تاثیر مدرک مهندسی مخابرات در ارتقا و پیشرفت ،اخذ مدرک کارشناسی ارشد مخابرات ،مدرک قانونی کاردانی مخابرات ،مشاوره تحصیلی ،مهاجرت تحصیلی ،مشاوره رایگان مهندسی مخابرات
_ دکتر اباصلتیان _ مشاوره رایگان 09387708025
موضوع مقاله: "پروژههای عملی و تاریخچه مخابرات برای مهندسان"
مدرک رسمی آنلاین | تحلیلگر داده
نخست باید پیرامون خود را با دقت نگاه کرد و ابزارهایی را که به حوزه کاری مرتبط به نظر میرسند شناسایی نمود. سپس درباره آنها مطالعه کرد. این کار را میتوان برای بسیاری از ابزارها انجام داد. برخی از این ابزارها شناخته شدهتر و برخی کمتر دیده میشوند. ما برخی را نشان میدهیم و برای آشنایی با برخی دیگر خودتان باید مطالعه کنید.
مجلههای مختلفی وجود دارند. احتمالاً مجلههای دارای عکس رنگی بیشتر مورد توجه هستند. میتوان آنها را گشود و محتوایشان را بررسی کرد. مثلاً مجلههایی با حوزههای عمومی، خانواده یا مجلههای علمی را میتوان دید که درباره مسائل مختلف مانند مخابرات چه نوشتهاند. پایگاههای اینترنتی نیز اطلاعات فراوانی دارند. از میان آنها میتوان چند صفحه انتخاب و خلاصهای نوشت.
پیشنهاد این است که محتوایی کوتاه حدود دو یا سه صفحه درباره برخی موضوعات خاص تهیه شود. برای کسانی که تمایلی به فکر کردن درباره موضوع ندارند، پیشنهادهایی مطرح شده است. چیزهایی که ممکن است در اطراف خود زیاد ببینید مانند گیرنده تلویزیونی، تلفن بیسیم خانگی، موشواره بیسیم، مودم خانگی، دستگاههای شناسایی خودکار مورد استفاده در خودروها برای عوارض یا تردد.
جالب است که درباره چگونگی عملکرد آنها فکر کنید. مثلاً چگونه مبلغی کسر میشود بدون آنکه تماسی صورت گیرد. قبلاً بیشتر از دوربینها استفاده میشد اکنون نیز کاربرد دارد. خانه هوشمند. نمونههای دیگری نیز وجود دارد که ذهن پویاتر شما بهتر میتواند آنها را بیابد. مانند سیستمهای احراز هویت، سینمای خانگی، امنیت در پیامرسانها، شارژرهای بیسیم.
رادار خودرو موضوع جذابی است که شایسته بحث است. ساعت دیجیتال، دوربینهای بزرگراه، سیستمهای رادارگریز، سیستم جنگ الکترونیک، اخترفیزیک رادیویی. هر یک از این موضوعات بسیار جالب است. به نظر میرسد صرف زمانی حتی نصف روز برای جستجو درباره هر کدام ارزشمند باشد. این پروژه را میتوان با کمک رسانهها و ابزار ارتباط جمعی انجام داد. اکنون بحث اصلی را آغاز میکنیم.
داستان ارتباطات. مثالی وجود دارد. در یک موزه علوم و فناوری بخشی به نام گالری ارتباطات از مورس تا تلفن همراه وجود دارد که فرآیند پیشرفت ارتباطات را نشان میدهد. بسیاری از قطعات آنجا توسط دانشکدهای ساخته و در موزه قرار داده شده است. همچنین برنامهای از یک شبکه محبوب درباره همین گالری پخش میشود که چیزهای گوناگونی را از زمان مورس به تدریج تا تلفن همراه نشان میدهد. در واقع این گالری نشاندهنده پیشرفت ارتباطات است. البته امروز از مرحله تلفن همراه نیز فراتر رفتهایم اما در زمان ساخت این گالری، تلفن همراه نقطه اوج فناوری ارتباطات محسوب میشد.
اگر به گذشته برگردیم، مخترعی در سال ۱۸۷۷ میلادی تلفن را راهاندازی کرد و این اختراع بسیار مهم بود. برخلاف بسیاری از دانشمندان که اختراعشان به فراموشی سپرده میشد، این مخترع هم کارآفرین بود و هم مهندس و میدانست چگونه باید از اختراع خود درآمدزایی کند. او حق اختراع خود را ثبت کرد و سالها از آن درآمد داشت. تلفن آن زمان تنها با سیم کار میکرد و به آن تلفن الکتریکی میگفتند زیرا تلفن نوری پیش از آن ساخته شده بود.
این تلفن سیر پیشرفتی دارد. میتوان انواع تلفنهای قدیمی را دید: از تلفنهای اولیه که کاربران دسته آن را میچرخاندند تا تلفنهای جدیدتر تا رسیدن به تلفن همراه. دو نمونه جذاب در موزه وجود دارد. یکی تلفن سکهای است که نسلهای پیشین با آن زندگی کردهاند و برای برقراری تماس باید سکههایی در آن انداخته میشد. دیگری تلفن تصویری است که شاید مربوط به یک یا دو دهه پیش باشد. نمونههای اولیه تلفن تصویری در دهه ۱۹۷۰ میلادی تولید شده بود ولی به دلیل قیمت بالا با استقبال تجاری روبرو نشد. یک نمونه از آن که برای استفاده در ادارات و کارخانهها طراحی شده بود در موزه موجود است.
برای تجاری شدن تلفن باید خدماتی به تعداد زیادی کاربر ارائه میشد. امکان کشیدن سیم مجزا برای هر فرد وجود نداشت. بنابراین در هر شهر یا منطقهای مرکز تلفنی وجود داشت. کاربر با چرخاندن دسته تلفن، اپراتور مرکز تلفن را متوجه میکرد و شماره مورد نظر را به او میگفت. سپس اپراتور با اتصال سیمها، خطوط را به هم وصل میکرد. اگر تماس بینشهری بود و خطوط محدود بودند، با اشغال شدن خطوط دیگران نمیتوانستند تماس بگیرند. این مفهوم خط اشغال هنوز هم وجود دارد.
فناوری تلفن نسبتاً زود وارد یک کشور خاص شد. ابتدا به اروپا رسید سپس از طریق امپراتوری عثمانی وارد آن کشور شد زیرا در آن زمان انتقال فناوری تدریجی بود و مانند امروز سریع اتفاق نمیافتاد. اولین خط تلفن در آن کشور بین دو نقطه مشخص به درخواست پادشاه وقت کشیده شد و او از این اختراع خوشش آمد. امتیاز گسترش آن را به فردی خاص واگذار کرد. یک سال بعد اولین خط تلفن در پایتخت کشیده شد و در دوره پادشاه بعدی فراگیرتر شد.
عکسهایی از مرکز تلفن اولیه و کشیدن خطوط تلفن در شهرها وجود دارد. در هر شهر بزرگ حداقل یک ایستگاه (مرکز تلفن) وجود داشت که نقش مرکز سوئیچینگ را ایفا میکرد. پس از آن تلاش شد تا از یک خط برای ارائه سرویس به کاربران زیادی استفاده شود. امروز این کار به راحتی انجام میشود. پرسش این است که چگونه میتوان یک خط ارتباطی را بین چندین کاربر به اشتراک گذاشت تا همزمان با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.
حداقل سه روش برای این اشتراکگذاری وجود دارد: اشتراک زمانی، اشتراک فرکانسی و اشتراک کدی. اشتراک فرکانسی به این معناست که یک پهنای باند مشخص (مثلاً ده مگاهرتز) به چندین بخش کوچکتر تقسیم میشود و هر کاربر در فرکانس اختصاصی خود کار میکند. مانند سیستمهای بلوتوث، وایفای و تلفن همراه که کانالبندی فرکانسی میشوند. در این روش سیگنالها در فرکانسهای جدا از هم ارسال میشوند و با یکدیگر تداخل ندارند. میتوان یک سیگنال مرکب را در فرکانسهای مختلف جداسازی کرد. این مفاهیم در دروس ریاضی مهندسی و سیستمها و سیگنالها آموزش داده میشود.
روش مالتیپلکسینگ فرکانسی توسط فردی ابداع شد و اولین بار در خطوط ارتباطی توسط یک نظامی باتجربه که دارای مدرک دکترا نیز بود مورد استفاده قرار گرفت. این سیستم در زمان خود بسیار پیچیده بود. نحوه کار آن به این صورت بود که فرستنده و گیرنده هر کدام دارای موتوری بودند که میچرخید و در هر لحظه کانال ارتباطی به یک جفت فرستنده و گیرنده خاص اختصاص مییافت و به سرعت به نوبت به دیگران منتقل میشد. امروز نیز در بسیاری از سیستمها از مالتیپلکسینگ زمانی استفاده میشود به طوری که در بازههای زمانی بسیار کوتاه (مثلاً میکروثانیهای) کانال به کاربران مختلف اختصاص مییابد و کاربر متوجه تاخیر نمیشود. مالتیپلکسینگ از نظر اقتصادی و فناوری بسیار مهم است. در آن زمان تنظیم این سیستم با موتورها انجام میشد که کاری پیچیده بود.
مخابرات نوری نیز بسیار مهم است. ارتباط نوری از دیرباز با استفاده از نور برای انتقال علائم شروع شد اما اولین کار عملی در سال ۱۸۷۰ میلادی توسط دانشمندی انجام شد که ماهیت موجی نور را نشان داد. آزمایش او به این صورت بود که نشان داد وقتی نور وارد جریان آب میشود همراه با آب خم میشود. این آزمایش را حتی میتوان در خانه انجام داد. این پدیده اساس کار فیبر نوری است. وقتی موج نور داخل فیبر تزریق میشود، حتی اگر فیبر خم شود نور درون آن حرکت میکند و میتوان آن را تا مسافتهای طولانی حتی در کف اقیانوس منتقل کرد. در آزمایشی با تاباندن نور چراغ قوه به جریان آب میتوان این انتقال را دید. با لیزر این اثر بهتر دیده میشود.
فوتوفون یا تلفن نوری در سال ۱۸۸۰ میلادی اختراع شد؛ تقریباً همزمان با تلفن الکتریکی. در این روش فرد در فرستنده صحبت میکرد و صدا با لرزش یک دیافراگم، نور تابیده شده به آن را مدوله میکرد. این نور مدوله شده در فاصله دویست متری دریافت و دمودوله میشد و به صدا تبدیل میشد. این یک آزمایش علمی بود و در آن زمان جنبه اقتصادی پیدا نکرد اما نقطه شروعی برای دنیای رادیو محسوب میشود.
در سال ۱۸۸۷ میلادی آزمایش مهمی انجام شد که نام دانشمند آن بر واحد فرکانس باقی مانده است. آزمایش سادهای بود که در آن با اعمال ولتاژ بالا بین دو گوی، جرقه ایجاد میشد و این جرقه در یک گیرنده حلقهای در فاصلهای دریافت میشد. این آزمایش انتقال بیسیم موج الکترومغناطیسی را نشان داد. وقتی این آزمایش در آزمایشگاهی تکرار شد، به دلیل ولتاژ بالا روی خطوط ویدئو پروژکتور تداخل ایجاد کرد و تصویر قطع شد. این مثال خوبی برای مفهوم سازگاری الکترومغناطیسی است که سیستمهای الکترونیکی باید با هم سازگار باشند.
یکی از بحثهای مهم در مخابرات، مسئله تداخل است. در گذشته گاهی در تماس تلفنی بین دو شهر، علاوه بر صدای طرف مقابل، صداهای ضعیف دیگری نیز شنیده میشد که به آن همشنوایی میگفتند زیرا سیگنال خطوط مجاور بر روی خط نشست میکرد.
چند سال پس از این آزمایش، یک مهندس خلاق آزمایش را به یک سامانه ارتباط بیسیم تلگرافی تبدیل کرد. این لحظهای بسیار مهم در تاریخ بود زیرا پس از آن تمام ارتباطات بیسیم از جمله تلفن همراه ممکن شد. او نشان داد میتوان از امواج برای ارتباط بیسیم استفاده کرد. او تلگراف را به صورت بیسیم منتقل کرد و دیگر نیازی به کشیدن سیم در کف اقیانوس نبود. دوازده سال بعد، ارتباط رادیویی بین دو کشور با فاصله چند هزار کیلومتر برقرار شد.
وقتی ارتباط بیسیم ممکن شد، راه برای پیدایش رادیو باز شد. اگر بتوان امواج را به صورت بیسیم منتقل کرد، پس میتوان یک نفر برنامه تولید کند و دیگران در خانههای خود آن را دریافت کنند. این ایده پخش همگانی رادیو بود. در سال ۱۹۱۲ میلادی یک مدولاسیون جدید اختراع شد. اما اولین حرکت مهم در این زمینه راهاندازی نخستین شبکه رادیویی در یک کشور اروپایی بود. یک استودیو ساخته شد و برنامههایی مانند موسیقی به صورت زنده پخش میشد.
برای درک ارزش این نوآوری باید خود را صد سال قبل تصور کرد که برای شنیدن یک کنسرت یا برنامه باید حتماً به محل حضور مییافتید اما با رادیو میتوانستید در خانه بنشینید و برنامه را گوش دهید. سازنده این گیرندهها گران بودند اما افراد میخریدند و در خانه استفاده میکردند. این شبکه بعد از پنج سال ورشکست شد اما ایده ادامه یافت. نخستین برنامههای رادیویی در یک کشور آمریکای جنوبی آغاز شد که در آن زمان کشوری پیشرو در صنعت بود سپس در کشور دیگری توسعه یافت.
نسلهای مختلف رادیو از رادیوهای نفتی (که با نفت سفید کار میکرد و هم نور و هم حرارت برای دم کردن چای و هم برق برای رادیو تولید میکرد) تا رادیوهای لامپی و سپس ترانزیستوری به وجود آمد. رادیو بخشی مهم از خانهها بود اما امروز جمع شده و بیشتر از طریق تلفن همراه یا دیگر وسایل شنیده میشود. با این حال در تاریخ علم بیش از صد سال ماندگار شد.
ارتباط سیار در یک کشور خاص از زمان پادشاهی آغاز شد اما آن سیستم متفاوت بود و هنگام حرکت از نزدیکترین کابل تلفن اتصال برقرار میکرد. تلفن سیار به معنای امروزی آن نخستین بار توسط یک شرکت مخابراتی معروف آزمایش شد. این آزمایش شامل یک دستگاه در خودرو با آنتن بزرگ بود که با مدولاسیون فرکانسی کار میکرد. در این مدولاسیون اطلاعات در تغییرات فرکانس سیگنال ذخیره میشود (برخلاف مدولاسیون دامنه که اطلاعات در تغییرات دامنه است). رادیوهای افام معمولاً برای فواصل نزدیک در شهرها استفاده میشوند و برد محدودتری دارند در حالی که رادیوهای موج کوتاه برد بیشتری دارند.
زمان زیادی طول کشید تا فناوری تلفن همراه به شکل تجاری و شخصی درآید و هر فرد بتواند یک دستگاه در جیب خود داشته باشد. این موضوع بخش مهمی در گرایش مخابرات سیار است. درباره مدولاسیون فرکانسی به طور ساده: وقتی میخواهید عدد یک را ارسال کنید، فرکانس سیگنال مثلاً ده کیلوهرتز و وقتی میخواهید صفر را ارسال کنید، فرکانس مثلاً یازده کیلوهرتز میشود. گیرنده با تشخیص فرکانس اطلاعات را استخراج میکند. برخلاف مدولاسیون دامنه که اطلاعات در سطح دامنه سیگنال نهفته است. این مفاهیم در درسهای آینده مخابرات به تفصیل آموزش داده میشود.
مخابرات نوری فناوری بهروزی است که در دنیا روی آن زیاد کار میشود. وقتی سیگنال روی زوج سیم سیمی منتقل میشود نشت زیادی دارد اما در فیبر نوری به دلیل قانون شکست نور، سیگنال تقریباً از فیبر خارج نمیشود و بنابراین تداخل بسیار کمتری دارد. کابل کواکسیال نیز تداخل کمی دارد اما فیبر نوری عملکرد بهتری دارد.
اکنون به نسلهای مخابرات سیار میپردازیم. در حال حاضر نسل چهارم و چهار و نیم مخابرات سیار مورد استفاده است. آنچه با عنوان التیای شناخته میشود و روی تلفن همراه نشان داده میشود. قبلاً نسل سوم رایج بود و اکنون نسل چهارم. در آستانه ورود به نسل پنجم هستیم. در برخی نقاط دنیا سرویسهای اولیه نسل پنجم ارائه میشود. ورود کامل به این نسل یک مسیر تدریجی است که با سرویسها و فرکانسهای سادهتر شروع و به تدریج با باندهای میلیمتری تکمیل میشود.
اکنون حتی درباره نسل ششم نیز صحبت میشود که گروههای تحقیقاتی روی آن فکر میکنند. گذار از یک نسل به نسل بعدی خود چالشی بزرگ است زیرا دستگاهها باید هم با سرویسهای قبلی و هم با سرویس جدید سازگار باشند. بنابراین این گذار همیشه تدریجی است. گفته میشود زیرساختهای نسل پنجم در حال نصب است و با آمدن تلفنهای همراه سازگار، امکان دستیابی به سرعت بارگیری بسیار بالا فراهم میشود. تکامل در این زمینه مشهود است.
اولین تلفن همراه در اوایل دهه ۱۹۸۰ میلادی توسط فردی مشهور ساخته شد که دستگاهش از تلفنهای بیسیم خانگی امروز نیز بزرگتر بود و او را بسیار مشهور کرد.
پلتفرم دکتر اباصلتیان | متصل به بهترینهای هر حوزه
خدمات تخصصی با گارانتی کیفیت:
• مشاوره تحصیلی (دیپلم تا دکتری)
• مهاجرت تحصیلی و اپلای
• مدارک بینالمللی (PMP, MBA, TOEFL)
• مدارک زبان (تافل، آیلتس، دولینگو)
تمامی خدمات توسط متخصصان تأییدشده ارائه میشود.
مشاوره رایگان پلتفرم دکتر اباصلتیان:
09387708025
09392939108
https://abasaltian.com/phd/