پایان نامه واکاوی پارسنج های انتقال داده با فیبر نوری بر پایه مدولاسیون آشوب گونه

فهرست:

چکیده................................................................................................................................................1

مقدمه....................................................................................................................................1

مفاهیم وتاریخچه آشوب......................................................................................................3

نخستین شناخت آشوب در الکترونیک  با استفاده از یک مدار الکتریکی ساده....................6

بازخورد(فیدبک)، علت اصلی بروز رفتار آشوبی................................................................13

نگاه درست به مساله آشوب و موارد استفاده از آن.............................................................14

دلایل گرایش به موضوع آشوب.........................................................................................15

مروری بر فصل های آتی.........................................................................................16

فصل 2- شناخت سیستم های آشوبی و خواص سیگنال های آن

چکیده...............................................................................................................................................17

مقدمه....................................................................................................................................17

آشنایی با سیستم آشوبی.......................................................................................................18

نمونه هایی از سیستم های آشوب طراحی شده در الکترونیک.............................................19

تولید سیگنال آشوب با استفاده از مدار الکتریکی چوا.........................................................20

مدار چوا........................................................................................................................20

ریاضیات مدار چوا(معادلات حالت)..............................................................................21

شبیه سازی چوا و مشاهده پاسخ حالت های زمانی و فازی آن.....................................25

خواص سیگنال های آشوبی.................................................................................................28

پهنای باند.....................................................................................................................28

حساسیت به مقدار اولیه................................................................................................29

جاذبه‌های غریب............................................................................................................30

نقشه های تکرار شونده..................................................................................................31

سازگاری پویا.................................................................................................................33

تفاوت رفتار آشوب و نویز(یا رفتار تصادف گونه).............................................................34

کاربرد های مخابراتی از تئوری آشوب.................................................................................36

مخابرات امن..................................................................................................................36

پنهان سازی اطلاعات(مخفی نمودن).............................................................................39

رمزنگاری......................................................................................................................40

مخابرات فرا پهن باند...................................................................................................42

جمع بندی..........................................................................................................................42

فصل سوم : معرفی چند نوع مدولاسیون  آشوبی و شبیه سازی آن

چکیده................................................................................................................................................44

مقدمه....................................................................................................................................44

معرفی اصول مدولاسیونهای آشوبی....................................................................................45

مدولاسیون با کلید زنی آشوبی(CSK).................................................................................52

مدولاسیون CSK  با یک سیگنال آشوبی......................................................................52

مدولاسیون CSK با دوسیگنال آشوبی...........................................................................56

مدولاسیون تفاضلی با کلید زنی آشوبی (DCSK)..............................................................59

مدولاسیون تفاضلی با کلید زنی آشوبی مدوله شده فرکانس(FM-DCSK).........................62

محاسبه احتمال خطای مدولاسیونهای آشوبی......................................................................64

محاسبه احتمال خطای مدولاسیونهای آشوبی در محیطAWGN..................................64

بخش شبیه سازی مدولاسیون های آشوبی..........................................................................71

شبیه سازی مدولاسیون با یک سیگنال آشوبیCSK.....................................................71

شبیه سازی مدولاسیون با دو سیگنال آشوبی................................................................74

شبیه سازی مدولاسیون آشوب با دو سیگنال غیرقطبی..................................................77

شبیه سازی مدولاسیون آشوبی به صورت ارسال ON/OFF  یا COOK......................79

شبیه سازی مدولاسیون تفاضلی با کلید زنی آشوبی (DCSK).....................................81

جمع بندی............................................................................................................................83

فصل چهار: سیستم مخابرات نوری برای انتقال داده با مدولاسیون آشوبی

چکیده............................................................................................................................................71

مقدمه...................................................................................................................................71

فیبر نوری چیست................................................................................................................72

مزایای استفاده از فیبر نوری.................................................................................................75

تلفات در فیبر نوری...........................................................................................................76

اجزای سیستمهای انتقال در مخابرات نوری.........................................................................80

مدولاسیون در فیبر نوری....................................................................................................76

انواع مدولاسیون فیبر نوری..................................................................................................80

مدولاسیون شدت و محدودیت های آن.......................................................................84

مدولاسیون فاز...............................................................................................................89

افزایش ظرفیت انتقال کانال................................................................................................92

تجزیه و تحلیل های مربوط به مدل های شبیه سازی جعبه ابزار SOFTTDM 2012 در نرم افزار متلب برای سیستم های مخابرات نوری.....................................................................93

مدل های مورد استفاده از کتابخانه Softtdm..............................................................94

آشنایی با ساختار مدل Optical Transmitter...........................................................95

آشنایی با ساختار مدل Fiber Optic.......................................................................98

آشنایی با ساختار مدل Optical Regenerator.........................................................102

آشنایی با ساختار مدل گیرنده نوری (Optical Reciver)..........................................103

دستگاه های اندازه گیری..................................................................................................105

محاسبه گر Bit error rate.............................................................................105

طراحی ساختار سیستم مخابرات نوری با کتابخانه Softtdm............................................106

جمع بندی..........................................................................................................................106

فصل 5 : بررسی نتایج انتقال داده با فیبر نوری بر پایه مدولاسیون آشوبگونه

چکیده ...........................................................................................................................................108

مقدمه...............................................................................................................................108

تجزیه و تحلیل شبیه سازی اجزائ مخابرات نوری.........................................................109

به کارگیری محیط انتقال نوری برای مدولاسیون csk غیرقطبی در طول موج 1550 و 1310نانومتر......................................................................................................................110

تحلیل زمانی سیستم...................................................................................................111

تحلیل خطای سیستم..................................................................................................112

تحلیل حوزه فرکانس.................................................................................................114

تکنیک افزایش انتقال داده بر روی فیبر نوری...................................................................118

انتقال داده فیبر نوری به صورت آنالوگ...........................................................................123

تحلیل زمانی سیستم..................................................................................................123

تحلیل حوزه فرکانس سیستم....................................................................................124

تحلیل خطای سیستم.................................................................................................125

جمع بندی.........................................................................................................................126

فصل 6 : جمع بندی و نتیجه گیری و پیشنهادات

جمع بندی پایان نامه.......................................................................................................127

آنالیز  کلی از عملکرد و نتایج شبیه سازی بخش دیجیتال  ..........................................127

آنالیز  کلی از عملکرد و نتایج شبیه سازی بخش دیجیتال...........................................130

نتیجه گیری............................................................................................................... .... 130

پیشنهادات و ارایه طرح به پژوهشگران.............................................................................126

منابع.......................................................................................................................................................

منبع:

1[ -   هاشمی گلپایگانی سید محمد رضا ، آشوب و کاربرد های آن در مهندسی ، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران) 1388

]2[ -   فرهمند امیر مسعود –نجار اعرابی بابک-کارولوکاس، مقاله کنترل آشوب،گروه برق و کامپیوتر دانشکده فنی دانشگاه تهران

]3[ -  الوانی سید مهدی– دانایی فرد حسن ، تئوری نظم در بی نظمی و مدیریت ، انتشارات صفار – اشراقی،1388

]4[ -خواجویی محمد- حسینی مقدم محمد  ،  مقاله آینده نگاری فناوری براساس پارادایم آشوبشناسی (Chaotic)، دفتر همکاری های فناوری ریاست جمهوری

]5[ -پایان نامه بهبود عملکرد مدولاسیونهای آشوبی در محیط های با محوشدگی چند مسیره،احسان باقری اصل، دانشگاه یزد

]6[ -  مدولاسیو نهای نسل جدید در ارتباطات فیبر نوری ، علی پوراسلامی و مهدی هاشمی، ماهنامه دنیاى مخابرات و ارتباطات، خردادماه 1391، شماره 93               

]7[-   بروس کارلسون-پل کریلی، کتاب مقدمه ای بر سیگنال و نویز در مخابرات الکتریکی،ویراست پنجم،ترجمه محمود دیانی ،انتشارات نص ،1388

]8[-  کاتالوگ راهنمای تولباکس   SOFTTDM 2012

]9[ - پایان نامه تحلیل و شبیه سازی کارکرد سنسور فیبر نوری FP با روش  تفاضل محدود،پیروز نژاد مزارع بهبهانی،دانشگاه آزاد بوشهر

]10[-دکتر سید محمد عترتی خسروشاهی،ممهندس ارمغان جعفری، کتاب اثرات غیرخطی در فیبر های نوری،چاپ اول ،انتشارات دانشگاه صنعتی امیر کبیر،1381

[11] - Tanmoy Banerjee , Single amplifier biquad based inductor-free Chua’s circuit, Springer, Nonlinear Dyn (2012) 68:565–573

[12]-   Prem Bhushan Mital,Umesh Kumar and Rai Sachindra Prasad ,   Chua’s Circuit – A Universal Paradigm for Generating and Studying Chaos , J. of Active and Passive Electronic Devices, Vol. 3, pp. 51–63,2008

[13]-   Mahesh Mulukutla and Cherif Aissi , Implementation of the Chua’s circuit and its applications

[14]- C. C. Chong and S. K. Yong, "UWB direct chaotic communication technology for

low-rate WPAN applications," Vehicular Technology, IEEE Transactions on, vol. 57, pp. 1527-1536, 2008.

 [15]- G. Kolumban, M. Kennedy, G. Kis, and Z. Jako, "FM-DCSK: A novel method for

chaotic communications," in Circuits and Systems, ISCAS'98 International Symposium on, 1998, pp. 477-480.

 [16]- Q. Ding and J. Wang, "Design of frequency-modulated correlation delay shift keying

chaotic communication system," Communications, IET, vol. 5, pp. 901-905, 2011.

[17]- G. Kolumban, M. P. Kennedy, Z. Jákó, and G. Kis, "Chaotic communications with correlator

receivers: theory and performance limits," Proceedings of the IEEE, vol. 90, pp. 711-732, 2002.

 [18]- M. Eisencraft and L. A. Baccalá, "Applying Estimation Techniques to Chaos-based

Digital Communications," InTech, 2010.

 [19]- W. M. Tam, F. C. M. Lau, and C. K. Tse, Digital Communications with chaos:

multiple access techniques and performance: Elsevier,

[20]- RegressionAnalysis[Online]. Available:

htttp://en.wikipedia.org/wiki/Regression_analysis

[21]- G. Kolumbau, "Theoretical noise performance of correlator-based chaotic  Communications  schemes," Circuits and Systems I, IEEE Transactions on, vol. 47, pp. 1692-1701, 2000

 [22]-  Cláudio F. de Melo JR, César A. Lima, Licinius D. S. de Alcantara, Ronaldo 0. dos Santos and João C. W. A. Costa , A SimullnkTM toolbox for simulation and analysis of optical fiber links

 [23]- Dandridge A., Giallorenzi T. G., Bucaro A., Sigel G.H., Optical fiber sensor technology, IEEEJ, quantum electronic,1982, pp. 262-665.

 [24]- Senior J. M., Optical Fiber Communications: Principles and practice, 2nd Ed, prentice-Hall International, 2002

[25]- by Gerd Keiser; Scilab Code for Optical Fiber Communication; 11 January 2011

[26]- L.N. Binh and Jay Armstrong, A SIMULINK MODEL FOR SIMULATION OF OPTICAL COMMUNICATIONS SYSTEMS: PART I – SINGLE-CHANNEL TRANSMSSION, Department of Electrical and Computer Systems Engineering, Monash university, Clayton

[27]- H . S . Nalwa , Photodetectors and Fiber Optics , Academic Press , 2001

[28]-I.A. Kamil and  O.A.Fakolujo, Chaotic Secure Communication Schemes employing Chua’s Circuit, IWSSIP 2010 - 17th International Conference on Systems, Signals and Image Processing

[29]-Herve dedieu and Michael peter," Chaos shift keying:modulation anf demodulation of a chaotic carrier using self –synchroonizing chua circuit",vol.40.NO.10,October 1993"

[30]-G Kandiban and Balachandran ,"Optical communication using chaos based signal tranmistion shame",Indian Journal of pure& Applied Physics,Vol.47,May 2009,pp.346-349

[31]-Alexander N. Pisarchik and Flavio R. Ruiz-Oliveras, Optical secure communication system based on Chaos synchronization, ," Proceedings of the IEEE,

[32]-Kamran Rauf and Muhammad Yasir, Chaos Based Optical Communication, International Journal of Computer and Communication Engineering, Vol. 2, No. 2, March 2013

[33]-Apostolos Argyris and Others. Chaos-based communrications at high bit rates using commercial fibre-optic links, Vol 438|17 November 2005|doi:10.1038/nature04275

[34]-W.M. Tam, F.C.M. Lau, C.K. Tse and S.F. Hau, Analytical BERs of Coherent CSK and Noncoherent DCSK Systems with Multiple Users,nolta2001 proceedings pp.553-556

[35]- Valerio Annovazzi-Lodi and Giuseppe Aromataris, Sabina Merlo," Secure Chaotic Transmission on a Free-Space Optics Data Link", IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS, VOL. 44, NO. 11, NOVEMBER 2008.

[36]-Md. Tawabur Rahman, Shahid Iqbal," Modeling and Performance Analysis of Free Space Optical Communication System", IEEE/OSA/IAPR International Conference on Infonnatics, Electronics & Vision,2012

[37]- Cláudio F. de Melo JR, César A. Lima, Licinius D. S. de Alcantara, Ronaldo 0. dos Santos and João C. W. A. Costa A SimullnkTM toolbox for simulation and analysis of optical fiber links, Laboratório de Eletromagnetismo Aplicado - Departamento de Engenharia Elétrica, Centro Tecnológico - Universidade Federal do Pará.

 [38]-N.K. Pareek a,b, Vinod Patidar a, K.K. Sud a,b, Image encryption using chaotic logistic map,Elsivier, Image and Vision Computing 24 (2006) 926–934

[39]- Le Nguyen BINH, MATLAB Simulink Simulation Platform for Photonic Transmission Systems, I. J. Communications, Network and System Sciences, 2009, 2, 91-168