دانلود تحقیق دریچه ای به سوی دنیای تلگراف

در این گزارش، نگاهی جامع به فیبر نوری و کاربردهای آن خواهیم داشت.

در حال حاضر تار نوری بدلیل خصوصیات انتقال مناسب(عرض باند زیاد، افت کم و ...) جایگاه مهمی در شبکه های انتقال مخابراتی پیدا کرده و پیش بینی می شود که در آینده مهمترین و بهترین محیط انتقال، جهت کاربرد در فواصل دور و نزدیک باشد.

هدف این گزارش بررسی و معرفی این محیط انتقال از جنبه های ساختمان و مزایا و معایب می‌باشد.

1 -1- دریچه ای به سوی دنیای تلگراف
تلگراف به صورت ابتدایی در سال 1832 میلادی برابر با سال 1211 شمسی توسط مورس آمریکایی اختراع شد، مورس 12 سال بعد بوسیله دستگاهش این جمله را مخابره کرد: اوه که پروردگار چه کارهای شگفتی دارد!

این اولین جمله ای بود که بوسیله تلگراف مخابره شد.

1-2- اختراع تلفن
بعد از ظهر روز دوم ژوئن سال 1875 میلادی مصادف با 11 خرداد 1254 شمسی الکساندر گراهام بل انگلیسی با همکاری دوستش واتسن موفق به اختراع تلفن شد و در ژانویه 1876 میلادی دستگاه تلفن به کار افتاد.

دهم مارس 1876 میلادی برابر 1255 شمسی، بل از اتاق خود‌بوسیله این دستگاه به دستیارش در اتاق دیگر گفت: آقای واتسن بیائید با شما کار دارم چهارده سال بعد از آن یعنی در سال 1890 میلادی استروجر سیستم تلفن خودکار را بنا نهاد.

1-3- مخابرات در ایران و تهران
تلگراف
خبر اختراع جدید(تلگراف) توسط آقاخان نوری، صدر اعظم وقت ایران به ناصرالدین شاه رسید و توجه وی را جلب نمود و مقرر شد که این دستگاه در ایران مورد استفاده قرار گیرد.

در اسفند ماه سال 1236 شمسی یعنی 14 سال پس از مخابره اولین پیام تلگرافی ساموئل مورس، سیستم تلگرافی زیر نظر علی میرزا اعتضاد السلطنه (وابسته دربار قاجار) و با همکای رضاقلی خان الله باشی طبرستانی(رئیس وقت مدرسه دارالفنون) بوسیله «کرشش» (یکی از معلمین ارتیشی) با موفقیت آزمایش و این جمله مخابره شد: « منت خدای را عزوجل که طاعتش موجب قربت است و بشکر اندرش مزید نعمت...»
بلافاصله کارسیم کشی بین کاخ ارک تا باغ لاله زار در تهران شروع شد و این خط تلگرافی نیز در سال 1237 شمسی آغاز به کار کرد.

نخستین خط نسبتا طولانی تلگراف در ایران به فاصله 300 کیلومتر در تیرماه سال 1238 شمسی بین تهران و چمن سلطانیه (اردوگاه تابستانی ناصر الدین شاه واقع در نزدیکی زنجان) دایر شد و شروع به کار کرد.

ارتباط تلگرافی تهران- تبریز در سال 1240 برقرار شد و سال بعد نیز خط تلگراف تهران- گیلان شروع به کار کرد.

برای نخستین بار ارتباط تلگرافی ایران با روسیه از طریق اتصال خط تهران- تبریز با شبکه تلگرافی روسیه در سال 1342 برقرار شد و امپراطور روسیه و پادشاه ایران، تلگرافهای شادباشی مبادله کردند.

در سال 1253 اداره تلگراف پس از جداشدن از وزارت علوم به وزارت تلگراف تبدیل شد.

تلفن
در سال 1265 شمسی مصادف با 1886 میلادی، برای اولین بار در ایران، یک رشته سیم تلفن بین تهران و شاهزاده عبدالعظیم به طول 7/8 کیلومتر توسط بوآتال بلژیکی که امتیاز راه اهن ری را داشت کشیده شد ولی در واقع مرحله دوم فن آوری مخابرات در تهران از سال 1268 شمسی یعنی 13 سال پس از اختراع تلفن برقراری بین دو ایستگاه ماشین دودی تهران و شهر ری آغاز شد.

پس از آن بین کامرانیه (شمیران) و عمارت وزارت جنگ در تهران و سپس بین مقر ییلاقی شاه قاجار(سلطنت آباد سابق) وعمارت سلطنتی تهران ارتباط تلفنی دایر شد.

وزارت تلگراف در سال 1287 شمسی با وزارت پست ادغام و به نام وزارت پست و تلگراف نامگذاری شد.

در سال 1302 شمسی قراردادی برای احداث خطوط تلفنی زیر زمینی با شرکت زیمنس و هالسکه منعقد شد و سه سال بعد در ابانماه 1305 شمسی تلفن خودکار جدید بر روی 2300 رشته کابل در مرکز اکباتان آماده بهره برداری شد.

در سال 1308 شمسی امور تلفن نیز تحت نظر وزارت پست و تلگراف قرار گرفت و به نام وزارت پست و تلگراف و تلفن نامگذاری شد.

مرکز تلفن اکباتان در سال 1316 شمسی به 6000 شماره تلفن رسید و دو سال بعد بهره برداری شد و در سال 1337 به 13 هزار شماره توسعه یافت.

خطوط تلفن جدید(کاریر) نیز پس از شهریور 1320 مورد بهره برداری قرار گرفت و ارتباط تلفنی بین تهران و سایر شهرها گسترش یافت و مراکز تلفنی تهران یکی پس از دیگری تاسیس شد.

1-4- وضعیت تلفن ثابت کشور ایران
در پایان سال 2001، تعداد مشترکین تلفن ثابت کشور به 10.384.293 شماره رسید که در مقایسه با سال 2000 افزایشی معادل 1.199.616 شماره و درصد رشدی معادل 06/13 درصد را داشته است.

و در مقایسه با سایر کشورهای جهان، ایران رتبه 20 را از لحاظ تعداد تلفن ثابت و رتبه پنجم را از لحاظ درصد رشد تلفن دار گردیده است.

ضریب نفوذ تلفن ثابت کشور در پایان سال 2001 معادل 12/16 بوده که در مقایسه با سال قبل 15/1 واحد افزایش داشته است و از نظر شاخص ضریب نفوذ تلفن رتبه 51 را بین کشورهای جهان به خود اختصاص داده‌است.

1-3-1- اسامی20 کشور اول جهان از لحاظ تعداد تلفن ثابت در سال 2001 2-2- نگاهی گذرا بر موفقیتهای شرکت مخابرات استان خراسان شمالی استان خراسان شمالی از نظر رشد ضریب نفوذ تلفن ثابت با بیش از 5 درصد رشد در سال 1384 مقام اول کشوری را به خود اختصاص داد.

معاون مدیر عامل شرکت مخابرات شمالی در تشریح عملکرد یک ساله این شرکت گفت: شرکت مخابرات استان در یکسال گذشته از نظر رشد ضریب نفوذ تلفن ثابت با 51/5 درصد رشد مقام اول کشوری را کسب کرد.

مهندس علی قدرتی فرد: با اشاره به این مطلب افزود: در سال گذشته به رغم مشکلات عدیده ای که پیش روی استان تازه تاسیس خراسان شمالی قرار داشت همکاران ما در شرکت مخابرات استان با تلاش بی وقفه و صادقانه خود موفق به کسب توضیحات فراوانی در زمینه ارائه خدمات ارتباطی به هم استانیها شدند.

مهندس قدرتی فرد، به روز رسانی ارائه خدمات 152 مرکز تلفن ثابت استان را از جمله اقدامات انجام شده در شرکت مخابرات استان طی سال 84 بر شمرد.

وی همچنین از ارتباط دهی به منازل 300 روستا در سطح استان خبر داد و تصریح کرد: تعداد روستاهای دارای تلفن منازل در پایان سال 1383 از 150 روستا تجاوز نمی کرد ولی اکنون خوشبختانه با توفیقات الهی این رقم نشان از رشد 200 درصدی نسبت به 27 سال گذشته دارد.

همچنین معاون مدیر عامل شرکت مخابرات خراسان شمالی اظهار داشت: در سال 1384 تعداد 46 هزار 262 شماره دفاتر ارتباط روستایی استان را از دیگر افتخارات این شرکت عنوان کرد.

وی در ادامه یاداور شده در حال حاضر بسترهای لازم در خصوص خرید سوئیچ کابل، سیستم های ACCESS و ....

در شرکت مخابرات استان فراهم می باشد.

که امیدوارم با برنامه ریزی های در نظر گرفته شده در سال 1385 به موفقیتهای بیشتری در زمینه ارائه خدمات ارتباطی لازم به مشترکین محترم دست یابیم.

2-3- رایانه و مخابرات از بدو ظهور، رایانه ها می توانند از فاصله دور با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

قبل از عصر ریزرایانه ها، لازمه ارتباط دور، از یک سو داشتن یک رایانه بزرگ میزبان(یا مرکزی) و از سوی دیگر یک واحد ورودی – خروجی متشکل از یک صفحه کلید و احتمالا یک صفحه نمایش بود که به آن پایانه (یا ترمینال) می گویند.

نظر به اینکه در آن زمان، رایانه ها، بسیار گران بودند.

چندین مصرف کننده در وقت تعیین شده به صورت تسهیم‌زمانی از یک رایانه استفاده می‌کردند و پرس و جواز طریق پایانه صورت‌می‌گرفت.

امروزه قیمت رایانه های کوچک نسبتا مناسب است و ریز رایانه ها که جانشین ترمینال های بزرگ شده اند با رفتاری هوشمندانه قادرند اطلاعات دریافتی را مستقیما پردازش کنند.اکنون مخابرات و ارتباطات رایانه ای از رشد خارق العاده ای برخوردار است و رایانه های کوچک می توانند به کمک مودم، از طریق خطوط تلفن به یکدیگر و یا به بانک های اطلاعاتی متصل شوند.

بر قراری ارتباط که پیش از این مستلزم هزینه سنگینی بود.

از زمان بر قرار شدن شبکه های بین المللی که از سوئیچینگ بسته ای استفاده می کنند، در حال تعدیل می باشد.

در برخی موارد رایانه های کوچک از طریق شرکت های خصوصی ارتباطات راه دور به صورت شبکه به هم متصل می شوند.

انتقال اطلاعات با سرعت متغیر صورت می‌گیرد که به صورت هم زمان و یا غیر هم زمان با واحدی به نام بد Boud بیان می‌شود.

در هر صورت ضروری است که دو رایانه با سیستم انتقال هم ساز باشند را از مواد ارتباط با سرعت بالا داشتن خطوط صاف و بدون نوفه(پارازیت) است.

توضیح آنکه همساز بودن یک رایانه با قطعات جانبی و محیط خارج خود بستگی به کدهایی دارد که برای ارتباط و دریافت داده ها به کار می برد.

به همین دلیل توصیه می‌شود که قبل از خرید هر قطعه جانبی(به ویژه چاپگر) از هم ساز بودن آن مطمئن شد.

این مساله به ویژه برای چاپگرهای سری که عموما از یک فرآیند ارتباطی استفاده می کنند بیشتر باید رعایت شود.

به علاوه به دو رایانه در صورتی هم ساز می گویند که مجموعه نرم افزارهایی که بر روی یکی‌از آنها به خوبی کار می‌ کند بتواند بدون‌ کوچک‌ترین تغییر بر روی دیگری هم کار کند.

یک رایانه هم ساز با IBM رایانه ای است که بر اساس مدل یکی از ماشین هایی که توسط IBM طراحی و تولید شده (مانند Pentium ، AT ،«PC-XT») ساخته شود.

تمامی این رایانه ها بر محوریت BUS-ISA ساخته شده و با سیستم عامل MS-DOS و WINDOWS کار می کنند.BUS ، وضعیت مسیر دهی شبکه ارتباطی داخل سیستم است و به مجموع خطوط حمل و نقل سیگنالها گفته می شود که به پردازشگر اجازه می دهد تا با حافظه های داخلی و قطعات جانبی ارتباط بر قرار کند.

سیستم عامل فوق الذکر می‌تواند انتقال و اجرای نرم افزار ها را از یک رایانه به رایانه دیگر که در اصطلاح Portability گفته می شود) تضمین نماید.

واژه Portability به نرم افزارهایی که به آسانی از یک رایانه به رایانه دیگر قابل استفاده باشد اشاره می کند.

چنین قابلیتی برای یک نرم افزار از اهمیت بالایی بر خوردار می باشد زیرا تضمینی است برای انتشار آن به مقیاس وسیع.

بر اساس همین قابلیت می توان برنامه هایی که برای دیسکت های عامل نوشته می شود را به راحتی از یک رایانه به رایانه دیگر منتقل نمود .برای آنکه یک رایانه بتواند با استاندارد IBM هم ساز باشد ضروری است که حداقل ویژگی های زیر را در اختیار داشته باشد.

1- پردازشگر 8088 یا 8086 برای مدل‌های XT که دیگر کاربرد ندارد.

2- پردازشگر 80286 یا 80386 برای مدل های AT که عملا از بازار حذف شده اند.

3- پردازشگر مدل های Pentium که مرتباً در حال تحول اند 4- سیستم عامل MS-DOS و Windows شایان ذکر است که 386 Windows توسط مایکروسافت برای کاربر روی 386 PC-AT تهیه و منتشر شد.

Architecture Data BVS ISA (Industry standard) فیبر نوری: از مهمترین و پیشرفته ترین دست آوردهای حوزه ی فن آوری اطلاعات و ارتباطات می باشد.

3-1- تاریخچه فیبر نوری چرا فیبر نوری باعث بوجود آمدن انقلابی در ارتباطات شده است؟

شاید باورش برای بسیاری از ما مشکل باشد اما تارهایی به نازکی تار مو با ایجاد پهنای باند وسیع ارتباط مخابراتی هم وطنان ما را با تمام نقاط کشور و همچنین دیگر کشورها بر قرار می کند.

تنها دو تار از تارهای درون یک کابل فیبر نوری می تواند ارتباط مخابراتی دو میلیون هم وطن را بر قرار کند.

تارهایی که از جنس شیشه اند و مواد اولیه ساخت آن در طبیعت به وفور یافت می شود.

در حالی که قبل از به کارگیری این فن آوی برای ارتباط همین تعداد افراد به صدها هزار کابل مسی احتیاج بود.

کابل فیبر نوری برای نخستین بار در سال 1970 در آمریکا مورد بهره برداری قرار گرفت.

ویژگی های منحصر به فرد آن در داشتن سرعت، دقت بالا، هزینه پایین و ایجاد پهنای باند بسیار وسیع برای انتقال صدا، تصویر و داده های اطلاعاتی موجب شد که استفاده از آن مورد توجه همه کشورها قرار گیرد.

اجرای کابل فیبر نوری در ایران از سال 68 آغاز شد و هم اکنون بیش از 65 هزار کیلومتر کابل فیبر نوری اصلی و فرعی مراکز بین شهری ناحیه ای و منطقه ای و همچنین ایستگاههای ورودی بین الملل و دیگر مراکز مخابراتی را در سراسر کشور به یکدیگر متصل می کند تا نیازهای ارتباطی هم وطنان را در زمینه تلفن همراه، تلفن ثابت و اینترنت در تمام نقاط کشور تامین کند.

کاربرد تارهای فیبر نوری به ارتباطات محدود نیست و در حوزه های دیگر از جمله پزشکی کاربرد فراوان دارد.

با توجه به شمار کانال هایی که توسط دو تار نوری منتقل می شود.

این شبکه زیر بنای لازم را جهت شکل گیری تجارب و دولت الکترونیک فراهم می سازد.

در کشور ما مسیرهای کابل فیبر نوری اغلب از مناطق صعب العبور کوهستانی، مناطق وسیع بیابانی و حتی مناطق باتلاقی می گذرد و با توجه به استانداردهای اجرایی آن، باید در عمق 5/1 متری از سطح زمین و هر 4 کیلومتر به صورت یکجا در مسیرهای تعیین شده قرار گیرد.

شبکه ملی فیبر نوری علاوه بر تامین نیاز ارتباطی میلیون ها هم وطن در سراسر کشور، به دلیل موقعیت راهبردی کشور پهناور ایران در منطقه می تواند کشور ما را از این نظر به مراکز ارتباطات منطقه در بین 15 کشور هم جوار تبدیل کند و در واقع این شبکه علاوه بر کاربردی ملی، کاربردی منطقه ای نیز داشته باشد.

هم اکنون ارتباط بین المعل خطوط فیبر نوری ما با کشورهای ترکیه، ترکمنستان، آذربایجان، افغانستان،کویت، ارمنستان و امارت بر قرار شده و در آینده نزدیک نیز به کشورهای پاکستان و عراق متصل خواهیم شد.

در تشریح توسعه شبکه ملی فیبر نوری کشور باید به افتتاح شبکه ملی فیبر نوری در بیستم تیز ماه سال 84 که 56 هزار کیلو متر مسیر اصلی و فرعی فیبر نوری را در سراسر کشور تحت پوشش قرار می دهد اشاره کرد.

با این افتتاح، زمینه استفاده از کانال های انتقال با 5/1 میلیون افزایش با پشتیبان به 5/2 میلیون کانال فراهم شد.

این پروژه که با صرف هزینه ای بالغ بر 660 میلیارد تومان و بیش از 7 میلیون و 200 هزار نفر روزکار ملی 15 سال اخیر به بهره برداری رسید.

3-2- معرفی فیبر نوری یکی از جدیدترین محیط های انتقال اطلاعات فیبر نوری است.

فیبر نوری از یک میله استوانه ای که هسته نامیده می شود و جنس آن از سیلیکات است تشکیل می گردد.

شعاع استوانه بین دو تا سه میکرون است.

روی هسته، استوانه ای دیگری از همان جنس هسته،که غلاف نامیده می شود، استقرار می یابد.

ضریب شکست هسته را با m1 و ضریب شکست غلاف را با m2 نشان داده و همواره m2 3-3- فیبر نوری چگونه ساخته می شود؟

فیبرنوری از شیشه شفاف بسیار خالص ساخته می شود.

اگر شیشه پنجره را بعنوان محیطی شفاف که نور را از خود عبور میدهد در نظر بگیریم، بدلیل وجود ناخالصی‌ها در شیشه، نور بطور کامل و بدون تغییر عبور نمی کند.

بهرحال شیشه ای که در ساخت فیبرنوری بکار می رود، نسبت به شیشه بکار رفته برای پنجره ناخالصی های بسیار کمتری دارد.

توصیف یک شرکت تولید کننده فیبرنوری از شیشه ای که برای ساخت آن بکار می‌رود به این صورت است: اگر روی سطح اقیانوسی از شیشه بکار رفته در ساخت فیبرنوری بایستید، می توانید عمق چندین مایلی آنرا بوضوح ببینید.

برای ساخت فیبرنوری بایستی مراحل زیر طی شود: * ساخت یک استوانه شیشه ای از پیش تعیین شده * کشیدن فیبر از استوانه آماده شده * آزمایش فیبرهای تولید شده * ساخت استوانه شیشه ای شیشه مورد استفاده برای ساخت استوانه طی روندی موسوم به MCVD یا رسوب سازی تعدیل شده شیمیایی با بخار تولید می شود.

در روش MCVD اکسیژن از میان محلول کلراید سیلیکون (SiCl4)، کلراید ژرمانیوم (GeCl4) و دیگر مواد شیمیایی می جوشد (قلقل می کند).

این مخلوط بسیار دقیق و حساب شده، ویژگیهای فیزیکی و اپتیکی گوناگونی دارد.

( ازجمله ضریب شکست، ضریب انبساط، نقطه ذوب و....) 3-3-1- فرآیند MCVD برای ساخت استوانه سپس بخارهای گاز بوسیله یک ماشین مخصوص با حرکات دورانی بداخل یک لوله سیلیس مصنوعی یا لوله کوارتز هدایت می شود که به این عمل آبکاری گویند.

در حین چرخش ماشین، یک مشعل در بیرون لوله به بالا و پایین حرکت می کند.

حرارت بسیار زیاد ناشی از مشعل، باعث می شود دو چیز اتفاق بیفتد: سیلیکون و ژرمانیوم با اکسیژن واکنش می دهند، دی اکسید سیلیکون (SiO2) و دی اکسید ژرمانیوم (GeO2) حاصل می شود.

دی اکسید سیلیکون و دی اکسید ژرمانیوم روی سطح داخلی لوله رسوب می کنند، باهم آمیخته می شوند تا شیشه شکل بگیرد.

3-3-2- ماشین مورد استفاده برای ساخت استوانه ماشین مخصوص بطور مستمر می‌چرخد تا استوانه‌ای استوار و اندود‌شده‌ساخته‌شود.

خلوص شیشه با استفاده از قطعات پلاستیکی که در برابر خوردگی مقاوم است و درسیستم تزریق گاز بکار رفته و نیز با کنترل دقیق جریان گاز و ترکیب آن حفظ می‌شود.

روند ساخت این استوانه کاملا خودکار است و چندین ساعت بطول می انجامد.

بعد از اینکه استوانه ساخته شده خنک شد، تست کنترل کیفیت روی آن انجام می شود.

کشیدن فیبر از استوانه آماده شده بعد از اینکه استوانه شیشه ای کنترل کیفی شد، روی دستگاهی بنام برج فیبر کشی سوار می شود.

استوانه شیشه ای در یک کوره گرافیتی داغ می شود(٣٤٥٢ تا٣٩٩٢ ) درجه فارنهایت یا ١٩٠٠ تا ٢٢٠٠ درجه سانتیگراد ) تا حدی که یک گلوله گداخته شده از نوک آن، تحت تاثیر نیروی جاذبه سقوط می کند.

گلوله شیشه ای مذاب در حین سقوط خنک می شود و یک رشته شیشه ای را بوجود می آورد.

3-3-3- نمایی از یک برج فیبر کشی متصدی دستگاه این رشته را در داخل دیگر قسمتهای برج از جمله تعدادی فنجانک اندود کننده و نیز کوره ماوراء بنفش نخ کشی می کند تا در نهایت به قرقره پایین دستگاه برسد.

قرقره مکانیکی فیبر را به آرامی از استوانه داغ شده می کشد.

یک ریزسنج لیزری بدقت این مرحله را کنترل می کند و قطر فیبر را اندازه میگیرد.

اطلاعات بدست آمده از ریزسنج به سیستم خودکار قرقره مکانیکی ارسال می شود.

فیبرها با سرعت ٣٣ تا ٦٦ فوت بر ثانیه ( ١٠ تا ٢٠ متر بر ثانیه ) از استوانه داغ کشیده می شوند و محصول نهایی روی قرقره پیچیده می شود.

معمولا در نهایت بیش از ٤/١ مایل ( ٢/٢ کیلومتر) فیبرنوری روی قرقره جمع نمی شود.

3-3-4- تست و آزمایش فیبرنوری آماده شده 3-3-5- یک قرقره فیبرنوری موضوع برخی آزمایشها که روی فیبرنوری تولید شده انجام می شود: مقاومت کششی : فیبر باید‌بتواند نیروی کشش‌معادل ٠٠٠/١٠٠ پوند بر اینچ مربع یا بیشتر را تحمل‌کند.

آزمایش منحنی ضریب شکست: بررسی فیبر از لحاظ ابعاد هندسی ازجمله کنترل یکنواختی قطر هسته و یکنواختی ضخامت لایه روکش.

آزمایش میزان تضعیف امواج در فیبرنوری: در این آزمایش مشخص می شود که سیگنالهای نوری در طول موجهای مختلف چه مقدار انرژی خود را از حین عبور از فیبر دست می دهند.

ظرفیت انتقال اطلاعات (پهنای باند): تعداد سیگنالهایی که در هر لحظه می‌تواند بوسیله فیبر منتقل شود.

طیف رنگی: انتشار طول موجهای مختلف نور در هسته فیبر که در بحث‌پهنای باند حائز اهمیت است.

دمای عملیاتی / دامنه تغییرات رطوبت تاثیر دما در تضعیف سیگنال عبوری توانایی هدایت نور در زیر آب، حائز اهمیت برای کابلهایی‌که در زیر دریا استفاده می‌شود.وقتی فیبر مراحل آزمایش را طی کرد، به شرکتهای فعال در زمینه تلفن، کابل و شبکه فروخته می شود.درحال‌حاضر بسیاری از شرکتها سیستمهای نوین‌مبتنی بر‌‌فیبرنوری را جایگزین سیستمهای قدیمی مبتنی بر سیم مسی کرده‌اند تا سرعت،ظرفیت و وضوح بیشتری حاصل شود.

3-4- پدیده ی بازتابش کلی نور در یک فیبر نوری وقتی نور از یک محیط با ضریب شکست m1 وارد محیط دوم با ضریب شکست کوچکتری مثل m2 می شود، زاویه ای که در محیط اول با خط عمود فرضی بر سطح جدا کننده دو محیط داشت، در محیط دوم تغییر می‌کند.

همچنان که زاویه پرتو در محیط اول، نسبت به خط عمود فرضی بزرگتر می شود، نور شکسته شده در محیط دوم هم از خط فرضی‌دورتر می شود.

(زاویه پرتو در محیط دوم هم نسبت به خط فرضی بزرگتر می شود)در یک زاویه خاص (زاویه بحرانی) نور شکسته شده به محیط دوم وارد نمی‌شود و در عوض در امتداد خط جداکننده دو محیط حرکت می‌کند.

Sin [critical angle] = n2 / n1 که n1 و n2 ضرایب شکست‌اند بطوری که n1 در فیزیک زاویه بحرانی نسبت به خط عمود فرضی تعریف می شود.

در فیبرنوری، زاویه بحرانی نسبت به محوری موازی با فیبر که در مرکز آن امتداد دارد توصیف می‌شود.

بنابراین: (زاویه بحرانی فیزیکی – ٩٠ درجه ) = زاویه بحرانی در فیبرنوری در یک فیبرنوری نور در هسته (با ضریب شکست بزرگتر، m1) سیر می کند و مرتبا با برخورد به لایه روکش (با ضریب شکست کوچکتر،m2) شکسته می شود چون زاویه نور همیشه از زاویه بحرانی بزرگتر است.

در انعکاس نور از سطح روکش، مقدار زاویه انحنای فیبر تاثیر ندارد حتی اگر فیبرنوری یک دایره کامل ساخته باشد.

از آنجا که لایه روکش هیچ نوری از هسته جذب نمی‌کند، موج نور می تواند ‌مسافتهای طولانی را طی کند.

ولی بهرحال برخی سیگنالهای نوری در حین عبور از فیبر ضعیف می شوند که دلیل عمده آن ناخالصیهای موجود در شیشه است.

میزان تضعیف سیگنال به درجه خلوص شیشه و طول موج نور عبوری از فیبر بستگی دارد ( مثلا نور با طول موج ٨٥٠ نانومتر در هر یک کیلومتر ٦٠ تا ٧٥ درصد ضعیف می شود.

نور با طول موج ١٣٠٠ نانومتر ٥٠ تا ٦٠ درصد در هر یک کیلومتر و نور با طول موج ١٥٥٠ نانومتر بیش از ٥٠ درصد در هر کیلومتر تضعیف می شود.) برخی از انواع فیبرنوری کارایی بهتری دارند و سیگنال نور در آنها کمتر انرژی خود را از دست می دهد – کمتر از ١٠ درصد در هر یک کیلومتر برای طول موج ١٥٥٠ نانومتر.

3-5- کاربردهای فیبر نوری الف) کاربرد در احساسگرها: استفاده از احساسگرهای فیبر نوری برای اندازه گیری کمیتهای فیزیکی مانند جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی، فشار، حرارت، جابه‌جایی، آلودگی آبهای دریا، سطح مایعات، تشعشعات پرتوهای گاما و ایکس در سالهای اخیر شروع شده است.

در این نوع احساسگرها، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی احساسگرها، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی احساسگر بهره ‌گیری می‌ شود.

بدین‌ ترتیب که خصوصیات فیبر تحت میدان کمیت مورد اندازه گیری تغییر یافته و با اندازه شدت کمیت تاثیر پذیر می شود.

ب) کاربردهای نظامی: فیبر نوری کاربردهای بی شماری در صنایع دفاع دارد که از آن جمله می توان بر قراری ارتباط و کنترل راه دور، کنترل و هدایت موشکها، ارتباط زیر دریایی ها (هیدروفون) را نام برد.

ج) کاربردهای پزشکی: فیبر نوری در تشخیص بیماری ها و آزمایشهای گوناگون در پزشکی، کاربرد فراوان دارد که از آن جمله می توان به درتمیری غدد سرطانی، شناسایی نارسائی‌های داخلی بدن، جراحی لیزری و استفاده در دندان پزشکی و اندازه گیری مایعات و خون اشاره کرد.

3-6- مزایای فیبر نوری: فیبر نوری در مقایسه با سیمهای فلزی مرسوم‌(سیمهای مسی)، دارای این مزایا‌ است: ارزان تر بودن : فیبر نوری بطول چندین مایل از سیم مسی با همین طول ارزانتر است.

این قیمت مناسب باعث می شود که بتوانید تلویزیون کابلی یا اینترنت را هر جایی در اختیار داشته باشید و در پول شما هم صرفه جویی می شود.

نازکتر بودن: فیبرنوری با ضخامتی کمتر از ضخامت سیم مسی تولید می شود و این مزیت بزرگی است.

ظرفیت انتقال بالاتر : از آنجا که فیبرنوری نازکتر از سیمهای مسی است، بنابراین در کابلی با قطر معلوم تعداد فیبرنوری بیشتری جا می‌گیرد تا سیم مسی.

پس این امکان فراهم می شود که از کابلی با قطر مشابه تعداد خطوط تلفن بیشتر یا تعداد کانال‌های تلویزیونی بیشتری عبور داده شود.

تضعیف کمتر سیگنال : سیگنال عبوری از فیبرنوری نسبت به سیگنال عبوری از سیم مسی کمتر ضعیف می شود.

سیگنال های نوری : برخلاف سیگنالهای الکتریکی در سیمهای مسی که با سیگنالهای عبوری از کابلهای نزدیک‌تداخل می‌کنند، سیگنالهای نوری در فیبرنوری حتی با سیگنالهای عبوری از فیبری که در همان کابل است هم تداخل نمی کند.

بنابراین صدا در مکالمات تلفنی واضح تر منتقل می‌شود ‌و کانال های تلویزیونی‌هم بهتر دریافت‌می‌شوند.

کم مصرف بودن : ازآنجا که سیگنالها در فیبرنوری کمتر ضعیف می شوند، بنابراین فرستنده‌های کم مصرف تری نسبت به فرستنده های با ولتاژ بالا در سیمهای مسی نیاز است.

این مزیت باز هم باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود.

سیگنالهای دیجیتال : بهترین و اصلی ترین کاربرد فیبر نوری انتقال اطلاعات دیجیتال است که بخصوص برای شبکه های کامپیوتری مفید است.

اشتعال ناپذیری : چون هیچ الکتریسیته ای از فیبرنوری عبور نمی کند، خطر اشتعال هم وجود ندارد.

سبک بودن : فیبرنوری درمقایسه با سیم مسی وزن کمتری داردو فضای کمتری را می‌گیرد.

انعطاف پذیری : ازانجا که فیبرهای نوری بسیار انعطاف پذیرند و می توانند نور را ارسال و دریافت کنند، در بسیاری از دوربین های انعطاف پذیر و تاشو در اهداف زیر کاربرد دارند: § عکسبرداری پزشکی : در bronchoscope(لوله ای نازک برای عکسبرداری از نایچه ها )،§ در endoscope(برای تصویربرداری از اعضای توخالی بدن مثل معده و مثانه) ،§ و در laparoscope( (ابزاری پزشکی برای بررسی معده و برخی جراحی های کوچک ) کاربرد دارد.

§ تصویربرداری ماشینی: برای چک کردن جوشهایی که در لوله ها و موتورها بصورت ماشینی اجرا می‌شود.

(مثلا در هواپیماها،§ راکتها،§ شاتلهای فضایی و ماشینها) § لوله کشی: برای بررسی مجاری فاضلاب بخاطر وجود این مزایاست که شما فیبرنوری را در بسیاری از صنایع، در ارتباطات برجسته امروزی و شبکه های کامپیوتری می بینید.

مثلا اگر از آمریکا به اروپا تلفن بزنید (یا برعکس)، و این ارتباط از طریق یک ماهواره مخابراتی انجام شود، اغلب می شنوید که صدا دچار تکرار و انعکاس می شود.

ولی باوجود فیبرنوری ارتباط شما مستقیم و بدون پژواک است.

3-7- معایب فیبر نوری : 1- به راحتی شکسته شده و می‌بایست دارای یک پوشش مناسب باشند.

مسئله فوق با ظهور فیبرهای تمام پلاستیکی و پلاستیکی/ شیشه ای کاهش پیدا کرده است.

2- اتصال دو بخش از فیبر یا اتصال یک منبع نور به فیبر، فرآیند دشواری است.

در چنین حالتی می توان از فیبرهای ضخیم تر استفاده کرد اما این مسئله باعث تلفات زیاد و کم شدن پهنای باند می گردد.

3- از اتصالات T شکل در فیبر نوری نمی توان جهت گرفتن انشعاب استفاده نمود.

در چنین حالتی فیبر می بایست بریده شده و یک Detector اضافه گردد.

دستگاه فوق می بایست قادر به دریافت و تکرار سیگنال باشد.

4- تقویت سیگنال نوری یکی از مشکلات اساسی در زمینه فیبر نوری است.

برای تقویت سیگنال می بایست سیگنالهای نوری به سیگنالهای الکتریکی تبدیل، تقویت و مجددا به علائم نوری تبدیل شوند.

عدم انتقال جریان الکتریکی : تار نوری به علت عایق بودن نمی تواند جریان الکتریکی را منتقل کند لذا نمی‌توان تغذیه تکرارگرها و یا دستگاههای تلفن بین راه را از طریق آن انجام داد برای این منظور مجبوریم که از سیم مسی معمولی استفاده کنیم که این خود محدودیت هایی را برای ما بوجود می آورد.

مقاومت خمش: مقاومت کششی تار نوری بسیار خوب می باشد و در مکان‌هایی که ما کشش زیادی روی نار نوری داریم بسیار کارامد است ولی در هنگام خم شدن مقاومت زیادی را از یک‌حد به بعد نشان می‌دهد و این خود باعث بوجود آمدن امکان شکسته شدن می شود.

هزینه زیاد در کاربردی با عرض باند کم: تار نوری هنگامی به صرفه خواهد بود که از مزایای مثبت آن به بهترین وجه استفاده کنیم.

اما اگر از کابل نوری در انتقال سیگنالها با پهنای باند کم و در فواصل نزدیک استفاده شود شاید حتی از کابلهای سیمی نیز گرانتر باشد.

نفوذ هیدروژن : به علت وجود یونهای آب در ساختار شیشه ای فیبر، هیدروژن می تواند جذب شده و باعث ناخالصی در فیبر شود.

4-1- آمار کلی کیلومتر فیبر استان خراسان شمالی 4-2- آمار کیلومتر فیبر نوری درون شهری و فرعی استان خراسان شمالی تا پایان سال 84 4-3- اجرا خطوط فرعی فیبر نوری استان خراسان شمالی (شهرستان بجنورد) بر حسب کیلومتر 4-4- نموداری از رشد ضریب نفوذ تلفن ثابت رشد ضریب نفوذ تلفن ثابت روستایی رشد ضریب نفوذ تلفن ثابت شهری کاربرد فیبر نوری مبانی فیبر نوری فیبر نوری ، رشته ای از تارهای بسیار نازک شیشه ای بوده که قطر هر یک از تارها نظیر قطر یک تار موی انسان است .

تارهای فوق در کلاف هائی سازماندهی و کابل های نوری را بوجود می آورند.

از فیبر نوری بمنظور ارسال سیگنال های نوری در مسافت های طولانی استفاده می شود.

مزایای فیبر نوری فیبر نوری در مقایسه با سیم های های مسی دارای مزایای زیر است : · ارزانتر.

هزینه چندین کیلومتر کابل نوری نسبت به سیم های مسی کمتر است .

· نازک تر.

قطر فیبرهای نوری بمراتب کمتر از سیم های مسی است .

· ظرفیت بالا.

پهنای باند فیبر نوری بمنظور ارسال اطلاعات بمراتب بیشتر از سیم مسی است .

· تضعیف ناچیز.

تضعیف سیگنال در فیبر نوری بمراتب کمتر از سیم مسی است .

· سیگنال های نوری .

برخلاف سیگنال های الکتریکی در یک سیم مسی ، سیگنا ل ها ی نوری در یک فیبر تاثیری بر فیبر دیگر نخواهند داشت .

· مصرف برق پایین .

با توجه به سیگنال ها در فیبر نوری کمتر ضعیف می گردند ، بنابراین می توان از فرستنده هائی با میزان برق مصرفی پایین نسبت به فرستنده های الکتریکی که از ولتاژ بالائی استفاده می نمایند ، استفاده کرد.

· سیگنال های دیجیتال .

فیبر نور ی مناسب بمنظور انتقال اطلاعات دیجیتالی است .

· غیر اشتعال زا .

با توجه به عدم وجود الکتریسیته ، امکان بروز آتش سوزی وجود نخواهد داشت .

· سبک وزن .

وزن یک کابل فیبر نوری بمراتب کمتر از کابل مسی (قابل مقایسه) است.

· انعطاف پذیر .

با توجه به انعظاف پذیری فیبر نوری و قابلیت ارسال و دریافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظیر دوربین های دیجیتال با موارد کاربردی خاص مانند : عکس برداری پزشکی ، لوله کشی و ...استفاده می گردد.

با توجه به مزایای فراوان فیبر نوری ، امروزه از این نوع کابل ها در موارد متفاوتی استفاده می شود.

اکثر شبکه های کامپیوتری و یا مخابرات ازراه دور در مقیاس وسیعی از فیبر نوری استفاده می نماین بخش های مختلف فیبر نوری یک فیبر نوری از سه بخش متفاوت تشکیل شده است : هسته (Core) هسته نازک شیشه ای در مرکز فیبر که سیگنا ل های نوری در آن حرکت می نمایند.

روکش Cladding بخش خارجی فیبر بوده که دورتادور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نورمنعکس شده به هسته می گردد.

بافر رویه Buffer Coating روکش پلاستیکی که باعث حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و سایر موارد آسیب پذیر ، است .