بخشی از مقاله
چکیده- سیستم مخابرات لیزري فضاي آزاد نوعی سیستم بی سیم می باشد که جهت انتقال اطلاعات استفاده می شود. این مجموعه از دو سیستم که هر یک به تنهایی هم فرستنده و هم گیرنده می باشد تشکیل شده است. جهت برقراري ارتباط فرستنده و گیرنده بایستی در خط دید یکدیگر قرار گیرند. سیستم مخابرات لیزري که در مرکز مطالعات و تحقیقات پیشرفته لیزر طراحی شده قابلیت تنظیم در برد و سمت با دقت 0/1 میلیم، حجم ارسال اطلاعات به میزان 1Mb/s و فاصله 10 کیلومتر بین فرستنده و گیرنده به همراه مدولاسیون و دمدولاسیون اطلاعات را دارا می باشد.
مقدمه
در سالهاي اخیر استفاده از لیزر در کاربردهاي مخابراتی رشد و توسعه بسیاري یافته است به عبارتی خصوصیات منحصر به فرد لیزر باعث شده است که توجه خاصی بر روي کاربردهاي مخابراتی آن در سطح دنیا به وجود آید. اطلاعات امروزه مهمترین نقش را در جنگهاي نوین به عهده دارند. به عبارتی جمع آوري اطلاعات در مورد دشمن، انتقال اطلاعات و یا تخریب اطلاعات انواع کانالهاي ارتباطی دشمن - اعم از رادارها، حسگرها، کانالهاي مخابراتی و ... - و یا حفاظت از دسترسی دشمن به اطلاعات نیرو هاي خودي از مهمترین مسائل جنگهاي نوین می باشد که یکی از روشهاي امن انتقال اطلاعات استفاده از سیستمهاي مخابرات لیزري می باشد.
مخابرات لیزري چیست؟
هدف یک سیستم مخابراتی، انتقال سیگنال اطلاعات از یک نقطه از فضا به نام منبع به نقطه دیگري به نام مقصد و به عبارتی برقراري ارتباط بین دو نقطه منبع و مقصد می باشد. این کار در سیستمهاي مختلف با روشهاي متفاوتی انجام می گیرد. هر سیستم مخابراتی شامل اجزاء کلی زیر می باشد:
گیرنده
کانال انتقال
فرستنده
در فرستنده پیام و یا اطلاعات مورد نظر به شکل قابل انتقال توسط کانال انتقال در می آید که این فرآیند شامل مدولاسیون و کد گذاري هاي مختلف بعضاًو فشرده سازي و رمز نگاري نیز می باشد. کانال انتقال، متولی حمل سیگنالهاي تولید شده در فرستنده به گیرنده است و در واقع همانند پلی میان مبدا و مقصد عمل می کند. هر کانال انتقال مقداري تضعیف را بر سیگنال ارسالی تحمیل می کند، بنابر این با افزایش طول کانال، توان سیگنال کاهش می یابد.
مدولاتور و درایور وظیفه سوار کردن سیگنال بر روي نورلیزر را به عهده دارند که این امر از طریق تامین جریان و راه اندازي منبع لیزر حاصل می شود. منبع نور لیزر با دریافت جریان مورد نیاز از درایور روشن شده و در محدوده مشخصی نور تشعشع خواهد کرد. مجموعه اپتیک فرستنده که وظیفه موازي سازي نور تولید شده را برعهده دارد با توجه به میزان واگرایی خروجی نهایی مورد نیاز، طراحی می گردد.
سیستمهاي مخابرات لیزري از نظر طیف نور خروجی به دو دسته مرئی و غیر مرئی تقسیم می شوند.دسته دوم که شامل سه محدوده طیفی مادون قرمز نزدیک، میانی و دور می باشند بطور گسترده اي به کار گرفته می شوند. بدین منظور اغلب در ناحیه مادون قرمز نزدیک از لیزرهاي نیمه هادي و حالت جامد و در سایر نواحی از لیزرهاي گازي و نیمه هادي استفاده می شود.[1]
سیستمهاي مخابرات لیزري از نظر نوع مدولاسیون به کار رفته نیز به دو دسته تقسیم می شوند. در گروه نخست عمل مدولاسیون نور بصورت داخلی در منبع نور لیزر و در گروه دوم در خارج از منبع و توسط مدولاتورهاي نور انجام می شود. مدولاسیون داخلی در لیزرهاي نیمه هادي به سادگی و تا فرکانسهاي چند ده گیگا هرتز و در لیزرهاي گازي و حالت جامد تا چند ده کیلو هرتز بصورت پیوسته قابل انجام می باشد.
لازم به ذکر است که به کارگیري مدولاسیون دیجیتال ضمن افزایش نسبت سیگنال به نویز و کاهش خطاي انتقال، موجب فراهم شدن امکان ارتباط و کنترل برخی پارامترهاي مدولاسیون در این سیستمها می گردد. در حال حاضر مخابرات رادیوئی مهمترین بخش مخابرات نظامی را به خود اختصاص داده است. اما این نوع مخابرات در مقایسه با مخابرات لیزري داراي دو مشکل اساسی می باشد:
الف- پخش شدن سیگنال در همه جهات که استراق سمع این سیگنالها را آسان می کند. علاوه بر این پیدا کردن منبع ارسال کننده این سیگنالها نیز راحت می باشد به طوریکه موشکهاي ضد رادار - ARM - از این خاصیت استفاده می کنند.
ب- استفاده از انواع اغتشاش کننده هاي رادیوئی بر روي این سیستمها.
یکی از خواص بسیار جالب سیستم مخابرات لیزري، خاصیت نقطه به نقطه - Point To Point - بودن آن می باشد[2] که به کمک آن می توان اطلاعات را از طریق کانالی امن و به طور دقیق به سوي هدف خاصی ارسال نمود. در این روش علاوه بر تامین پهناي باند مورد نظر - در حال حاضر تا - 2.5Gb/s، هزینه طراحی و اجراي شبکه نیز بسیار پائین تر از روشهاي متداول می باشد. علاوه بر این شبکه هاي لیزري از نظر تداخل امواج و ترافیک اطلاعاتی نیز به نحو چشمگیري نسبت به روشهاي انتقال اطلاعات توسط فرکانس رادیویی - - RF برتري دارند. این سیستم جهت انتقال اطلاعات در شبکه هاي LAN و WAN از سال 1996 به کار گرفته شده است.[3]
