انواع توپولوژی شبکه
توپولوژی یا همبندی یک شبکه تعیین کننده شیوه کابل کشی اتصال کامپیوترهاست . این توپولوژی (همبندی) معمولاً نوع کابل مورد استفاده را نیز تعیین میکند .
توپولوژی های شبکه دارای انواع زیر است :
1- توپولوژی BUS :
در یک شبکه خطی چندین کامپیوتر به یک کابل به نام BUS متصل می شود. در این توپولوژی رسانه انتقال بین کلیه کامپیوتر ها مشترک است. توپولوژی BUS از متداولترین توپولوژی هاست که در شبکه های محلی مورد استفاده قرار می گیرد. سادگی ، کم هزینه بودن و توسعه آسان این شبکه از نقاط قوت توپولوژی BUS می باشد. ضعف عمده این شبکه این است که اگر کابل اصلی Back bone که پل ارتباطی بین کامپیوتر های شبکه است ، قطع شود ، کل شبکه از کار خواهد افتاد.
2- توپولوژی رینگ - حلقوی :
در توپولوژی باس کامپیوتر ها توسط یک رشته سیم به یک دیگر متصل می شوند که آغاز و پایان آن سیستم توسط یک مقاومت 50 اهمی بسته شده است. در توپولوژی رینگ به جای بستن دو سر سیم آن ها را به یک دیگر وصل نموده و تشکیل یک حلقه می دهند. این توپولوژی تمامی مزایا و معایب باس را دارد با این تفاوت که کنترل مقاومت سیم استوار تر بوده و اتصال آغاز و پایان سیم گاهی اوقات به دلیل فاصله زیاد دو سر سیم مشکل ساز می گردد.
3- توپولوژی هیبریدی :
سیستمی که از ترکیب حالت باس و ستاره ای پدید می آید هیبریدی نام دارد. در این حالت برخی از مسیر های شبکه به صورت باس و برخی دیگر به صورت ستاره ای می باشند. معمول ترین طرح آن ، اتصال هاب ها به صورت باس و اتصال کامپیوتر ها به صورت ستاره ای به هاب مربوط به خودشان می باشد.
4- توپولوژی ستاره ای :
شبکه های متوسط و بزرگ اغلب از توپولوژی ستاره ای استفاده می کنند. در این پیکر بندی از کابل و سخت افزار بیشتری استفاده می شود اما مدیریت آن آسان تر و احتمال خرابی آن کمتر است. کابل مورد استفاده توپولوژی ستاره ای اترنت کابل زوج بهم تابیده بدون حفاظ است. در پیکر بندی ستاره ای هر کامپیوتر به یک هاب متصل می شود. یک سر کابل به کارت شبکه یک کامپیوتر متصل می شود و سر دیگر آن به هاب که نقطه اتصال مرکزی کابل کشی شبکه را نزد هم می کند متصل می شود. هاب ها به اندازه های مختلف عرضه می شوند و مدل های پیشرفته آن ها می تواند خطا های موجود در سیگنال ها را تقویت کند. آماده سازی توپولوژی ستاره ای آسان است و و عیب یابی در آن آسان تر از شبکه باس است چرا که یک کابل آسیب دیده تنها به روی یک کامپیوتر تاثیر می گذارد و از طرف دیگر کابل زوج بهم تابیده معمولاً گرانتر از کواکسیال است. توپولوژی ستاره ای به کابل بسیار زیاد و یک هاب نیاز دارد. تمامی این ها منجر به بالا رفتن هزینه شبکه می شود با این مزیت که این روش بسیار مفید است.
مقدمه ای بر شبکه های نسل جدید
دنیای مخابرات، امروزه با سرعت چشمگیری در حال دگرگونی و گسترش است. کشور ما نیز به عنوان بخش کوچکی از دهکده جهانی، باید با این تغییرات سریع، هماهنگی و همراهی کند و طبعاً این مساله هزینه های اجتناب ناپذیری را برای ما ایجاد میکند. آنچه که برای برنامه ریزان مخابرات کشور در بلندمدت اهمیت ویژه مییابد در نظر گرفتن قابلیتهای لازم برای توسعه شبکه مخابرات کشور و آسانی تطبیق آن برای ارائه سرویسهای جدید است. بنابراین باید به این سئوال پاسخ دهیم که در برنامهریزیهای کوتاهمدت و بلندمدت برای طراحی شبکه مخابرات کشور، چه عواملی را باید مدنظر قرار داد تا این هزینه ها را به حداقل رساند. در پاسخ به این سئوال، ایده شبکه های نسل جدید مخابرات (NGN) مطرح شده است که در نوشتار حاضر به توصیف اولیهای از آن خواهیم پرداخت
شبکه های مخابراتی نسل آینده (NGN)
در نظر گرفتن یکپارچگی در زیرساخت و ماجولاریتی در سیستم، در فرآیندهای طراحی بلندمدت شبکه مخابرات، هزینه های ناشی از بهروز شدن شبکه مخابرات در بلندمدت را کاهش داده و به آن قابلیت تطابق بیشتری با روند تغییرات سریع خواهد داد.
همگرایی در زیرساخت، در واقع به نوعی به معنی همگرایی در شبکه های نوری، سیمی و بدون سیم (رادیوئی و ماهوارهای) است.
از سوی دیگر در حال حاضر از نظر دسترسی به منابع زیرساخت، دو نوع سوئیچینگ مداری و پاکتی در شبکه موجود میباشد. همان‌طور که میدانیم شبکه های تلفنی برای انتقال ترافیک صوتی از سوئیچینگ مداری و برای انتقال ترافیک سیگنالینگ از سوئیچینگ پاکتی بهره میگیرند. شبکه دیتا نیز برای انتقال ترافیک دیتا از سوئیچینگ پاکتی مبتنی بر IP استفاده میکند. از آنجا که سوئیچینگ پاکتی در مقایسه با سوئیچینگ مداری دارای قابلیتهای فراوانی است (به عنوان مثال استفاده بهینه از تمام پهنای باند در دسترس برای انتقال ترافیک)، جهتگیری طراحی شبکه های مخابراتی نسل آینده به گونهای است که در آن هم برای ارسال ترافیک مدیا (صوت، تصویر، و غیره) و هم سیگنالینگ، از سوئیچینگ پاکتی به طور مشترک استفاده شود. از اینرو با استفاده از NGN میتوان سرویسهای جدید را با همگرایی مخابرات سیمی و بدون سیم ارائه کرد. علاوه بر آن، این سرویسها در همهجا و در هر زمانی در دسترس هستند. در حقیقت NGN یک شبکه مجتمع مبتنی بر پروتکلهای اینترنت (IP) است که نیازهای رسانهای امروز و فردا را برآورده میکند. برای عزیمت به چنین منظوری باید تجهیزات جدیدی نصب کرد، تجهیزات فعلی را توسعه داد و قوانین و مقرراتی را برای بهرهوری بهینه شبکه های آینده وضع کرد
فیبر نوری
پس از اختراع لیزر در سال ۱۹۶۰ میلادی، ایده بکارگیری فیبر نوری برای انتقال اطلاعات شکل گرفت. خبر ساخت اولین فیبر نوری در سال ۱۹۶۶ هم‌زمان در انگلیس و فرانسه با تضعیفی ۱۰۰۰ db/km اعلام شد که عملا در انتقال اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود تا اینکه در سال ۱۹۷۶ با کوشش فراوان پژوهندگان، تلفات فیبر نوری تولیدی شدیدآ کاهش داده شد و به مقداری رسید که قابل ملاحظه با سیم‌های هم‌محور بکاررفته در شبکه مخابرات بود.
فیبر نوری از پالس‌های نور برای انتقال داده‌ها از طریق تارهای سیلکون بهره می‌گیرد. یک کابل فیبر نوری که کمتر از یک اینچ قطر دارد می‌تواند صدها هزار مکالمهٔ صوتی را حمل کند . فیبرهای نوری تجاری ظرفیت ۲٫۵ گیگابایت در ثانیه تا ۱۰ گیگابایت در ثانیه را فراهم می‌سازند . فیبر نوری از چندین لایه ساخته می‌شود. درونی‌ترین لایه را هسته می‌نامند. هسته شامل یک تار کاملاً بازتاب کننده از شیشه خالص (معمولاً) است. هسته در بعضی از کابل‌ها از پلاستیک کا ملاً 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 با عث می‌شود که نور در هسته تا بیده 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 ۱۲۵ 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 پلاستکی 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 یک اینچ 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 .
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 تقسیم بندی در حوزه زمانی را دارا میباشد. این به این معنی است که مخابرات دیجیتال تامین کننده پتانسیل کافی برای استفاده از امکانات مخابره اطلاعات در پکیجهای کوچک انتقال در حوزه زمانی است.برای مثال عملکرد مخابرات فیبر نوری با توانایی ۲۰ مگا هرتز با داشتن پهنای باند ۲۰ کیلو هرتز دارای گنجایش اطلاعاتی ۰٫۱٪ 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 داده‌است. دیر زمانی ست که این مطلب که نور می‌تواند برای انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار گیرد به اثبات رسیده‌است و بشر امروزه توانسته‌است که از سرعت فوق العاده آن به بهترین وجه استفاده کند. در سال ۱۸۸۰ میلادی الکساندر گراهام بل ۴ 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 ۱۵ 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 آورده‌است. مخابرات فیبر نوری ابتدا به عنوان یک مخابرات از راه دور قرار دادی 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 مانده‌است. از دلایل این امر میتوان به موارد زیر اشاره کرد: ۱)تکنیکهای مخابرات در سیستم‌های جدید مورد استفاده قرار می‌گرفت ۲)سیستم‌های جدید با بالاترین تلنولوژی برای داشتن بیشترین گنجایش کارآمدی سرعت و دقت طراحی شده بود. ۳)انتقال به کمک خطوط نوری امکان استفاده از تکنیکهای دیجیتال را فراهم می‌ساخت. این مطلب نیاز انسان را به دسترسی به مخابره اطلاعات رابه صورت بیت به بیت پاسخگو بود