|
| ||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|
|
|||||
ابتدا با توضیح خیلی مختصری در مورد مدولاسیون QAM یا Quadrature Amplitude Modulation می پردازیم و سپس مدولاسیون OFDM را تعریف می کنم . البته این تعریف ها همچنان کامل نیستند و امیدوارم در پست های آینده به تعریف کاملی برسیم
فرض کنید یک پریود از یک موج سینوسی با یکی از فازهای 0 یا 45 یا 90 یا 135 درجه و دامنه 1 یا 2 داشته باشیم.چون فاز دارای 4 حالت و دامنه دارای 2 حالت است , 8 حالت به وجود می آید.یعنی می توانیم 3 بیت را انتقال دهیم.بدین صورت که به جای 3 بیت اطلاعات, یک پریود موج سینوسی با فرکانسی مشخص(و نسبتا زیاد) و با یکی از فازها و دامنه های گفته شده در بالا ارسال می کنیم.
OFDM
در مدولاسیون OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) تعداد زیادی از این شکل موج های تولید شده در روش QAM با استفاده از Carrier هایی(موج های سینوسی با فرکانس بالا) در حوزه فرکانس، به نحوی کنار هم در فرکانس هایی(tone) چیده می شوند که با وجود تداخل فرکانسی آنها، به علت انتخاب مناسب فرکانس های Carrier , امکان جدا سازی آنها به طور کامل وجود دارد.
OFDM یک روش مدولاسیون Multicarrier است .یعنی برای ارسال یک پیام از چند Carrier استفاده می شود. یکی از نقاط ضعف OFDM، نیاز به دقت بالای تطابق فرکانس و فاز درگیرنده و فرستنده است.یعنی گیرنده و فرستنده باید با دقت بالایی سنکرون باشند.
در عمل، چندCarrier در OFDM برای اطلاعات کانال (channel estimation) و چند بیت اضافه برای یافتن و تصحیح خطا اختصاص داده می شود و اصطلاحا به این روش COFDM (Coded OFDM) گفته می شود.
OFDM هم اکنون بیشتر در تکنولوژی وایرلس Wireless مورد استفاد است . این مطلب را تنها با یک جستجو خواهید و بیشتر گویا در تکنولوژی های موبایل گونه کاربرد زیاد دارد . خصوصیت اصلی OFDM , مقاومت بالا در برابر multipath effect است .وقتی سیگنال ارسال می شود، به علت وجود موانعی مانند ساختمان ها , انعکاس موج از زمین, وسایل نقلیه و ... موجی که به گیرنده می رسد حاصل ترکیب نمونه های تاخیر یافته سیگنال اصلی است و به این اثر multipath effect یا multipath fading گفته می شود. استفاده مناسب ازعرض باند کانال(spectral efficiency) و مقامت در مقابل تداخل RF (RF inference) از دیگر مزیت های OFDM است.
OFDM قابلیت استفاده چندین کاربر از یک محدوده عرض باند را نیزفراهم می کند (Multiple Access) بدین صورت که به هر کاربر یک سری Carrier (tone) مخصوص برای انتقال اطلاعاتش اختصا ص داده می شود و کنترل این اختصاص Carrier (channel allocation) بر حسب تقاضای کاربرها به عهده لایه MAC
(Medium Access Control) است و به دو صورت Static/Dynamic Channel Allocation می باشد.
اگر فرکانس های Carrier (tone ها) اخصاص داده شده به یک کاربر در هر دوره زمانی عوض شود، در واقع اطلاعات کاربر در حوزه فرکانس توزیع می شود.
مجموعه اطلاعاتی که درمورد OFDM بدست آورده ام در چند پست اینجا اضافه میشه .
در ضمن از امروز به بعد سعی می کنم این جا روزانه مطلب نوشته بشه و فکر نمی کنم دیگر از این گونه تاخیر ها داشته باشیم
همچنین در فکر راه اندازی یک گروه ایمیل فارسی در یاهو و جی میل هستیم ، فکر می کنم اگر قرار باشد بیائید و تماشاچی باشید خودتان ضرر خواهید کرد ، تا کنون اعضای گروه به بیش از 10 نفر رسیده است
اگر دوستی تمایل به همکاری دارد با آدرس ایمیل من تماس بگیره یا اگرکه کامنت می گذارید لطفا آدرس ایمیل تان را هم ذکر کنید
تقویت کننده عملیاتی
تقویت کننده های عملیاتی به اختصار آپ امپ نامیده می شو ند.و به صورت مدار مجتمع در دسترس می باشند.این تقویت کننده ها از پایداری بالایی برخوردارند.، و با اتصال ترکیب مناسبی از عناصر خارجی مثل مقاومت،خازن،دیود و غیره به آنها،می توان انواع عملیات خطی و غیر خطی را انجام داد.
 |
از ویژگیهای اختصاصی تقویت کننده های عملیا تی ورودی تفاضلی و بهره بسیار زیاد است.
این المان الکترونیکی اختلاف میان ولتاژهای ورودی در پای های مثبت و منفی را در خروجی با تقویت بسیار با لایی آشکار می سازد.حتی اگر این اختلاف ولتاژ کوچک نیز باشد.،آنرا به سطح قابل قبولی از ولتاژ در خروجی تبدیل می کند.به شکل مداری این المان در زیر توجه کنید.
این المان همواره دارای دو پایه مثبت و منفی در ورودی،این دو پایه ورودی مستلزم یک پایه در خروجی هستند.
پایه ورودی مثبت را در اصطلاح لاتین noninverting و پایه منفی را inverting می گویند.
 |
اصولاً اتصالات نیم رسانا - فلز جزو لازمه تمامی قطعات الکترونیکی اند. چگونگی و رفتار اتصالات الکتریکی به غلظت سطح نیم رسانا
(Si)
، تمیزی سطح و واکنش های بین فصل مشترک فلز - نیم رسانا بستگی دارد. بعد از ابداع ترانزیستور توسط جان باردین ، مفهوم و اهمیت مدارهای مجتمع روشن شد
پس از آن موفقیت بزرگ تجمع و اتصال تعداد بسیار زیادی از قطعات کوچک و اجزای الکترونیکی بر سطح زیر لایه تحول عظیمی در ساخت عملی مدارهای مجتمع بوجود آورد. با ابداع و رشد فناوری مینیاتور کردن قطعات الکترونیکی بشر به یکی از مهمترین دستاوردهای خود در قرن گذشته نائل آمد.
با گسترش ، طراحی و ساخت مدارهای مجتمع به ویژه افزایش انباشت قطعات در مقیاس خیلی بزرگ در دهه 1980 تلاش برای کوچکتر کردن قطعات میکرو الکترونیکی ادامه یافت. از طرف دیگر تقاضای جدید برای ساخت مدارهای مجتمع به ویژه مدارهای حافظه شامل حافظه دینامیکی
(DRAM)
(SRAM)
با ویژگی هایی نظیر سرعت عمل بالا توأم با کاهش اتلاف توان روزبه روز بیشتر شد.
در روند تکاملی فناوری فرامینیاتور کردن قطعات الکترونیکی بویژه در هندسه و مقیاس زیر میکرونی کمتر از 0.2 میکرو متر یعنی حوزه فناوری طراحی قطعات نانو الکترونی و فناوری ساخت مدارهای مجتمع از پیچیدگی خاصی برخوردار است.
بطور متوسط در هر شش سال ابعاد و اندازه قطعات الکترونیکی به نصف تقلیل یافته است.
امروزه با استفاده از مزیت های مجتمع سازی کوچکی قطعات ، بطور مشخص فناوری نانو الکترونیک ساختار این گونه مدارهای مجتمع گسترده تر و پیچیده تر است. بطوری که این مدارها از ده ها میلیون ترانزیستور ، دیود ، مقاومت الکتریکی و خازن تشکیل شده است.
عرض خطوط اتصالات بین قطعات مختلف در سال 2000 میلادی 0.18 میکرومتر بود، که کاهش آن همچنان ادامه دارد. در راستای پیشرفت این فناوری ، در همین سال مجموع فروش مدارهای مجتمع در دنیا حدود 150 میلیارد دلار بر آورد شده است. به این دلیل پیچیدگی و ویژگیهای خاص مدارهای مجتمع با ساختار نانومتری بکار گیری مواد جدید و فرآیند های بهتر تولید و همچنین استفاده روشهای دقیقتر ساخت.
مشخصه یابی لایه نازک قطعات مختلف امری الزامی است. بعضی از فرایندهای مهم ساخت مدارهای مجتمع عبارت اند
نفوذ کاشت یونی
غیر فعال سازی و غیره
که در فناوری نانو الکترونیک برای انجام این گونه فرآیند ها باید از پارامترها و سیستمهای خاص استفاده کرد. مثلاً در فرایند فلز نشانی استفاده از فلز مس به جای فلز رایج آلومینیوم برای اتصالات درونی بین قطعات مختلف عملی اجتناب ناپذیر است.
اما نفوذ سریع اتمهای
در زیر
در عملیات حرارتی منجر به تشکیل لایه سلیساید مس و در نهایت سبب تخریب قطعه الکترونیکی می شود. برای رفع این مشکل معمولاً از یک لایه میانی از مواد دیرگذار مانند
Ta و w یا Mo به عنوان سد نفوذی برای بهبود پایداری حرارتی لایه
Cu / Si
مشخصه یابی سیستم های چند لایه ای
Cu / Ta /Si
اخیراً مورد مطالعه قرار گرفته است. در این زمینه تاثیر ولتاژ بایاس منفی بر بهبود خواص الکتریکی و ساختاری سد نفوذی لایه اسپاترنیگ
در سیستم
Ta/Si
گزارش شده است.
همچنین در فناوری طراحی قطعات نانو الکترونی با استفاده ار میکروسکوب نیروی اتمی
(AFM)
و ساخت لایه های نازک مورد نیاز در مدارهای مجتمع مذکور فقط در محیط های تعریف شده توسط روش های دقیق لایه نشانی نظیر لایه نشانی با باریکه مولکولی
(MBE)
و لایه نشانی با بخار شیمیایی مواد آلی فلزی
(MOCVD)
امکان پذیر است.
در فناوری نانو الکترونیک فرایندهایی سطح زیر لایه Si از جمله سوزش توسط فناوری پلاسما و باریکه یونی صورت می گیرد. این گونه مدارهای مجتمع با ویژگی های منحصر به فرد خود در مقیاس نانومتری کاربردهای متنوعی از سیستم های مزوسکوپیک دارند. بعضی از این کاربردها عبارت اند از
Si و Gساخت نقطه ها و سیستم های کوانتومی تونل زنی در دیودهای تشدید کننده مثل
InGapطراحی و ساخت تقویت کننده های لیزری مثل
طراحی و ساخت میکرو احساسگرها و ماشین های میکرونی برای کاربردهای خاص
به دلیل اهمیت فناوری نانو الکترونیک در سه سال گذشته چندین کارگاه عملی در زمینه های مختلف فیزیک و فناوری نانو الکتریک برگزار شده است. با ادامه رشد و گسترش این فناوری پیشرفته ، در آینده شاهد تحول عظیمی در زمینه های ارتباطات خواهیم بود
DSL یا Digital Subscriber Line (به معنی خط اشتراک دیجیتال)، یک شیوه موثر و در عین حال کم هزینه جهت اتصال به اینترنت است که از سرعت و کیفیت مطلوبی بر خوردار است. انواع مختلفی از DSL موجود است که امکان اتصال به اینترنت را با سرعتها و امکانات مختلفی به وجود می آورند. نوعی که عموما برای مصارف خانگی از آن استفاده می شود Asymmetric-DSL یا ADSL یا DSL نامتقارن می باشد که در بهترین شرایط، عملا امکان گرفتن اطلاعات با سرعتی معادل با 2Mbps و فرستادن اطلاعات با سرعتی حدود 256Kbps را مهیا می سارد.
و اما آنچه که باعث شده ADSL به سرعت در همه جای جهان رشد کند (صرف نظر از بعضی کشورها از جمله میهن اسلامی خودمان) این است که:
اولا: ADSL از همان زوج سیمهای تلفن معمولی استفاده می کند. یعنی نیاز به سیم کشی جدید از مرکز مخابرات یا ISP به خانه ها نیست و لذا از این جهت هیچ هزینه ای صرف نمی شود. (بر خلاف سیستمهای cable)
ثانیا: در ADSL شما همواره به اینترنت متصل هستید و در عین حال می توانید از تلفن یا فاکس خود هم استفاده کنید، یعنی خط تلفن شما هیچ وقت به دلیل استفاده از اینترنت اشغال نمی شود.
و ثالثا: تجهیزات سخت افزاری استفاده از DSL بسیار ارزان قیمت هستند. (بر خلاف سیستمهای ماهواره ای)
همچنین امکان داشتن Static IP و برخی مسائل فنی دیگر نیز از مزایای DSL می باشند.
مثل هر سیستمی DSL معایبی هم دارد. مهمترین و مساله ساز ترین مشکل DSL این است که کیفیت و سرعت انتقال داده بستگی به فاصله مشترک از مرکز تلفن دارد. یعنی اگر خانه شما در حوالی مرکز تلفن باشد با سرعت بیشتری به اینترنت متصل می شوید و بالعکس. این قضیه وقتی مساله ساز خواهد بود که فاصله شما از مرکز تلفن بیش از 5 کیلومتر باشد که در این صورت معمولا استفاده از DSL مقدور نخواهد بود. همچنین کیفیت پایین سیمهای تلفن و پوسیدگی احتمالی آنها نیز اثر نامطلوبی در ارتباط شما خواهد داشت.
و اما آنچه که در کشور ما موجب شده که DSL با تمام مزایایش با تاخیر چندین ساله وارد شود و تازه از آن به عنوان روش جدید نام برده شود چیست؟
به نظر من اولین مانع این است که تجهیزات DSL باید در مراکز تلفن داخل شهری نصب شود و در ایران هم مراکز تلفن در انحصار دولت است و تا کسی مثل پارس آنلاین ید طولی در بستن وبلاگها و سایتهای خبری و این جور کارها نداشته باشد، قاعدتا نمی تواند مجوز نصب این تجهیزات در مراکز تلفن را بگیرد.
ولی چرا خود شرکت مخابرات این سرویس را ارائه نکرد؟
به نظر من دو دلیل عمده داشت: دلیل اول که معرف حضور همه هست: عقب ماندگی و دیر جنبیدن و مقاوت در برابر چیزهای جدید در سیستمهای دولتی. ولی دلیل دوم (که نظر شخصی بنده است) قوی تر به نظر می رسد: در همه جای دنیا سرویس های DSL با هزینه ای حدود 20 دلار در ماه (و بیشتر) ارائه می شود. یعنی شما 20 هزار تومان می دهید، و 24 ساعته به یک اینترنت پر سرعت وصل هستید! ولی وقتی شرکت مخابرات می تواند به خاطر همین روزی 2 - 3 ساعتی که با سرعت پایین به اینترنت وصلید ماهی 30 - 40 هزار تومان قبض تلفن بفرستد در خانه تان، و رقیبی هم در کار نیست که بخواهد DSL ارائه کند... تو خود حدیث مفصل بخوان از این مجمل! حالا قیمت کارت اینترنت و غیره بماند.
فعلا باید بشینیم و ببینیم که پارس آنلاین عزیز به عنوان پیشتاز، می خواهد با چه قیمتی و چه کیفیتی DSL اش را بدهد دست مردم.
DSL چگونه کار می کند ؟
در علم مخابرات، به محیطی که داده ها از آن انتقال می یابند Media یا رسانه گفته می شود. زوج سیم، کابلهای کواکسیال (مثل کابل آنتن تلویزیون)، موجبر ها (لوله هایی فلزی با سطح مقطع مستطیل یا دایره شکل)، هوا و فیبرهای نوری مهمترین رسانه های مخابراتی هستند. برای هر رسانه پارامترهایی به نام فرکانس قطع بالا و پایین تعریف می شود. و منظور از آنها حداکثر و حداقل فرکانسی است که آن رسانه می تواند با کیفیت مطلوب از خود عبور دهد. به اختلاف این دو فرکانس پهنای باند یا Band Width می گویند. زوج سیم که در سیستم تلفن شهری استفاده می شود، ضعیفترین رسانه مخابراتی از این نظر می باشد و محدود عبور فرکانسی آن از صفر تا حدود 2 مگاهرتز می باشد. لکن در سیستمهای تلفن شهری (PSTN) فقط از 4 کیلو هرتز این محدود برای عبور صدا استفاده می شود و بقیه باند فرکانسی آزاد است، که موضوع ایده اولیه ساخت و استفاده از DSL می باشد.
در سیستمهای Diap-Up از همان 4KHz پهنای باند صوتی جهت انتقال داده استفاده می شود و با استفاده از پیشرفته ترین روشهای مدولاسیون دیجیتال و فشرده سازی اطلاعات، می توان حداکثر 56 کیلو بیت اطلاعات را در یک ثانیه منتقل نمود. حال فرض کنید باند فرکانسی ما از 4KHz به 2MHz افزایش پیدا کند، یعنی تقریبا 500 برابر شود، واضح است که میزان انتقال داده را می توان به شدت افزایش داد. برای ADSL در عمل معمولا باند فرکانسی 30KHz تا 138KHz برای فرستادن اطلاعات و باند فرکانسی 138KHz تا 1.1Mhz برای گرفتن اطلاعات استفاده می شود. در این صورت با توجه به روشهای مدولاسیون مورد استفاده می توان به پهنای باند دیجیتالی معادل با 8Mbps دست یافت که معمولا برای بدست آوردن ضریب کیفیت سرویس دهی (QoS) بهتر، عملا سرعنی حدود 1.5 تا 2 مگابیت در ثانیه در اختیار کاربر قرار می گیرد.
با توجه به اینکه باند فرکانسی 0 تا 4 کیلوهرتز که برای انتقال سیگنالهای صوتی تلفنی استفاده می شود در ADSL دست نخورده باقی مانده است، مشترک می تواند در عین اتصال به اینترنت تماسهای تلفنی خود را نیز بر قرار سازد. برای این کار یک سوکت که در واقع یک فیلتر پایین گدز (LPF) است روی هر پریز تلفن نصب می شود تا از ورود سیگنالهای فرکانس بالا به داخل دستگاه تلفن جلوگیری شود. (در صورت موجود بودن سیم کشی مجزا برای data می توان از یک Splitter مرکزی نیز استفاده کرد.) همچنین برای اتصال به اینترنت از طریق DSL به یک مودم DSL احتیاج دارید که نوع معمولی آن قیمتی حدود 20 دلار دارد.
و اما ببینیم در مرکز تلفن چه اتفاقی می افتد: سوئیپچهایی که در مراکز مخابرات برای برقراری ارتباط تلفنی نصب شده اند، به هیچ عنوان توانایی عبور فرکانسهای بالای 4 کیلو هرتز را ندارند. لذا هر اتفاقی که قرار است بیفتد، باید قبل از ورود زوج سیم مشترک به سیستمهای مخابراتی تلفن شهری بیفتد. برای این کار دستگاههایی به نام DSLAM یا DSL Acsess Multiplexer در مرکز مخابرات کار گذاشته می شود. این دستگاه توسط فیلترهای فرکانسی، باند 4KHz اول هر زوج سیم را به سمت سوئیچهای مخابراتی می فرستد و بقیه پهنای باند را برای اتصال به اینترنت استفاده می کند. هر DSLAM پذیرای صدها زوج سیم از طرف مشترکین بوده و در نهایت از سوی دیگر با یک اتصال با پهنای باند خیلی زیاد به اینترنت متصل است و به این طریق تا وقتی که این پهنای باند اشباع نشود مشترکین می توانند با سرعت بالا و یکنواخت از اینترنت استفاده کنند و از آن لذت ببرند. به امید روزی که همه هم وطنانمان این لذت را تجربه کنند!
