مخابرات

BTS چیست؟

در شبکه موبایل اولین بخشی که مستقیما با گوشی موبایل در ارتباط است به لفظ عوام آنتن موبایل و به تعبیر تخصصی BTS که مخفف Base Transceiver Station است، می باشد .

 هدف از راه اندازی ایستگاههای بی تی اس :
1-تامین پوشش رادیوپی(بیشتر در جاده ها و یا نقاطی که سیگنال ضعیف هست)
2-تامین نیاز های ترافیکی

برد هرآنتن در مناطق صاف و کاملا هموار حداکثر حدود 30 تا 35 کیلومتر می باشد ولی برد مفید 20 کیلومتر است.

 زمانی که سیگنال رسیده از ایستگاه مقابل از سیگنال دریافتی ار سیگنال پشت سر قوی تر باشه قسمت گیرنده موبایل شما بروی فرکانس سیگنال قوی تر یا قوی ترین(در حالتی که از چند ایستگاه سیگنال دریافت میشود مثل داخل شهر ها) سوئیچ خواهد کرد به این عمل handover می گویند و در چند نانو ثانیه رخ می دهد و برای انسان قابل تشخیص نیست.

ADSL

ADSL کابل تلفن موجودرا برای دستگاه های تلفن استاندارد (مانند تلفن یا فاکس) ،قابل استفاده می کند و مانند یک اتصال پرسرعت اطلاعات به ISPعمل می نمايد.

این کار با تبدیل اطلاعاتاز کامپیوتر كاربر و یا شبکه محلی LAN به سیگنالهای صوتی با فرکانس بالا انجام می گردد، كه این سیگنالهای با فرکانس بالا می توانند در طول کابل تلفن كاربر ،در همان بازه زماني که سیگنالها از تلفن یا فاکس عبور می کند، منتقل شوند.

فیلتر از پارازیت حاصل از فرکانس بالا که از انتقال بوسیله تلفن یا فاکس ایجاد می شود جلوگیری كرده و سیگنال دیجیتال با فرکانس بالا که بوسیله دستگاه تلفن کشف می شود را متوقف می کند.

ADSL تکنولوژی جدیدی است که توسط Bellcore Labs of Morristown در New Jerseyگسترش یافت ADSL مخفف(Asymmetric Digital Subscriber Line خطوط مشترک دیجیتالی نا متقارن) می باشد. ADSL دومین تکنولوژی بزرگ در ارتباطات با پهنای باند بالا خواهد شد.ADSL توانایی عبور 7MB  اطلاعات را از میان سیمهای تلفن مسی ، که در حال حاضر در اکثر منازل نصب شده است و در دسترس می باشد را دارا مي باشد.

به طور کلی ، ADSL تکنولوژی انتقال با سرعت بالا است. ADSLدر واقع نوعی از DSL ها می باشد که ارتباط آن نامتقارن می باشد;يعنی سرعت ارسال داده در ثانيه کمتر از دريافت آن است. به هرحال ، خروجی (مسیر کندتر)، هنوز به طور قابل توجهی سریع تر از اتصال با مودم آنالوگ عمل ميكند. ADSL پهنای باند خطوط مسی را به کانال ها يی تقسيم می کند و آخرين کانال را جهت ارسال صدا و فاکس معمولی تخصيص می دهد و بقيه را برای انتقال دو طرفه اطلاعات استفاده می کند.

ماجولشن AM و FM در سرويس پخش

در خانه يا موتر خود نشسته‌ايد. راديو را روشن مي‌کنيد تا به آن گوش دهيد، گوينده راديو در حال اعلام ساعات پخش برنامه‌ها وفرکانس راديويي ايستگاه مربوطه است، " موج FM ، رديف ......،موج AM فركانس ......... مگاهرتز". تا به حال فكر كرده‌ايد كه AM و FM يعني چه؟چه تفاوتي دارند واصلا" به چه  کار مي آيند؟

دراين قسمت شما را با دو روش  رايج مدولاسيون امواج راديويي ومختصري هم " سرويس پخش همگاني " آشنا مي‌كنيم. سرويس پخش همگاني يا  Broad casting  به معناي انتشار و ارسال صدا و يا تصوير (يا هر دو )به تعداد زيادي از گيرنده‌ها راديو و يا تلويزيوني گفته مي‌شود.

رادیو های ماهواره ای!

تحول بزرگ راديوهاي ماهواره اي

همه ما دست کم هر روز به راديو گوش مي کنيم، چه در خانه، محل کار، داخل موتر. سيگنال هاي فرستنده مرکزي ايستگاه هاي راديويي قادرند تا مساحت هاي وسيعي در حد منطقه اي يا محلي (ولایت يا شهر) را تحت پوشش خود قرار دهند. چنين پوشش وسيعي ما را ياري مي کند تا در حال سکون، يا حرکت (مسافرت داخل شهري) همچنان بتوانيم امواج را دريافت نموده و به راديوي خود گوش کنيم. اما حتماً تجربه کرده ايد، هنگامي که مسافت هاي زيادي را طي مي کنيم و در واقع از ايستگاه فرستنده فاصله زيادي مي گيريم، ديگر قادر به دريافت و شنيدن سيگنال ها، نخواهيم بود. چرا که اغلب سيگنال هاي راديويي بردي در حدود 50 تا 70 کيلومتر (شعاع از مبدأ) را در بر مي گيرند. بنابراين در مسافت هاي طولاني که شما از چندين شهر مختلف عبور مي کنيد، ممکن است هر ساعت مجبور به تغيير موج راديوي خود باشيد، چرا که هر فرستنده راديويي محلي، تنها محدوده اطراف خود را تحت پوشش قرار مي دهد و شما که در حال عبور از آن مناطق هستيد، سيگنال ها را با نزديک شدن به فرستنده، رفته رفته دريافت و با دور شدن از آن به مرور از دست مي دهيد.

پروسس ديتا در راديو ديجيتال:

آیا تا کنون به واژه مخابرات فکر کرده اید؟
امروزه کاملا این امر واضح است که بخش مهمی از زندگی ما در گیر این نوع مخابرات است که تا حد اعلی زندگی ما را تسهیل می بخشد. با پیشرفت علم و تکنولوژی امکان ایجاد ارتباطات به صورت آسانتر و سریعتر به وجود می آید. روش های سنتی جای خود را به روش های نوین داده و عیوب و نواقص هر یک را نسبت به دیگری آشکار تر می سازد.

مخابرات دیجیتال و آنالوگ

چرا از مخابرات دیجیتال استفاده می شود؟
در هر نوع سیستم مخابره اطلاعاتی وجود برخی از عوامل غیر قابل کنترل باعث ایجاد نایز در محیط می شود. منابع نایز شامل نایز محیط و نایز گیرنده می باشند. در یک سیستم مخابراتی گسترده که از چندین تکرار کننده که هر کدام شامل فرستنده و گیرنده های زیادی می باشند در هر مرحله نایزمحیط و گیرنده به سیگنال اصلی اضافه می شود . حتی در بهترین گیرنده و کانال مخابراتی نویز به سیگنال اصلی اضافه می شود.

در یک سیستم مخابراتی آنالوگ هر گز نمی توان نایز را از سیگنال اصلی جدا کرد و بهترین سیستم مخابراتی نه تنها نایز را از بین نمی برد بلکه نایز اضافه می کند و تنها میتوان از سیستم های low noise استفاده کرد. در حالی که این برتری برای سیستم های مخابرات دیجیتال نسبت به آنالو گ وجود دارد که می توان در شرایط مناسب نایز را به طور کامل از سیگنال اصلی جدا کرد و سیگنال اصلی را در گیرنده بازسازی کرد.

Pager چيست؟

تاريخچه پيجر
پيجر يك دستگاه گيرنده راديويي كوچك مي باشد كه امكان دريافت پيام، توام با دسترسي مداوم يك طرفه را براي استفاده کننده  فراهم مي نمايد.
اين سيستم شبكه پيجر در سال 1921 توسط ديترويت ( امريكا) مورد استفاده قرار گرفت. اصطلاح پيجر اولين بار در سال 1959 در اشاره به يك محصول ارتباط راديويي ساخت شركت موتورولا بكار گرفته شد و آن وسيله كوچكي بوده كه پيامهاي راديويي را بطور راديويي را بطور انفرادي به كساني كه آن را حمل مي كردند، مي رساند.
در اوايل دهه 1990 پيجرهاي با پوشش آنتن دهي وسيعي به بازار آمد و تعداد استفاده كنندگان آن به 22 ميليون نفر رسيد. در سال 1994 بيش از 61 ميليون نفر از پيجر استفاده مي كردند. در كشورهاي پيشرفته پس از يك دوره ركود كوتاه مدت پيجر مجددا به عنوان يك وسيله ارتباطي، كارامد، بي خطر و ارزان مورد توجه قرار گرفته و استفاده از آن بجاي ساير وسايل ارتباطي بسيار معمول گشته است. بطوريكه در سال 2003 تعداد سبسکرایبر به بيش از 250 ميليون نفر رسيد.

تكرار كننده (ريپيتر) چيست؟

تكرار كننده‌ي دو طرفه (دوپلكس) اختراع سخت وپيچيده اي نيست بلكه نوعي راديوي دو طرفه(2)  است. اين   د ستگاه سيگنال‌هاي راديويي را روي بسامدي در يافت   و همزمان روي بسامد ديگري ارسال مي‌كند. اين  سامانه هااغلب در نقاط بلند ، مانند  بلندي‌هاي طبيعي و يا ساختمان‌هاي بلندنصب مي‌شوند، در نتيجه كاربران  با تكرار كننده فضاي پوششي تجهيزات راديويي متحرك خودرا گسترش  بيشتري مي دهند و ازآن براي تبديل  ارتباطات يك‌طرفه نيزبهره مي‌برند. البته تكرار كننده‌هايي از اين دست، اغلب در طبقه‌بندي كاربرد تجاري از راديو‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

ماجولشن:

ماجولشن:در انواع وسيعي از سيستم هاي مهندسي مفهومي بنام ماجولشن نقشي محوري ايفا مي نمايد. در حالت كلي ، يك سيستم ماجولشن سيستمي است كه در آن سيگنالي جهت كنترل پارامتري از سيگنالي ديگر بكار گرفته مي شود .

از ميان كاربردهاي ماجولشن دامنه ، بكار گيري آن در سيستم هاي مخابراتي از اهميت خاصي برخوردار است . بطور معمول براي هر يك از انواع كانالهاي مخابراتي محدوده اي از فركانس وجود دارد كه براي ارسال سيگنال مناسبترين محدوده بشمار مي رود . به عنوان مثال ، جو به سرعت سيگنالهاي واقع در محدوده فركانسي صوتي  10Hz تا 20Hz  را تضعيف مي كند، در حاليكه سيگنالهاي واقع در محدوده فركانسهاي بالاتر را تا فواصل زيادي منتسر مي كند.

لیزر چیست؟

گرداوری : نصرالله کوهزاد دانشجوی سال پنجم مهندسی برق و الکترونیک

كلمه ليزر كوتاه شدة عبارت انگليسي Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation به معناي تقويت نور توسط تابش گسيل القائي است.

نور ليزر نوع كاملاً جديدي از نور است، درخشانتر و شديدتر از هر چه كه در طبيعت يافت مي‌شود. مي توان نور ليزري آن چنان قوي توليد كرد كه هر مادة شناخته شدة روي زمين را در كسري از ثانيه بخار كند. مي‌تواند سخت‌ترين فلزات را سوراخ كند يا به راحتي جسم سختي مثل الماس را سوراخ كند و از آن بگذرد.

برعكس، باريكه‌هاي كم قدرت و فوق‌العاده دقيق انواع ديگر ليزر را مي‌توان براي انجام دادن كارهاي بسيار ظريف مثل جراحي روي چشم انسان به كار برد. نور ليزر را مي‌توان خيلي دقيق كنترل كرد و به صورت باريكة مداومي به نام موج ـ پيوسته يا انفجارهاي سريعي به نام تپ (پالس) در آورد.

امروزه، گسترة وسيعي از ليزرها در همه جا به كار گرفته شده‌اند. فروشگاههاي بزرگ و بسياري از انبارهاي بزرگ خرده فروشي براي جستجوي خود به خود، ثبت قيمتها و صورت برداري از اقلام خريداري شده در قسمت حساب كننده از ليزر بهره مي‌گيرند. در دستگاههاي ويدئويي از نور ليزر براي ((خواندن)) ديسكهاي ويدئويي و ايجاد تصوير متحرك همراه با صدا استفاده مي‌كنند. مقدار زيادي اطلاعات را روي ديسكهاي ليزري ضبط مي‌كنند تا بعداً روي صفحه كامپيوتر خوانده شوند يا توسط چاپگرهاي ليزري به شكل نسخة سخت روي كاغذ چاپ شوند.

در پزشكي، از نور ليزر به عنوان نوع جديدي ((چاقوي جراحي)) بدون خونريزي استفاده مي‌شود و وقتي كه نسجي مثل قسمت معيوب كيسه صفرا در خلال جراحي برداشته مي‌شود رگهاي خوني بسته مي‌شوند. كارهاي دندانپزشكي با ليزر درد كمتري دارند و براي روكش و پل دندان از ليزر استفاده مي‌شود.

در صنعت از ليزرها براي عمليات گرمايي فلزات، جوش دادن قسمتها به يكديگر، و وسائل همترازي دقيق استفاده مي‌شود. ليزرهاي را براي اندازه‌گيري دقيق فاصله‌هاي خيلي بزرگ و نيز فاصله‌هاي خيلي كوچك به كار مي‌برند. افزون بر اينها، ليزرها را همراه با تارهاي نوري براي انتقال بهتر داده‌ها و بهبود ارتباط تلفني به كار مي‌گيرند.

ليزرها در حال تغيير دادن نحوة پژوهش دانشمندان هستند. ليزرها مي‌توانند چشمة جديدي از قدرت الكتريكي بيافرينند، مشابه فرايندي كه در خورشيد ما براي ايجاد انرژي به وجود مي‌آيد.

ليزر چگونه كار مي‌كند؟

هر ليزر قسمتهاي اساسي مشخصي دارد. اول اينكه بايد يك چشمة انرژي وجود داشته باشد. اغلب چشمه انرژي الكتريسيته است، ولي بجاي آن مي‌توان يك چشمة پر قدرت نور معمولي، واكنش شيميايي، يا حتي ليزر ديگر نيز به كار برد.

قسمت لازم ديگر ليزر به محيط فعال موسوم است. محيط فعال ماده‌اي است كه مي‌تواند انرژي را جذب و آزاد كند. اين محيط مي‌تواند جامد باشد، مثل ياقوت يا بلورهاي ديگر، مايع باشد، مثل بعضي رنگينه‌ها، يا گاز باشد، مثل دي اكسيد كربن. باريكة ليزر در واقع در محيط فعال توليد مي‌شود.

آخرين قسمت اساسي ليزرساز و كار پسخوراند است. ساز و كار پسخوراند از دو آينه يا سطوح بازتابندة ديگر تشكيل شده است كه در دو انتهاي محيط فعال قرار مي‌گيرند. يكي از آينه‌ها، به نام جفتگر خروجي بازتابندة جزئي است.

در حقيقت دستگاه ليزر حكم يك منبع تابش كننده را پيدا مي‌كند. بطور خلاصه اين دستگاه مولد نور، از اجتماع يك تقويت كننده و دو آينه تشكيل يافته است. فضائي كه تقويت كننده و دو آينه را دربرمي‌گيرد حفره ‌گويند و محيط فعال هم، همين حفره است. 

عمل ليزري در چند مرحله انجام مي‌گيرد. چشمة انرژي درخشي از نور گسيل مي‌دارد و محيط فعال آن را جذب مي‌كند. انرژي جذب شده، بعضي از اتمهاي محيط فعال را برمي‌انگيزد و آنها به تراز انرژي زيادتر مي‌پرند. درخشهاي مكرر نور به برانگيزش، يا پمپ اتمهاي محيط فعال ادامه مي‌دهد. وقتي كه در محيط فعال تعداد اتمهاي بر انگيخته يعني انرژي زياد بيشتر از اتمهاي انرژي كم باشد، واروني جمعيت به وجود مي‌آيد. پديد آمدن واروني جمعيت براي عمل ليزري ضروري است.

در حين عمل ليزري، اتمهاي با انرژي زياد، در حال برگشتن به تراز انرژي كم، انرژي اضافي خود را به صورت مقادير نوري ظريفي به اسم فوتون تابش مي‌كنند. اين نور به نوبة خود، اتمهاي ديگري را در محيط فعال برمي‌انگيزد و همين اتمها نيز نور آزاد مي‌كنند. به اين ترتيب اتمهاي بيشتر و بيشتري از محيط فعال فوتون تابش مي‌كنند و واكنش زنجيره‌اي افزايش انرژي راه مي‌افتد. اين پديده به گسيل القائي موسوم است.

آينه‌هاي دو سر ليزر نور گسيل شده را به محيط فعال بر مي‌گردانند و نور باز هم پرشدت‌تر مي‌شود، فرايندي كه تقويت نام دارد. با بيشتر و بيشتر شدن شدت، نور ايجاد شده در ليزر آن قدر قوي مي‌شود كه از جفتگر خروجي كه به طور جزئي نقره اندود است به صورت نور ليزر به بيرون مي‌گريزد.

معمولاً ليزرها را بر حسب محيط فعالشان نامگذاري مي‌كنند. مثلاً، در ليزر ياقوت محيط فعال تكة جامدي از ياقوت است. در ليزر رودامين از رودامين استفاده مي‌كنند. رودامين مايع رنگينة فلوئورساني است كه به عنوان محيط فعال به كار مي‌رود. در ليزر گازي كربن دي اكسيد از كربن دي اكسيد به عنوان محيط فعال بهره مي‌گيرند و در ليزر گازي هليم نئون از مخلوط گازهاي هليم و نئون استفاده مي‌شود. در ليزرهاي نيمرسانا يا ديودي بلورها كه بخش كوچكي از وسايل كوچك الكترونيكي را تشكيل مي‌دهند محيطهاي فعال هستند.

تفاوت نور ليزر با نور معمولي

ليزرها نور به خصوصي ايجاد مي‌كنند كه با نور سفيدي كه در طبيعت يافت مي‌شود يا از چشمه‌هايي مثل چراغ قوه يا شمع به دست مي‌آيد متفاوت است. نور سفيد معمولي آميزة بي‌نظمي از طول موجهاي نوري بسيار متفاوتي است كه در هم آميخته‌اند و در جهتهاي مختلف حركت مي‌كنند، درست مثل آميزة مغشوش صداهاي درهم كه ما به صورت نوفه مي‌شنويم. به اين دليل اين نور را نور ناهمدوس مي‌نامند.

نظير يك نواي موسيقي، نور گسيلي از ليزر همه طول موج يكسان دارند و از اين رو گاهي به آن نور ((خالص)) نيز مي‌گويند. به علاوه، امواج نوري ليزر همزمان با هم گام برمي‌دارند يا همفاز حركت مي‌كنند. قلة هر موج با قلة امواج ديگر منطبق است. به اين دلايل نور ليزر منظم است و نور همدوس ناميده مي‌شود.

ويژگي ديگر نور ليزر راستايي بودن آن است. ليزر با باريكه‌هاي مستقيم حركت مي‌كند و نظير نور معمولي پخش نمي‌شود. مثلاً، باريكه نور چراغ قوه كه بر ديواري در فاصله حدود 320 متر مي‌افتد دايره‌اي به قطر 65 متر را روشن مي‌كند. ولي، باريكة ليزر بر همين ديوار و در همين فاصله دايره‌اي به قطر حدود 3/0 متر را مي‌پوشاند.

چون امواج نور گسيلي از ليزر همه طول موج يا بسامد يكسان دارند، اين نور تكرنگ يا تكفام است. نور معمولي با عبور از منشور به رنگين كماني از رنگهاي جورواجور طيف مرئي تجزيه مي‌شود. ولي نور ليزر با گذشتن از منشور به همان صورت باريكة مستقيم تكفام وارد شده خارج مي‌شود.

از ميزر تا ليزر

دكتر چارلز تاونز فيزيكدان دانشگاه كلمبيا در مه 1951 در كنفرانسي در دانشگاه ايلينويز طرحي پيشنهاد كرد كه در اين طرح وي باريكه‌اي از ملكولهاي گاز گرمي را در نظر گرفت كه بعضي از آنها در حالت انرژي زياد و بعضي در حالت انرژي كم بودند. ملكولهاي داخل باريكه را مي‌شد چنان جدا كرد كه بيشتر ملكولهاي انرژي زياد بتوانند به كاواك تشديدي خاصي وارد شوند. در آنجا، مي‌شد ملكولهاي برانگيخته را توسط سيگنالي با بسامد خاص چنان برانگيخت كه ميكرو موج گسيل دارند. اگر ديواره‌هاي كاواك تشديدي به خوبي بازتابنده باشند، هر بار كه ملكولهاي درون كاواك به عقب و جلو بگذرند زنجيرة بيشتر و بيشتري از ميكروموجها گسيل مي‌شود.

اين طرح دكتر تاونز در پي پاسخگوئي به خواسته نيروي دريايي آمريكا مبني بر يافتن راههايي جهت بيشتر كردن گسترة بسامدهاي ميكرو موج بود تا آنها بتوانند از آن در ارتباطات استفاده كنند. در آن زمان با وسايل موجود نمي‌توانستند تا حد مناسب بسامد بالاي ميكروموج بسازند.

وقتي تاونز به دانشگاه كلمبيا بازگشت، افكارش را با دو تن از همكارانش دكتر هربرت زايگر كه بورسيه بعد از دكترا بود و جيمز گوردون دانشجوي كارشناسي ارشد در ميان گذاشت. سه نفري شروع به كار كردند و در 1953 آنها وسيله‌اي را ساختند كه از گاز آمونياك به عنوان محيط فعال استفاده مي‌كرد. اختراع آنها چشمة ميكروموج با بسامد بالا بود و ميزر نامگذاري شد كه مربوط است به تقويت ميكروموج با تابش گسيل القائي.

تقريباً در همين موقع، فيزيكدانان ديگري نيز مي‌كوشيدند تا ميزر بسازند. ژوزف وبر از دانشگاه مريلند در سال 1952 مقاله‌اي را با عنوان ((امكان تقويت ميكروموج توسط دستگاههايي كه در تعادل نيستند)) ارائه داد و آن را در ژوئن 1953 منتشر ساخت. اشخاص ديگري كه روي ميزر كار مي‌كردند عبارت بودند از الكساندر پروخوروف و نيكلاي بازوف از انستيتو فيزيك لبدف در مسكو.

در 1964، تاونز، پروخوروف و بازوف به مناسبت اين كار تشويق شدند و مشتركاً جايزه نوبل را دريافت كردند. ميزر اولين كاربرد عملي اصول اينشتين در مورد گسيل القائي بود.

ميزر نوري

با وجودي كه ميزرها در خلال سالهاي 1950 به سرعت رشد كردند، تاونز و دامادش دكتر آرتور شاولو در آزمايشگاههاي بل در موري هيل نيوجرسي به فكر راههايي براي توليد طول موجهاي كوتاهتر از ميكروموج بودند.

با تشريك مساعي اين دو در دسامبر 1958 مقاله‌اي در فيزيكال ريويو با عنوان ((ليزرهاي فرو سرخ و نوري)) انتشار يافت. در اين مقاله تفاوتهاي مهم بين شرايط لازم براي ساخت ميزري كه بتواند ميكرو موج گسيل دارد و شرايط ساخت ((ميزر نوري)) كه نور مرئي گسيل دارند توضيح داده شده است. آنها قبل از انتشار مقاله، در آمريكا، تحت شمارة 2.929.922 اختراع خود را به ثبت رسانده بودند.

در همين حال يك دانشجوي كارشناسي ارشد در دانشگاه كلمبيا، به نام گوردون گولد نيز بر اساس مقاصدي روي گسيل القائي در گستره طول موج نور مرئي كار مي‌كرد. چون گولد تا قبل از اينكه شاولو و تاونز تقاضاي ثبت اختراع كنند اختراع خود را به ثبت نرسانده بود مثل شاولو و تاونز آوازه پيدا نكرد.

با اين همه گوردون گولد در جريان كارها و در يادداشتهايش ميزر نوري را ليزر مي‌خواند، و به اين ترتيب ابداع كلمه‌اي كه امروزه نيز به كار مي‌بريم مرهون اوست. چنان كه قبلاً نيز متذكر شديم ليزر بر اساس تقويت نور با تابش گسيل القائي استوار است. در 1977 و باز در 1979 گواهينامه‌هاي اختراع جداگانه‌اي براي مفاهيم ليزر بر اساس شرحي كه گولد در يادداشتهايش آورده بود براي وي صادر شد.

در ميزر نوري كه شاولو و تاونز در مقاله 1958 پيشنهاد كرده بودند از بخارهاي سديم و پتاسيم فلزي استفاده شده بود. در اين بخارها الكترونها مي‌توانستند توسط چشمة انرژي خارجي به ترازهاي بالاي انرژي برانگيخته يا ((پمپ)) شوند و سپس به طور القايي نور مرئي گسيل دارند.

اين مقاله از اين نظر نيز مهم است كه روشي را پيشنهاد مي‌كند كه مسئلة مشكل چگونگي كاواك تشديدي براي طول موجهاي نور مرئي را كه 10000 بار كوچكتر از ميكروموجند، حل مي‌كند.

نظر شاولو و تاونز اين بود كه محيط فعال در استوانه‌اي باشد با كناره‌هاي شفاف و آينه‌هاي بازتابنده در دو انتهاي آن. در حين گسيل، فوتونهايي كه موازي محور استوانه حركت نمي‌كنند مي‌توانند از ديواره‌هاي شفاف استوانه آن را ترك كنند. از طرف ديگر، فوتونهايي كه موازي محور استوانه قرار دارند بازتابيده مي‌شوند. وقتي كه اين فوتونها در محيط فعال در رفت و برگشت باشند، تعداد فوتونهاي همزمان شدة با بسامد يكسان در داخل محيط فعال با هر روبش چند برابر مي‌شود. براي آنكه باريكة ليزر بالاخره از استوانه بگريزد، شاولو و تاونز پيشنهاد كردند كه يكي از آينه‌هاي بازتابنده در دو انتهاي استوانه بازتابندة جزئي باشد. به اين ترتيب، مقداري از نور توليد شده توسط ميزر نوري مي‌تواند از وسيله بگريزد.

در 1959 شاولو پيشنهادي را منتشر كرد كه بنابر آن با استفاده از محيط فعال جامد مي‌توان ميزر نوري ساخت و او براي اين منظور از بلور ياقوت نام برد.

ورود به عصر جديد

پژوهشگر ديگر، دكتر تئودور مايمن با استفاده از ياقوت مصنوعي روي ميزر نوري جامد كار مي‌كرد. در 16 مه 1960 مايمن اولين عمل ليزري تاريخي را در آزمايشگاههاي تحقيقاتي هيوز با استفاده از بلور ياقوت به عنوان محيط فعال مشاهده كرد. بعدها اين بلور ياقوت اوليه، كه مايمن آن را هنوز در تصرف خود دارد، با ياقوتي با كيفيت نوري بهتر تعويض شد.

در بلور ياقوت مصنوعي الكترونهاي اتمها با درخشهاي نور شديد يك لامپ درخشي گزنون، مشابه فلاشهايي كه در عكاسي به كار ميرود، به ترازهاي بالاتر از تراز عادي برانگيخته يا ((پمپ)) مي‌شوند. فوتونهايي كه توسط اتمهاي برانگيخته گسيل مي‌شوند وقتي كه بين آينه‌هاي دو انتهاي ميلة ياقوت وادار به حركت رفت و برگشت شوند بارها و بارها تقويت مي‌شوند. يك تپ خيره كننده و پر قدرت 10000 واتي از نور ليزر سرخ رنگ از يك انتهاي ميلة ياقوت بيرون مي‌زند.

انواع ليزرهاي موجود

1- ليزرهاي جامد

براي اينكه بلور جامدي بتواند در فرايند ليزري مورد استفاده قرار گيرد لازم است مشخصه‌هاي خاصي را دارا باشد. بلور بايد شفاف باشد تا نور بتواند براي برانگيزش محيط فعال وارد آن شود و خود باريكة ليزر بتواند از آن بگريزد. افزون بر آن، اتمهاي محيط فعال بايد بتوانند طول موجهاي مورد نظر را به وجود آورند.

بلورهايي كه براي ايجاد ليزر به كار مي‌روند معمولاً حاوي مقدار كمي ناخالصي هستند كه در بلور خالص وجود ندارد. بلور خالص مادة ميزبان، و فرايند افزودن ناخالصي آلايش ناميده مي‌شود. در ليزر ياقوت مادة ميزبان اكسيد آلومينيم و مادة آلاينده يا ناخالصي اكسيد كروم است.

علاوه بر ياقوت، بلورهايي نظير ياقوت كبود و لعل مي‌توان براي ساخت ليزرهاي جامد استفاده كرد. مثالهاي ديگري از بلورهاي ميزبان مفيد عبارتند از تركيبات تنگستن و اكسيژن يا موليبدن و اكسيژن. براي ساخت ليزرهاي بلوري، در اين تركيبات مي‌توان با باريم، استرونسيم، كلسيم، يا كروم ناخالصي به وجود آورد. به علاوه در شيشة خيلي خالص مي‌توان با نئوديميم ناخالصي ايجاد كرد.

با تركيب ماده ميزبان پودر شده و گرد مادة آلاينده نيز مي‌توان بلورهاي ليزري ساخت. اين دو پودر را با هم مخلوط و در كاسه‌اي مقاوم در مقابل گرما به نام بوته مي‌ريزند و در دماهاي بسيار بالا (500 تا 700 درجه سانتي‌گراد) ذوب مي‌كنند.

دانة بلور كوچكي از مادة ميزبان را به آخر ميله‌اي وصل مي‌كنند. اين ميله مثل مته با سرعت بالا مي‌چرخد. دانة بلور را به داخل مادة مذاب داغ فرو مي‌برند.

همين طور كه ميله مي‌چرخد، مادة مذاب لايه به لايه روي دانة بلور سفت مي‌شود. گرماي مادة مذاب و سرعت چرخش ميله به دقت كنترل مي‌شوند. با شكل گرفتن بلور ميلة چرخان را به تدريج از مادة مذاب خارج مي‌كنند، به اين طريق بلوري با قطر يكنواخت به دست مي‌آيد.

در فرايند رشد بلور گُرز شوشه ايجاد مي‌شود. گُرز را پس از سرد كردن و باز پختن يا عمليات حرارتي به شكل مناسب مي‌برند و صيقل مي‌دهند. بسته به موادي كه به كار رفته است، بلور ليزر حاصل ممكن است فقط به اندازة يك خودنويس تا حدود يك متر درازا داشته باشد.

ليزرهاي جامد بازده زيادي ندارند. گدازه‌هاي انرژي كه در ليزر جامد به وقوع مي‌پيوندند گرما ايجاد مي‌كنند. براي اينكه ليزرهاي جامد وقت سرد شدن داشته باشند، معمولاً بر خلاف ليزرهاي گازي كه باريكة نوري پيوسته‌اي به وجود مي‌آورند به صورت تپ كار مي‌كنند. از طرف ديگر، ليزرهاي جامد مي‌توانند تپهاي فوق‌العاده قدرتمندي از نور ليزر ايجاد كنند. مثلاً، بزرگترين ليزرهاي نئوديميم در يك تپ مي‌توانند تواني به اندازة 25 تريليون وات به وجود آورند. (33.512.100.000 اسب بخار)

2- ليزرهاي گازي

در ليزرهاي گازي نوع خاصي گاز داخل يك اتاقك شفاف بي‌درز شبيه به علائم نئوني يا لامپهاي فلئورسنت در جريان است. وقتي كه گاز جريان مي‌يابد، از دو الكترود مي‌گذرد، يكي با بار مثبت و ديگري با بار منفي. الكترونهايي كه بين الكترودها جريان دارند الكترونهاي داخل اتمهاي گاز در حال جريان را به ترازهاي انرژي بالا پمپ مي‌كنند.

بر خلاف جامد، گاز مي‌تواند جريان يابد يا حركت كند. با جريان گاز در داخل لوله، اتمهاي برانگيخته موقع دور شدن از الكترودها به تراز انرژي پايينتر مي‌افتند. الكترونهاي اتمهاي گاز برانگيخته با افتادن به تراز انرژي پايينتر فوتونهايي گسيل مي‌دارند. اين فوتونها بين آينه‌ها به جلو و عقب بازتاب مي‌كنند و درست مثل ليزر جامد ياقوت تقويت مي‌شوند.

وقتي كه نور ليزري در سطح قابل استفاده برقرار شد، باريكه از طريق آينة خروجي نيم شفاف خارج مي‌شود. اكنون ليزر گازي هليم ـ نئون يكي از معمولترين ليزرهاي گازي است. همان طور كه از اسم آن برمي‌آيد، محيط فعال شامل مخلوطي از تقريباً ده قسمت گاز هليم و يك قسمت گاز نئون است. در ليزر گازي هليم ـ نئون باريكه ليزري توسط اتمهاي نئون ايجاد مي‌شود.

ليزر هليم ـ نئون برخلاف ليزر جامد ياقوت كه تپهاي نوري ايجاد مي‌كند مي‌تواند باريكة ليزري پيوسته يا تپهاي تابشي ايجاد كند. اگر چه توان خروجي ليزر هليم ـ نئون معمولاً با هزارم وات اندازه‌گيري مي‌شود (بسيار كمتر از ياقوت)، ولي باريكة پيوسته‌اي كه گسيل مي‌دارد تقريباً همدوس كامل است. از آنجا كه ليزر هليم ـ نئون را با دقت زياد مي‌توان كنترل كرد اين ليزر به خصوص براي مخابرات بسيار مفيد است. ليزر گازي هليم ـ نئون ايمن، كم حجم و در ضمن نسبت به ساير ليزرها ارزانتر است.

معمولاً، مقدار گازهاي كربن دي اكسيد و نيتروژن تقريباً يكسان است ولي گاز غالب موجود هليم است. در گاز مخلوط، تقريباً 10 درصد كربن دي اكسيد، 10 درصد نيتروژن و بقيه 80 درصد هليم است.

هر يك از سه گاز موجود در ليزر گازي كربن دي اكسيد براي منظور خاصي به كار مي‌رود، ولي اين كربن دي اكسيد است كه نور ليزري را گسيل مي‌دارد. گاز نيتروژن انرژي را جذب مي‌كند و سپس با انتقال اين انرژي به ملكولهاي كربن دي اكسيد در موقع برخورد كمك مي‌كند تا ملكولهاي كربن دي اكسيد برانگيخته شوند. گاز هليم به انتقالهاي گرمايي كمك مي‌كند. هم چنين كمك مي‌كند تا ملكولهاي كربن دي اكسيد، به ترازهاي انرژي عادي يا حالت پاية خود برگردند.

ليزرهاي گازي كربن دي اكسيد در مقايسه با انواع ديگر ليزرها بازده بيشتري دارند.

3- ليزرهاي مايع

ليزرهايي كه از مايعات به عنوان محيط فعال استفاده مي‌‌كنند اين مزيت را دارند كه، يك مايع داراي خاصيت همگني است و سرد كردن آن نيز به سهولت انجام مي‌پذيرد. بعلاوه در مايعات مي‌توان غلظت را به اختيار و به سهولت تغيير داد. بالاخره مايع را مي‌توان به آساني به هر شكل و حجمي درآورد. در صورتي كه اين خواص در بلورها بطور كامل وجود ندارد و بعلاوه عمل تبلور در آنها احتياج بدقت و زمان زيادي دارد.

خطوط ليزر حاصله از مايع پهن‌تر از خطوط ليزر جامد است. زيرا در مايعات مواد احاطه كننده يونهاي فعال مرتباً در حال تغيير حجم هستند. بنابراين مايعاتي را براي ليزر انتخاب مي‌كنند كه ترازهاي انرژي آنها ثابت مانده و از اغتشاشات خارجي حتي‌الامكان مصون باشد. در 1966 سوروكين و لانكارد در شركت IBM در مركز تحقيقات واتسون اولين ليزر رنگينه‌اي مايع را به معرض تماشا گذاشتند.

در ليزر رنگينه‌اي مايع، رنگينه محيط فعال است. رنگينه معمولاً در مايع حلالي مثل الكل يا اتيلن گلوكول (ضد يخ)، حل مي‌شود. چشمه انرژي در ليزر رنگينه‌اي مايع معمولاً لامپ درخشي يا يك ليزر ديگر است. ليزر رودامين G6  نمونه‌اي از ليزرهاي رنگينه‌اي مايع است.

4- ليزرهاي نيمه رسانا :

اولين ليزر نيمه رسانا در اواخر سال 1962 شناخته شده است. اساس اين ليزر با اساس ليزرهاي جامد كه تاكنون بحث كرديم تفاوت زيادي ندارد. اين ليزر مانند ليزرهاي جامد از يك محيط تقويت كننده واقع در يك حفره تشكيل شده است و حفره محدود به دو سطح صيقلي بازتاب كننده موازي مي‌باشد. اين سطوح صيقلي احتياجي به پوشش نقره‌اندود ندارند زيرا با وجود ضريب شكست زياد نيمه رسانا عمل بازتاب خود به خود انجام مي‌گيرد. (ضريب بازتاب به حدود 35 % مي‌رسد).

در ليزر نيمرسانا كه ليزر ديود نيز ناميده مي‌شود، از الكتريسيته به عنوان چشمه انرژي استفاده مي‌شود. نوع معمولي ليزر نيمرسانا را از گاليم آلومينيم ارسنايد (GaAlAs) مي‌سازند. اين ليزر، نوري قابل تنظيم را با طول موجهاي بين 750 و 900 نانومتر و با توان ميلي وات گسيل مي‌دارد. نور گسيلي مي‌تواند يا به صورت تپ يا موج پيوسته باشد.

دانش پيشه‌ها به مخابرات ليزري در فضا مي‌انديشند

دانش پيشه‌هايي از استراليا و ايالات متحد مي‌گويند مخابرات ليزري كليد انتقال مقدارهاي عظيم داده به زمين است جاس بلَند ـ هاؤترن از رصدخانه انگليس ـ استراليا و همكارانش مي‌گويند با جايگزيني مخابرات راديويي با مخابرات ليزري مي‌شود مشكل قريب‌الوقوع تنگ بودن كانال مخابرات فضائي را حل كرد. در آينده نزديك داده‌هايي كه ماهواره‌ها و ايستگاههاي فضائي جمع مي‌كنند بيش از آن خواهند بود كه بشود آنها را به زمين مخابره كرد با روند فعلي ظرف 5 سال به جائي مي‌رسيم كه فقط 3/0 % داده‌هاي جمع شده را مي‌شود به زمين فرستاد.

آندرو مك گرت از رصدخانه انگليس ـ استراليا مي‌گويد نظر ما اين است كه در دراز مدت مخابرات اپتيكي كاراتر از مخابرات راديويي خواهد بود.

براي نصب سيستم مخابراتي اپتيكي براي فضاي دور ظرف 15 سال بايد از حالا به فكر فناوري لازم بود.

ريشه مشكل مخابرات راديويي پهناي باند است با انتقال داده‌ها در تعداد بيشترين بسامد (يعني افزايش پهناي باند) مقدار اطلاعات مخابره شده بيشتر مي‌شود اما با افزايش بسامد حامل، جذب در جو مشكل ساز مي‌شود با راه افتادن فضاپيماهاي نسل بعد (كه مي‌توانند هر ثانيه چندين گيگا بيت داده جمع كنند) گسترة اموج راديويي كه مي‌توانند از جو بگذرند براي انتقال همة اين داده‌ها به زمين كافي نخواهد بود.

شايد ليزر راه حل مشكل باشد به گفته مك گرت باز هم پژوهش لازم است تا فناوري و طول موج ايده‌آل تعيين شود او مي‌گويد: مي‌شود فناوري‌هاي موجودnm 1300 وnm 1550 را به كار برد اما در دراز مدت بازده طول

طول موجهاي كمتر، بيشتر است.

نوامبر 2001 آژانس فضائي اروپا اولين خط داده اپتيكي با باريكه ليزر به عنوان حامل را بين دو ماهواره مداري برقرار كرد. آهنگ انتقال داده در اين آزمايش 50 مگا بايت بر ثانيه بود.

اين پژوهشگران مدعي‌اند آهنگ انتقال داده‌ها را مي‌توان چندين مرتبة بزرگي بيشتر كرد بي‌آنكه تغييري اصولي لازم باشد اما براي اين كار توان سيگنال بيشتر، فرستنده مناسب و حافظه كافي در فضاپيما لازم است همچنين چند ايستگاه گيرنده در چند قله به فاصله كافي از هم در نقطه‌هاي مختلف زمين لازم است. مك گرت مي‌گويد: شش ايستگاه براي تضمين كار بدون مزاحمتِ ابر كافي است. اين گروه در پايان گزارشش مي‌گويد: سرمايه‌گذاري براي مخابرات فروسرخ نزديك ريسك زيادي ندارد، و افزايش بازده ذخيره‌سازي و انتقال داده‌ها، سرمايه را باز خواهد گرداند اما براي پيشرفت، سرمايه‌گذاري كافي ناسا و اِسا[1] و توجه جامعه بين‌المللي لازم است.

تخمين مي‌زنند هزينه اين طرح حدود 350 ميليون دلار است قابل مقايسه با هزينه يك برنامه فضائي متوسط. هاؤترن و همكارانش اميدوارند 10 ميليون دلار استراليا براي هزينة پژوهش‌شان طي پنج سال آينده به دست آورند.

منابع :

فيزيك ليزر، تاليف: دكتر عبدالحميد اردلان و دكتر محمد پيشه‌ور، انتشارات دانشگاه تهران، چاپ شهريورماه 1360

ليزر تكنولوژي جديد نور، تاليف: كارلن بيلينگز، ترجمه: ناصر مقبلي، انتشارات فاطمي، چاپ اول بهار 1374

مجله فيزيك، مركز نشر دانشگاهي، مدير مسئول: رضا منصوري، سال 20، شماره 1 و 2 بهار و تابستان 1381

سايتهاي اينترنتي

WWW.LASER.COM

http: // Physicsweb.org

در اینجا و جهت آشنایی علاقمندان اصطلاحات مهم ماهواره ها و رسیور ها

 و کلمات مربوط به این زمینه آورده می شود .

رسيور (STB يا Set Top Box ) = وسيله اي كه از آن براي تجزيه و تحليل اطلاعات

دريافتي از ديش و تبديل آنها به تصوير استفاده ميشه. انواع مختلفي دارد كه بعضي از آنها

مخصوص فركانس هاي مخصوص (رسيورهاي مورد استفاده براي كانال هاي خبري) است.

 فرق آن با كارتهاي DVB در اكسترنال (بيروني) بودن آنست.

كارت رسيور (DVBs Card) = يا به اختصار كارت DVB وسيله اي است كه بر روي

 اسلات PCI كامپيوتر قرار مي گيرد و همانند رسيور مي تواند كانال هاي ماهواره اي ر

ا پخش (و البته ضبط) كند. براي دريافت اينترنت از طريق ماهواره نيز مي توان از آن استفاده كرد.

 فرق آن با رسيور در اينترنال (داخلي) بودن ان است و البته منبع تغذيه جدا ندارد.

اين كارت ها با استفاده از برنامه هايي به اسم پلاگين به باز كردن كانال هاي كارتي

مي پردازند و از اين نظر خيلي قوي هستند.

اين كارت ها داراي دو نوع هستند:
كارت هاي دي وي بي سخت افزاري: اين كارت ها به صورت جداگانه از كامپيوتر داراي

 سي پي يو هستند و خود كارت مستقلا به انجام وظايفش مي پردازد و براي كامپيوتر هايي

 كه داراي سي پي يوي قدرتمندي نيستند مناسب است. از انواع ان مي توان به كارت هاي

 بر پايه اسكاي استار 1 (ss1 Base) مثل خود اسكاي استار1 و يا نكزوس (Nexus) اشاره كرد.

كارت هاي دي وي بي نرم افزاري: اين كارت ها براي انجام كارهايشان محتاج استفاده

 از سي پي يوي كامپيوتر هستند. اين مدل كارت ها كه ارزان قيمت تر از نوع اول هستند

(بيشتر از نصف قيمت) سي پي يو هاي قدرتمندي را طلب مي كنند. (حداقل پنتيوم 4 )

 اين كارتها قابليت سازگاري بسيار خوبي با پلاگين ها دارند. از انواع موجود در بازار افغانستان

: كارتهاي بر پايه تواي هاين (Twin Haine Base) مثل خود تواين هاين، ويژن پلاس، پيناكل و ...

و كارت هاي اسكاي استار2 (SS2) و نوا (Nova).
برنامه هاي مرجع (OS) = برنامه هايي هستند كه با استفاده از آن مي توان كانال هاي

 ماهواره اي را با كارت هاي دي وي بي ديد، كانال ها را بالا پايين كرد، فركانس هاي جديد

را به آن اضافه كرد و تصاوير را ضبط (Capture) كرد و ...
داراي دو نوع است:
برنامه هاي اوريجينال (اصلي): اين برنامه ها روي CD هاي همراه كارت ها موجود است

 و از ان فقط بر روي همان مدل خاص مي توان استفاده كرد. اين برنامه ها به دليل آنكه

قابليت هاي مناسبي براي استفاده از پلاگين ها ندارند توسط كاربران استفاده نمي شود.
برنامه هاي عمومي: اين برنامه ها قابليت استفاده توسط اكثر كارتها (يا فقط يك يا تعدادي

 از آنها) را دارا مي باشند و حسن آن نسبت به برنامه هاي اصلي قابليت مطلوب سازگاري

 با پلاگين ها است. انواع بسيار زيادي دارد كه از بهترين و معمول ترين انواع آن مي توان

به پراگ دي وي بي (ProgDVB)، ماي تي تر (My Theater يا MB) و آلت دي وي بي (Alt DVB)

 اشاره كرد.

پلاگين (Plugin) = برنامه هايي هستند كه بر روي برنامه هاي بالا سوار ميشوند و مي توانند

 كد و كم (خشاب) را براي كارت رسيور شبيه سازي كنند. با استفاده از پلاگين ها مي توان

كانالهاي هك شده را مشاهده كرد.

سيستم كدگذاري (Coding Type) = كانال هاي ماهواره اي بر دو نوعند:
1) كانال هاي آزاد (Free To Air يا FTA): اين كانالها براي ديدن احتياج به كارت يا وسيله

 ديگري ندارد

 و امواج آن به صورت آزاد (Clean) فرستاده مي شود. مثل كانال هاي ايراني يا VOX و RTL و ...
2) كانال هاي كارتي يا كد شده (Scrambled Channels يا PAY TVs): براي ديدن اين كانال ها

 در حالت عادي ما احتياج به كارت مخصوص آن كانال (يا مجموعه آن كانال ها) و كم (خشاب) داريم.
كانال هاي كدشده براي كد كردن (Coding) از سيستم هاي كدگذاري استفاده مي كنند.

 اين سيستم ها عبارتند از:
وي اكسس 1 (Viaccess1 يا VIA1)، تي پي اسكريپت (TPScrypt يا TPS)،

 وي اكسس 2 (Viaccess2 يا VIA2)، سكا1 يا مديا گارد (Seca1 يا MediaGuard)،

سكا2 (Seca2)، ايردتو1 (Irdeto1)، ايردتو2 (Irdeto2)، اسكاي كريپت (SkyCrypt)،

 ناگراويژن1 (Nagravision)، ناگراويژن2 (Nagravision2)، پاور ويژن (PowerV) و .....

 (هر گاه سيستمي بدون عدد ذكر شد منظور نوع 1 آنست يعني هر موقع كه گفته شد

 سيستم يك كانال وي اكسس است منظور وي اكسس1 است)
همانطور كه گفته شد براي ديدن كانال هاي كارتي در حالت استاندارد ما بايد خشاب (كم)

 مربوط به آن نوع سيستم كدگذاري و كارت آن را داشته باشيم. (مثلا براي يك كانال

 كدگذاري شده با وي اكسس احتياج به يك كم وي اكسس و كارت مخصوص آن كانال

 يا كانالها احتياج داريم) كه قيمت هاي بسيار بالايي دارند و هميشگي نيز نيستند و بايد

 معمولا شش ماهه يا يك ساله دوباره شارژ شوند. اما ما با به اصطلاح پچ كردن رسيورمان

 كاري مي كنيم كه بدون نياز به داشتن كم يا كارت اوريجينال كانال ها را باز كنيم.
کم (Cam) = کم يا به فارسی خشاب دستگاهي است كه كارت درون آن قرار مي گيرد.

با توجه به سازگاري با سيستم هاي كدگذاري انواع مختلفي دارد. بعضي فقط يك سيستم

 را ساپورت مي كنند و انواع ديگري سيستم هاي زيادتري را ساپورت مي كنند. از انواعي كه

 چندين سيستم را ساپورت مي كنند مي توان به زتا، مجيك كم، فري كم، ماتريكس، ماتريكس

 ريلودد، دراگون، دراگون II ، جوكر و .... اشاره كرد.
مولتي كس (Multi Cas) = مولتي كس يا مولتي كم به كمي گفته مي شود كه چندين

سيستم را ساپورت كند و البته به طور معمول فقط به كم هايي گفته مي شود كه ابتدا خالص

 بوده اند (يعني فقط يك سيستم را پشتيباني مي كرده اند) و بعد ساپورت بقيه سيستم ها

 را روي آن شبيه سازي كرده اند. گاهي به آن آل كم (All Cam) هم گفته مي شود كه البته

اصطلاح غلطي است و هنوز كمي وجود ندارد كه تمام سيستم هاي كد گذاري را به طور

كامل ساپورت كند.

كارت (Card) = درون خشاب قرار مي گيرد. انواع مورد استفاده غير اوريجينال بر حسب حافظه

 شان قيمت هاي متفاوتي دارند. ساده ترين نوع آن گلد است و بعد فان كارت ها. از انواع كارت ها

 مي توان به گلد، سيلور، فان، تيتانيوم و ... اشاره كرد.
پچ (Patch) = پچ يا پروگرام به عملي گفته مي شود كه طي آن رسيور (يا كم) را به وسيله

 كامپيوتر يا وسايل ديگر (Box 2 Box يا با Cas Interface) برنامه ريزي مي كنند تا بتواند كانالهاي

كارتي را بدون استفاده از كارت و كم اوريجينال باز كند. البته بايد توجه داشته باشيد كه باز كردن

يك كانال منوط به آنست كه ابتدا سيستم كدگذاري آن هك شده باشد. سيستم هاي زير به

طور كامل هك شده اند:
وي اكسس1، تي پي اسكريپت، سكا 1، ناگراويژن، ايردتو1.
سيستم هاي زير به طور محدود هك شده اند يعني بعضي از كانال هاي آن را مي توان باز كرد

و بعضي را نه:
سكا2، وي اكسس2.
اسكاي كريپت كه كانال هاي نوزآپ هاتبرد و ماهواره آسترا روي اين سيستم پخش مي شود

(كانال هاي FreeX كه البته در حال حاضر بر روي هاتبرد تغيير سيستم داده

و كانال هاي FullX 1 & 2) بر خلاف نظر خيلي از دوستان هك نشده است

و شرايط ويژه اي دارد كه البته اينجا فرصت بحث روي آن نيست.
پس براي باز كردن يك كانال ابتدا بايد سيستم كدگذاري آن هك شده باشد

 (يعني روي يكي از سيستم هاي بالا باشد) و بعد پچ آن براي رسيور شما موجود باشد.

پس به همين دليل نمي توان به عنوان مثال كانال هاي SHOW TIME را روي ماهواره

نايل ست يا كانال MTV را روي هاتبرد ياز كرد چون هنوز الگوريتم كدگذاري آن هك نشده است.

بعد از ريختن پچ رسيور شما براي باز كردن كانال احتياج به كد دارد.

كد (Key) = به زبان ساده هر كانال يا كانال ها (پكيج) در هر لحظه از يك (يا چند) كليد

يا كد براي قفل گذاري خود استفاده مي كند كه در صورتي كه شما الگوريتم آن سيستم را

 در اختيار داشته باشيد (اگر رسيور شما پچ شده باشد آنرا در اختيار داريد) با دادن كليد

 يا كد به رسيورتان مي توانيد آن كانال را باز كنيد و از ديدنش لذت ببريد. پروايدرها براي

 اينكه كسي نتواند كانال هايشان را به صورت غير قانوني ببيند اين كدها را هر چند وقت

 يكبار تغيير مي دهند. اين مدت براي هر كانال يكسان نيست. به طور مثال كانال BBC PRIME

 هر دو سه سال يك دفعه كد عوض مي كند يا پروايدر SRG SWISS هر 40-45 روز يك

دفعه كد عوض مي كند يا كانال هاي RAI ITALIA در اول هر ماه كد عوض مي كنند يا مثلا

كانال هاي سيستم ناگراويژن (پل ست ها بر روي هاتبرد) در هر روز چند مرتبه كد عوض مي كنند.

اوتوآپديت (Auto Update يا AU) = خاصيتي كه طي آن ديگه احتياجي به دادن كد

جديد نداريم و خود برنامه كدهاي جديد را جايگزين قبلي ها مي كند. در مورد ناگراويژن

ها (پل ست ها بر روي هاتبرد) چون تعويض كدها بسيار سريع صورت مي گيرد برنامه ها

معمولا با اين خاصيت ارائه مي شود. در مورد بقيه سيستم ها با داشتن مستر كي

 (Master Key) و وارد كردن ان مي توانيم اين خاصيت را داشته باشيم و از شر كد دادن

 راحت شويم! مستركي ها را بوسيله وسايل مخصوصي

 (سيزن اينترفيس يا بعضي پلاگين هاي كارت هاي رسيور) و به شيوه مهندسي معكوس

 و با محاسبه هاي سنگين و سطح بالاي رياضي مي توان از روي كارت هاي اوريجينال

 استخراج كرد. منتهي اين كد ها را در اينترنت پخش نمي كنند چون اگر شناسايي شود

بلافاصله توسط صاحبان كانالها (پروايدر ها) باطل مي شود و بيشترين ضرر را صاحب اصلي

 مستر كي مي كند! تغيير سيستم بسياري از كانال ها (پكيج ها) به سيستم هاي قويتر

به خاطر همين لو رفتن مستر كي ها بود زيرا دارنده مستر كي با صاحب يك كارت اوريجينال

هيچ تفاوتي نمي كند!

پكيج (Package) = به تعدادي كانال كه توسط يك پروايدر و معمولا تحت يك (يا چند)

 سيستم كدگذاري يكسان و تحت يك الگوريتم ارائه مي شود پكيج گفته مي شود.

منظور از تحت يك الگوريتم اينست كه تمام اين كانال ها بر وري يك انديس كي (Index Key)

 قرار دارند و همگي يك كد دارند. يعني با وارد كردن يك كد تمام آن كانال ها باز مي شود.

البته استثناهايي نيز وجود دارد كه يك پكيج بر روي چندين انديس كي ارائه مي شود.

از پكيج ها مي توان به پكيج پل ست (كه حاوي حدود 25 كانال است) يا پكيج ABSat

(كه حاوي 17 كانال است) يا پكيج SRG SWISS (كه حاوي 6 كانال است) و ... اشاره كرد.

پروايدر (Provider) = به ارائه دهنده هاي پكيج ها پروايدر گفته مي شود. اين پروايدرها

 صاحب مالكيت معنوي پكيج ها هستند و سياست هاي تهيه و پخش را آنها تعيين مي كنند.

 (كارهايي از قبيل حذف يا اضافه كانال يا تغيير فركانس يا تعيين نوع سيستم كدگذاري و ...)

پروايدرها به شدت پيگير سو استفاده از كانال هايشان هستند و شكايات زيادي را بر عليه

 كمپنی هاي سازنده رسيور و كم و البته هكرها (اگر پيدايشان كنند!) ارائه مي كنند.

بسياري از تغيير لودرها و سخت افزارها به دنبال همين پيگيري ها صورت مي گيرد.
فلش (Flash) = آي سيي (IC) در رسيور است كه حكم هارد ديسك را براي آن دارد

و برنامه هاي رسيور روي آن قرار مي گيرد.
همچنين به برنامه كه روي فلش قرار دارد و حكم فايل بوت را براي رسيور دارد را هم گفته

 مي شود. كار آن مقايسه سخت افزار هاي رسيور و تعيين ارتباط اجزاي رسيور با هم است.

 (ارتباط بين كم و تيونر و ورودي ها و خروجي ها و ...)
لودر (Loader) = برنامه اي كه حكم كيبورد كامپيوتر را دارد و و بوسيله آن برنامه ها را به

رسيور منتقل مي كنند.
فريمور (Firmwear) = فريمور يا به فارسي ميان برنامه، برنامه ايست كه حكم ويندوز را

براي رسيور دارد و تمام تنظيمات و تجزيه و تحليل هاي رسيور را انجام مي دهد.
اموليتور (Emulator) = اموليتور يا به فارسي شبيه ساز يك فريمور ارتقا يافته

 (هك شده!) است كه در آن الگوريتم سيستم هاي كد گذاري و نحوه استفاده از كد ها

 (Keys) تعريف شده است. به وسيله اموليتور مي توان پكيج ها را به صورت

UnPrivacy (غير قانوني) مشاهده كرد. اموليتور براي هر رسيور و هر مدل و با هر

 لودر ورژني متفاوت است. يكسري از رسيورها داراي اموليتور نوشته شده توسط

هكرها هستند و بعضي نيز نيستند.

مستر كد (Master Pin Code) = مستر كد يا به فارسي شاه كليد، پين كد اصلي

 رسيور است كه در صورتي كه پين كدي كه براي گذاشتن رمز روي كانال ها يا محافظت

 از كانالها گذاشته مي شود فراموش شود با وارد كردن آن بسته به نوع رسيور

مي توان آنرا بازيابي كرد يا تغيير داد.

بيم (Beem) = بيم يا به فارسي پوشش عبارتست از محدوده پوشش يك فركانس

 يا ماهواره. بايد توجه كرد كه ماهواره ها و فركانس هاي آن مثل امواج تلويزيوني

داراي پوشش (بيم) هستند و مثلا ماهواره تل استار 5 را نمي توانيم ما در ايران بگيريم

چون روي ايران بيم ندارد يا امواج سوپر هاتبرد (كه ماهواره اش روي ايران بيم دارد)

 ما نمي توانيم در تهران بگيريم چون روي تهران بيم ندارد. يعني دقيقا به همان دليلي

 كه شبكه استاني خوزستان را در تهران نمي توانيم بگيريم.

تعاریف :

كارت رسيور (DVBs Card) = يا به اختصار كارت DVB وسيله اي است كه بر روي

اسلات PCI كامپيوتر قرار مي گيرد و همانند رسيور مي تواند كانال هاي ماهواره اي

را پخش (و البته ضبط) كند. براي دريافت اينترنت از طريق ماهواره نيز مي توان از آن

 استفاده كرد. فرق آن با رسيور در اينترنال (داخلي) بودن ان است و البته منبع تغذيه

جدا ندارد.

اين كارت ها با استفاده از برنامه هايي به اسم پلاگين به باز كردن كانال هاي كارتي

 مي پردازند و از اين نظر خيلي قوي هستند.

اين كارت ها داراي دو نوع هستند:
كارت هاي دي وي بي سخت افزاري: اين كارت ها به صورت جداگانه از كامپيوتر

 داراي سي پي يو هستند و خود كارت مستقلا به انجام وظايفش مي پردازد و براي

 كامپيوتر هايي كه داراي سي پي يوي قدرتمندي نيستند مناسب است. از انواع آن

مي توان به كارت هاي بر پايه اسكاي استار 1 (ss1 Base) مثل خود اسكاي استار1

و يا نكزوس (Nexus) اشاره كرد.
كارت هاي دي وي بي نرم افزاري: اين كارت ها براي انجام كارهايشان محتاج

استفاده از سي پي يوي كامپيوتر هستند. اين مدل كارت ها كه ارزان قيمت تر از نوع

 اول هستند (بيشتر از نصف قيمت) سي پي يو هاي قدرتمندي را طلب مي كنند.

 (حداقل پنتيوم 4 ) اين كارتها قابليت سازگاري بسيار خوبي با پلاگين ها دارند. ا

ز انواع موجود در بازار ايران: كارتهاي بر پايه تواي هاين (Twin Haine Base) مثل خو

د تواين هاين، ويژن پلاس، پيناكل و ... و كارت هاي اسكاي استار2 (SS2) و نوا (Nova).

GPS يعني سيستم موقعيت ياب جهاني اين سيستم تشكيل شده است از يك شبكه 24 ماهواره اي در مدار زمين كه توسط وزارت دفاع دولت آمريكا پشتيباني ميشود. هـدف اصـلي و اولـيـه از طـراحـي GPS ، اهـداف نـظامـي  بـوده امـا از ســال 1980 به بـعــد بـراي اسـتـفاده هاي غــير نـــــظامي نيز در  دسترس قرار گرفت.

در تمام شرايط بصورت 24 ساعت در شبانه روز و در تمام دنيا قابل استفاده مي باشد و هيچ گونه بهائي بابت  اين خدمات اخذ نمي شود.     GPS چطور كارمي كند ؟   ماهواره هاي GPS هر روز دوبار در يك مدار دقيق دور زمين ميگردند  و سيگنال هاي حاوي اطلاعات را به زمين مي فرستند. GPS براساس زمان مقايسه زمان ارسال و دريافت سيگنال توسط  يك ماهواره كار مي كند . اختلاف زمان مشخص مي كند كه گيرنده  GPS چقدر از ماهواره دور است . حال با انداره گيري مسافت از چند ماهواره گيرندة GPS ميتواند موقعيت كاربر را مشخص نموده حتي  روي نقشه الكترو نيكي نمايش دهد. يك گيرندة GPS بايستي حداقل سيگنالهاي 3 ماهواره را براي تعيين دقيق 2 موقعيت (طول و عرض جغرافيايي ) يك شيءدريافت نمايد و سيگنالهاي 4 ماهواره  يا بيشتر ميتواند 3 موقعيت (طول و عرض جغرافيايي و ارتفاع ) را نشان دهد. هم چنين ازGPS ميتوان براي اندازه گيري سرعت ، جهت يابي ، جستجو ،مسافرت طولاني ،‌رفتن به مقصد ، زمان طول و مغرب  خورشيد و غيره نيز استفاده كرد .    سيستم ماهواره اي GPS: 24 مارهواره در بخش هاي مختلف فضاي زمين درمداري خاص  با فاصله حدود 12000 مايلي بالاي سر ما قرار گرفته است آنها با يك سرعت ثابت در حركتند و در هر 24 ساعت دوبار دور زمين  را با سرعتي معادل 7000 مايل در ساعت  مي گردند. ماهواره هاي GPS توسط انرژي خورشيد تغذيه ميشوند آنها مجهز  به باطريهاي قابل شارژ اتوماتيك براي زمانهاي بارندگي يا خورشيد  گرفتگي مي باشند. yocket booster هاي كوچك روي هر ماهواره آنها رادريك مسير پروازي  صحيح نگهداري مي كنند. از ماهواره هاي GPS بيشتر بدانيد:               - اولين ماهواره GPS در سال 1978 با موفقيت به فضا پرتاب شد. - رسال 1994 تمامي 24 ماهواره در مدار زمين قرار گرفت. - هر ماهواره براي 10 سال مأموريت ساخته ميشود و پس از طي  اين زمان حتماً  بايستي ماهواره ديگر جايگزين گردد. - وزن يك ماهواره GPS حدود 2000 پوند (معادل 907 كيلو گرم ) با 17 فوت عرض(18/5متر). - قدرت انتقال آنها هم 50 وات يا كمتر مي باشد .

بعد از اختراع لیزر در سال 1960 میلادی، ایده بکارگیری فیبر نوری برای انتقال اطلاعات شکل گرفت .خبر ساخت اولين فيبر نوری در سال 1966 همزمان در انگليس و فرانسه با تضعیفی برابر با اعلام شد که عملا درانتقال اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود تا اينکه در سال 1976 با کوشش فراوان محققين تلفات فيبر نوری توليدی شدیدا کاهش داده شد و به مقدار رسيد که قابل ملاحظه با سيم های کوکسيکال مورد استفاده در شبکه مخابرات بود.

در افغانستان نیز شبکه های مخابراتی به سرعت با فیبر نوری مجهز می شوند.

فيبرنوری يک موجبر استوانه ای از جنس شيشه (يا پلاستيک) که دو ناحيه مغزی وغلاف با ضريب شکست متفاوت ودولايه پوششی اوليه وثانويه پلاستيکی تشکيل شده است . بر اساس قانون اسنل برای انتشار نور در فيبر نوری شرط : می بايست برقرار باشد که به ترتيب ضريب شکست های مغزی و غلاف هستند . انتشار نور تحت تاثير عواملی ذاتی و اکتسابی ذچار تضعيف می شود. اين عوامل عمدتا ناشی از جذب ماورای بنفش ، جذب مادون قرمز ،پراکندگی رايلی، خمش و فشارهای مکانيکی بر آنها هستند . منحنی تغييرات تضعيف برحسب طول موج در شکل زير نشا ن داده شده است.

  فیبر های نوری نسل سوم

طراحان فیبرهای نسل سوم ، فیبرهایی را مد نظر داشتند که دارای حداقل 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 نسبتا پیچیده تری بود. در عمل با تغییراتی در پروفایل ضریب شکست فیبرهای تک مد از نسل دوم ، که حداقل پاشندگی ان 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.

 کاربردهای فيبر نوری

         الف)کاربرد در احساسگرها
استفاده از احساسگرهای فیبر نوری برای اندازه گیری کمیت های فیزیکی مانندجریان الکتریکی، میدان مغناطیسی فشار،حرارت ،جابجایی،آلودگی آبهای دریا سطح مایعات ،تشعشعات پرتوهای گاماوایکس در سال های اخیر شروع شده است . در این نوع احساسگرها ، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی احساسگر بهره گیری می شود بدین ترتیب که خصوصیات فیبر تحت میدان کمیت مورد اندازه گیری تغییر یافته و با اندازه شدت کمیت تاثیر پذیر می شود.
         ب)کاربردهای نظامی
فیبرنوری کاربردهای بی شماری در صنایع دفاع دارد که از آن جمله می توان برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار، کنترل و هدایت موشک ها ، ارتباط زیر دریایی ها (هیدروفون) را نام برد .
          ج)کاربردهای پزشکی
فیبرنوری در تشخیص بیماری ها و آزمایش های گوناگون در پزشکی کاربرد فراوان دارد که از آن جمله می توان دزیمتری غدد سرطانی ، شناسایی نارسایی های داخلی بدن،جراحی لیزری فاستفاده در دندانپزشکی و اندازه گیری مایعات و خون نام برد .

 فن آوری ساخت فيبرهای نوری

برای تولید فیبر نوری ، ابتدا ساختار آن در یک میله شیشه ای موسوم به پیش سازه از جنس سیلیکا ایجادمی گردد و سپس در یک فرایند جداگانه این میله کشیده شده تبدیل به فیبرمی گردد . از سال 1970 روش های متعددی برای ساخت انواع پیش سازه ها به کار رفته است که اغلب آنها بر مبنای رسوب دهی لایه های شیشه ای در اخل یک لوله به عنوان پایه قرار دارند .

 روشهای ساخت پيش سازه
روش های فرایند فاز بخار برای ساخت پيش سازه فیبرنوری را می توان به سه دسته تقسیم کرد :

در اواسط قرن نوزدهم با فراگير شدن راديو و تلويزيون ضرورت بهبود بخشيدن به كيفيت لامپهاي ديودي وتريودي احساس گرديد . تا اينكه در 23 دسامبر 1947 ترانزيستور توسط سه فيزيكدان به نامهاي شاكلي؛باردين و برتين به صنعت الكترونيك معرفي گرديد.

اولين ترانزيستور دنيا از يك نارساناي مثلثي تشكيل شده كه توسط دوسوزن طلا به نيمه رساناي ژرمانيم متصل ميشود .اين ترانزيستور برعكس لامپهاي ديودي براي به گرما احتياج نداشت وسريعا به كار مي افتاد و همچنين بسيار سبكتر و ارزانتر از لامپهاي ديودي بود .

بدين ترتيب شاكلي و همكاران وي به كمك فيزيك نیمه هادیانقلابي را در عرصه الكترونيك پديد اوردند وبه پاس اين اختراع مهم اين محققان مفتخر به دريافت جايزه نوبل گرديدند.

ترانزيستور به سرعت روند تكاملي خود را طي مينمود به طوريكه در سال 1948 ترانزيستور صفحه اي ساخته شد.

امروزه ترانزيستورها عموما PNP,NPN هستند كه بعنوان كليد قطع و وصل جريان ويا بعنوان تقويت كننده در مدارات الكترونيكي استفاده مي شوند.

در سالهاي 1950 و 1970 به دليل استفاده از ترانزيستور حجم وسايل ا لكترونيكي بسار كوچك شد به همين دليل به واژه ميكروالكترونيك متدول گرديد.

ميكروالكترونيك نيز بسرعت رشد مي كرد .بطوريكه امروزه با استفاده از فن سا ختمان اكسيد فلز مي توان تعداد زيادي از ترانز يستورها را بر روي يك نیمه هادیجا داد.

امروزه از اكسيدهاي نیمه هادی مانند اكسيد روي در ترانزيستورهاي با سرعت انتقال بالا استفاده مي گرد

ترانزيستورهاي فايل افكت (FET) جديدا محققان جاپانی هيدو هوسونو و كولت كاگوش از يك صفحه نيمه رساناي كريستال مجرد درترانزستورهاي فايل افكت استفاده كردند كه سرعت انتقال ان 80 سانتيمتر مربع ولت بر ثانيه است كه دها بار سريعتر از ترانزيستورهاي قبلي مي باشد ، اگرچه اين ترانزيستور فعلا بسيار گران است ولي اين تحقيقات نشان داد كه امكان رسيدن به سرعتهاي بالا وجود دارد.

نانو تكنولوژي

در دو دهه اخير، پيشرفتهاي تكنولوژي وسايل و مواد با ابعاد بسيار كوچك به دست آمده است و به سوي تحولي فوق العاده كه تمدن بشر را تا پايان قرن دگرگون خواهد كرد ، پيش مي رود . براي احساس اندازه هاي مادون ريز ، قطر موي سر انسان را كه يك دهم ميليمتر است در نظر بگيريد ، يك نانومتر صدهزار برابر كوچكتراست 9- 10متر . تكنولوژي و مهندسي در قرن پيش رو با وسايل ، اندازه گيريها و توليداتي سروكار خواهد داشت كه چنين ابعاد مادون ريزي دارند . درحال حاضر پروسه هاي در ابعاد چند مولكول قابل طراحي و كنترل است . همچنين خواص مكانيكي ، شيميايي ، الكتريكي ، مغناطيسي ، نوري و... مواد در لايه ها در حدود ابعاد نانومتر قابل درك و تحليل و سنجش است . تكنولوژي درقرن گذشته در هرچه ريزتر كردن دانه هاي بزرگتر پيشرفت چشمگيري داشت ، بطوريكه به مزاح گفته شد كه ديگر كشف ذرات ريز اتمي ((Sub-Atomic)) نه تنها جايزه نوبل ندارد ، بلكه به آن جريمه هم تعلق مي گيرد ! تكنولوژي نو درقرن حاضر مسير عكس را طي مي كند . يعني مواد مادون ريز را بايد تركيب كرد تا دانه هاي بزرگتر كارآمد به وجود آ ورد .

درست همان روشي كه در طبيعت براي توليد كردن حاكم است . مجموعه هاي طبيعي ، تركيبي از دانه هاي مادون ريز قابل تشخيص با خواص مشابه و يا متفاوت با اندازه هاي در حدود نانو است .

اثر تحقيقات در فناوريهاي مادون ريز هم اكنون در درمان بيماريها و يا دست يافتن به مواد جديد به ظهور رسيده است . موارد بسياري در مرحله تحقيقات كاربردي و آزمايشي است .اكنون ساخت رايانه هاي بسيار كوچكتر و ميليونها بار سريعتر در دستور كار شركتهاي تحقيقاتي قرار دارد .

در بياني كوتاه نانوتكنولوژي يك فرايند توليد مولكولي است . همانطور كه طبيعت مجموعه ها را بطور خودكار مولكول به مولكول ساخته و روي هم مونتاژ كرده است ، ما هم بايد براي توليد محصولات جديد ، با اين اعتقاد كه هرچه در طبيعت توليد شده قابل توليد در آزمايشگاه نيز هست ، نظير طبيعت راهي پيدا كنيم . البته منظور اين نيست كه چند هسته از مواد راپيدا كنيم و با رساندن انرژي و خوراك پس از چند سال يك نيروگاه از آن بسازيم كه شهري را برق دهد . بلكه براي تركيب و تكامل خودكار توليدات مادون ريزكه به نحوي در مجموعه هاي بزرگتر مصرف دارد ، راهي بيابيم . در اندازه هاي مادون ريز ، روشها و ابزارآلات متعارف فيزيكي مانند تراشيدن و خم كردن و سوراخ كردن و...جوابگو تيستند .

براي ساختن ماشينهاي ملكولي بايد روش پروسه هاي طبيعي را دنبال كرد .

با تهيه نقشه هاي ساختاري بدن يعني آرايش ژنها و DNA كه ژنم ناميده شده است و به موازات آن دست يافتن به تكنولوژي مادون ريز ، در دراز مدت تحولات بسياري در هستي ايجاد خواهد شد . توليد مواد جديد ، گياهان ، جانداران و حتي انسان متحول خواهد شد . اشكالات ساختاري موجودات در طبيعت رفع مي شود و با تركيب و خواص اورگانيك گياهان و جانوران ، موجودات جديدي با خواص فوق العاده و شخصيتهاي متفاوت بوجود خواهد آمد .آينده علوم و مهندسي كه چندين گرايشي Multi- Disciplinary )) است ، به طرف توليد ماشينهاي مولكولي سوق داده خواهد شد تا در نهايت بتواند مجموعه هاي كارآيي از پيوندهاي ارگانيك و سايبريك را عرضه نمايد .

هستي را به رايانه ( سخت افزار ) و برنامه ( نرم افزار ) كه دو پديده مختلف ولي ادغام شده هستند ، مي توان تشبيه كرد . سخت افزار مصداق ماده ( اغلب اتم هيدروژن ) و نرم افزار يا برنامه ، قابليت نهفته در خلقت آن است .

اتم به نظر ساده و ابتدايي هيدروژن در طي ميلياردها سال با قابليت نهفته در خود توانسته است ميليونها نوع آرايش مختلف را در هستي بوجود آورد . بشر از بوجود آوردن اساس ماده عاجز است . ولي در برنامه ريزيهاي جديد و يافتن اشكال ديگري از آنچه در طبيعت وجود دارد ، پيش خواهد رفت . طبيعت را خواهد شناخت و به اصطلاح ، قفلهاي شگفت آور آن را باز خواهد كرد . احتمالا انسان در شرايط مناسبتري از درجه حرارت و فشار كه درتشكيل طبيعي مواد مختلف از هيدروژن لازم است ، بتواند اتمهاي مورد نباز خود را توليد كند ، سيارات ديگري را در نهايت در اختيار بگيرد و بعيد نيست كه نواده هاي دوردست ما بتوانند در نيمه هاي راه ابديت در اكثر نقاط جهان هستي و كهكشانها سكني گزينند.

به احتمال زياد قبل از پايان هزاره سوم انسانها در بدن خود انواع لوازم مصنوعي و ديجيتالي راخواهند داشت. . از بيماري ، پيري ، درد ستون فقرات ، كم حافظه اي و... رنج نخواهند برد .قابليت فهم و تحليل اطلاعات در مغز آنها در مقايسه با امروز بي نهايت خواهد شد . در هزاره هاي آينده انسانهاي طبيعي مانند امروز احتمالا براي مطالعات پژوهشي نگهداري شده و به نمونه هاي آزمايشگاهي و بطور حتم قابل احترام تبديل خواهند شد و مردمان آينده از اينهمه درد و ناراحتي كه اجداد آنها در هزاره هاي قبل كشيده اند ، متعجب و متاثر خواهند بود .

اكنون جا دارد همگام با تحولات جديد در مهندسي و علوم ، دانشگاهها و مراكز تحقيقاتي بطور جدي به پژوهشهاي تكنولوژي مادون ريز مشغول شوند تا حداقل ما هم بتوانيم مرزهاي دانش روز را به نسلهاي آينده تحويل دهيم و در تشكلهاي جديد هستي سهمي داشته باشيم . باشد هرچه زودتر به خود آييم و عمق شكوهمند و معجزه آساي انديشه بشررا دريابيم و از كوتاه بيني و افكار فرسوده موروثي فاصله بگيريم . گفته شيخ اجل سعدي در آينده مصداق واقعي تري خواهد داشت :

چه انتظاري بايد از نانوتكنولوژي داشت :

اين تكنولوژي جديد توانايي آن را دارد كه تاثيري اساسي بر كشورهاي صنعتي در دهه هاي آينده بگذارد . در اينجا به برخي از نمونه هاي عملي در زمينه نانوتكنولوژي كه بر اساس تحقيقات و مشاهدات بخش خصوصي به دست آمده است ، اشاره مي شود .

انتظار مي رود كه مقياس نانومتر به يك مقياس با كارايي بالا و ويژگيهاي منحصربفرد ، طوري ساخته خواهند شد كه روش شيمي سنتي پاسخگوي اين امر نمي تواند باشد · نانوتكنولوژي مي تواند باعث گسترش فروش سالانه 300 ميليارد دلار براي صنعت نيمه هاديها و 900 ميليون دلار براي مدارهاي مجتمع ، طي 10 تا 15 سال آينده شود.

نانوتكنولوژي ، مراقبتهاي بهداشتي ، طول عمر ، كيفيت و تواناييهاي جسمي بشر را افزايش خواهد داد .

تقريبا نيمي از محصولات دارويي در 10 تا 15 سال آينده متكي به نانوتكنولوژي خواهد بود كه اين امر ، خود 180 ميليارد دلار نقدينگي را به گردش درخواهد آورد .

 كاتاليستهاي نانوساختاري در صنايع پتروشيمي داراي كاربردهاي فراواني هستند كه پيش بيني شده است اين دانش  سالانه 100 ميليارد دلار را طي 10 تا 15 سال آينده تحت تاثير قرار دهد.

 نانوتكنولوژي موجب توسعه محصولات كشاورزي براي يك جمعيت عظيم خواهد شد و راههاي اقتصادي تري را براي تصويه و نمك زدايي آب و بهينه سازي راههاي استفاده از منابع انرژيهاي تجديد پذير همچون انرژي خورشيدي ارائه نمايد . بطور مثال استفاده از يك نوع انباره جريان گذرا با الكترودهاي نانولوله كربني كه اخيرا آزمايش گرديد ، نشان داد كه اين روش 10 بار كمتر از روش اسمز معكوس ، آب دريا را نمك زدايي مي كند .

انتظار مي رود كه نانوتكنولوژي نياز بشر را به مواد كمياب كمتر كرده و با كاستن آلاينده ها ، محيط زيستي سالمتر را فراهم كند . براي مثال مطالعات نشان مي دهد در طي 10 تا 15 سال آينده ، روشنايي حاصل از پيشرفت نانوتكنولوژي ،مصرف جهاني انرژي را تا 10 درصد كاهش داده ، باعث صرفه جويي سالانه 100 ميليارد دلار و همچنين كاهش آلودگي هوا به ميزان 200 ميليون تن كربن شود.

در چند سال گذشته بازارچند ميليارد دلاري برپايه نانوتكنولوژي كسترش يافته اند . براي مثال در ايالات متحده ، IBM براي هد ديسكهاي سخت ، يك سري حسگرهاي مغناطيسي را ابداع كرده است .

Eastern Kodak و 3M تكنولوژي ساخت فيلمهاي نازك نانو ساختاري را به وجود آورده اند . شركت Mobil كاتاليستهاي نانو ساختاري را براي دستگاههاي شيميايي توليد كرده است و شركت Merck ، داروهاي نانوذره اي را عرضه كرده است . تويوتا در جاپان مواد پليمري تقويت شده نانوذره اي را براي خودروها و Samsung Electronics در كره ، در حال كار بر روي سطح صفحات نمايش توسط نانولوله هاي كربني هستند . بشر درست در ابتداي مسير قرار دارد و فقط چندين محصول تجاري از نانوساختارهاي يك بعدي بهره مي گيرند ( نانو ذرات ، نانو لوله ها ، نانو لايه و سوپر لاستيكها ) . نظزيات جديد و روشهاي مقرون به صرفه توليد نانوساختارهاي دو و سه بعدي از موضوعات مورد بررسي آينده مي باشند.

نانو تكنولوژي يا كاربرد فناوري در مقياس يك ميليونيم متر، جهان حيرت انگيزي را پيش روي دانشمندان قرار داده است كه در تاريخ بشريت نظيري براي آن نمي توان يافت. پيشرفتهاي پرشتابي كه در اين عرصه بوقوع مي پيوندد، پيام مهمي را با خود به همراه آورده است: بشر در آستانه دستيابي به توانايي هاي بي بديلي براي تغيير محيط پيرامون خويش قرار گرفته است و جهان و جامعه اي كه در آينده اي نه چندان دور به مدد اين فناوري جديد پديدار خواهد شد، تفاوت هايي بنيادين با جهان مالوف آدمي در گذشته خواهد داشت.

به گزارش ايرنا نانو تكنولوژي نظير هر فناوري ديگري چونان يك تيغ دولبه است كه مي توان از آن در مسير خير و صلاح و يا نابودي و فنا استفاده به عمل آورد. گام اول در راه بهره گيري از اين فناوري شناخت دقيق تر خصوصيات آن و آشنايي با قابليت هاي بالقوه اي است كه در خود جاي داده است. در خصوص نانو تكنولوژي يك نكته را مي توان به روشني و بدون ابهام مورد تاكيد قرار داد: اين فناوري جديد هنوز، حتي براي متخصصان، شناخته شده نيست و همين امر هاله ابهامي را كه آن را در برگرفته ضخيمتر مي كند و راه را براي گمانزني هاي متنوع هموار مي سازد.

كساني بر اين باورند كه اين فناوري نظير هيولايي فرانكشتين در داستان مري شلي و يا همانند جعبه پاندورا در اسطوره هاي يونان باستان، مرگ و نابودي براي ابناي بشر درپي دارد. در مقابل گروهي نيز معتقدند كه به مدد توانايي هاي حاصل از اين فناوري مي توان عالم را گلستان كرد.

در حال حاضر 450 شركت تحقيقاتي- تجاري در سراسر جهان و 270 دانشگاه در اروپا، آمريكا و جاپان با بودجه اي كه در مجموع به 4 ميليارد دلار بالغ مي شود سرگرم انجام تحقيقات در عرصه نانو تكنولوژي هستند. در اين قلمرو اتمها و ذرات رفتاري غيرمتعارف از خود به نمايش مي گذارند و از آنجا كه كل طبيعت از همين ذرات تشكيل شده، شناخت نحوه عمل آنها، به يك معنا شناخت بهتر نحوه شكل گيري عالم است. به اين ترتيب دانشمنداني كه در اين قلمرو به كاوش مشغولند، به يك اعتبار با ذهن و ضمير خالق هستي و نقشه شگفت انگيز او در خلقت عالم آشنايي پيدا مي كنند، اما از آنجا كه دانايي توانايي به همراه مي آورد، شناسايي رازهاي هستي مي تواند توان فوق العاده اي را در اختيار كاشفان اين رازها قرار دهد. تحقيق در قلمرو نانو تكنولوژي از اواخر دهه 1950 آغاز شد و در دهه 1990 نخستين نتايج چشمگير از رهگذر اين تحقيقات عايد گرديد.

از جمله آنكه يك گروه از محققان شركت آي بي ام موفق شدند35 اتم گزنون را بر روي يك صفحه از جنس نيكل جاي دهند و با كمك اين تك اتمها نامي را بر روي صفحه نيكلي درج كنند. محققان ديگر به بررسي درباره ساختارهاي ريز موجود در طبيعت نظير تار عنكبوت ها و رشته هاي ابريشم پرداختند تا بتوانند موادي نازك تر و مقاوم تر توليد كنند. در اين ميان ساخت يك نوع مولكول جديد كربن موسوم به باكمينسترفولرين يا كربن- 60 راه را براي پژوهشهاي بعدي هموارتر كرد. محققان با كمك اين مولكول كه خواص حيرت انگيز آن هنوز در درست بررسي است، لوله هاي موئينه اي در مقياس نانو ساخته اند كه مي تواند براي ايجاد ساختارهاي مختلف در تراز يك ميليونيم متر مورد استفاده قرار گيرد. بررسي هايي كه در ابعاد نانو بر روي مواد مختلف صورت گرفته و خواص تازه اي را آشكار كرده است. به عنوان مثال ذرات سيليكن در اين ابعاد از خود نور ساطع مي كنند و لايه هاي فولاد در اين مقياس از استحكام بيشتري در قياس با صفحات بزرگتر اين فلز برخوردارند.

برخي شركتها از هم اكنون بهره برداري از برخي يافته هاي نانوتكنولوژي را آغاز كرده اند. به عنوان نمونه شركت آرايشي اورال از مواد نانو در محصولات آرايشي خود استفاده مي كند تا بر ميزان تاثير آنها بيفزايد. ساخت ديودهاي نوري با استفاده از مواد نانو موجب مي شود تا 80درصد در هزينه برق صرفه جويي شود. توپهاي تنيسي كه با كربن 60 ساخته شده و روانه بازار گرديده سبكتر و مستحكمتر از توپهاي عادي است. شركتهاي ديگر با استفاده از مواد نانو پارچه هايي توليد كرده اند كه با يك بار تكاندن آنها مي توان حالت اتوي اوليه را به آنها بازگرداند و همه چين و چروكهايشان را زايل كرد. با همين يك بار تكان همه گردوخاكي كه به اين پارچه ها جذب شده اند نيز پاك مي شوند. نوارهاي زخم بندي هوشمندي با اين مواد درست شده كه به محض مشاهده نخستين علائم عفونت در مقياس مولكولي، پزشكان را مطلع مي سازند.

از همين نوع مواد همچنين ليوانهايي توليد شده كه قابليت خود- تميزكردن دارند. لنزها و عدسيهاي عينك ساخته شده از جنس مواد نانو ضد خش هستند و يك گروه از محققان تا آنجا پيش رفته اند كه درصددند با مواد نانو پوششهاي مناسبي توليد كنند كه سلولهاي حاوي ويروسهاي خطرناك نظير ويروس ايدز را در خود مي پوشاند و مانع خروج آنها مي شود. مهمترين نكته درباره موقعيت كنوني فناوري نانو آن است كه اكنون دانشمندان اين توانايي را پيدا كرده اند كه در تراز تك اتمها به بهره گيري از آنها بپردازند و اين توانايي بالقوه مي تواند زمينه ساز بسياري از تحولات بعدي شود. يك گروه از برجسته ترين محققان در حوزه نانوتكنولوژي بر اين اعتقادند كه مي توان بدون آسيب رساندن به سلولهاي حياتي، در درون آنها به كاوش و تحقيق پرداخت. شيوه هاي كنوني براي بررسي سلولها بسيار خام و ابتدايي است و دانشمندان براي شناخت آنچه كه در درون سلول اتفاق مي افتد ناگزيرند سلولها را از هم بشكافند و در اين حال بسياري از اطلاعات مهم مربوط به سيالهاي درون سلول يا ارگانلهاي موجود در آن از بين مي رود.

يك گروه از محققان كه در گروهي موسوم به اتحاد سيستمهاي زيستي گرد آمده اند، سرگرم تكميل ابزارهاي ظريفي هستند كه هدف آن بررسي اوضاع و احوال درون سلول در زمان واقعي و بدون آسيب رساندن به اجزاي دروني سلول يا مداخله در فعاليت بخشهاي داخلي آن است. ابزاري كه اين گروه مشغول ساخت آن هستند رديف هايي از لوله ها يا سيمهاي بسيار ظريفند كه قادرند وظايف مختلفي را به انجام برسانند از جمله آنكه هزاران پروتئيني را كه به وسيله سلولها ترشح مي شود شناسايي كند. گروههاي ديگر از محققان نيز به نوبه خود سرگرم توليد دستگاهها و ابزارهاي ديگر براي انجام مقاصد علمي ديگر هستند.

به عنوان نمونه يك گروه از محققان سرگرم تكميل فيبرهاي نوري در ابعاد نانو هستند كه قادر خواهند بود مولكولهاي مورد نظر را شناسايي كنند. گروهي نيز دستگاهي را دردست ساخت دارند كه با استفاده از ذرات طلا مي تواند پروتئين هاي معيني را فعال سازد يا از كار بيندازد. به اعتقاد پژوهشگران براي آنكه بتوان از سلولها در حين فعاليت واقعي آنها اطلاعات مناسب به دست آورد، بايد شيوه تنظيم آزمايشها را مورد تجديدنظر اساسي قرار داد. سلولها در فعاليت طبيعي خود امور مختلفي را به انجام مي رسانند: از جمله انتقال اطلاعات و علائم و داده ها ميان خود، ردوبدل كردن مواد غذايي و بالاخره سوخت و ساز و اعمال حياتي. يك گروه از روش تازه اي موسوم به الگوي انتقال ابر - شبكه استفاده كرده اند كه ساخت نيمه هاديهاي نانومتري به قطر تنها 8 نانومتر را امكان پذير مي سازد. هريك از اين لوله هاي بسيار ريز بالقوه مي توانند يك پادتن خاص يا يك اوليگو نوكلئو اسيد و يا يك بخش كوچك از رشته دي ان اي بر روي خود جاي دهند.

با كمك هر تراشه مي توان 1000 آزمايش متفاوت بر روي يك سلول انجام داد. براي دستيابي به موفقيت كامل بايد بر برخي از محدوديتها غلبه شود، ازجمله آنكه درحال حاضر براي بررسي سلولها بايد آنها را در درون مايعي قرار داد كه مصنوعاً محيط زيست طبيعي سلولها را بازسازي مي كند، اما يون موجود در اين مايع مي تواند سنجنده هاي موئينه را از كار بيندازد. براي رفع مشكل، محققان سلولها را درون مايعي جاي مي دهند كه چگالي يون آن كمتر است. گروههاي ديگري از محققان نيز در تلاشند تا ابزارهاي مناسب در مقياس نانو براي بررسي جهان سلولها ابداع كنند. يكي از اين ابزارها چنانكه اشاره شد يك فيبر نوري است كه ضخامت نوك آن 40 نانومتر است و بر روي نوك نوعي پادتن جا داده شده كه قادر است خود را به مولكول مورد نظر در درون سلول متصل سازد. اين فيبر نوري با استفاده از فيبرهاي معمولي و تراش آنها ساخته شده و بر روي فيبر پوششي از نقره اندود شده تا از فرار نور جلوگيري به عمل آورد. نحوه عمل اين فيبر نوري درخور توجه است.

از آنجاكه قطر نوك اين فيبر نوري، از طول موج نوري كه براي روشن كردن سلول مورد استفاده قرار مي گيرد به مراتب بزرگتر است، فوتونهاي نور نمي توانند خود را تا انتهاي فيبر برسانند، درعوض در نزديكي نوك فيبر مجتمع مي شوند و يك ميدان نوري بوجود مي آورند كه تنها مي تواند مولكولهايي را كه در تماس با نوك فيبر قرار مي گيرند تحريك كند. به نوك اين فيبر نوري يك پادتن متصل است و محققان به اين پادتن يك مولكول فلورسان مي چسبانند و آنگاه نوك فيبر را به درون يك سلول فرو مي كنند. در درون سلول، نمونه مشابه مولكول فلورسان نوك فيبر، اين مولكول را كنار مي زند و خود جاي آن را مي گرد. به اين ترتيب نوري كه از مولكول فلورسان ساطع مي شد از بين مي رود و فضاي درون سلول تنها با نوري كه به وسيله ميدان موجود در فيبر نوري بوجود مي آيد روشن مي شود و درنتيجه محققان قادر مي شوند يك تك مولكول را در درون سلول مشاهده كنند.

مزيت بزرگ اين روش در آن است كه باعث مرگ سلول نمي شود و به دانشمندان اجازه مي دهد درون سلول را در هنگام فعاليت آن مشاهده كنند. نانو تكنولوژي همچنين به محققان امكان مي دهد كه بتوانند رويدادهاي بسيار نادر يا مولكولهاي با چگالي بسيار كم را مشاهده كنند. به عنوان مثال بلورهاي مينياتوري نيمه هاديهاي فلزي در يك فركانس خاص از خود نور ساطع مي كنند و از اين نور مي توان براي مشخص كردن مجموعه اي از مولكولهاي زيستي و الصاق برچسب براي شناسايي آنها استفاده كرد. به نوشته هفته نامه علمي نيچر چاپ انگلستان يك گروه از محققان دانشگاه ميشيگان نيز توانسته اند سنجنده خاصي را تكميل كنند كه قادر است حركت اتمهاي روي را در درون سلولها دنبال كند و به دانشمندان در تشخيص نقايص زيست عصبي مدد رساند.

از ابزارهاي در مقياس نانو همچنين مي توان براي عرضه مؤثرتر داروها در نقاط موردنظر استفاده به عمل آورد. در آزمايشي كه بتازگي به انجام رسيده نشان داده شده است كه حمله به سلولهاي سرطاني با استفاده از ذرات نانو 100برابر بازده عمل را افزايش مي دهد. محققان اميدوارند در آينده اي نه چندان دور با استفاده از نانو تكنولوژي موفق شوند امور داخلي هر سلول را تحت كنترل خود درآورند. هم اكنون گامهاي بلندي در اين زمينه برداشته شده و به عنوان نمونه دانشمندان مي توانند فعاليت پروتئينها و مولكول دي ان اي را در درون سلول كنترل كنند. به اين ترتيب نانو تكنولوژي به محققان امكان مي دهد تا اطلاعات خود را درباره سلولها يعني اصلي ترين بخش سازنده بدن جانداران به بهترين وجه كامل سازند.

بلوتوت چیست ؟

بلوتوت ( Bluetooth) یک استاندارد صنعتی برای شبکه های شخصی بیسم می‌باشد که با عنوان استاندارد IEEE ۸۰۲٫۱۵٫۱ نیز شناخته می‌شود. این شبکه در حوزه کامپیوتر‌های شخصی و لوازم الکترونیکی شخصی مانند گوشیهای تلفن همراه، دوربین‌های دیجیتال و PDA‌ها (Personal digital assistants) کاربرد دارد و راهی برای انتقال بیسیم اطلاعات بین دستگبلوتوت (Bluetooth) یک استاندارد صنعتی برای شبکه های شخصی بیسم می‌باشد که با عنوان استاندارد IEEE ۸۰۲٫۱۵٫۱ نیز شناخته می‌شود. این شبکه در حوزه کامپیوتر‌های شخصی و لوازم الکترونیکی شخصی مانند گوشیهای تلفن همراه، دوربین‌های دیجیتال و PDA‌ها (Personal digital assistants) کاربرد دارد و راهی برای انتقال بیسیم اطلاعات بین دستگاه‌های دیجیتال از طریق فرکانس رادیویی برد کوتاه امن و ارزان قیمت و قابل دسترس برای عموم فراهم می‌کند.اه‌های دیجیتال از طریق فرکانس رادیویی برد کوتاه امن و ارزان قیمت و قابل دسترس برای عموم فراهم می‌کند.

رابط بلوتوث به USB که سخت افزار ارتباط بلوتوث را از طریق پورت USB فراهم می‌کند.

***

خاستگاه نام و تاریخچه:

باز هم از این سایت سر بزن !