پایان نامه رشته کامپیوتر پیرامون بررسی عملکرد فیبر نوری

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه رشته کامپیوتر پیرامون بررسی عملکرد فیبر نوری دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت:word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:80

فهرست مطالب:

فصل 1……………………………………………………………………………….1

فیبر نوری …………………………………………………………………………….2

فصل 2 ………………………………………………………………………………14

سیستمهای مخابراتی ……………………………………………………………..15

مدولاتور ……………………………………………………………………………..16

تزویج کننده مدولاتور …………………………………………………………………19

کانال اطلاعات ……………………………………………………………………….20

پردازشگر سیگنال ……………………………………………………………………23

محاسبه سطوح توان بر حسب دسیبل ………………………………………………32

فصل 3 ………………………………………………………………………………..35

طبیعت نور ……………………………………………………………………………..36

طبیعت ذره­ای نور ………………………………………………………………………38

مزایای تارها ……………………………………………………………………………39

کاربردهای مخابرات تار نوری ……………………………………………………………46

فصل 4 ………………………………………………………………………………….63

ساختارهای مخابرات …………………………………………………………………..65

برج­های خودپشتیبان …………………………………………………………………..65

سازمان ماهواره­ای ارتباطات ………………………………………………………….71

اتحادیه ارتباطات تلفنی بین­الملل ……………………………………………………….74

بخش ارتباطات رادیویی …………………………………………………………………75

چکیده

از کجا مرور تاریخی این موضوع را شروع کنیم؟! نورهمیشه با ما بوده است . مخابرات با استفاده از نور در اوائل دوران پیشرفت بشری ، از زمانی که بشر ابتدا با استفاده از علامت دادن با دست پیام خود را ارسال می‌کرد، شروع شده است . این خود بطور بدیهی یک نوع مخابرات نوری است و در تاریکی قابل اجرا نمی‌باشد . درخلال روز ،منبع نور برای سیستم مورد مثال خورشید است . اطلاعات از فرستنده به گیرنده روی پرتو نور خورشید حمل می‌گردد . نور برحسب حرکات دست تغییر وضعیت داده و یا مدوله می‌گردد . چشم پیام را آشکار کرده و مغز پردازش لازم را روی آن انجام می‌دهد . در این سیستم ، انتقال اطلاعات کُند ، میزان اطلاعات قابل انتقال در یک زمان معین محدود و احتمال خطا زیاد است . سیستم نوری دیگری که برای مسیرهای طولانی‌تر مفید است ارسال علائم دودی است . پیام با استفاده از تغییر شکل دود حاصل از آتش ارسال می‌گردیده است. در این سیستم به طرح و یادگیری یک رمز بین فرستنده و دریافت‌کننده نیاز می‌باشد. این سیستم با سیستمهای جدید مخابرات دیجیتال که درآن از رمزهای پالسی استفاده می‌شود قابل قیاس است .

در سال 1880 الکساندر گراهام بل یک سیستم مخابرات نوری به نام فوتوفون را اختراع کرد . در این سیستم ، بل از آئینه نازک که توسط صدا به لرزه در می‌آید استفاده نمود . نور خورشید منعکسه از این آئینه اطلاعات را حمل می‌کند . در گیرنده ، این نور خورشید مدوله شده به سلنیوم هادی نور اصابت می‌کند و در آن به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود . این سیگنال الکتریکی در یک تلفن مجدداً به سیگنال صوتی تبدیل می‌گردد . با وجودی که سیستم فوق نسبتاً خوب کار می‌کرد هرگز یک موفقیت تجارتی کسب نکرد . ابداع لامپهای ساخته بشر منجر به ساخت سیستمهای مخابراتی ساده مثل چراغهای چشمک زن بین دو کشتی و یا بین کشتی و ساحل ، چراغهای راهنمای اتومبیلها ویا چراغهای راهنمائی گردید . در واقع هر نوع چراغ راهنما در اصل یک سیستم مخابرات نوری است .

تمام سیستمهای شرح داده شده فوق دارای ظرفیت اطلاعاتی کمی هستند . یک جهش اساسی که منجر به ایجاد سیستمهای مخابرات نوری با ظرفیت زیاد شد کشف لیزر بود که اولین نوع آن در سال 1960 ساخته شد . لیزر یک منبع انتشار نور با عرض باند کم مناسب ، قابل استفاده به عنوان حامل اطلاعات را فراهم می‌آورد . لیزرها قابل قیاس با منابع فرکانس رادیوئی مورد استفاده در مخابرات معمولی هستند . سیستمهای مخابرات نوری هدایت نشده (بدون تار) کمی بعد از کشف لیزر توسعه یافتند . مخابره اطلاعات توسط پرتوهای نوری که در جو سیر می‌کنند به آسانی انجام گردید . نقاط ضعف عمده این سیستمها عبارتند از :نیاز به یک جوّ شفاف ، نیاز به داشتن دید و مسیر مستقیم به فرستنده و گیرنده ، و احتمال آسیب رسیدن به چشم بیننده‌ای که به طور ناآگاهانه ممکن است به پرتو نگاه کند . موارد استفاده اولیه سیستمهای نوری ، هر چند محدود ، باعث ایجاد علاقه به سیستمهای نوری شد که بتواند پرتو نور را هدایت کند و بر معایب ذکر شده در ارسال هدایت نشده نور غلبه نماید .

بعلاوه ، پرتو هدایت شده می‌تواند در گوشه‌ها (انحراف مسیر) خم شود و خطوط انتقال آن می‌توانند در زیر زمین کار گذاشته شوند . کارهای اولیه انجام شده روی سیستمهای لیزری جوی اکثر اصول نظری و خیلی از ادوات لازم برای مخابرات نوری را فراهم نموده‌اند . در خیلی از موارد دیودهای نورگسیل (LED ) که به باریکی لیزر هم نیستند مناسب می‌باشند .

در سالهای 1960 جزء کلیدی در سیستمهای عملی تاری ، یعنی یک تار با کارائی مناسب ، وجود نداشت . هر چند که ثابت شده بود نور می‌تواند توسط یک تار شیشه‌ای هدایت شود ، تارهای شیشه‌ای موجود بیش از اندازه نور را تضعیف می‌نمود . در سال 1970 اولین تار واقعی با افت کم ساخته شد و مخابرات تار نوری عملی گردید . این موضوع درست 100 سال پس از آزمایش جان‌تیندال فیزیکدان انگلیسی بود که به مجمع سلطنتی نشان داد که نور می‌تواند در طول یک مسیر منحنی در بخار آب هدایت شود . هدایت نور توسط تارهای شیشه‌ای و توسط بخار آب شواهدی بر یک پدیده واحد هستند ( پدیده انعکاس داخلی کلی).

مقدمه

یک گرایش از مهندسی برق است که خود به دو زیر مجموعه میدان و امواج و سیستم تقسیم می‌شود. در گرایش سیستم هدف فرستادن اطلاعات از یک نقطه به نقطه‌ای دیگر است. اطلاعات معمولاً به صورت سیگنال‌های الکترونیکی وارد ” فرستنده ” می‌شوند، با روشهای مختلف به “گیرنده” انتقال پیدا می‌کنند، و سپس دوباره به سیگنالهای الکترونیکی حامل اطلاعات فرستاده شده تبدیل می‌گردند. مدیومهای ( محیط‌های ، کانالهای ، رسانه‌های ) انتقال سیگنالها از فرستنده به گیرنده شامل سیم مسی ( زوج سیم ، کابل هم محور )، امواج رادیویی ( بی‌سیم )، موجبرها ،و فیبرنوری می‌شوند.

سیگنالها و سیستم‌های مخابراتی به دو نوع تقسیم می‌شوند : آنالوگ و دیجیتال. سیگنال‌های آنالوگ دارای مقادیر پیوسته در زمانهای پیوسته هستند، در حالی که سیگنالهای دیجیتال فقط در زمانهای معینی ( samples ) دارای مقادیر گسسته ( مثلاً 0یا 1 ) هستند. رادیوهای AM و FM و تلفن‌های شهری نمونه‌هایی از سیستم‌های مخابراتی آنالوگ هستند. مودم‌های کامپیوتر، تلفنهای همراه جدید، و بسیاری از دستگاههای جدید دیگر مخابراتی با سیگنالهای دیجیتال کار می‌کنند.

اهداف اصلی مهندسی مخابرات عبارتند از فرستادن اطلاعات با بالاترین سرعت ممکن (برای‌سیسم‌های دیجیتال ) ، پایین ترین آمار خطا ، و کمترین میزان مصرف از منابع (انرژی و پهنای باند). برای دستیابی به این اهداف و تجزیه و تحلیل عملکرد سیستم‌های مخابراتی ، این رشته مهندسی از آمار و احتمالات بهره فراوانی می‌گیرد .

1-1 فیبر نوری

پس از اختراع لیزر در سال 1960 میلادی ، ایده بکارگیری فیبر نوری برای انتقال اطلاعات شکل گرفت . خبرساخت اولین فیبر نوری در سال 1966 همزمان در انگلیس و فرانسه با تضعیفی برابر با ؟ اعلام شد که عملاً در انتقال اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود تا اینکه در سال 1976 با کوشش فراوان پژوهندگان، تلفات فیبر نوری تولیدی شدیداً کاهش داده شد و به مقداری رسید که قابل ملاحظه با سیم‌های هم محور بکار رفته در شبکه مخابرات بود .

فیبر نوری از پالس‌های نور برای انتقال داده‌ها از طریق تارهای سیلکون بهره می‌گیرد . یک کابل فیبرنوری که کمتر از یک اینچ قطر دارد می‌تواند صدها هزار مکالمه صوتی را حمل کند . فیبرهای نوری تجاری ظرفیت 5/2 گیگابایت در ثانیه تا 10 گیگابایت در ثانیه را فراهم می‌سازند . فیبر نوری از چندین لایه ساخته می‌شود . درونی‌ترین لایه را هسته می‌نامند . هسته شامل یک تار کاملاً بازتاب‌کننده از شیشه خالص (معمولاً) است . هسته در بعضی از کابل‌ها از پلاستیک کاملاً بازتابنده ساخته می‌شود ، که هزینه ساخت را پایین می‌آورد . با این حال ، یک هسته پلاستیکی معمولاً کیفیت شیشه را ندارد و بیشتر برای حمل داده‌ها در فواصل کوتاه به کار می‌رود . حول هسته بخش پوسته قرار دارد ، که از شیشه یا پلاستیک ساخته می‌شود . هسته و پوسته به همراه هم یک رابط بازتابنده را تشکیل می‌دهند که باعث می‌شود که نور در هسته تابیده شود تا از سطحی به طرف مرکز هسته باز تابیده شود که در آن دو ماده به هم می‌رسند . این عمل بازتاب نور به مرکز هسته را (بازتاب داخلی کلی) می‌نامند . قطر هسته و پوسته با هم حدود 125 میکرون است (هر میکرون معادل یک میلیونیم متر است ) ، که در حدود اندازه یک تار موی انسان است . بسته به سازنده، حول پوسته چند لایه محافظ ، شامل یک پوشش قرار می‌گیرد .

یک پوشش محافظ پلاستیکی سخت لایه بیرونی را تشکیل می‌دهد . این لایه کل کابل را در خود نگه می‌دارد ، که می‌تواند صدها فیبر نوری مختلف را در بر بگیرد . قطر یک کابل نمونه کمتر از یک‌اینچ است .

از لحاظ کلی ، دو نوع فیبر وجود دارد : تک حالتی و چند حالتی . فیبر تک حالتی یک سیگنال نوری را در هر زمان انتشار می‌دهد ، در حالی که فیبر چند حالتی می‌تواند صدها حالت نور را به طور همزمان انتقال بدهد .

2-1 فیبر نوری در ایران

در ایران در اوایل دهه 60 ، فعالیت پژوهشی در زمینه فیبر نوری در پژوهشگاه ، بر پائی مجتمع تولید فیبر نوری در پونک را در پی داشت و عملاً در سال 1373 تولید فیبر نوری با ظرفیت 50000کیلومتر در سال در ایران آغاز شد. فعالیت استفاده از کابل‌های نوری در دیگر شهرهای بزرگ ایران آغاز شد تا در آینده نزدیک از طریق یک شبکه ملی مخابرات نوری به هم بپیوندند.

فیبر نوری یک موجبر استوانه‌ای از جنس شیشه یا پلاستیک است که دو ناحیه مغزی و غلاف با ضریب شکست متفاوت و دو لایه پوششی اولیه و ثانویه پلاستیکی تشکیل شده است. برپایه قانون اسنل برای انتشار نور در فیبر نوری شرط : می‌بایست برقرار باشد که به ترتیب ضریب شکست‌های مغزی و غلاف هستند. انتشار نور تحت تأثیر عواملی ذاتی و اکتسابی دچار تضعیف می‌شود. این عوامل عمدتاً ناشی از جذب فرابنفش، جذب فروسرخ، پراکندگی رایلی، خمش و فشارهای مکانیکی بر آنها هستند. منحنی تغییرات تضعیف بر حسب طول موج در شکل زیر نشان داده شده است. سیستم‌های مخابرات فیبر نوری گسترش ارتباطات و راحتی انتقال اطلاعات از طریق سیستم‌های انتقال و مخابرات فیبر نوری یکی از پر اهمیت‌ترین موارد مورد بحث در جهان امروز است. سرعت دقت و تسهیل از مهم‌ترین ویژگی‌های مخابرات فیبر نوری می‌باشد. یکی از پر اهمیت‌ترین موارد استفاده از مخابرات فیبر نوری آسانی انتقال در فرستادن سیگنال‌های حامل اطلاعات دیجیتالی است که قابلیت تقسیم‌بندی در حوزه زمانی را دارا می‌باشد. این به این معنی است که مخابرات دیجیتال تامین‌کننده پتانسیل کافی برای استفاده از امکانات مخابره اطلاعات در پکیجهای کوچک انتقال در حوزه زمانی است. برای مثال عملکرد مخابرات فیبر نوری با توانایی 20 مگاهرتز با داشتن پهنای باد 20 کیلوهرتز دارای گنجایش اطلاعاتی 1,0% می‌باشد. امروزه انتقال سیگنالها به وسیله امواج نوری به همراه تکنیکهای وابسته به انتقال شهرت و آوازه سیستم‌های انتقال ماهوارهای را به شدت مورد تهدید قرار داده است. دیر زمانی است که این مطلب که نور می‌تواند برای انتقال اطلاعات مورد استفاده قـرار گیرد به اثبات رسیده است و بشـر امـروزه توانسته است که از سرعت فوق‌العـاده آن به بهترین وجه استفاده کند. در سال 1880 میلادی الکساندر گراهام بل 4 سال بعد از اختراع تلفن موفق به اخذ امتیاز نامه خود در زمینه مخابرات امواج نوری برای دستگاه خود با عنوان فوتو تلفن گردید، در 15 سال اخیر با پیشرفت لیزر به عنوان‌ یک منبع نور بسیار قدرتمند و خطوط انتقال فیبرهای نوری فاکتورهای جدیدی از تکنولوژی و تجارت بهتر را برای انسان به ارمغان آورده است. مخابرات فیبر نوری ابتدا به عنوان یک مخابرات از راه دور قراردادی تلقی می‌شد که در آن امواج نوری به عنوان حامل یک یا چند واسطه انتقال استفاده می‌شد. با وجود آنکه امواج نوری حامل سیگنالهای آنالوگ بودند اما سیگنالهای نوری همچنان به عنوان سیستم‌ مخابرات دیجیتال بدون تغییر باقی مانده است. از دلایل این امر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد : 1) تکنیکهای مخابرات در سیستم‌های جدید مورد استفاده قرار می‌گرفت.       2) سیستم‌های جدید با بالاترین تکنولوژی برای داشتن بیشترین گنجایش کارآمدی سرعت و دقت طراحی شده بود. 3) انتقال به کمک خطوط نوری امکان استفاده از تکنیکهای دیجیتال را فراهم می‌ساخت. این مطلب نیاز انسان را به دسترسی به مخابره اطلاعات را به صورت بیت به بیت پاسخگو بود.

    توانایی پردازش اطلاعات در حجم وسیع : از آنجایی که مخابرات فیبر نوری دارای کارایی بالاتری نسبت به سیمهای مسی سنتی هستند بشر امروزی تمایل چندانی برای پیروی از سنت دیرینه خود ندارد و توانایی پردازش حجم وسیعی از اطلاعات در مخابره فیبر نوری او را مجذوب و شیفته خود ساخته است.
    آزادی از نویزهای الکتریکی : بافت یک فیبر نوری از جنس پلاستیک یا شیشه به دلیل رسانندگـی انتخاب می‌شود. در نتیجه یک حامـل موج نـوری مـی‌تواند از پتـانسیل مـوثـر

میدانهای الکتریکی در امان باشد. از قابلیت‌های مهم این نوع مخابرات می‌توان به امکان عبور کابل حامل موج نوری از میان میدان الکترومغناطیسی قوی اشاره کرد که سیگنالهای نام برده بدون آلودگی از پارازیت‌های الکتریکی و یا سیگنالهای مداخله‌گر به حداکثر کارایی خود خواهند رسید.

3-1 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 55/1 میکرون و از حداقل پاشندگی در طول موج 3/1 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 3/1 میکرون قرار داشت، به محدوده 55/1 میکرون انتقال داده شد و بدین ترتیب فیبر نوری با ماهیت متفاوتی موسوم به فیبر دی.اس.اف ساخته شد.

پایان نامه جایگاه فیبر و ادوات نوری در شبکه مخابراتی نسل آینده (NGN)

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه جایگاه فیبر و ادوات نوری در شبکه مخابراتی نسل آینده (NGN) دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت:word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:35

سمینار کارشناسی ارشد مخابرات- موج

فهرست مطالب

۱- مقدمه ۱
۲- بررسی اجمالی NGN 2
2-1- NGN چیست؟ ۲
۲-۲- معماری NGN 4
2-3- اجزا اصلی NGN 5
3- تجهیزات سوییچینگ ۸
۳-۱- اتصالهای متقابل نوری ۹
۳-۲- اتصالهای متقابل فوتونی ۱۰
۴- فیبرها و تجهیزات انتقال ۱۱
۴-۱- انواع فیبر و ظرفیت آنها ۱۱
۴-۲- اجزا ارسال ۱۳
۴-۳- برد ۱۶
۵- انتخاب معماری شبکه ۱۷
۵-۱- شبکه Shared Ip-only 18
5-2- شبکه مرکب ۱۸
۵-۳- شبکه فیبر ۲۲
۶- Dark Fibre 23
7- تکنولوژی‌های موجود و آینده ۲۴
۷-۱- تکنولوژیهای فیبر ۲۵
۷-۲- سوییچینگ نوری ۲۵
نتیجه گیری ۲۷
پیوست ۲۸
مراجع ۳۱

چکیده

در این گزارش جایگاه فیبر و ادوات نوری را در شبکه‌های مخابراتی نسل آینده بررسی می‌کنیم. ابتدا شبکه‌های نسل آینده، معماری، مشخصات و اجزا آن را شرح می‌دهیم سپس تجهیزات NGN و نقش مهم تکنولوژی فیبر نوری را در این شبکه‌ها عنوان می‌کنیم.

۱- مقدمه

امروزه شبکه‌های عمومی به دلایل متفاوتی ناهمگن هستند. مشتریان به خدماتی همانند صوت داده و ویدئو نیاز دارند و از وسایل متفاوتی نظیر نوت بوک‌ها، PDAها، تلفنهای سلولار، دوربینهای ویدیویی و غیره استفاده می‌شود. بنابراین رنج وسیعی از وسایل سیار و ثابت پدیدار می‌شود.

ازدیدگاه مشتری ناهمگن بودن شبکه غیرقابل درک است. درگذشته شبکه‌های متفاوتی برای پاسخ به این نیازهای متنوع توسط فراهم‌کننده‌های سرویس ساخته شده است که هر یک برای یک نیاز ویژه بهینه شده بودند. برای مثال PSTN برای خدمات صوتی، شبکه Ip برای خدمات اینترنت (Web) و شبکه داده مبنی بر سوئیچ برای خدمات ATM و Frame relay و هم چنین شبکه‌های ویژه‌ای برای یک کاربرد خاص نظیر کنفرانس ویدیویی طراحی شده بودند [۳] [۱].

این گزارش براوردی از شبکه‌های نسل آینده، فواید NGN و همچنین نقش مهم تکنولوژی انتقال فیبر نوری را که اخیراً توسعه داده شده است را ارائه می‌کند. تکنولوژی DWDM دسترسی به NGN را میسر می‌سازد. خدمات NGN مبنی بر سوییچینگ پیشرفته با یک سطح کنترل یکپارچه خواهد بود. در فصل ۲ تعریفی از NGN ارائه و معماری و اجزا اصلی آن معرفی می‌شود در فصل سوم اتصالهای متقابل نوری و فوتونی بررسی می‌شود. در فصل چهارم فیبرها و ظرفیت‌ آنها در شبکه NGN، اجزا ارسال سیستم انتقال فیبر نوری و درنهایت برد فیبرهای موجود بررسی می شود. انتخاب معماری شبکه عنوان فصل ۵ می‌باشد در این قسمت سه معماری شبکه مختلف معرفی می‌شود شبکه Shared Ip-Only ، شبکه مرکب و شبکه فیبر. و در فصل ۶ به dark fibre ها پرداخته می‌شود و نگاهی به تکنولوژیهای موجود و آینده، تکنولوژیهای فیبر و سوییچینگ نوری آخرین فصل این گزارش به شمار می‌آید.

۲- بررسی اجمالی NGN

2-1- NGN چیست؟

تعریف واحد و پذیرفته شده‌ ای از NGN[1] وجود ندارد و در حال حاضر عبارت مبهمی است. تعاریف ارائه شده از NGN نسبتاً گسترده هستند. سازمانهایی مثل ETSI و ITU-T[2] مشخصات اصلی NGN را معرفی کرده اند. به عنوان مثال NGN;ITU-T را به عنوان شبکه‌ای مبتنی بر بسته[۳] تعریف کرده است، که خدماتی شامل سرویسهای ارتباطی، توانایی استفاده از پهنای باند چندگانه[۴] و کیفیت سرویس[۵] که برای تکنولوژیهای انتقال تهیه شده است را فراهم می‌کند. عموماً NGN به عنوان all IP یا شبکه‌های مجتمع مبتنی بر بسته با مشخصاتی که درجدول (۲-۱) نشان داده شده است بیان می‌شود. NGN به تنهایی مشخصات شبکه را پوشش نمی‌دهد اما مشخصات سرویس آن فرصتهای جدیدی را برای اپراتورهای شبکه، فراهم کننده‌های سرویس،[۶] تولید کننده‌های ارتباطات و کاربرها فراهم می‌کند [۱].

جدول (۲-۱) مشخصات اصلی  NGN[1]

all Ip یا شبکه مبتنی بر بسته

بیشتر کارشناسان معمولاً NGN را به عنوان یک شبکه چندسرویسی[۷] مبنی بر تکنولوژی Ip می‌شناسند.

NGN مانند یک شبکه Ip مجتمع می‌تواند برای ارتباطات بی‌سیم و با سیم انواع ترافیک یا برنامه‌های کاربردی را روی شبکه‌های مبتنی بر بسته بکار گیرد. در مجموع، بسیاری از کارشناسان استدلال می‌کنندکه NGN در ده سال آینده جایگزین مدار رایج مبنی بر PSTN[8] خواهد شد.

خدمات کاربردی مجزا از شبکه انتقال

NGN یک معماری باز[۹] بوسیله برنامه های کاربردی و شبکه‌های مجزا فراهم می‌کند و به آنها اجازه می‌دهد به صورت جداگانه ارائه شوند و برنامه‌های کاربردی می توانند مستقلاً صرف‌نظر از نوع شبکه‌ای که استفاده می‌شود توسعه پیدا کنند. با یک معماری باز استانداردسازی به طور فزاینده‌ای اهمیت پیدا می‌کند اما به کاربران شبکه اجازه می دهد که بهترین محصولات موجود را انتخاب کنند و یک برنامه کاربردی جدید می‌تواند در یک مدت زمان خیلی کوتاهتر نسبت به PSTN و ISDN[10] اجرا شود.

شرکتهایی که وسایل یا تجهیزات کامپیوتری را تولید کرده و به فروش می‌رسانند،[۱۱] می‌توانند برنامه های کاربردی و سرویسها را برای کاربران نهایی توسعه دهند. فراهم‌کننده‌های سرویس می‌توانند یک یا چند برنامه کاربردی را داخل یک سرویس بسته‌بندی کنند یا برنامه‌های کاربردی می‌توانند بوسیله کاربران روی یک پایه نظیر به نظیر مورد استفاده قرار گیرند.

دانلود پروژه بررسی و امکان سنجی در طراحی ترانسفورماتورهای ولتاژ نوری و مقایسه آن با ترانسهای معمولی

اختصاصی از یارا فایل دانلود پروژه بررسی و امکان سنجی در طراحی ترانسفورماتورهای ولتاژ نوری و مقایسه آن با ترانسهای معمولی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

مقدمه

       انرژی الکتریکی به وسیله نیروگاههای حرارتی که معمولاً در کنار ذخایر بزرگ ایجاد می شوند و نیروگاههای آبی که در نواحی دارای منابع آبی قابل ملاحظه احداث می شوند ، تولید می شود . از این رو به منظور انتقال آن به نواحی صنعتی که ممکن است صدها و هزاران کیلومتر دورتر از نیروگاه باشد ، خطوط انتقال زیادی بین نیروگاهها و مصرف کننده ها لازم است .

       در هنگام جاری شدن جریان در طول یک خط انتقال مقداری از قدرت انتقالی به صورت حرارت در هادیهای خط انتقال تلف می شود . این تلفات با افزایش جریان و مقاومت خط افزایش می یابد .تلاش برای کاهش تلفات تنها از طریق کاهش مقاومت ، به صرفه اقتصادی نیست زیرا لازم است افزایش اساسی در سطح مقطع هادیها داده شود و این مستلزم مصرف مقدار زیادی فلزات غیر آهنی است .

       ترانسفورماتور برای کاهش توان تلف شده و مصرف فلزات غیر آهنی بکار می رود . ترانسفورماتور در حالیکه توان انتقالی را تغییر نمی دهد با افزایش ولتاژ ، جریان و تلفاتی که متناسب با توان دوم جریان است را با شیب زیاد کاهش می دهد .

       در ابتدای خط انتقال قدرت ، ولتاژ توسط ترانسفورماتور افزاینده افزایش می یابد و در انتهای خط انتقال توسط ترانسفورماتور کاهنده به مقادیر مناسب برای مصرف کننده ها پایین آورده می شود و به وسیله ترانسفورماتور های توزیع پخش می شود .

       امروزه ترانسفورماتور های قدرت ، در مهندسی قدرت نقش اول را بازی می کنند . به عبارت دیگر ترانسفورماتور ها در تغذیه شبکه های قدرت که به منظور انتقال توان در فواصل زیاد به کار گرفته می شوند و توان را بین مصرف کننده ها توزیع می کنند ، ولتاژ را افزایش یا کاهش می دهند . به علاوه ترانسفورماتور های قدرت به خاطر ظرفیت و ولتاژ کاری بالایی که دارند مورد توجه قرار می گیرند .

       تامین شبکه های ۲۲۰ کیلو ولت و بالاتر موجب کاربرد وسیع اتو ترانسفورماتور ها شده است که دو سیم پیچ یا بیشتر از نظر هدایت الکتریکی متصلند ، به طوریکه مقداری از سیم پیچ در مدارات اولیه و ثانویه مشترک است .

       در پستهای فشارقوی به دو منظور اساسی اندازه گیری و حفاظت ، به اطلاع از وضعیت کمیت های الکتریکی ولتاژ و جریان احتیاج است . ولی از آنجا که مقادیر کمیت های مذبور در پستها و خطوط فشارقوی بسیار زیاد است و دسترسی مستقیم به آنها نه اقتصادی بوده و نه عملی است  ، لذا از ترانسفورماتور های جریان و ولتاژ استفاده می شود . ثانویه این ترانسفورماتور ها نمونه هایی با مقیاس کم از کمیت های مزبور که تا حد بسیار بالایی تمام ویژگیهای کمیت اصلی را داراست ، در اختیار می گذارد ، و کلیه دستگاههای اندازه گیری ، حفاظت و کنترل مانند ولتمتر ، آمپرمتر ، توان سنج ، رله ها دستگاههای ثبات خطاها و وقایع و غیره که برای ولتاژ و جریان های پایین ساخته می شوند از طریق آنها به کمیت های مورد نظر در پست دست می یابند . بنابراین ترانسفورماتور های جریان و ولتاژ از یک طرف یک وسیله فشار قوی بوده و بنابراین می بایستی هماهنگ با سایر تجهیزات فشار قوی انتخاب شوند  و از طرف دیگر به تجهیزات فشار ضعیف پست ارتباط دارند ، لذا لازم است مشخصات فنی آنها بطور هماهنگ با تجهیزات حفاظت ، کنترل و اندازه گیری انتخاب شوند .

        ترانسفورماتور جریان حفاظتی جهت بدست آوردن جریان عبوری از خط انتقال یا تجهیزات دیگر در شبکه قدرت در مقیاس پایین تر به کار می روند و سیم پیچی اولیه آن بطور سری در مدار قرار می گیرد . تفاوت آن با ترانسفورماتور اندازه گیری آن است که قابلیت آن را دارد که جریانهای خیلی زیاد را به جریان کم قابل استفاده در رله ها تبدیل کند. از آنجا که در اختیار گذاشتن جریان به طور مستقیم در ولتاژ های بالا میسر نیست ، و از طرفی چنانچه امکان بدست اوردن ان نیز باشد ، ساخت وسایل حفاظتی که در جریان زیاد کارکنند به لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست لذا این عمل عمدتاً توسط ترانسفورماتور های جریان انجام می شود . همچنین ترانسفورماتور جریان باید طوری انتخاب شود که هم در حالت عادی شبکه و هم در حالت اتصال کوتاه ئ ایجاد خطا بتواند جریان ثانویه لازم و مجاز برای دستگاههای حفاظتی تامین کند .

       ترانسفورماتور ولتاژ حفاظتی ترانسفورماتور هایی هستند که در آن ولتاژ ثانویه متناسب و هم فاز با اولیه بوده و به منظور افزایش درجه بندی اندازه گیری ولتمتر ها ، واتمترها و نیز به منظور ایزولاسیون این وسایل از ولتاژ فشار قوی بکار برده می شود . همچنین از ثانویه ترانسفورماتور ولتاژ برای رله های حفاظتی که هب ولتاژ نیاز دارند نظیر رلههای دیستانس ، واتمتری و… استفاده می شود . این ترانسفورماتور از نظر ساختمان به دو نوع تقسیم می شود که عبارتند از :

         الف- ترانسفورماتور ولتاژاندکتیوی

         ب- ترانسفورماتور ولتاژ خازنی

    همچنین این نوع ترانسفورماتور ها سد عایقی ایجاد می کنند به طوریکه رله هایی که برای حفاظت تجهیزات فشار قوی استفاده می شود ، فقط نیاز دارند برای یک ولتاژ نامی ۶۰۰ ولت عایق بندی شوند .

    ترانسفورماتور های اندازه گیری : در بیشتر مدارهای قدرت ، ولتاژ و جریانها بسیار زیادتر از آنستکه بشود با دستگاههای اندازه گیری معمولی اندازه گرفت . از این رو ترانسهای اندازه گیری بین این مدارها و وسایل اندازه گیری قرار می گیرند تا ایمنی ایجاد کنند . در ضمن مقدیر اندزه گیری شده در ثانویه ، معمولاً برای سیم پیچ های جریان ^A 1یا ^A 5 و برای سیم پیچ های ولتاژ ۱۲۰ ولت است . رفتار ترانسفورماتور های ولتاژ و جریان در طول مدت رخداد خطا و پس از آن در حفاظت الکتریکی ، حساس و مهم است زیرا اگر در اثر رفتار نا مناسب در سیگنال حفاظتی ، خطایی رخ دهد ، ممکن است باعث عملکرد نادرست رله هل شود . یک ترانسفورماتور حفاظتی نیاز است که در یک محدوده ای از جریان که چندین برابر جریان نامی است کار کند و اغلب در معرض شرایطی قرار دارد که بسیار سنگین تر از شرایطی است که ممکن است ترانسفورماتور جریان اندازه گیری با آن مواجهه شود . تحت چنین شرایطی چگالی شار تا وضعیت اشباع پیشرفت می کند که پاسخ، تحت این شرایط و دوره گذرای اندازه گیری اولیه جریان اتصال کوتاه مهم است ، در نتیجه به هنگام گزینش ترانسفورماتور های ولتاژ یا جریان مناسب ، مسائلی مانند دورة گذرا و اشباع نیز باید در نظر گرفته شود .

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                          صفحه
مقدمه…………………………………………………………………………………………………… ۶
۲-۱ مقدمه……………………………………………………………………………………………. ۱۰
۲-۲- معرفی ترانسفورماتورهای اندازه گیری…………………………………………………… ۱۱
۲-۳  ترانسفورماتورهای ولتاژ و انواع آن……………………………………………………….. ۱۲
۲-۳-۱  ترانسفور ماتور ولتاژ القایی……………………………………………………………… ۱۲
۲-۳-۲  ترانسفورماتور ولتاژ خازنی (CVT )…………………………………………………
2-4 مسایل جنبی ترانسفورماتورهای ولتاژ………………………………………………………. ۱۴
۲-۴-۱ ضریب ولتاژ………………………………………………………………………………… ۱۴
۲-۴-۲ آلودگی……………………………………………………………………………………… ۱۵
۲-۴-۳  ظرفیت پراکندگی………………………………………………………………………… ۱۵
۳-۱ مقدمه……………………………………………………………………………………………. ۱۷
۳-۲ ماهیت نور………………………………………………………………………………………. ۱۸
۳-۳ بررسی نور پلاریز ه شده…………………………………………………………………….. ۱۸
۳-۳-۱  نور پلاریزه شده خطی…………………………………………………………………… ۲۰
۳-۳-۲  نورپلاریزه شده دایره ای………………………………………………………………… ۲۰
۳-۳-۳  نورپلاریزه شده بیضوی…………………………………………………………………. ۲۱
۳-۴ پدیده دو شکستی……………………………………………………………………………… ۲۲
۳-۵  فعالیت نوری………………………………………………………………………………….. ۲۳
۳-۶ اثرهای نوری القائی…………………………………………………………………………… ۲۵
۳-۶-۱ اثر فارادی…………………………………………………………………………………… ۲۵
۳-۶-۲  اثر کر………………………………………………………………………………………. ۲۷
۳-۶-۳  اثر پاکلز……………………………………………………………………………………. ۲۸
۳-۷  معرفی المانهای مهم نوری………………………………………………………………….. ۳۰
۳-۷- ۱ منابع نور…………………………………………………………………………………….. ۳۱
۳-۷-۲ تار نوری…………………………………………………………………………………….. ۳۱
۳-۷-۳  قطبشگر ……………………………………………………………………………………. ۳۲
۳-۷-۴  تیغه ربع موج و نیمه موج………………………………………………………………… ۳۳
۳-۷-۵  آشکار سازی نور…………………………………………………………………………. ۳۳
بررسی ترانسهای ولتاژ نوری………………………………………………………………………. ۳۷
۴-۱ مقدمه……………………………………………………………………………………………. ۳۷
۴-۲  OPT براساس اثر کر………………………………………………………………………. ۳۷
۴-۳ OPT  بر اساس اثر پاکلز………………………………………………………………….. ۴۰
۴-۳- ۱  اصول کار OPT…………………………………………………………………………
4-3-2  سیستم مدولاسیون شدت نور در OPT……………………………………………….
4-3-3  مدار پردازش سیگنال در OPT…………………………………………………………
4-2-4  مواد سازنده سلول پاکلز………………………………………………………………….. ۴۴
۴-۴  مشخصات OPT 45………………………………………………………………………..
4-4-1  مشخصه خروجی OPT………………………………………………………………….
4-4-2 مشخصه حرارتی OPT……………………………………………………………………
4-5  مسئل عملی OPT……………………………………………………………………………
4-6  بررسی مدار پردازش سیگنال در OCT 51……………………………………………..
4-6- 1 مدار پردازش سیگنال بر اساس روش AC/DC…………………………………….
4-6-2  مدار پردازش سیگنال به روش +/-…………………………………………………….. ۵۲
۴-۶-۳  مدار پردازش سیگنال با استفاده از متوسط شدت نور………………………………. ۵۳
فصل پنجم……………………………………………………………………………………………. ۵۶
۵-۱ مقدمه……………………………………………………………………………………………. ۵۶
۵-۲- مزایا…………………………………………………………………………………………….. ۵۷
۵-۳- تحلیل نوع تجاری……………………………………………………………………………. ۶۰
۵-۳-۱ هزینه‌های سرمایه پست و هزینه‌های ساخت………………………………………….. ۶۰
۵-۳-۲  بازده کارآیی عملکرد…………………………………………………………………… ۶۲
۵-۳-۳  صرفه‌جویی‌های نگهداری و تعمیرات………………………………………………… ۶۷
نسبت دور قابل انتخاب خریدار منجر می‌شود به : …………………………………………….  ۶۸
۵-۳-۴  صرفه‌جویی‌های مصرف دوره نهایی…………………………………………………..   ۶۹
۵-۳-۵  مثال عملکرد IPP، MW600 در KV230………………………………………..
5-4  نتیجه‌گیری…………………………………………………………………………………….. ۷۰
فصل ششم…………………………………………………………………………………………….. ۷۱
۶-۱ مقدمه……………………………………………………………………………………………. ۷۱
۶-۲  مشکلات و معایب ترانسفورماتورهای اندازه گیری معمولی………………………….. ۷۲
۶-۲-۱  احتمال انفجار……………………………………………………………………………… ۷۲
۶-۲-۲  اشباع شدن هسته ترانسفورماتور………………………………………………………… ۷۲
۶-۲-۳ اثر فرورزونانس……………………………………………………………………………. ۷۴
۶-۲-۳-۱  ترانسفورماتورهای ولتاژ خازنی…………………………………………………….. ۷۴
۶-۲-۳-۲ ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ القایی……………………………………………. ۷۵
۶-۲-۴  شار پس ماند………………………………………………………………………………. ۷۵
۶-۲-۵  وزن و حجم زیاد…………………………………………………………………………. ۷۶
۶-۲-۶ محدود بودن دقت آنها……………………………………………………………………. ۷۷
۶-۳  مزایای ترانسفورماتورهای اندازه گیری نوری…………………………………………… ۷۷
۶-۳-۱ عدم احتمال انفجار………………………………………………………………………… ۷۸
۶-۳-۲  عدم ایجاد پدیده فرورزونانس در آنها………………………………………………… ۷۸
۶-۳-۳ بدون اثر شار پس ماند……………………………………………………………………. ۷۸
۶-۳-۴  وزن و حجم کم………………………………………………………………………….. ۷۸
۶-۳-۵ داشتن دقت بالا…………………………………………………………………………….. ۷۹
۶-۳-۶  داشتن سرعت پاسخ دهی بالا………………………………………………………….. ۸۰
۶-۴  کاربردهای عملی ترانسفورماتورهای اندازه گیری نوری……………………………… ۸۰
۶-۵ نتیجه گیری…………………………………………………………………………………….. ۸۱
۶-۶ پیشنهادات………………………………………………………………………………………. ۸۳
۷-۱ مبدل ولتاژ نوری KV 230 توسط سنسور نوری پخش میدان الکتریکی…………… ۸۶
۷-۱-۱ مقدمه………………………………………………………………………………………… ۸۶
۷-۱-۲ طرح OVT……………………………………………………………………………….. :
7-1-3  برپایی آزمایش: …………………………………………………………………………..  ۹۰
۷-۲ مبدل‌های ولتاژ نوری بدون   باند پهن ۱۳۸ کیلوولت و ۳۴۵ کیلوولت………………. ۹۵
۷-۲-۱ مقدمه: ……………………………………………………………………………………….  ۹۵
۷-۲-۲  اصول طرح و کارکرد…………………………………………………………………… ۹۶
۷-۲-۳  نتایج تست‌های آزمایشگاهی ولتاژ بالا: ………………………………………………  ۹۸
۷-۲-۳-۱ بازدهی در مورد دقت…………………………………………………………………. ۹۸
B- عایق‌کاری……………………………………………………………………………………….. ۱۰۳
۷-۳ ترانس اندازه‌گیری ولتاژ فشار قوی نوری توسط تداخل نسبی نور سفید…………….. ۱۰۵
۷-۳-۱ مقدمه ۱۰۵
۷-۳-۲  سنسور پاکلز فشار قوی و ترانسفورماتور ولتاژ نوری بر پایه سیستم WLI……..
الف- مدولاتورهای الکترونوری در تنظیمات طولی…………………………………………… ۱۰۶
ب- سنسورهای پاکلز ولتاژ بالا بر اساس مدولاسیون طولی…………………………………. : ۱۰۸
ج – تکنیک WLI اعمالی برای سنسورهای پاکلز ولتاژ بالا جهت ساخت یک ترانسفورماتور نوری ولتاژ بالا : ۱۱۰
د- ترانسفورماتور ولتاژ بالا نوری با استفاده از تنظیمات WLI……………………………..
7-4  نتایج تجربی…………………………………………………………………………………… ۱۱۵
۷-۵ نتیجه‌گری………………………………………………………………………………………. ۱۱۷
ضمیمه…………………………………………………………………………………………………. ۱:

تحلیل ماتریس پلاریزاسیون نور…………………………………………………………………… ۱۲۰
۱ـ بردار جونز………………………………………………………………………………………… ۱۲۰
۲ـ پارامترهای استوکس…………………………………………………………………………….. ۱۲۱
۳- ماتریسهای جونز…………………………………………………………………………………. ۱۲۳
۴- ماتریسهای مولر………………………………………………………………………………….. ۱۲۳
۵ـ معرفی ماتریسهای فارادی، کروپاکلز…………………………………………………………. ۱۲۵
ضمیمه ۲: جدول استاندارد ترانسفور ماتور ولتاژ……………………………………………….. ۱۲۶