دانشکده تحصیلات تکمیلی

“M.Sc” سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – الکترونیک

عنوان:

شبکه های نوری ( تحقیق و بررسی سوییچ های نوری)

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده
هدف ما در این متن آشنایی با قطعات مختلفی است که در شبکه های نوری استفاده می شوند. در این راستا ضمن آشنایی با اصول عملکرد هر قطعه مشخصات اصلی و نیز ساختارهای مختلف آنها را بیان می کنیم. این قطعات شامل لیزر، قفل کننده طول موج، مدولاتور، ترانسپوندر، اینترلیور، مالتی پلکسر / دی مالتی پلکسر، فیبر، کوپلر، تقویت کننده، ایزولاتور، سیرولاتور، سوییچ، تبدیل کننده طول موج، فیلتر، تضعیف کننده و آشکارساز هستند. کریستال نوری یکی از کاندیداهای ساخت ادوات نوری مجتمع با ابعاد کمتر از طول موج نور می باشد. آنها ساختارهای متناوب مصنوعی با ساختار باند نوری مشابه باند الکترونیکی می باشند. که در آن نور وجود ندارد. این به معنی آن است که نقص خطی به عنوان موجبر و نقص نقطه ای به عنوان رزناتور ،که نور در آن به دام می افتد می باشند.
با کار دانشمندان ژاپنی در بهره گیری از کریستال فتونی در ساخت سوییچهای ریز نوری آشنا می شویم. در راستای دستیابی به لاجیک نوری و بی استابیلی نوری با قطعه ای به نام SEED آشنا می شویم در ادامه با نرم افزار کاربردی در طراحی شبکه های نوری آشنا می شویم. بنا بر خواست استاد راهنما جناب دکتر پور مینا مدل لیزر چاه کوانتومی که در شبیه سازی های کامپیوتری به کار می رود و توسط دکتر صالحی کامل شده است را معرفی و شبیه سازی نمودم. چون در مقاله ایشان چند عدد مهم نبود، ضمن محاسبه آنها، مدل دی سی لیزر را نیز که مکمل کار دکتر صالحی می باشد، اضافه نمودم.
مقدمه

در استفاده از مالتی پلکس تقسیم زمانی، نرخهای انتقالی که معمولاً استفاده می شوند 2/5، 10، 40 گیگابیت برثانیه اند. اما مدارات الکترونیکی که انتقال با چنین نرخ هایی را محقق می کنند ضمن پیچیدگی گران نیز هستند. به علاوه برخی مسائل تکنیکی نیز کاربرد این روش را محدود می کند به عنوان نمونه میزان تاثیر پاشندگی رنگی در نرخ بیت 10 گیگابیت برثانیه شانزده بار بیشتر از نرخ بیت 2/5 گیگابیت برثانیه است. همچنین مقادیر بزرگتر توان انتقال که برای نرخ بیت های بیشتر لازم است سبب بروز آثار غیر خطی می شوند که برکیفیت شکل سیگنال تاثیرمی گذارد. پاشندگی مد پلاریزاسیون نیزمسافتی را که نور قادر است بدون خراب شدن طی کند محدود میکند. بنابراین روش دیگر برای افزایش ظرفیت آن است که چندین کانال با طول موجهای مختلف را در کنار هم قرار داده به طور همزمان برروی یک فیبر منتقل کنیم. این روش که تحت عنوان مالتی پلکس تقسیم طول موج شناخته می شود ما را قادر خواهد ساخت که تعدادی زیادی کانالهای بانرخ بیت 2/5 تا 40 گیگابیت بر ثانیه را به یکباره به وسیله یک فیبر انتقال دهیم.
هدف ما در این متن آشنایی با قطعات مختلفی است که در این سیستمها استفاده می شوند. در این راستا ضمن آشنایی با اصول عملکرد هر قطعه مشخصات اصلی و نیز ساختارهای مختلف آنها را بیان می کنیم. این قطعات شامل لیزر، قفل کننده طول موج، مدولاتور، ترانسپوندر، اینترلیور، مالتی پلکسر / دی مالتی پلکسر، فیبر، کوپلر، تقویت کننده، ایزولاتور،

این مطلب را هم بخوانید :

چگونه بدون آرایش زیبا باشیم؟

 سیرولاتور، سوییچ، تبدیل کننده طول موج، فیلتر، تضعیف کننده و آشکارساز هستند.

فصل اول:
1-1) فیبر نوری
فیبر نوری عمل هدایت امواج نور را باحداقل تضعیف انجام می دهد. فیبر نوری شامل هسته ای شیشه ای است که به طور کامل به وسیله یک پوشش شیشه ای با ضریب شکست کمتر احاطه شده است. شیشه ها با عناصر آلاینده مشخصی مخلوط می شوند و به این ترتیب است که ضرایب شکست آنها تنظیم می شود. فیبر شیشه ای قابلیت انتقال نور را با سرعتی حدود دو سوم آن درخلا را داراست. انتقال نور در فیبر نوری براساس اصل بازتابش کلی داخلی صورت می گیرد. بسته به زاویه تابش نور به فصل مشترک دو ماده با ضرایب شکست مختلف مقداری از نور منعکس می شود و بقیه در عبور به محیط دوم شکست می یابد.
بازتابش کلی وقتی صورت میگیرد که پرتوها از ماده ای باضریب شکست بیشتر به ماده ای با ضریب شکست کمتر تابیده شوند و زاویه تابش بیشتر از زاویه بحرانی باشد. زاویه بحرانی زاویه تابشی است که به ازای آن زاویه شکست نور در محیط دوم 90 درجه است. هسته نسبت به پوشش ضریب شکست بزرگتری دارد ولذا پرتوهایی که با زاویه بیشتر از زاویه بحرانی به فصل مشترک برخورد می کنند انعکاس می یابند. چنانچه پرتویی چنین شرطی را برآورده نکند، شکست می یابد با کنترل زاویه ای که نور به داخل فیبر تابانده می شود شرط زاویه بحرانی برآورده می شود.
2-1) فیبر چند مد و تک مد
فیبرهای نوری به دوگروه چند مد و تک مد تقسیم می شوند. فیبرهای چند مد شامل دو دسته فیبرهای با ضریب شکست پله ای و فیبرهای با ضریب شکست تدریجی هستند. در فیبر با ضریب شکست پله ای مقدار ضریب شکست در کل هسته، یکنواخت است و در مرز هسته و غلاف به طور ناگهانی تغییر می کند. توجه به این نکته حائز اهمیت است که دو مد باید مسافتهای مختلفی را برای رسیدن به انتهای فیبر طی کنند. اختلاف زمان رسیدن پرتوهای نور به انتهای فیبر تحت عنوان پاشندگی مدی شناخته می شود و با افزایش مسافت انتشار افزایش می یابد. این پدیده موجب کیفیت نامطلوب سیگنال درگیرنده شده و در نهایت مسافت انتقال را محدود