الرئيسية - رفع الصور والملفات - ألعاب - دروس - خطوط - اتصل بنا - أعلن معنا
|
|
الرئيسية - رفع الصور والملفات - ألعاب - دروس - خطوط - اتصل بنا - أعلن معنا |
|
|
|
#1
27-06-2007, 11:32
|
|||||
|
|||||
دراسة اتصالات الألياف البصرية
 قبل أن أبدأ فى سرد الموضوع أحب أن أوضح أنه سيتم تقسيم الموضوع الى عدة حلقات كما أرجو أن يتم تثبيت الموضوع لما له من فائدة كبيرة ............ سوف نتناول فى هذه الحلقات أولاً - نظرة تاريخية على علم الإتصالات عن طريق الضوء ثانياً - الألياف البصرية optical fibers 1- نظرة عامة عليها - مراحل تطوره - وأجيالها 2-النظام الليفى البصرى 3- مميزات الألياف البصرية 4- أنواع الألياف البصرية 5- خواص الألياف البصرية 6- تطبيقاتها أولا - نظرة تاريخية توضح مراحل استخدام الضوء فى نقل الأشارات لقد استخدم الضوء للاتصال منذ أن خلقـــ الله الأرض ومن عليها فبدونه لا يمكن أن نرى من حولنا وقد استخدمت الاشارات والمرايا العاكسة والمصابيح لنقل المعلومات ولكن مقدرا المعلومات المنقولة محدودة علاوة على الظروف البيئية كما يمكن للآخرين الاطلاع عليها . إن أول محاولة فعلية مدونه لاستخدام الإشارات كان عام 1791 من قبل كلود شابي في فرنسا ، إذا استخدم مجموعة من الأبراج تحتوي على عدة أذرع لنقلــ معلومات مسافة 200كليو متر يستغرق ارسال المعلومة الواحدة حوالي 15 دقيقة . في عام 1854م أجرى جون تايندل تجربة بسيطة بين أن الضوء يمكن ثنية إذا وجد الوسط الملائم. وفي عام 1880م قام الكسندر جراهام بل بنقل الصوت عبر حزمة ضوئية وقد أجريت محاولات عديدة لاستخدام الاتصالات البصرية خلال هذا القرن ولكنها لم تلق النجاح لعدم توفر المنابع المناسبة علاوة على الاضطرابات الجوية كالمطر والثلج والغبار والضباب مما حد من إمكانية استخدامها . أدي اكتشاف الليزر عام 1960م من قبل ثيودور ميمان الى تجدد الاهتمام بالاتصالات البصرية. وفي عام 1966م اقترح كل من تشارســ كاو وجورج هوكام تصنيع الياف زجاجية قليلة الفقد. وفي عام 1970م تم تصنيع الياف بصرية مصنعة من مادة السليكا وبفقد 20ديسيبل لكل كليو متر بدلا من 1000 ديسيبل لكل كليومتر قبل ذلك الوقت . وفي غضون عشر سنوات ، تم تصنيع الياف بفقد يصل الى 20,. ديسيبل لكل كيلومتر عند الطول الموجي 1550نانومتر .
 أرجو أن تستفيدوا يتبع بإذن الله . . .  دراسة اتصالات الألياف البصرية
|
|
27-06-2007, 12:04
|
رقم المشاركة : [2] | |
|
: : مشرف قسم البرامج : :
|
رد: دراسة اتصالات الألياف البصرية
شكرااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااا ااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااا |
|
|
|
|
27-06-2007, 01:15
|
رقم المشاركة : [3] | |
|
: : مراقب عام : :
|
رد: دراسة اتصالات الألياف البصرية
موضوع رائع ومعلومات قيمه
وان شاء الله سيتم تثبت الموضوع بعد انهائه وسأكون من متتبعيه باذن الله شكرا احمد على المجهود |
|
|
|
|
|
27-06-2007, 03:58
|
رقم المشاركة : [4] | |
|
" مهندس اتصالات "
|
رد: دراسة اتصالات الألياف البصرية
سوبر مريم شكرا على مروركم ....... ويريت لو فيه تعقيب أو زيادات أو معلومات جيدة تنشروها حتى نستفيد |
|
|
|
|
|
28-06-2007, 07:37
|
رقم المشاركة : [5] | |
|
" مهندس اتصالات "
|
رد: دراسة اتصالات الألياف البصرية
نواصل ثانيا : الألياف البصرية optical fibers مراحل تطورها وأجيالها: انتقلت اتصالات الألياف البصرية Optical Fibers من أنظمة بسيطة لإيصال الضوء إلى أماكن يصعب الوصول إليها إلى أنظمة تؤثر على حياتنا كالتي أحدثتها الإلكترونيات والحاسبات . تمتلك الألياف البصرية مزايا عديدة كقلة الفقد وخفة الوزن ولكن الميز الهامة هي سعة نطاقها العالية جداً والتي تصل إلى آلاف البلايين من البتات لكل ثانية . لقد احتلت الألياف البصرية مكاناً متميزاً في مجال الاتصالات إذ حلت محل الأسلاك النحاسية في العديد من الاستخدامات كالربط بين المقاسم الهاتفية والخطوط بعيدة المدى وعبر البحار تطورت تقنية البصريات الليفية Fiber Optics تطوراً سريعاً خلال العقود الماضية فاقت كل التوقعات مما جعلها تتربع موقعاً تنافس فيه وسائل الاتصالات الأخرى . مرت هذه التقنية بمراحل عديدة يمكن تقسيمها إلىخمسة أجيال و سنتناول كل جيل على حدة وكيف تطورت الأجيال المختلفة : صمم الجيل الأول ليقوم بنقل معلومات بمعدل بتات تتراوح بين 2 و 140 ميجابت لكل ثانية استخدمت فيه منابع بصرية مصنعة من زرنيخ الجاليوم ( Gad As ) وكواشف سليكونية تعمل في أطوال موجبة تتراوح بين 810 و900 نانومتر . في الجيل الثاني تم تطوير منابع وكواشف ضوئية تعمل عند طول موجي 1300 نانومتر حيث ينخفض الفقد في الليف إلى 1 ديسبل لكل كيلومتر . في الجيل الثالث أدي استخدام الألياف البصرية أحادية النمط إلى القضاء على التشتيت في الألياف البصرية متعددة النمط مما أدي إلى الحصول على سعة نطاق عالية ، تم في هذا الجيل تشغيل وصلات بصرية تستخدم الألياف أحادية النمط وبطول موجي 1300 نانومتر للحصول على فقد أقل ومسافة بين المكررات (مقويات الإشارة) تبلغ 40 كيلو متر بمعدل خط بتات قدرة 10 نانومتر. في الجيل الرابع تم تشغيل هذه الأنظمة عند الطول ألموجي 1550 نانومتر حيث الفقد اقل مما هو عليه عند الطول ألموجي 1300 نانومتر . أدي تطوير العناصر المستخدمة في هذه الأنظمة كالمنابع والكواشف لبناء أنظمة تعمل بمعدل نقل معلومات قدرة 10 جيجا بت لكل ثانية . استمرت الأبحاث في تطوير عناصر نظم اتصالات الألياف البصرية للحصول على أفضل الظروف التشغيلية مما مهد إلى بروز الجيل الخامس والذي توفرت له عناصر عديدة فكانت البداية في تحسن حساسية أجهزة الاستقبال حيث استخدم الكشف التحقيقي ( heterodyne) بدلا من الكشف المباشر والذي مكن من وجود وسائل ذات كفاءة لاختيار القنوات في الأنظمة التي تستخدم تعدد الإرسال بتقسيم الطول ألموجي Wavelength Division Mull –( WDM) tiplexing تمكن الباحثون من تطعيم الألياف الزجاجية بمادة الاربيوم ( Er ) أدي ذلك التطعيم للحصول على مضخمات ذات كسب مرتفع اطلق عليها مضخمات الليف المطعم بالأريبوم ( Er bium Doped fiber Amplifiers ) (( EDFA,s )) والتي وجدت استخداما واسعاً في خطوط النقل ولم يقتصر استخدام الألياف المطعمة بمادة الربيوم على المضخات فحسب بل تعداها لتشمل استخدام الليزر والمفاتيح وكثير من النبائط غير الخطية . كما أن مضخمات EDFA,s قد مهدت الطريق لأنظمة اتصالات سريعة وبروز أنظمة نقل تعتمد على استخدام نبضات طبيعية (Solitons ) والتي تمكنها من قطع مسافات طويلة دون تشوه . أدت هذه التطورات السريعة الى شيوع استخدام أنظمة الاتصالات الليفية البصرية في كافة مجالات الاتصالات بدءاً من الوصلات للمستخدم حتى الاتصالات بعيدة المدى سواء في اليابسة أو عبر البحار . فى الحلقة القادة سوف نتعرف على النظام البصرى الليفى فاصل ونواصل |
|
|
|
|
|
29-06-2007, 05:40
|
رقم المشاركة : [6] | |
|
" مهندس اتصالات "
|
رد: دراسة اتصالات الألياف البصرية
نواصل النظام الليفى البصرى optical fibers system يتكون النظام الليفى البصرى من مجموعة من الدوائرهى كما يلى: أ. دوائر تشغيل تقوم بتحويل الاشارة الكهربائية ويحولها الى تيار لتشغيل المنبع الضوئي. ب. منبع ضوئي يقوم بايصال الاشارة الضوئية الى الليف البصري . ج. الليف البصري هو القناة اللازمة لنقل الاشارات . د. كاشف ضوئي يقوم بتحويل الاشارات البصرية الى اشارات كهربائية . ه. مستقبل يتولى تضخيم الاشارات القادمة من الكاشف ويرسلها الى المستخدم . و. موصلات ومقارن ووصلات دائمة لربط العناصر المختلفة لنظام الاتصالات دائمة لربط العناصر المختلفة لنظام لاتصالات الليفي البصري . تمثل الألياف البصرية العنصر الاساسي في أنظمة الاتصالات الليفية البصرية وهي مكونة من مواد عازلة زجاجية أو بلاستيكية لها شكل اسطواني يسمى اللب محاطاً بطبقة اخرى تسمى الكساء . تستخدم الألياف البصرية كقنوات اتصال لنقل الضوء المحمل بالمعلومات من مكان الى آخر . عند دخول الضوء بزاوية معينة تحدث انعكاسات داخل الليف عند تقابل مع الكساء ويتطلب ذلك أن يكون معامل انكسار اللب أكبر من معامل انكسار الكساء . يبين الشكل ( 2) مقطعاً لليف بصري نرى انعكاس الضوء داخل الليف والذي يمكن تفسيره بنظرية الاشعاع وقانون سنل Snell,s Law عند زاوية سقوط معينة تسمى الزاوية الحرجة ، نجد إن زاوية الاشعاع المنكسر تبلغ 90 درجة بالنسبة للخط العمودي أو موازية للحد الفاصل بين اللب وألكساء وعند ما تزداد زاوية السقوط عن حد معين ينعكس الاشعاع داخل اللب وهو ما يسمى بالانعكاس الداخلي الكلي . Total Internal Reflection .  يتبع |
|
|
|
|
|
29-06-2007, 06:35
|
رقم المشاركة : [7] | |
|
" مهندس اتصالات "
|
رد: دراسة اتصالات الألياف البصرية
نواصل ميزات الألياف البصريةAdvantages of Optical Fibers للألياف البصرية مزايا عديدة جعلتها تتفوق على النظم الأخرى المستخدمة في مجال الاتصالات ومن هذه المميزات مايلي : 1. عرض نقاطها عال جداً . 2. قطرها صغير ووزنها خفيف . 3. لايوجد تداخل بينها مهما قربت المسافة بينها . 4. لا تتأثر بالحث أو التداخل الكهرومغناطيسي . 5. انخفاض في سعر تكلفة المكالمات . 6. اكثر أمانا وسلامة . 7. العمر الإفتراضى لها طويل. 8. تتحمل درجات حرارة عالية ولاتتأثر بالمواد الكيميائية . 9. سهولة الصيانة كما يمكن الاعتماد عليها . وسنشرح الآن الفوائد الرئيسية اللألياف البصرية 1. إن عرض النطاق المرتفع جدا يعني إمكانية نقل معلومات عالية جدا بواسطة ليفه بصرية واحدة وقد تكون هذه المعلومات صور تلفزيونية أو مكالمات هاتفية أو معلومات للحواسيب أو مزيج منها . وقد تم تشغيل خطوط نقل معلومات بمعدل 10 جيجابت لكل ثانية مثل SEA-ME-WE3,FLAG والابحاث مستمرة في أنحاء العالم للحصول على أنظمة تعمل بمعدل معلومات أعلى ولمسافة أطول وقد أجريت تجارب لنقل 2,64 تيرابت لكل ثانية بنظام صية لمسافة 120كم مستخدمين الياف أحادية النمط . من الناحية النظرية فإن عرض نطاق ليفه بصرية واحدة في حدود 10 جيجاهرتز ، فلو فرضنا أن المسافة بين المكررات تبلغ 100كم فإن هذا يعني إمكانية نقل المعلومات المذكورة في الجدول (1) وهي معلومات أقرب للخيال منها للواقع وبإمكاننا أن نضع مجموعة منها ضمن كابل واحد . وهذا بالطبع يعني منبعا لا ينضب من وسائل نقل المعلومات ويتناسب عرض النطاق تناسب طردياً مع أعلى معدل لنقل المعلومات أو سعة نقل المعلومات Information Carrying Capacity .  2. قطرها صغير ووزنها خفيف ، يبلغ سمك الليفة البصرية سمك الشعرة ، وعلى الرغم من أن هناك طبقات وأقية توضع فوقها إلا أنها لاتزال أقل حجما ووزنا من الاسلاك الهاتفية أو المحورية ومثالاً على ذلك أن ليف بصري بقطر يبلغ 125 مايكرومتر ضمن كابل يبلغ قطرة 6 ملم يمكن له أن يحل محل كابل هاتفي قطرة 8 سم ويحتوي على 900 زوج من الخطوط السلكية النحاسية وهذا يعني أن الحجم قد إنخفض بنسبة تزيد عن 1 : 10 وكمثال آخر على صغر حجم الكابلات البصرية فإن كابلات محورية بطول 230متر وقطر 46 سم وتزن 7 طن كانت تستخدم في نظام رادار متقدم على ظهر أحد السفن تم استبدالها بكابلات بصرية تزن 18 كغم وقطرها 2,5سم . مما سبق يتضح لنا إمكانية اضافة كابلات بصرية في نفس مسارات الكبلات النحاسية والمحورية في شتى مجالات الاتصالات السلكية . ونظرا لهذه الميزة فقد تم استبدال الكابلات النحاسية في كثير من الطائرات والبواخر بألياف بصرية . وبسبب صغر الحجم وقلة الوزن فإن نقلها وتركيبها يتم بصورة أسهل وأسرع من الكابلات النحاسية وهذا يعني تكلفة أقل . 3. نلاححظ أحيانا عند اجراء محادثة هاتفية سماع أصوات محادثات هاتفية أخرى وهو ما يطلق علية باللغط CROSSTALK وهذا النوع من التداخل لايحدث عند استخدام الألياف البصرية مهما قربت المسافة بينهما . 4. تتمتع الألياف البصرية لكونها مصنعة من مواد عازلة dielectrics بعدم تأثرها بالحث الكهرومغناطيسي الصادر من مصادر الكهرومغناطيسية الصناعية كالمحركات والمولدات وأجهزة الكهربائية المختلفة أو الطبيعية كالبرق وتلك الخاصية تغنينا عن وضع مواد عازلة لحمايتها من الحث induction والتدخل Interfernce. 5. تصنع معظم الألياف البصرية في وقتنا الحاضر من مادة السليكا والموجودة بكثرة في الرمل والتي يقل سعرها كثيراً عن معدن النحاس الذي بدأ بنفذ في أماكن كثيرة من العالم ونظراً للميزات التي ذكرناها في البنود 2.1 فإن ثمن نقل المعلومات بأنواعها المختلفة سيقل عن الانظمة المختلفة الاخرى . 6. نظراً لأن الضوء هو الوسط الناقل للمعلومات في الألياف البصرية ولا يولد هذا الضوء أى مجال مغناطيسي خارج الكابل فإن من الصعوبة بمكان التجسس ومعرفة المعلومات التي يحويها الكابل البصري كما أن من الصعوبة معرفة وجود الكابل البصري بسبب المادة المصنع منها ولا يوجد جزء معدني إلا في بعض الحالات حيث تتم اضافة كابل فولاذي لتقوية الكابل البصري ، أو تسليح معدني لحماية الكابل من القوارض والأحمال الخارجية . أما الميزة الأخرى فهي سلامة الألياف البصرية لأن الضوء الناقل لايمكنه أن يحدث شرارا أو دائرة قصر العدم وجود تيار كهربائي فيه ولهذا السبب يمكن استخدام الألياف البصرية في المحلات الحاوية على غازات أو مواد قابلة للإحترق ومستودعات المواد الخطرة كما أن احتمال كهربة العاملين في الألياف البصرية غير وارد. 7. يتوقع أن يكون عمر الألياف البصرية في حدود 25 عاماً مقارنة بخمس عشر عاماً للنظم الأخرى حيث أن المكونات الأساسية للألياف هي الزجاج والذي لا يصدأ على عكس النظم الأخرى والتي تحوي على معادن تتعرض للصدأ . 8. يمكن للزجاج أن يتعرض لدرجات حرارة متفاوتة من حيث الانخفاض والارتفاع كما يمكن استخدامه في أجواء تحتوي على مواد كيميييائية مختلفة دون أن يتعرض للتلف . 9. وضعت المكررات Repeaters على مسافة 100 كم بين مكرر وآخر وهذا يقلل من عدد المكررات وبالتالي من صيانة النظم كما يزيد من الاعتماد على النظام لقلة الاجهزة المستخدمة بينما المسافة بين المكررات في النظام الهاتفي المستخدم حالياً تتراوح بين 4 الى 6 كم . 10. هذه الميزة -لن تجدها فى أى مرجع- أنتشرت فى مصر سرقة كابلات التليفونات لبيع النحاس ويوجد قرى كثيرة الى الأن لم تحل مشكلتها وخطوط التليفونات معطلة أما مع الألياف البصرية فلن يجد السارق ما يفيده فما هى إلا لفة من البلاستيك لا تغنى ولا تفيد و ليس لها ثمن ولا يرضى أحد من التجار أن يشتريها ويدفع فى ثمن ........ أيهما أفضل إذاً ؟؟؟ هل سيأتى اليوم الذى تبدل فيه جميع الخطوط النحاسية إلى خطوط ألياف بصرية... أنواع الألياف البصرية Types of Optical Fibers تصنف الألياف البصرية الى ثلاثة أنواع تبعاً لأنماطها وتركيبها وهي كما يلي : 1 - ألياف متعددة النمط وبمعامل انكسار عتبيMultimode Step Index Fibers يتألف الليف البصري من جزئين أساسيين هما لب الليف والذي يشغل مركز الليف يحيط به كساء يضاف لذلك طبقة واقية تسمى الغلاف . يصنع هذا النوع من الألياف البصرية من عناصر مختلفة من الزجاج ومركباته أو من السليكا المطعمة . تتميز هذه الألياف بكبر قطر اللب وكبر فتحة النفوذ العددية والتي تمكن من دخول كمية كبيرة من الضوء لليف البصري وتعتمد خواص هذه الألياف على نوع الليف والمواد المصنعة منها وطريقة التصنيع وتعتبر الألياف المصنعة من السليكا المطعمة أفضل الألياف البصرية وتستخدم لنقل المعلومات لمسافة قصيرة وعرض نطاق محدود ،كما أن تكلفتها قليلة . 2 - ألياف متعددة النمط وبمعامل إنكسار متدرج Multimode graded Index Fibers معامل انكسار هذه الألياف متدرج إذ تبلغ أعلى قيمة له في مركز الليف وتقل قيمة معامل الإنكسار بصفة تدريجية كلما اتجهنا نحو الكساء حيث تكون قيمة معامل الانكسار ثابتة ويصنع هذا النوع من الألياف من عدد من العناصر الزجاجية أو السليكا المطعمة . إن أداء الألياف متعددة النمط ومتدرجة معامل الانكسار يتفوق على أداء الألياف متعددة النمط ذات معامل الانكسار العتبي نظراً لتدرج معامل الانكسار وقلة التوهين فيها غير أن قطر اللب في الألياف متعددة النمط ومتدرجة معامل الانكسسار أقل من قطر اللب في الألياف متعددة النمط ذات معامل الانكسار العتبي . وتستخدم للمسافات المتوسطة وعرض نطاق متوسط عالي . 3 - ألياف أحادية النمط Single Mode Fibers قد يكون معامل إنكسار الليف متعدد النمط متدرج أو عتبي ولكن معظم الألياف أحادية النمط الموجودة حالياً ذات معامل الموجودة حالياً ذات معامل نكسار عتبي . تتميز الألياف أحادية النمط بنوعيتها الممتازة كما أن عرض النطاق فيها كبير وتستعمل للمسافات الطويلة وتصنع من مادة السليكا المطعمة . ولو أن قطر اللب صغير جداً إلا أن قطر الكساء يبلغ أضعاف قطر اللب وذلك للقليل من نسبة الفقد من الموجات المضمحلة evanescnt التي تمتد داخل الكساء ومع استخدام الغلاف الواقي يصبح القطر الاجمالي لليف أحادي النمط مساو الى قطر الليف متعدد النمط . أرجو منكم دعوة صالحة فى ظهر الغيب يتبع |
|
|
|
|
|
30-06-2007, 10:01
|
رقم المشاركة : [8] | |
|
: : مشرف قسم البرامج : :
|
رد: دراسة اتصالات الألياف البصرية
ما شاء الله ياصديقى العزيز |
|
|
|
|
 |
| مواقع النشر (المفضلة) |
| الذين يشاهدون محتوى الموضوع الآن : 1 ( الأعضاء 0 والزوار 1) | |
| أدوات الموضوع | إبحث في الموضوع |
| انواع عرض الموضوع | |
|
|
العرض العادي
