برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

آزادی از نویز های الکتریکی:بافت یک فیبر نوری از جنس پلاستیک یا شییشه به دلیل رسانندگی انتخاب می‌‌شود.در نتیجه یک حامل موج نوری می‌تواند از پتانسیل موثر میدانهای الکتریکی در امان باشد. از قابلیت های مهم این نوع مخابرات می‌‌توان 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 خواهند رسید.

فیبرهای نوری نسل سوم

طراحان فیبرهای نسل سوم، فیبرهایی را مد نظر داشتند که دارای کمترین تلفات و پاشندگی باشند. برای دستیابی به این نوع فیبرها، محققین از حداقل تلفات در طول موج ۵۵/۱ میکرون و از حداقل پاشندگی در طول موج ۳/۱ میکرون بهره جستند و فیبری را طراحی کردند که دارای ساختار نسبتاً پیچیده‌تری بود. در عمل با تغییراتی در پروفایل ضریب شکست فیبرهای تک مد از نسل دوم، که حداقل پاشندگی آن در محدوده ۳/۱ میکرون قرار داشت، به محدوده ۵۵/۱ میکرون انتقال داده شد و بدین ترتیب فیبر نوری با ماهیت متفاوتی موسوم به فیبر دی.اس.اف ساخته شد.

 

 

کاربردهای فیبر نوری

1)      کاربرد در حسگرها: استفاده از حسگرهای فیبر نوری برای اندازه‌گیری کمیت‌های فیزیکی مانند جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی، فشار، حرارت، جابجایی، آلودگی آب‌های دریا، سطح مایعات، تشعشعات پرتوهای گاما و ایکس در سال‌های اخیر شروع شده است. در این نوع حسگرها، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی حسگر بهره‌گیری می‌شود بدین ترتیب که ویژگی‌های فیبر تحت میدان کمیت مورد اندازه‌گیری تغییر یافته و با اندازه شدت کمیت تأثیرپذیر می‌شود.

2)      کاربردهای نظامی: فیبر نوری کاربردهای بی‌شماری در صنایع دفاع دارد که از آن جمله می‌توان برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار، کنترل و هدایت موشک‌ها، ارتباط زیردریاییها (هیدروفون) را نام برد.

3)      کاربردهای پزشکی: فیبرنوری در تشخیص بیماری‌ها و آزمایشهای گوناگون در پزشکی کاربرد فراوان دارد که از آن جمله می‌توان چنده‌سنجی (دُزیمتری) غدد سرطانی، شناسایی نارسایی‌های داخلی بدن، جراحی لیزری، استفاده در دندانپزشکی و اندازه‌گیری مایعات و خون نام برد.

فن آوری ساخت فیبرهای نوری

برای تولید فیبر نوری، نخست ساختار آن در یک میله شیشه‌ای موسوم به پیش‌سازه از جنس سیلیکا ایجاد می‌گردد و سپس در یک فرایند جداگانه این میله کشیده شده تبدیل به فیبر می‌شود. از سال ۱۹۷۰ روش‌های متعددی برای ساخت انواع پیش‌سازه‌ها به کار رفته است که اغلب آنها بر مبنای رسوب‌دهی لایه‌های شیشه‌ای در داخل یک لوله به عنوان پایه قرار دارند.

روشهای ساخت پیش‌سازه

روش‌های فرآیند فاز بخار برای ساخت پیش‌سازه فیبر نوری را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد:

·         رسوب‌دهی داخلی در فاز بخار

·         رسوب‌دهی بیرونی در فاز بخار

·         رسوب‌دهی محوری در فاز بخار

موادلازم در فرایند ساخت پیش سازه

تتراکلرید سیلیکون: این ماده برای تأمین لایه‌های شیشه‌ای در فرآیند مورد نیاز است.

تتراکلرید ژرمانیوم: این ماده برای افزایش ضریب شکست شیشه در ناحیه مغزی پیش‌سازه استفاده می‌شود.

اکسی کلرید فسفریل: برای کاهش دمای واکنش در حین ساخت پیش‌سازه، این مواد وارد واکنش می‌شود.

گاز فلوئور: برای کاهش ضریب شکست شیشه در ناحیه غلاف استفاده می‌شود.

گاز هلیم: برای نفوذ حرارتی و حباب‌زدایی در حین واکنش شیمیایی در داخل لوله مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گاز کلر: برای آب‌زدایی محیط داخل لوله قبل از شروع واکنش اصلی مورد نیاز است.

مراحل ساخت

1)      مراحل صیقل گرمایشی: پس از نصب لوله با عبور گازهای کلر و اکسیژن، در دمای بالاتر از ۱۸۰۰ درجه سلسیوس لوله صیقل داده می‌شود تا بخار آب موجود در جدار درونی لوله از آن خارج شود.

2)      مرحله اچینگ: در این مرحله با عبور گازهای کلر، اکسیژن و فرئون لایه سطحی جدار داخلی لوله پایه خورده می‌شود تا ناهمواری‌ها و ترک‌های سطحی بر روی جدار داخلی لوله از بین بروند.

3)      لایه‌نشانی ناحیه غلاف: در مرحله لایه‌نشانی غلاف، ماده تتراکلرید سیلیسیوم و اکسی کلرید فسفریل به حالت بخار به همراه گازهای [[هلیموارد لوله شیشه‌ای می‌شوند و در حالتی که مشعل اکسی هیدروژن با سرعت تقریبی ۱۲۰ تا ۲۰۰ میلی‌متر در دقیقه در طول لوله حرکت می‌کند و دمایی بالاتر از ۱۹۰۰ درجه سلسیوس ایجاد می‌کند، واکنش‌های شیمیایی زیر به دست می‌آیند.

ذرات شیشه‌ای حاصل از واکنش‌های فوق به علت پدیده ترموفرسیس کمی جلوتر از ناحیه داغ پرتاب شده و بر روی جداره داخلی رسوب می‌کنند و با رسیدن مشعل به این ذرات رسوبی حرارت کافی به آنها اعمال می‌شود به طوری که تمامی ذرات رسوبی شفاف می‌گردند و به جدار داخلی لوله چسبیده و یکنواخت می‌شوند. بدین ترتیب لایه‌های شیشه‌ای مطابق با طراحی با ترکیب در داخل لوله ایجاد می‌گردند و در نهایت ناحیه غلاف را تشکیل می‌دهند.

کابل در شبکه

در  شبکه های محلی از کابل بعنوان محیط انتقال و بمنظور ارسال اطلاعات استفاده می گردد.ازچندین نوع کابل در شبکه های محلی استفاده می گردد.  در برخی موارد ممکن است در یک شبکه  صرفا" از یک نوع کابل استفاده و یا با توجه به شرایط موجود از چندین نوع کابل استفاده گردد. نوع کابل انتخاب شده برای یک شبکه به عوامل متفاوتی نظیر : توپولوژی شبکه،  پروتکل و اندازه  شبکه بستگی خواهد داشت . آگاهی از خصایص و ویژگی های متفاوت هر یک از کابل ها و تاثیر هر یک از آنها بر سایر ویژگی های شبکه،  بمنظور طراحی و پیاده سازی یک شبکه موفق بسیار لازم است .

امروزه از کابل های مختلفی در شبکه ها استفاده می گردد .نوع و  سیستم کابل کشی استفاده شده در یک شبکه بسیار حائز اهمیت است . در صورتی که قصد داشتن شبکه ای را داریم که دارای حداقل مشکلات باشد و بتواند با استفاده مفید از پهنای باند به درستی خدمات خود را در اختیار کاربران قرار دهد ، می بایست از یک سیستم کابلینگ مناسب ، استفاده گردد . در زمان طراحی یک شبکه می بایست با رعایت مجموعه قوانین موجود در خصوص سیستم کابلینگ، شبکه ای با حداقل مشکلات را طراحی نمود .با این که استفاده از شبکه های بدون کابل نیز در ابعاد وسیعی گسترش یافته است ، ولی هنوز بیش از 95 درصد سازمان ها و موسسات از سیستم های شبکه ای مبتنی بر کابل، استفاده می نمایند . 

کابل UTP Unshielded Twisted pair) )

متداولترین نوع کابلی که در انتقال اطلاعات استفاده می گردد ، کابل های بهم تابیده می باشند. این نوع کابل ها دارای دو رشته سیم به هم پیچیده بوده که هر دو نسبت زمین  دارای یک امپدانش یکسان می باشند. بدین ترتیب امکان تاثیر پذیری این نوع کابل ها از کابل های مجاور و یا سایر منابع خارجی کاهش خواهد یافت . کابل های بهم تابیده دارای دو مدل متفاوت : Shielded ( روکش دار ) و Unshielded ( بدون روکش ) می باشند. کابل UTP نسبت به کابل STP بمراتب متداول تر بوده و در اکثر شبکه های محلی استفاده می گردد.کیفیت کابل های UTP متغیر بوده و از کابل های معمولی استفاده شده برای تلفن تا کابل های با سرعت بالا را شامل می گردد. کابل دارای چهار زوج  سیم بوده  و درون یک روکش قرار می گیرند.  هر زوج  با تعداد مشخصی پیچ تابانده شده ( در واحد اینچ ) تا تاثیر پذیری آن از سایر زوج ها و یاسایر دستگاههای الکتریکی  کاهش یابد.

کابل UTP یکی از متداولترین کابل های استفاده شده در شبکه های مخابراتی و کامپیوتری است . از کابل های فوق ، علاوه بر شبکه های کامپیوتری در سیستم های تلفن نیز استفاده می گردد ( CAT1 ). شش نوع کابل UTP  متفاوت وجود داشته که می توان با توجه به نوع شبکه و اهداف مورد نظر از آنان استفاده نمود . کابل CAT5 ، متداولترین نوع کابل UTP محسوب می گردد .

 کابل های UTP دارای استانداردهای متعددی بوده که در گروههای (Categories) متفاوت  زیر تقسیم شده اند:

 موارد استفاده

سرعت انتقال اطلاعات

گروه

 سیستم های قدیمی تلفن ، ISDN و مودم

حداکثر تا یک مگابیت در ثانیه

CAT1

شبکه های Token Ring

حداکثر تا چهار مگابیت در ثانیه

CAT2

شبکه های Token ring و 10BASE-T

حداکثر تا ده مگابیت در ثانیه

CAT3

شبکه های Token Ring

حداکثر تا شانزده مگابیت در ثانیه

CAT4

 اترنت ( ده مگابیت در ثانیه ) ، اترنت سریع ( یکصد مگابیت در ثانیه ) و شبکه های Token Ring ( شانزده مگابیت در ثانیه )

حداکثر تا یکصد مگابیت در ثانیه

CAT5

شبکه های Gigabit Ethernet

حداکثر  تا یکهزار مگابیت در ثانیه

CAT5e

شبکه های Gigabit Ethernet

حداکثر  تا یکهزار مگابیت در ثانیه

CAT6

توضیحات :

·         تقسیم بندی هر یک از گروه های فوق بر اساس نوع کابل مسی و  Jack انجام شده است .

·         از کابل های  CAT1 ، به دلیل عدم حمایت ترافیک مناسب،  در شبکه های کامپیوتری استفاده نمی گردد .

·     از کابل های گروه   CAT2, CAT3, CAT4, CAT5  و CAT6 در شبکه ها استفاده می گردد .کابل های فوق ،  قادر به حمایت از ترافیک تلفن و شبکه های کامپیوتری می باشند .

·          از کابل های CAT2 در شبکه های Token Ring استفاده شده و سرعتی بالغ بر 4 مگابیت در ثانیه را ارائه می نمایند .

·     برای شبکه هائی با سرعت بالا ( یکصد مگا بیت در ثانیه )  از کابل های CAT5 و برای سرعت ده مگابیت در ثانیه از کابل های CAT3 استفاده می گردد.

·      در کابل های CAT3 ,CAT4 و CAT5 از چهار زوج کابل مسی استفاده شده است . CAT5  نسبت به CAT3  دارای تعداد بیشتری پیچش در هر اینچ می باشد . بنابراین این نوع از کابل ها سرعت و مسافت بیشتر ی را حمایت می نمایند .

·         از کابل های CAT3 و CAT4 در شبکه هایToken Ring استفاده می گردد .

·         حداکثر مسافت در  کابل های  CAT3 ، یکصد متر است .

·         حداکثر مسافت در کابل های  CAT4 ، دویست متر است .

·     کابل CAT6 با هدف استفاده در شبکه های اترنت گیگابیت طراحی شده است . در این رابطه استانداردهائی نیز وجود دارد که امکان انتقال اطلاعات گیگابیت بر روی کابل های CAT5 را فراهم می نماید( CAT5e ) .کابل های CAT6 مشابه کابل های CAT5 بوده ولی بین 4 زوج کابل آنان از یک جداکننده فیزیکی به منظور کاهش پارازیت های الکترومغناطیسی استفاده شده و سرعتی بالغ بر یکهزار مگابیت در ثانیه را ارائه می نمایند.

مزایای کابل های بهم تابیده :

·       سادگی و نصب آسان

·       انعطاف پذیری مناسب

·       دارای وزن کم بوده و براحتی بهم تابیده می گردند.

معایب کابل های بهم تابیده :

·       تضعیف فرکانس

·       بدون استفاده از تکرارکننده ها ، قادر به حمل سیگنال در مسافت های طولانی نمی باشند.

·       پایین بودن پهنای باند 

·       بدلیل پذیرش پارازیت در محیط های الکتریکی سنگین بخدمت گرفته  نمی شوند.

کانکتور استاندارد برای کابل های UTP  ، از نوع  RJ-45 می باشد. کانکتور فوق شباهت زیادی به کانکتورهای تلفن (RJ-11) دارد. هر یک از پین های کانکتور فوق می بایست بدرستی پیکربندی  گردند. (RJ:Registered Jack)

كابل های زوج تابیده

كابل زوج تابیده شامل دو رشته سیم مسی عایق دار است كه به دور یكدیگر تابیده شده اند. تابیدگی این كابل باعث استاندارد شدن مشخصه های الكتریكی كابل می شود. این تابیدگی همچنین باعث كاهش نویز یا پارازیت الكتریكی موسوم به تداخل الكترو مغناطیسی یاFMIمی شود.

كابل های زوج تابیده یا(Twisted Pair) TPدر شبكه هایی كه براساس استانداردهایIEEE802.3یا802.5طراحی می شوند، مورد استفاده قرار می گیرند. كابل هایTPبه دو گروه تقسیم می شوند. این گروه ها عبارتند از: زوج تابیده بدون حفاظ یاUTP ( Unshielded) Twisted Pairو زوج تابیده حفاظ دار یا( STP ) Shielded Twisted Pair حفاظ پوششی از جنس رسانا است كه معمولا به صورت یك غلاف به دور سیم یا سیم های كابل بافته می شود و زیرپوشش عایق قرار می گیرد.

كابلUTPشامل چهار زوج سیم مسی است كه دو به دو به دور هم تابیده شده اند و درون غلاف پلاستیك قراردارند. این كابل می تواند داده ها را با سرعت 1 تا 100 مگابیت بر ثانیه (Mbps) انتقال دهد. كابلUTPنیز هماننددیگر كابل ها تحت تاثیر پدیده تضعیف (Attenuation) قرار می گیرد. هنگامی كه سیگنال الكتریكی از هر كابلی عبور می كند، به تدریج حین انتقال در كابل دچار تضعیف شده و دامنه آن افت می كند. در یك كابل طویل ممكن است درجه تضعیف سیگنال در حدی باشد كه سیگنال در انتهای مسیر قابل استفاده نباشد.

پدیده تضعیف، طول قابل استفاده كابل هایUTPرا به 100 متر محدود می كند. پارامتر دیگری كه بر كارایی كابل هایUTPتاثیر دارد.EMIیا تداخل الكترو مغناطیسی است. هر چند كه تابیدگی كابلUTPمقدارEMIرا كاهش می دهد، اما باز هم بین سیم های تابیده كابل اثرات تداخل وجود دارد.

هزینه و قیمت كابل هایUTPبسیار كمتر از محیط های انتقال دیگر است. همچنین نصب این كابل نیز بسیار كم هزینه است. استفاده از كابل هایUTPدر مواردی كه هزینه از پارامترهای مهم پروژه است و ضمنا كامپیوترهای شبكه در یك ساختمان قرار گرفته باشند، بسیار مناسب می باشد. در شبكه های كوچك، پدیده تضعیف وEMIبه دلیل آن كه تجهیزات در سطح نسبتا كوچكی توزیع شده اند. چندان اهمیت ندارند.

درموارد دیگر كه طول مسیرهای انتقال طویل تر هستند نیاز به سرعت های بالاتر وجود دارد. كابل هایUTPانتخاب مناسبی نخواهند بود.

نوع دوم كابل های زوج تابیده نوع حفاظ دار آن یاSTPاست. این كابل همان طور كه قبلا گفته شد دارای پوشش رسانا در اطراف زوج سیم تابیده در زیر پوشش عایق است. این پوشش رساناEMIرا به شدت كاهش داده و تاثیرپذیری این كابل را از امواج الكترومغناطیسی تداخل كننده كاهش می دهد. به همین دلیل كابلSTPقابلیت انتقال داده با سرعت بیشتری در طول مسیرهای طولانی تر را نسبت بهUTPدارا است.

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :