دانلود پایان نامه فیبرنوری

چکیده:

در این پایان نامه، ساختمان و شیوه ی عملکرد فیبر نوری مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا با بیان مزایا وکاربردهای فیبرنوری با این رسانه ی انتقال آشنا می شویم. درادامه با بررسی چند قانون فیزیک نور، چگونگی انتقال نور در فیبر نوری را مطالعه می کنیم. مطالب بعدی ، انواع مختلف فیبر نوری و چگونگی ساخت فیبر هستند.
در بحث شبکه بندی به وسیله ی فیبر، پس از مطالعه ی چگونگی کابل کشی به وسیله ی فیبر ها، به بررسی مدل های نوری و انواع توپولوژی های قابل به کارگیری در شبکه بندی به وسیله ی فیبر نوری می پردازیم. در پایان دو طرح عملی پیاده سازی شده، که در آن از فیبر نوری به عنوان رسانه ی انتقال استفاده شده است، مورد بررسی قرار می گیرد.

فهرست مطالب :

مقدمه          ۱

فصل اول : آشنایی با فیبرنوری

۱-۱- تاریخچه ی فیبرنوری                                                         ۴
۱-۲- مزایای تارهای نوری                                                          ۵
۱-۲-۱- قیمت  پایین                                                               ۵
۱-۲-۲- استحکام کششی مناسب                                            ۵
۱-۲-۳- پهنای باند وسیع                                                         ۵
۱-۲-۴- محافظت در مقابل تداخل و تزویج                                     ۶
۱-۲-۵ ایزولاسیون کامل الکتریکی                                              ۶
۱ -۲-۶- امنیت                                                                      ۶
۱-۲-۷- مصونیت در مقابل خوردگی                                           ۷
۱-۲-۸- غیرقابل اشتعال بودن                                                   ۷
۱-۲-۹- وزن کم و قطرکوچک                                                     ۷
۱-۲-۱۰- اتلاف پایین                                                               ۷
۱-۲-۱۱- نصب و نگهداری آسان تر                                            ۸
۱-۲-۱۲- فرستنده هایی با قیمت کمتر                                      ۸
۱-۲-۱۳- انعطاف پذیری                                                           ۸
۱-۳- کاربردهای مخابرات تارنوری                                              ۹

فصل دوم : فیزیک موجبرهای نوری   

۱-۲- طبیعت نور                                                                  ۱۷
۲-۱-۱- تعاریف و قوانین نور                                                    ۱۷
۲-۱-۱-۱- ضریب شکست                                                      ۱۷
۲-۱-۱-۲- پدیده های تابش ، انعکاس و انکسار                         ۱۹
۲-۱-۱-۳- قوانین اسنل                                                         ۲۰
۲-۱-۱-۴- حالت های مختلف تابش نور در دو محیط مختلف(N1>N2)            ۲۱
۲-۲- انتقال نور در فیبرنوری                                                         ۲۲
۲-۲-۱- طیف الکترومغناطیسی                                                            ۲۲
۲-۲-۲- زاویه ی پذیرش                                                                   ۲۴
۲-۲-۳- انتشارنور با استفاده از شعاع نوری(نورهندسی)                         ۲۴
۲-۲-۴- انتشارنور با استفاده از آنالیزمدی(نورموجی)                              ۲۵
۲-۲-۵- تئوری مد در فیبرنوری                                          ۲۵

فصل سوم : چگونگی انتقال 

۳-۱- چگونگی انتقال                                                      ۲۷
۳-۱-۱- منشاء پیام                                                        ۲۷
۳-۱-۲- مدولاتور                                             ۲۸
۳-۱-۳- منبع موج حامل                                             ۲۸
۳-۱-۴- تزویج کننده های کانال(ورودی)                                                ۲۹
۳-۱-۵- کانال ارتباطی                                                                      ۲۹
۳-۱-۶- تزویج کننده های کانال(خروجی)                                                                                ۳۰
۳-۱-۷- آشکارساز                                                                                   ۳۰
۳-۱-۸- پردازشگرسیگنال                                                                      ۳۰
۳-۱-۹- پیام خروجی                                    ۳۱
۳-۲- عناصرخط انتقال فیبرنوری                                              ۳۲
۳-۲-۱- رابطه ی توزیع کننده ی داده ها در شبکه ی فیبرنوری( FDDI)          ۳۳
۳-۲-۲- شبکه ی نوری سنکرون(SONET)                                                  ۳۴
۳-۲-۲-۱- مشخصات SONET                                              ۳۵
۳-۲-۳-فرستنده های نوری                                                               ۳۵
۳-۲-۳-۱- ویژگی های منابع نور مورداستفاده در سیستم های نوری          ۳۵
۳-۲-۳-۲- تفاوت نور لیزر و نورمعمولی                           ۳۷
۳-۲-۳-۳- خصوصیات دیودمنتشرکننده ی نور                                     ۳۸
۳-۲-۳-۴- خصوصیات دیودلیزری                             ۳۸
۳-۲-۴- آشکارسازهای نوری(OPTICAL DETECTOR)                      ۳۸

فصل چهارم : ساختمان فیبرنوری

۴-۲- شیمی موجبرهای نوری  ۴۱
۴-۲-۱- شیشه شیلیکای گداخته                                               ۴۱
۴-۲-۲- تولید شیشه سیلیکای گداخته                                 ۴۴
۴-۲-۳- خصوصیات ماده                                         ۴۵
۴-۳- انواع فیبرنوری
۴-۳-۱- انواع کابل فیبرنوری ازنظرشیوه ی انتقال                 ۴۶
۴-۳-۱-۱- فیبرچندحالته                                                             ۴۷
۴-۳-۱-۱-۱- انواع فیبرهای چندحالته                                         ۴۷
۴-۳-۱-۲- فیبرتک حالته                                                ۴۸
۴-۳-۲- انواع کابل فیبرنوری ازنظر حفاظت                                        ۴۹
۴-۳-۲-۱- LOSS BUFFER                                                    ۴۹
۴-۳-۲-۲- TIGHT BUFFER                                               ۵۰
۴-۳-۳- انواع کابل فیبرنوری از نظر روکش                                          ۵۰
۴-۳-۳-۱- IN DOOR                   ۵۱
۴-۳-۳-۲- OUT DOOR                 ۵۲
۴-۳-۳-۳- IN DOOR – OUT DOOR              ۵۲
۴-۳-۴- انواع کابل فیبرنوری ازنظر ماده ی سازنده                                        ۵۳
۴-۳-۴-۱- کابل فیبرنوری شیشه ای                                                       ۵۳
۴-۳-۴-۲- کابل فیبرنوری پلاستیکی                                                          ۵۴
۴-۳-۴-۲-۱- کاربردهای کابل فیبرنوری پلاستیکی                                    ۵۷
۴-۳-۴-۳- کابل نوری با پوشش پلیمرسخت                                            ۵۸
۴-۳-۴-۳-۱- خصوصیات کابل فیبرنوری با پوشش پلیمر سخت                  ۵۹
۴-۴- تکنولوژی ساخت                                                                    ۵۹
۴-۴-۱- روش بوته مضاعف                                                           ۶۰
۴-۴-۲- سیلیس رسوب یافته ی دپی شده(DDS)                         ۶۰
۴-۴-۲-۱- رسوب بیرونی                                                          ۶۱
۴-۴-۲-۲- رسوب محوری                                                          ۶۲
۴-۴-۲-۳- رسوب داخلی                                                          ۶۳
۴-۴-۳- کشیدن تار                                                                   ۶۵
۴-۴-۳-۱- سیلیس پوشش شده با پلاستیک                                 ۶۶

فصل پنجم : طراحی شبکه ی کابل

۵- طراحی شبکه ی کابل                                                         ۶۸
۵-۱- جنبه های طراحی مکانیکی                                              ۶۸
۵-۲- تزویج کننده                                                                     ۶۹
۵-۲-۱- تزویج عدسی                                                              ۷۰
۵-۲-۲- تزویج سربه سر                                                           ۷۱
۵-۳- اتصال دو فیبر به صورت دائمی(SPLICE)                                    ۷۲
۵-۳-۱- اتصال دائمی دو فیبر به روش همجوشی                           ۷۳
۵-۳-۲- اتصال دائمی دو فیبر به روش قفل شدن                            ۷۴
نتیجه گیری                                                                          ۷۵
خلاصه                                                                                 ۷۸
پیوست ها                                                                           ۸۰
فهرست منابع                                                                      ۱۰۶

فهرست شکل ها :

فصل اول

شکل ۱-۱ صوت سنج زیردریایی                                                ۱۲

فصل دوم

شکل ۲-۱ نمایش موج کروی ، صفحه ای و شعاع های نوری                   ۱۸

شکل ۲-۲ پدیده های تابش ، انعکاس و انکسار                                       ۲۰

شکل ۲-۳ نمایش زوایای تابش و شکست در حالت های گوناگون               ۲۱

شکل ۲-۴ طیف امواج الکترومغناطیسی                                          ۲۳

شکل ۲-۵ انواع قطبش                                                         ۲۴

فصل سوم

شکل ۳-۱ جزئیات یک سیستم مخابراتی                               ۲۷

شکل ۳-۲ حلقه SONET های شبکه                                                     ۳۴

شکل ۳-۳ دیودهای لیزری                                                           ۳۸

شکل ۳-۴ فتودیود نیمه هادی                                                     ۳۹

فصل چهارم

شکل ۴-۱ چسبندگی شیشه سیلیکای گداخته                                   ۴۳

شکل ۴-۲ ضریب شکست SIO2 با مواد تغلیظ کننده ی مختلف                    ۴۴

شکل ۴-۳ فیبرچندحالته با ضریب شکست پله ای                                   ۴۷

شکل ۴-۴ فیبر چندحالته با ضریب شکست تدریجی                               ۴۸

شکل ۴-۵ فیبرتک حالته

شکل ۴-۶ TIGHT BUFFER  و LOSS BUFFER                                     ۵۰

شکل ۴-۷ دو نمونه از کابل های IN DOOR                                   ۵۱

شکل ۴-۸ دو نمونه از کابل های OUT DOOR                                  ۵۲

شکل ۴-۹ چهارنمونه از کابل های IN DOOR – OUT DOOR                             ۵۳

شکل ۴-۱۰ اجزاء فیبرنوری شیشه ای                                                            ۵۴

شکل ۴-۱۱ مقایسه ی اندازه ی POF با سایر فیبرهای نوری                       ۵۵

شکل۴-۱۲ مقایسه ی وزن POF  با سایر کابل های شبکه                               ۵۶

شکل ۴-۱۳ طول موج POF                                                                   ۵۷

شکل ۴-۱۴ ساختار فیبرنوری H-PCF                                                       ۵۹

شکل ۴-۱۵ فرآیند ساختار تار با روش بوته مضاعف                     ۶۰

شکل ۴-۱۶ رسوب دهی بخار شیمیایی بیرونی (CVD بیرونی)                    ۶۲

شکل ۴-۱۷ رسوب دهی بخارمحوری                                ۶۳

شکل ۴-۱۸ CVD اصلا                                                           ۶۴

شکل ۴-۱۹ MCVD غنی شده با پلاسما                                              ۶۴

شکل ۴-۲۰ سیستم کشیدن و پوشش دادن تار                                  ۶۵

فصل پنجم

شکل ۵-۱ اساس تزویج لنزی                                             ۷۰

شکل ۵-۲ اساس تزویج سربه سر                                      ۷۰

شکل ۵-۳ (A) جابه جایی محورتارها ، (B) ناهم محوری زاویه ای تارها ، (C) جدایی سرهای انتهایی تارها         ۷۱

شکل ۵-۴ چندنمونه از اتصال دائم                    ۷۲

شکل ۵-۵ دو نمونه دستگاه FUSION SPLICER                        ۷۳

شکل ۵-۶ یک نوع دستگاه FUSION SPLICER                                ۷۳

شکل ۵-۷ دستگاه FIBR LOCK ساخت شرکت ۳M                       ۷۴

*********************************************

فهرست جدول ها :

فصل اول

جدول ۱-۱ کاربردهای تارنوری                        ۱۳

فصل دوم

جدول ۲-۱ ضریب شکست اجسام                ۱۹

فصل چهارم

جدول ۴-۱ تعریف چندین مقدار درجه حرارت برای شیشه سیلیکای گداخته با   LOGŋ               ۴۳

جدول ۴-۲ مشخصات شیشه سیلیکای گداخته                              ۴۶