گزارش کارآموزی: شبکه های انتقال سیمی

«شبکه های انتقال»

مقدمه

رشته تحصيلي بنده در اين مقطع مهندسي فناوري اطلاعات وارتباطاتمي باشد که با توجه به نياز سازماني وشغلي يکي از مهمترين رشته ها ي مورد نياز سازمان متبوع مي باشد که با درنظر گرفتن ماموريت ها ومشاغل مرتبط با آن نياز روزافزون به کسب مهارت ها وتجربه هاي لازم  چه در زمينه دانش روز وچه در زمينه عملي در اين رشته احساس مي شود.

همان طور که گفته شد با توجه به نياز سازماني به کارمندان تحصيل کرده ومتخصص در زمينه فناوري اطلاعات زمينه کارآموزي براي اين رشته نيز محيا بوده تا باتلفيقي از دانش وعمل به انجام پروژه هاي در دست اجرا بپردازيم. وهمچنين آموخته هاي علمي خود را که در اين مدت در دانشگاه کسب کرده ايم به نحوعملي و صحيح بکار ببريم.

بدان صورت که در بخش معرفي محل کارآموزي اشاره شد معاونت فناوري اطلاعات وارتباطات ناجا به عنوان متولي ايجاد بستر هاي مناسب ارتباطي براييگان هاي مختلف انتظامي در کل کشور وهمچنين ايجاد فضاي مناسب براي تعامل باساير نهادهاي ارتباطي کشور ازجمله شرکت مخابرات مي باشد. بنابراين مي توان گفت اين معاونت مکان مناسب براي طي مراحل مختلف کارآموزي با توجه به رشته تحصيلي بنده باشد.

برقراري ارتباطات ديتا در سطح وسيع و ايجاد شبکه هاي گسترده در سطح کشور از مسائلي است که غالب مراکز تجاري – نظامي – خصوصي و… با آن سرو کار دارند. لذا به کارگيري شبکه هاي گسترده اي که امکان دسترسي در سطح کشور را فراهم مي نمايند ضروريست. در حال حاضر  يکي از شبکه هاي که به صورت يکپارچه در سطح کشور کسترده گرديده است و از طريق بستر هاي فيبر نوري و ساير رسانه هاي انتقال امکان تبادل اطلاعات را فراهم ميکند شبکه ملي ديتا مي باشد که تحت پوشش شرکت ارتباطات ديتا و زير نظر شرکت فن آوري اطلاعات  قراردارد

در ادامه به مباحث مربوط به موضوع کار آموزي (سيستم ها ورسانه هاي انتقال باسيم/ راديويي) پرداخته و توضيحاتي راجع به نحوه عملکرد آنها داده مي شود.

کابل هاي مسي

ازکابلهاي مسي تقريبا” دراکثرشبکه هاي محلي ا ستفاده ميگردد. اين نوع کابل هاداراي انواع متفاوتي بوده که هريک داراي مزاياومحدوديتهاي مختص به خود مي باشند. انتخاب مناسب کابل،يکي ازپارامترهاي اساسي درزمان پياده سازي يک شبکه کامپيوتري است که برنحوه عملکرديک شبکه تاثيرمستقيم خواهدداشت.اطلاعات درکابلهاي مسي با استفاده ازجريان الکتريکي حمل ميگردد.

فيبرنوري

فيبرنوري يکي از رسانه هاي متداول انتقال داده باويژگيهاي متعددي نظير قابليت ارسال داده درمسافتهاي طولاني،ارائه پهناي باندبالا،انتقال اطلاعات نظيربه نظيرموردنيازبرروي ستون فقرات شبکه هاي محلي وشبکه هاي WAN ميباشد. بااستفاده ازرسانه هاي نوري،ازنوربراي انتقال داده برروي فيبرهاي نازک شيشه اي وياپلاستيک ا ستفاده ميگردد. فرستنده فيبرنوري،سيگنالهاي الکتريکي رابه سيگنالهاي نوري تبديل ودرادامه آنان رابرروي فيبرارسال مي نمايد. درنهايت،دريافت کننده سيگنالهاي نوري آنانرابه سيگنالهاي الکتريکي تبديل خواهدکرد. درکابلهاي فيبرنوري،الکتريسته اي وجودنداشته وشيشه استفاده شده درکابل فيبرنوري يک عايق مناسب الکتريکي است.

شبکه هاي بدون کابل

نوع ونحوه ارتباط فيزيکي عناصرموجوددريک شبکه کامپيوتري ميتواندتاثيرمستقيمي درنحوه اشتراک فايلها،عملکردسرويس دهندگان وسرويسهاي ارائه شده برروي يک شبکه رابه دنبال داشته باشد. درشبکه هاي سنتي ا نعطاف لازم براي جابجائي يک کامپيوتر،محدودبه ساختمان محل نصب شبکه ونوع رسانه استفاده شده براي محيط انتقال است. بامعرفي شبکه هاي بدون کابل،امکان ارتباط کامپيوترهادرمحدوده بيشتري فراهم وسناريوئي ديگربه منظوربرپاسازي شبکه هاي کامپيوتري مطرح گرديد. انعطاف شبکه هاي بدون کابل یکی ازمهمترين ويژگي هاي اين نوع شبکه هامحسوب ميگردد،گرچه همچنان اين نوع شبکه هاي داراي چالشهائي درزمينه امنيت وسرعت بالاي انتقال داده ميباشند

كابلهاي هم محور‍COAXIAL

اين کابل بر اساس نوع کاربرد در دو نوع توليد مي شود.اولي کابل  است که از ابتدا براي مخابرات ديجيتال در نظر گرفته شده و دومي کابل  که ابتدا براي مخابرات آنالوگ و تلويزيون کابلي به کار مي رفت. کابل کواکسيال از يک سيم مسي به عنوان هسته ( core )، يک لايه عايق استوانه اي به دور اين هسته، يک توري فلزي که به دور عايق بافته شده و لايه پلاستيکي محافظ خارجي تشکيل شده است.

کابل هايي که در طراحي شبکه ها به کار مي روند از نوع 50 – ohm مي باشد و براي طراحي شبکه هايBus به کار مي روند.

مزاياي کابل هاي کواکسيال

1)     قابليت اعتماد بالا

2)     ظرفيت بالاي انتقال، حداکثر پهناي باند 300 مگاهرتز.پهناي باند نسبتا” وسيع که مورد استفاده اکثر سرويس هاي مخابراتي از جمله تله کنفرانس صوتي و تصويري است.

3)     دوام و پايداري خوب

4)     پايين بودن مخارج نگهداري

5)     قابل استفاده در سيستم هاي آنالوگ و ديجيتال

6)     هزينه پائين در زمان توسعه

معايب کابل هاي کواکسيال

1)     مخارج بالاي نصب

2)     نصب مشکل تر نسبت به کابل هاي بهم تابيده

3)     محدوديت فاصله

4)     نياز به استفاده از عناصر خاص براي انشعابات

كابل زوج هاي به هم تابيدهTWISTED-PAIR

علت تابيدن سيم ها آن است که  سيم معمولي با ايجاد ميدان هاي مغناطيسي در اطراف خود موجب ايجاد نويز و اختلال در سيگنال هاي الکتريکي مي شوند، ولي با تابيدن دو زوج سيم به هم هر يک از سيم ها اثر يکديگر را خنثي مي کنند و در نهايت اين مجموعه ( دو رشته به هم تابيده ) هيچ ميدان مغناطيسي در اطراف خود ايجاد نمي کند

بيشترين کاربرد زوج تابيده در شبکه هاي تلفن است، تقريبا تمام تلفن ها با کمک اين نوع از کابل ها به مرکز تلفن وصل مي شوند.

نحوه ساختن کابل Cross

براي ساختن اين نوع از کابل کافي است يک سر آن را مشابه کابل straight و سر ديگر آن به صورتي مي زنيم که جاي رنگ هاي نارنجي و سبز عوض شوند يعنيpin  1 را با 3 و pin  شماره 2 را با 6 عوض مي کنيم

Pin هاي 2 و 1 براي انتقال( Transmit ) داده و pin  هاي 3 و 6 براي دريافت ( Receive )  داده بکار برده مي شوند.

كابل هاي نوريFIBER OPTIC CABLES

پس از اختراع ليزر در سال ۱۹۶۰ ميلادي، ايده بکارگيري فيبر نوري براي انتقال اطلاعات شکل گرفت.

فيبر نوري از پالس‌هاي نور براي انتقال داده‌ها از طريق تارهاي سيلکون بهره مي‌گيرد. يک کابل فيبر نوري که کمتر از يک اينچ قطر دارد مي‌تواند صدها هزار مکالمه صوتي را حمل کند. فيبرهاينوري تجاري ظرفيت ۲٫۵گيگابايت درثانيه تا۱۰گيگابايت درثانيه رافراهم مي‌‌سازند. فيبرنوري ازچندين لايه ساخته مي‌شود.

مزاياي فيبر نوري

1)     حجم و وزن کم

2)     پهناي باند بالا

3)     تلفات سيگنال کم و در نتيجه فاصله تقويت کننده ها زياد مي گردد.

4)     مصون بودن از اثرات القاهاي الکترو معناطيسي مدارات ديگر

5)     مصون بودن در مقابل عوامل جوي و رطوبت

6)     استفاده در شبکه هاي مخابراتي آنالوگ و ديجيتال

7)  مصونيت در مقابل پارازيت

معايب فيبر نوري

1)  براحتي شکسته شده و مي بايست داراييک پوشش مناسب باشند. مسئله فوق با ظهور فيبر هاي تمام پلاستيکي و پلاستيکي / شيشه اي کاهش پيدا کرده است.

2)  اتصال دو بخش از فيبر يا اتصال يک منبع نور به فيبر، فرآيند دشواري است. در چنين حالتي مي توان از فيبرهاي ضخيم تر استفاده کرد اما اين مسئله باعث تلفات زياد و کم شدن پهناي باند مي گردد.

3)  از اتصالات T شکل در فيبر نوري نمي توان جهت گرفتن انشهاب استفاده نمود. در چنين حالتي فيبر مي بايست بريده شده و يک Detector اضافه گردد. دستگاه فوفق مي بايست قادر به دريافت و تکرار سيگنال را داشته باشد.

طيف الکترومغناطيس

امواج الکترومغناطيس حاصل از حرکت الکترونها هستند که مي توانند در فضا ( حتي در خلاء) منتشر شوند. وجود چنين امواجي اولين بار بصورت تئوري در سال 1385 توسط فيزيکدان انگليسي جيمز کلرک ماکسول پيش بيني ها شد و در سال 1887 فيزيکدان آلماني هاينربش موفق شد آنها را مشاهده کند.

فرکانس (f): به تعداد نوسان هايي که موج در ثانيه فرکانس گفته مي شود و واحد آن به افتخار هاينريش هرتز، هرتز (Hz) نامگذاري شد.

طول موج: فاصله بين دو قله متوالي را طول موج مي گويند.

مخابرات راديويي(Radio)

امواج راديويي کاربرد گسترده اي در مخابرات (در فضاهاي سرپوشيده يا باز) دارند، چون به آساني مي توان آنها را توليد کرد، برد زيادي دارند و از ساختمانها و موانع عبور مي کنند. از آنجائيکه اين امواج در همه جهت منتشر مي شوند بنابراين نيازي به تنظيم دقيق موقعيت گيرنده و فرستنده نسبت به يکديگر نيست.

ويژگيهاي امواج راديويي به فرکانس آنها وابسته است.

مايکروويو ( microwave)

گفتيم که هر چه قدر مقدار فرکانس يک موج افزايش يابد نرخ انتقال اطلاعات نيز افزايش مييابد. اما لازم به ذکر است که با افزايش فرکانس امواج الکترومغناطيسي مسير حرکت امواج به صورت خط مستقيم تبديل مي شود مثلاً امواج نور که مسير حرکت آنها به صورت خط مستقيم مي باشد.

علاوه بر اين قابليت نفوذ امواج نيز کم شده به گونه اي که در فرکانس هاي بسيار بالا مثلاً 10GHz، اين امواج براحتي جذب قطرات باران مي شوند بنابراين در روزهاي باراني کانالهاي ارتباطي قطع خواهند شد.

اما با همه اين ها اين طيف از امواج داراي طرفداران زيادي است و تمامي کانالهاي آن امروز تقريباً اشغال شده زيرا در تلفن هاي همراه و تلويزيون و مخابرات راه دور بکار گرفته شده اند و ديگر جائي براي استفاده بيشتر نمانده است.

مخابرات امواج نوراني( Laser)

ارسال علائم نوري قرنهاست که شناخته شده و بکار برده مي شود. امروزي براي اتصال دو شبکه که در ساختمان هاي جداگانه قرار دارند از ليزر که روي پشت بام ساختمان ها قرار مي گيرند استفاده مي شود. پرتوهاي ليزر اساساً يکطرفه هستند بنابراين هر ساختمان بايد فرستنده و گيرنده ليزري جداگانه اي داشته باشد. پهناي باند اين روش بسيار بالا و هزينه آن نيز بسيار پائين است و علاوه براينکه نصب ساده اي ( نسبت به تجهيزات مايکرويو) دارد نيازي به مجوز ندارد.

شبکه هاي بيسيم چگونه کارميکنند؟

دراين شبكه يك ايستگاه اصلي متصل به شبكه دادههارابصورت سيگنالي بافركانس بالاازطريق يك خط ليزرمادون قرمزوياامواج ديگردرهواپخش ميكندايستگاههاي راه دورياسياربايددرمحدوده ايستگاه اصلي باشندتابتوانندبااين شبكه ارتباط برقراركنند. تجهيزات شبکه بيسيم تنهاسيگنالهايي راميفرستندکه فقط ميتوانندتا 300 متردرصورت نبودن مانع قابل استفاده باشند

درتکنولوژي شبکه هاي سيمي ازقبيلEthernetمانندشبکه هاي بيسيم داده هابصورت بسته هاي کوچک بنام بسته هايداده ياData Packetمنتقل ميشوندهرکارت شبکه داراي يک پورت سريال منحصربفردي ميباشدکه به آن اصطلاحاًMAC (Media Access Contro) آدرس گويند. شماميتوانيدMACآدرس کارت شبکه بيسيم خودراکه معمولاًدرقسمت پائين کارت شبكه چاپ شده مشاهده نمائيد. اين بسته هاشامل دادهاي ا ست که درآن آدرس فرستنده وگيرنده به همراه دادةاصلي فرستاده ميشوند.

عوامل مقايسه شبکه هاي بيسيم(جدول مقايسه اي)

* نصب و راه اندازي

* هزينه

* قابليت اطمينان

*كارائي

* امنيت

* انعطاف

روشهاي ارتباطي بيسيم

تجهيزات و شبكه هاي كامپيوتري بي سيم بر دو قسم Indoor يا درون سازماني و Outdoor يا برون سازماني توليد شده و مورد استفاده قرار مي گيرند

• 1- شبكه هاي بي سيم Indoor:

نياز سازمان ها و شركت ها براي داشتن شبكه اي مطمئن و وجود محدوديت در كابل كشي، متخصصين را تشويق به پيدا كردن جايگزين براي شبكه كامپيوتري كرده است. شبكه هاي Indoor به شبكه هايي اتلاق مي شود كه در داخل ساختمان ايجاد شده باشد. اين شبكه ها بر دو گونه طراحي مي شوند:

الف –  شبكه هاي Ad hoc

ب –  شبكه هاي  InfraStructure.

• 2- شبكه هاي بي سيم Outdoor:

برقراري ارتباط بي سيم در خارج ساختمان به شبكه بي سيم Outdoor شهرت دارد. در اين روش داشتن ديد مستقيم يا LineOfSight، ارتفاع دو نقطه و فاصله، معيارهايي براي انتخاب نوع AccessPoint و آنتن هستند.

انواع ارتباط درشبکه هاي بيسيمindoor

• الف – شبكه هاي Adhoc

درشبکه‌هايAdhoc برقراري‌ ارتباط به صورت نقطه به نقطه   مي باشد. در اين شبکه‌ها يک نقطه‌ي مرکزي‌ براي دسترسي وجود ندارد و سخت‌افزارهاي همراه (مانند کامپيوترهاي کيفي و جيبييا گوشي‌هاي موبايل) با ورود به محدوده ‌ي تحت پوشش اين شبکه، به ديگر تجهيزات مشابه متصل مي‌گردند.

شبکه‌هايAdhoc از سويي مشابه شبکه‌هاي محلي‌ درون دفتر کار هستند که در آنها نيازي به تعريف و پيکربندي‌ يک سيستم رايانه‌اي به عنوان خادم وجود ندارد. در اين صورت تمامي تجهيزات متصل به اين شبکه مي‌توانند پرونده‌هاي مورد نظر خود را با ديگر گره‌ها به اشتراک بگذارند.

نحوه دريافت سيگنال کامل از Wireless ها

 روشهايي که بتوانيد بيشترين و قويترين سيگنا ل را از شبکه بيسيم دريافت نمائيم عبارتند از:

• – در حد امکان تجهيزات شبکه بي سيم را در موقعيت هايي قرار دهيم که در مسير مستقيم باشند بطوريکه حداقل موانع در مسير دريافت سيگنالها وجود داشته باشد.
• تجهيزات Wi-Fiنيازي به قرار گرفتن در مسير مستقيم ندار ند ولي براي کار سريعتر اين شبکه نيز بهتر است آنها را نيز در مسير مستقيم قرار دهيم.
• – در صورت امکان دستگاه AccessPointرا در مسير محلي که تجهيزات شبکه در آنجا قرار دارند نصب نمائيم.
• – با نصب AccessPointهاي اضافي و يا آنتن مي توانيم محدود شبکه را توسعه و سيگنال هاي قويتر ايجاد نمائيم.لازم به ذكر است خريدن يک AccessPointاضافي بمراتب مفيدتر ازخريد يک آنتن بزرگ مي باشد.
• – اين آنتن ها را مي توانيم در محلهايي بلندتر مانند سقف محل کار وصل نمائيم بطوريکه سيگنال ها داراي موانع کمتري در مسيرشان باشد.

 

 کادستگاههاي ارتباطي ماهواره ها در باند مايكروويو عمل مي كنند در واقع ماهواره ها صرفاً ايستگاه مايكروويو غول پيكري است در مدار زمين كه با كمك پايگاه زميني بازپخش مي شود. اين مدار تقريبا دايره شكل در ارتفاع 36800 كيلومتري بالاي خط استوا قرار دارد و در اين فاصله سرعت ماهواره با سرعت زمين برابر است و نيروي خود را به وسيله سلولهاي خورشيدي از خورشيد ميگيرد.

نيروي جاذبه زمين شتاب زاويه شي قرارگرفته در مدار را دقيقاً بي اثر مي سازد. در اين فاصله دور چرخش ماهواره ها با حركت دوراني زمين كاملاً همزمان و برابر است و باعث مي شود ماهواره نسبت به نقطه مفروض روي زمين ثابت بماند.

آزمون آموخته ها و پيشنهادات

قبل از هرگونه نصب وراه اندازي شبکه اي نقشه طرح مورد نظر توسط کارشناسان مربوطه انجام گيرد

تعامل بيشتر سازمان هاي مختلف جهت نصب شبکه هاي بومي سازي شد

آموزش ها به گونه اي طراحي شود که جنبه عملياتي داشته باشد.

همواره درنصب يک لينک ,داشتن يک طرح نصب مناسبمي تواند بسياري از مشکلات را حل نمايد.

آزمون

1-انواع رسانه هاي انتقال را نام برده ويكي را شرح دهيد

2-دليل استفاده ازterminatorدرانتهاي كابلهاي coaxial چيست

3-معايب ومحاسن استفاده از كابلهاي coaxial را بيان كنيد

4-دليل به تابيده شدن زوج سيمها در كابل هاي twisted pair چيست

5-براي اتصال دو دستگاه متفاوت و همچنين دو دستگاه يكسان از كابل crossاستفاده مي شود ويا straight استفاده مي شود توضيح دهيد

6-تفاوت بين multi modeوsingle mode در كابلهاي فيبر نوري را توضيح دهيد

7-موارد استفاده از كابل هاي cat3وcat5 ونيز سرعت آنها را بيان كنيد

8-تفاوت بين كابلهاي utpوstpرا بيان كنيد

9-چگونگي انتقال نور در كابلهاي فيبر نوري را با استفاده از قانون شكست نور را توضيح دهيد

10-انواع طيف امواج الكترومغناطيسي را نام برده ويكي را توضيح دهيد

11-انواع آنتن را نام ببريد.

12- شبکه هاي بي سيم چگونه کار مي کنند

13-مزايا ومعايب شبکه هاي بي سيم و باسيم را بيان نماييد

14- تاثير باران بر امواج راديويي را بيان نماييد.

فهرست مطالب

فصل اول
مقدمه 2
کابل هاي مسي 3
فيبرنوري 3
شبکه هاي بدون کابل 3
انواع رسانه ها و موارد استفاده آن 4
كابلهاي هم محور‍COAXIAL 4
مزاياي کابل هاي کواکسيال 5
معايب کابل هاي کواکسيال 6
كابل زوج هاي به هم تابيدهTWISTED-PAIR 6

نحوه ساختن کابل Cross 9
مزاياي کابل هاي بهم تابيده 9
معايب کابل هاي بهم تابيده 9
كابل هاي نوريFIBER OPTIC CABLES 10
مزاياي فيبر نوري 12
معايب فيبر نوري 12
بي سيم WIRELESS 13
طيف الکترومغناطيس 13
مخابرات راديويي(Radio) 15
مايکروويو ( microwave) 15
امواج مادون قرمز (Infrared) 16
مخابرات امواج نوراني( Laser) 17

فصل دوم
شبکه هاي بيسيم چگونه کارميکنند؟ 19
عوامل مقايسه شبکه هاي بيسيم(جدول مقايسه اي) 20
روشهاي ارتباطي بيسيم 21
انواع ارتباط درشبکه هاي بيسيمindoor 21
انواع آنتن ها 23
نحوه دريافت سيگنال کامل از Wireless ها 24
تأثير باران بر تضعيف امواج EM 26
آزمون آموخته ها و پيشنهادات 27
آزمون 27

مقاله فوق دارای صفحه مشخصات، شکل، فهرست مطالب و 27 صفحه متن (در قالب word ) با رعایت کامل صفحه بندی می باشد. همچنین فونت های کار شده برای متن مقاله  B Nazanin(14) و برای تیترهای داخل مقاله B Titr می باشند.

قیمت این مقاله 1900 تومان می باشد، جهت دریافت کامل متن مقاله (قابل ویرایش) بالای صفحه روی پرداخت و دریافت کلیک کنید

مشاهده فهرست مقالات کارآموزی، کارآفرینی و پژوهش

نوشته شده در 31 شهریور 1400

لطفا پس از بهره مندی از مطالب فوق با نظر گرمت به من انرژی مثبت تزریق کن