يك جعبه تقسيم و محل كنترل بوده و علاوه بر آن به خاطر مسائل اقتصادي و انعطاف پذيري مستقيم مي باشد . محل نصب كافو روي زمين و معمولا در پياده روها مي باشد و هميشه يك نسبتي بين تعداد سيم هاي ورود به كافو و خروجي از آن وجود دارد.

پست تلفن :

پست عبارت است از يك جعبه كه بين خانه مشتركين و كافو قرار دارد و معمولا داراي يك كليد ( ترمينال) عمودي ده زوجي مي باشد و در نقاط معيني به ديوار يا به يك تير ( فلزي يا چوبي ) و يا در روي زمين نصب مي شود . ضمنا براي هر پنج مشترك يك پست در نظر گرفته مي شود و حداكثر ده مشترك مي توان از آن استفاده نمايند.

پست هاي هر منطقه به وسيله كابل پرزوج به كافو مربوطه وصل مي شوند.

كابل ها از نظر محلهايي مورد استفاده

-كابل خاكي

-كابل كانالي

-كابل هوايي

-كابل MDF و سالن دستگاه

كابل خاكي:

كابل هاي خاكي اصطلاحا به كابل هايي گفته مي شود كه مستقيما زير خاك دفن مي شوند و با توجه به طول عمر كابل خاكي و با توجه به هزينه زياد كابل كشي ، اين كابل بايد داراي لايه هاي محافظت كننده در مقابل نفوذ رطوبت در كابل كه تاثير نامطلوبي بر كيفيت انتقال مي گذارد باشد علاوه بر آن پوشش خارجي كابل نيز در مقابل اصلاح موجود در زمين بايد مقاوم باشد.

كابل كانالي :

اين نوع كابل ها چون در داخل كانال قرار مي گيرند كمتر از كابل هاي خاكي در معرض ضربات مكانيكي خارجي و يا نفوذ رطوبت و آبرفتگي مي باشند .

به همين دليل اين كابل ها در مقايسه با كابل هاي خاكي به محافظت كمتري نياز دارند .

كابل هوائي :

اين نوع كابل ها امروزه عمدتا با پوشش پلاستيكي مورد استفاده قرار مي گيرد . از نظر لايه هاي محافظ اين كابل ها چون معمولا روي ديوار نصب مي شوند و يا در حد فواصل بين تيرهاي هوائي كشيده مي شود داراي لايه هاي محافظي كمتري نسبت به كابل هاي خاكي مي باشند.

كابل MDF و سالن دستگاه :

اين كابل ها چون در فضاي بسته مورد استفاده قرار مي گيرند نياز به لايه هاي محافظت كننده ندارنند و هاديها را يك لايه مواد پلاستيكي در بر مي گيرند و با توجه به اينكه اين كابل ها بايد داراي قابليت انعطاف زيادي باشند و در دستگاه يا سالن MDF از مسيرهاي مشخص عبور نمايد .

مرحله انتقال :

در اين مرحله جريان ها و پالس هاي الكتريكي حاصل از تبديل اطلاعات توسط يكي از سيستمهاي انتقال از نقطه اي به نقطه ديگر منتقل مي شود.محيط انتقال شامل دو بخش مي باشد

محيط هاي انتقال سيمي

محيط هاي انتقال بي سيم

محيط انتقال سيمي :

محيط هاي انتقال سيمي يا غير راديوئي عبارت از محيطي است كه بين دستگاه مبدا و دستگاه مقصد يا بين دو دستگاه انتهائي ( اعم از مبدا يا مقصد ) با مركز و پايين مركز به وسيله انواع سيم هاي فلزي بهم متصل شده است و انواع آن به قرار زير مي باشد .

-خط هوائي

-كابل زوجي

-كابل كواكسيال

-فيبر نوري

خط هوائي :

ايگونه خطوط معمولا از دو رشته سيم كه ممكن است از آهن يا مس و يا مغز فولاد باشد بطور موازي روي پايه هاي چوبي اشباع شده و براي جلوگيري از تداخل فركانس يك رشته بر روي رشته يا رشته- هاي ديگر در فواصل معين و حساب شده به صورت زيگزاك در آورده اند.

كابل كواكسيال :

يكي از مهمترين محيط هاي انتقال در مخابرات كبل كواكسيال يا كابل هم محور است . اين اين كابل كه از سال 1936 براي انتقال اخبار و اطلاعات در دنيا بكار گرفته شده است داراي مزايايي از قبيل قابليت اعتماد زياد ، ظرفيت زياد انتقال ، دوام و پايداري خوب ، تهيه طرح آسان ، مخارج كم براي نگهداري و …

فيبر نوري :

جديدترين محيط هاي انتقال فيبر نوري مي باشد. فيبر نوري عبارت است از يك ميله استوانه اي كه هسته ناميده مي شود. و جنس آن سيليكا بوده ، شعاع اين استوانه 2 تا 3 ميكرون براي فيبر تك مودي و تا چند ده ميكرون براي فيبر چند مودي مي باشد.

تعريفي از فيبر نوري

فيبر نوري يك موجبر عايق است كه در فركانس هاي نوري كار مي كند و اين موجبر معمولا به شكل استوانه است. انرژي الكترومغناطيسي بصورت نور در بين سطوح آن هدايت مي شود و نور موازي با محور استوانه منتشر ميگردد. خصوصيات انتقال در يك م.جبر نوري به مشخصات ساختماني آن بستگي دارد . ساختمان فيبر نوري تعيين كننده ظرفيت اطلاعات و همچنين ميزان اعوجاج و پاشندگي فيبر است به عبارت ديگر ظرفيت فيبر نوري به نحوه ساخت و جنس مواد تشكيل دهنده آن و پهناي طيف منبع نور آن بستگي دارد.

تاريخچه فيبر نوري

الف :) تاريخچه فيبر نوري در اروپا

بعد از اختراع ليزر در سال 1960 ميلادي، ايده بکارگيري فيبر نوری برای انتقال اطلاعات شکل گرفت. خبر ساخت اولين فيبر نوری در سال 1966 همزمان در انگليس و فرانسه اعلام شد که عملا درانتقال اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود تا اينکه در سال 1976 با کوشش فراوان محققين تلفات فيبر نوری توليدی شديدا کاهش داده شد و به مقدار رسيد که قابل ملاحظه با سيم های کوکسيکال مورد استفاده در شبکه مخابرات بود.

ب:)تاريخچه فيبر نوري در ايران

در ايران در اوايل دهه 60 ، فعاليت های تحقيقاتی در زمينه فيبر نوری در مرکز تحقيقات منجر به تاسيس مجتمع توليد فيبر نوری در پونک تهران گرديد و عملا در سال 1373 توليد فيبرنوری با ظرفيت 50.000 کيلومتر در سال در ايران آغاز شد .

چگونگي ارسال نور در فيبر

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 برای انتشار نور در فيبر نوری شرايطي : می بايست برقرار باشد که به ترتيب ضريب شکست های مغزی و غلاف هستند . انتشار نور تحت تاثير عواملی ذاتی و اکتسابی ذچار تضعيف می شود. اين عوامل عمدتا ناشی از جذب ماورای بنفش ، جذب مادون قرمز ،پراکندگی رايلی، خمش و فشارهای مکانيکی بر آنها هستند . منحنی تغييرات تضعيف برحسب طول موج در شکل زير نشا ن داده شده است.

انواع فيبر نوري

1-(single mode fiber)ـsmf:قطر هسته ۹ ميکرون و طول موج ۳/۱ ميکرومتر:

فيبر هاي تك مدي آنهايي هستند كه تنها يك شعاع نوراني را از خود عبور مي دهند

2 -(multi mode fiber)ـmmf:خود بر دو نوع است:

الف:multi mode stop index:زاويه شکست در سراسر کابل يکسان است ودارای پهنای باند ۲۰ تا ۳۰ مگاهرتز است.

ب:multi mode graded index:سرعت انتشار نور در اين کابل در جايی که شکست نور تحت زاويه کمتری صورت می گيرد نسبت به جايی که تحت زاويه بزرگتری صورت می گيرد،بيشتر است.پهنای باند آن ۱۰۰مگا هرتز تا ۱ گيگا هرتز است.

فيبر هاي نوري را به طور كلي به چهار دسته مشخص مي توان تقسيم كرد:

1-فيبر نوري تك مدي با ضريب شكست پله اي

2-فيبر نوري تك مدي با ضريب شكست تدريجي

3-فيبر نوري چند مدي با ضريب شكست پله اي

4-فيبر نوري چند مدي با ضريب شكست تدريجي

سيستم رله فيبر نوري

سيتستم رله فيبر نوری از عناصر زير تشکيل شده است :

فرستنده : مسئول توليد و رمزنگاری سيگنال های نوری است .

فيبر نوری: مديريت سيکنال های نوری در يک مسافت را برعهده می گيرد.

بازياب نوری : بمنظور تقويت سيگنا ل های نوری در مسافت های طولانی استفاده می گردد.

دريافت کننده نوری : سيگنا ل های نوری را دريافت و رمزگشائی می نمايد

الف:فرستنده

وظيفه فرستنده:  فرستنده سيگنال های نوری را دريافت و دستگاه نوری را به منظور روشن و خاموش شدن در يک دنباله مناسب ( حرکت منسجم ) هدايت می نمايد. فرستنده ، از لحاظ  فيزيکی در مجاورت فيبر نوری قرار داشته و ممکن است دارای يک لنز به منظور تمرکز نور در فيبر  باشد. ليزرها دارای توان بمراتب بيشتری نسبت به LED می باشند. قيمت آنها نيز در مقايسه با LED بمراتب بيشتر است . متداولترين طول موج سيگنا ل های نوری ، 850 نانومتر ، 1300 نانومتر و 1550 نانومتر است.

ب : بازتاب نوري

همانگونه که قبلا" اشاره گرديد ، برخی از سيگنال ها در موارديکه مسافت ارسال اطلاعات  طولانی بوده ( بيش از يک کيلومتر ) و يا از مواد خالص برای تهيه فيبر نوری ( شيشه ) استفاده نشده باشد ، تضعيف و از بين خواهند رفت.در چنين مواردی و بمنظور تقويت ( بالا بردن ) سيگنا ل های نوری تضعيف شده از يک يا چندين " تقويت کننده نوری " استفاده می گردد.  تقويت کننده نوری از فيبرهای نوری متععدد بهمراه يک روکش خاص (doping) تشکيل می گردند. بخش دوپينگ با استفاده از يک ليزر پمپ می گردد . زمانيکه سيگنال تضعيف شده به روکش دوپينگی می رسد ، انرژی ماحصل از ليزر باعث می گردد که مولکول های دوپينگ شده،  به ليزر تبديل می گردند. مولکول های دوپينگ شده در ادامه باعث انعکاس يک سيگنال نوری جديد و قويتر با همان خصايص سيگنال ورودی تضعيف شده ، خواهند بود.( تقويت کننده ليزری)

ج:دريافت كننده فيبر نوري

دستگاه فوق سيگنال های ديجيتالی نوری را اخذ و پس از رمزگشائی ، سيگنا ل های الکتريکی را برای ساير استفاده کنندگان ( کامپيوتر ، تلفن و ... ) ارسال می نمايد. دريافت کننده بمنظور تشخيص نور از يک "فتوسل" و يا "فتوديود" استفاده می کند .

فن آوري ساخت فيبر نوري

برای توليد فيبر نوری ، ابتدا ساختار آن در يك ميله شيشه ای موسوم به پيش سازه از جنس سيليکا ايجاد می گردد و سپس در يك فرايند جداگانه اين ميله کشيده شده تبديل به فيبر می گردد . از سال 1970 روش های متعددی برای ساخت انواع پيش سازه ها به کار رفته است که اغلب آنها بر مبنای رسوب دهی لايه های شيشه ای در اخل يك لوله به عنوان پايه قرار دارند .

الف:روشهای ساخت پيش سازه

روش های فرآيند فاز بخار برای ساخت پيش سازه فيبرنوری را می توان به سه دسته تقسيم کرد : - رسوب دهی داخلی در فاز بخار

- رسوب دهی بيروني در فاز بخار

- رسوب دهی محوری در فاز بخار

ب:موادلازم در فرايند ساخت پيش سازه

-تتراکلريد سيلسکون :اين ماده برای تا مین لایه های شیشه ای در فرایند مورد نیاز است . - تتراکلريد ژرمانيوم : اين ماده برای افزایش ضريب شکست شيشه در ناحيه مغزی پيش سازه استفاده می شود

- اکسی کلريد فسفريل: برای کاهش دمای واکنش در حين ساخت پيش سازه ، اين مواد وارد واکنش می شود .

- گازفلوئور : برای کاهش ضريب شکست شيشه در ناحيه غلاف استفاده می شود . - گاز هليم : برای نفوذ حرارتی و حباب زدايي در حين واکنش شيميايي در داخل لوله مورد استفاده قرار می گيرد.

-گاز کلر: برای آب زدايي محيط داخل لوله قبل از شروع واکنش اصلی مورد نياز است .

ج:مراحل ساخت

1-) مراحل سيقل حرارتی: بعد از نصب لوله با عبور گاز های کلر و اکسيژن ، در درجه حرارت بالاتر از 1800 درجه سلسيوس لوله صيقل داده می شود تا بخار اب موجود در جدار داخلی لوله از ان خارج شود.

2)مرحله اچينگ: در اين مرحله با عبور گازهای کلر، اکسيژن و فرئون لايه سطحی جدار داخلی لوله پايه خورده می شود تا ناهمواری ها و ترک های سطحی بر روی جدار داخلی لوله از بين بروند

3)لايه نشانی ناحيه غلاف : در مرحله لايه نشانی غلاف ، ماده تترا کلريد سيليسيوم و اکسی کلريد فسفريل به حالت بخار به همراه گاز های هليم و فرئون وارد لوله شيشه ای می شوند ودر حالتی که مشعل اکسی هيدروژن با سرعت تقريبی 120 تا 200 ميلی متر در دقيقه در طول لوله حرکت می کند و دمايي بالاتر از 1900 درجه سلسيوس ايجاد می کند ، واکنش های شيميايی زير به دست می آيند. ذرات شيشه ای حاصل از واکنش های فوق به علت

پديده ترموفرسيس کمی جلوتر از ناحيه داغ پرتاب شده وبر روی جداره داخلی رسوب می کنند و با رسيدن مشعل به اين ذرات رسوبی حرارت کافی به آنها اعمال می شود به طوری که تمامی ذرات رسوبی شفاف می گردند و به جدار داخلی لوله چسبيده ويکنواخت می شوند.بدين ترتيب لايه های شيشه ای مطابق با طراحی با ترکيب در داخل لوله ايجاد می گردد و در نهايت ناحيه غلاف را تشکيل می دهد .

مكانيسم تلفات(تضعيف)

تضعيف در فيبرنوري يكي از عوامل در پهناي باند انتقال اطلاعات كه در ميزان فاصله ريپتري اثر مي گذارد. يعني تا فاصله اي كه شكل سيگنالدرحد قابل برداشت (قابل بازسازي)باشد،بعبارت ديگرحداكثر فاصله بدون اينكه از اطلاعات ارسالي چيزي حذف گردد.اين پارامتر در تعيين مكانيزم فاصله بين گيرنده و فرستنده نقش عمده اي را ايفا ميكند و مقدار تضعيف با مقايسه با كابل مسي خيلي كم بوده و در نتيجه فواصل ريپترها خيلي زياد خواهد شد. و فاكتور مهمي را براي تعيين مقرون به صرفه بودن دراستفاده ازسيستم هاي فيبر نوري بيان ميكند.

با اين وصف ، چنانچه تضعيف مربوط به محدوده هر ريپتر را بدانيم، مقدار فاصله مجاز براي كابلكشي با اين نوع كابل خواهد شد.

مكانيزم هاي اصلي تلفات فيبر نوري عبارتند از :