از زمانی كه بحث مولدهای پراكنده در نقاط مختلف دنیا رواج یافته، تاكنون مباحث زیادی در این خصوص مفتوح مانده است و با توجه به جدید بودن ایده بكارگیری گسترده از این واحدها و نحوة مشاركت بخشهای غیر دولتی و همچنین نحوة حمایت دولت برای بهره برداری از آنها این بحث هنوز بصورت قانونی مدون استخراج نگردیده است. سازندگان اصلی این نوع مولدها همواره به دنبال كاهش هزینه های مربوط به طراحی، ساخت و خدمات پس از فروش بوده اند. در حال حاضر بدلیل بكارگیری تكنولوژیهای جدید، برخی از انواع این مولدها همچنان دارای سرمایه گذاری پایه اولیه بالایی بوده و قیمت تمام شده برق تولیدی آنها قابل رقابت با رویه های جاری نیست. بایستی توجه داشت كه این مولدها دارای امكانات و مشخصات ویژه ای هستند كه قیاس آنها را با سایر واحدهای تأمین كننده برق امكان پذیر می سازد. در حال رشدی معادل 4/7 درصد برای مصرف انرژی برق (بطور متوسط) در اكثر كشورهای جهان تعیین شده است. كه البته طبق اظهار نظر مسؤلان این روند در كشور، دارای رشد حدود 8% سالیانه است. با توجه به راندمان حدود 50% نیروگاه ها (سیكل تركیبی) و مد نظر قراردادن این موضوع كه تلفات ناشی از انتقال انرژی و توزیع آن رقمی معادل 10 الی 15 درصد را در بردارد تأمین مازاد نیاز انرژی به معنای استفاده فراوان از منابع انرژی فسیلی است.
جهت رفع این نقیصه استفاده از انرژیهای نو و تجدید پذیر و همچنین ایجاد یک الگوی مصرف مناسب به همراه تجدید ساختار در صنعت برق با بهره گیری از مولدهای پراكنده، راهكارهای با ارزش و مهم محسوب میشوند. در اكثر كشورهای جهان كه بهای انرژی دارای ارزش واقعی نیست مصرف بی رویه از آن هزینه های فراوانی در بردارد. در حال حاضر در كشور ما بدلیل ارزان بودن قیمت سوخت، علاوه بر عدم ارزش انرژی گرمائی تولیدی برای واحدها و مصارف مختلف، مصرف انرژی هنوز جایگاه واقعی خود را پیدا نكرده است. مولدهای پراكنده ای كه در ادامه از آنها صحبت به میان خواهد آمد علاوه بر حفظ منابع انرژی و جلوگیری از اتلاف آن، بدون داشتن آلاینده های زیست محیطی و صوتی شرایط حفظ محیط زیست را نیز فراهم می سازند.
از لحاظ بعد تاریخی تولید كننده های برق به صورت پراكنده بودند و به طور محلی مورد استفاده قرار می گرفتند. بعدها به دلایل اقتصادی و تكنیكی تمركز تولید بیشتر شد، تا به حالت امروزی در آمد. در عصر حاضر به دلایل متعددی تولید در حال تغییر ماهیت به تولید پراكنده می باشد. طبق پیش بینی انسیتیتو تحقیقات برق آمریكا تا سال 2010 حدود 25% تولید به صورت تولید پراكنده خواهد بود و نیز طبق پیش بینی مؤسسه گاز طبیعی آمریكا تا سال 2010 حدود 30% تولید به صورت پراكنده خواهد بود.
در ادامه ما به بحث شرایط اقلیمی كشور ایران می پردازیم. كشور ایران 1648195 كیلومتر مربع وسعت دارد و در غرب قاره آسیا واقع شده و جزء كشورهای خاورمیانه محسوب می شود. در مجموع محیط ایران 8731 كیلومتر می باشد. حدود 90 درصد خاك ایران در محدوده فلات ایران واقع شده است. بنابراین ایران كشوری كوهستانی محسوب می شود. بیش از نیمی از مساحت ایران را كوه ها و ارتفاعات، یک چهارم را صحراها و كمتر از یک چهارم را اراضی قابل كشت تشكیل می دهند. ایران دارای آب و هوای متنوع و متفاوت است و با مقایسه نقاط كشور این تنوع را بخوبی می توان مشاهده كرد. میزان تفاوت و تركیب گوناگون عوامل اقلیمی كه خود ناشی از تفاوت موقعیت جغرافیایی مناطق مختلف است، حوزه های اقلیمی متفاوتی در جهان پدید آورده كه هر یک ویژگیهای خاصی دارد. محیط زیست، شهرها و حتی بناهای مربوط به این حوزه های اقلیمی، ویژگیهای خاصی متناسب با شرایط اقلیمی خود به دست آوردهاند. بدین منظور، نخست به تقسیمات اقلیمی در سطح جهان و ایران اشاره نموده و سپس به انتخاب ده شهر در مناطق مختلف اقلیمی ایران پرداخته میشود.
در ادامه به تعیین هزینه تولید برق از یک نیروگاه تولید پراکنده می پردازیم که یكی از عوامل مهم به هنگام استفاده از یک تکنولوژی DG، هزینه می باشد. بهرحال تعیین هزینه یک تكنولوژی DG اغلب پیچیده می باشد. علاوه بر هزینه یا سرمایه اولیه تجهیزات، نیروی كار و دیگر مخارج مربوط به نصب، بهره برداری و تعمییرات تجهیزات نیز وجود دارد. همچنین هزینه برق تولیدی توسط تكنولوژی DG می تواند برآورد و با قیمت موجود پرداخت شده برای برق شبكه قدرت مقایسه شود. هزینه تجهیزات برای تكنولوژیهای DG اغلب بر حسب هزینه آنها در هر كیلووات از برق تولیدی و یا دلار بر كیلووات، قیمت گذاری می گردد. برای انتخاب یكی از انواع مختلف نیروگاه های تولید پراکنده عوامل مختلفی وجود دارد تا مشخص شود كدام نیروگاه برای وضعیت ویژه مناسب تر می باشد. كه این عوامل در فصل چهارم به تفصیل تشریح گردیده است. در پایان با بهره گرفتن از نرم افزار HOMER به مدلسازی سیستمهای تولید پراکنده کوچک می پردازیم که این نرم افزار قابلیت انتخاب بهینه هیبرید انواع تولید پراکنده ر

ا دارا می باشد.

:
امروزه فناوری اطلاعات به حدی رشد یافته است كه علاوه بر سرویس وب، پست الكترونیكی، دسترسی به شبكه از راه دور و… ارتباطات پیشرفته تری مانند سرویسهای VoIP و IPTV و ویدئو كنفرانس ارائه میشود، سرویس هایی كه بر پایه پروتكل اینترنت (IP) بنا نهاده شده است، نظر به نامحدود بودن و همچنین سادگی در ارتباط و قابلیت انعطاف در اضافه و حذف رسانه ها دارای قابلیت بالقوه ای در ارائه سرویسهای پیشرفته تر میباشند، همچنین برنامه های جدید و بسیاری از برنامه های دیگر كه در آینده عرضه می شوند را می توان به آسانی و با صرف هزینه كمتر، با پروتكل اینترنت اجرا نمود، به عنوان مثال فناوری هایی نظیر VoIP در بستر اینترنت، با هزینه های به مراتب پایینتر از شبكه های تلفنی قابل ارائه است. در كنار پیشرفت های سریع فناوری هایی كه در بالا اشاره شد سرویسهای جدیدی برای كاربران در محیط شبكه های رایانه ای به وجود آمده، از جمله سرویسهای آموزش از راه دور، تجارت الكترونیكی و تقاضای لحظه ای تصویر كه انتقال حجم زیاد اطلاعات چند رسانه ای از ویژگیهای مهم این نوع سرویسها میباشد، استفاده فراگیر و رشد تصاعدی تعداد كاربران این شبكه و تمایل روز افزون سایر بخشهای تجاری برای بكارگیری اینترنت و شبكه های كوچكتر با فناوری مشابه (همچون اینترانتها) به عنوان بستر فعالیت های تجاری، كمیت و كیفیت مورد انتظار از كاربردهای اینترنتی را افزایش داده است.
از آنجا كه بستر اینترنت، بستر مناسب برای زیرساخت شبكه های نسل آینده میباشد، ارائه کیفیت سرویس مورد نیاز برای هر یک از انواع كاربردها، بیش از پیش مورد اهمیت میباشد و اخیرا بسیاری از تحقیقات را به خود اختصاص داده است. با توجه به ارائه سرویسهای مختلف در بستر اینترنت، پارامترهایی همچون تاخیر، تغییر در تاخیر و گم شدن اطلاعات با مقادیر مختلف، توسط كاربردها تقاضا میشوند، كه باید این سطوح كیفیت، متناسب با آن كاربرد تضمین گردند. در تمام كاربردها، كنترل و مدیریت كیفیت سرویس برای ارضاء نیازهای كاربران و فراهم كنندگان سرویس مورد نیاز می باشد.
سرویسهای متمایز یک ساختار برای ارائه كیفیت سرویس در شبكه های پیشرفته مبتنی بر پروتكل اینترنت میباشند. در این ساختار، سرویسهای مورد نیاز، علامت گذاری و كلاس بندی شده و بر مبنای این علامتگذاری، مسیریاب ها و سوئیچها، سیاستهای متفاوتی را انجام میدهند، این ساختار با اعمال تغییراتی میتواند ساختار قابل قبولی برای شبكه های نسل آینده باشد. MPLS نیز به عنوان روشی برای پشتیبانی از مهندسی ترافیک عرضه شده ، اما به تنهایی نمیتواند تفكیكی بین سرویسهای مختلف ایجاد نماید و نیاز به استفاده از ساختار دیگری برای رفع این مشكل دارد. از طرفی ساختار سرویسهای متمایز، به گونه ای است كه نمیتواند یک كیفیت سرویس انتها به انتها را ارائه نماید، به دلیل آنكه هیچ تاثیری بر روی مسیر بسته ها ندارد و فقط بر اساس اولویت بسته ها، شروع به ارسال مینماید و هیچگونه كنترل در برابر خرابی و ازدحام نخواهد داشت، بنابراین با تركیب MPLS و سرویس های متمایز كه ساختار DS-TE نامیده می شود، به توانایی كاملی خواهیم رسید كه از مزایای MPLS و سرویس های متمایز برخوردار میباشد. این روش به دلیل بازدهی بالا در انتقال هسته شبكه های نسل آینده استفاده میشود. در این پایان نامه، ارائه روشی بهینه جهت مدیریت پهنای باند در شبكه های مجهز به ساختار DS-TE، مورد هدف می باشد، یكی از روش های مدیریت پهنای باند در این ساختار، محدود كردن ترافیك، بسته به نوع سرویس میباشد. از آنجا كه مدل عروسك روسی (RDM)، از بین مدلهای استاندارد شده دارای عملكرد بهتری میباشد، مبنای روش پیشنهادی این پایان نامه قرار گرفته و ایرادات وارد شده به این مدل، از جمله عدم تضمین حداقل پهنای باند كلاسهای مختلف ترافیكی، با بهره گرفتن از سیاست قبضه كردن و مشكل مسیریابی مجدد ترافیک های قبضه شده، با بهره گرفتن از اجرای سیاست تقلیل حل شده است، همچنین برای ایجاد عدالت در كلاس های مختلف ترافیكی كه این سیاستها برروی آنها اعمال گردیده، از علم تصمیم گیری استفاده شده است.
با این توضیحات، در فصل اول كلیات پژوهش و در فصل دوم كلیات شبكه های نسل آینده بررسی شده است، در فصل سوم كیفیت سرویس در شبكه های مبتنی بر پروتكل اینترنت و در فصل چهارم تحلیل روش های مدیریت پهنای باند در شبكه های مبتنی بر پروتكل اینترنت توضیح داده شده است، فصل پنجم به ارائه مدیریت بهینه پهنای باند به همراه الگوریتم شبیه سازی و مقایسه نتایج و در پایان، فصل ششم به نتیجه گیری، بیان پیشنهادات و ارائه پیوست های لازم پرداخته است.

معماری های کنونی کیفیت سرویس با خصوصیات لایه پیوند سروکار ندارند. این معماری ها تفاوت های موجود در نیازهای کیفیت سرویس در شبکه های ارائه کننده سرویس اینترنت و شبکه های زیرساخت یا هسته را در نظر نمی گیرند. این تفاوت ها در نیازهای کیفیت سرویس از تفاوت های موجود در حجم ترافیک به کار گرفته شده در
ISP و شبکه های زیرساخت ناشی می شوند. مضافا با توجه به ماهیت خود، به کندی عمل می کنند و در نتیجه این امکان را به وجود می آورند که ترافیک های نامناسب وارد شبکه شوند و عملکرد آن را مختل کنند. این موضوع نیاز به یک معماری کیفیت سرویس را که مشکلات یاد شده را نداشته باشد و از مزایای معماری های موجود نیز بهره مند باشد، آشکار می کند.
در این رساله برای دستیابی به هدف مذکور، یک معماری کیفیت سرویس براساس سوئیچینگ برچسب چند پروتکلی پیشنهاد می کنیم. در این معماری از مزایای معماری های مبتنی بر ATM و DiffServ استفاده می گردد. این تحقیق شامل جزئیات معماری QoS و نتایج شبیه سازی برای نشان دادن حصول به اهداف یاد شده است.
فصل اول جزئیاتی از معماری پیشنهاد شده و مقایسه آن با معماری های شناخته شده دیگر را ارائه می کند. فصل دوم تحلیل کیفی از دو پروتکل سیگنالینگ در این معماری را بیان می کند. فصل سوم شامل نتایج شبیه سازی است که تأثیر ترکیب MPLS و DiffServ را در شبکه های هسته نشان می دهد. فصل چهارم، نتایج حاصل از تحلیل کیفی و کمی معماری را ارائه می دهد و همچنین روند آتی را نیز پیشنهاد می کند.
فصل اول
1-1- هدف
بحث کنترل ترافیک در شبکه ها جهت رسیدن به بهترین کیفیت سرویس از مهمترین موضوعات برای طراحان شبکه های بزرگ می باشد. معماری پیشنهادی، ترافیک در هسته شبکه را به بهترین شکل ممکن و با کیفیت عالی تحت کنترل دارد.
2-1- پیشینه تحقیق
تلاش های بسیاری جهت بهبود کیفیت سرویس در شبکه ها صورت گرفته است و در فصل سوم (2-3-2) به برخی از این معماری ها اشاره شده است که هرکدام از معماری ها معایبی دارند اما معماری پیشنهادی هرچند به مرحله تولید نرسیده است اما به صورت آزمایشگاهی بهترین کیفیت سرویس را در هسته نشان داده است (با کمک NS-2) و با کمک این معماری توانستیم ترافیک و ازدحام را با مکانیزم هایی تحت کنترل کامل درآوریم.
3-1- روش کار و تحقیق
جهت رسیدن به هدف نهایی از جدیدترین مقالات مرتبط استفاده شده است. با توجه به اینکه در این معماری از MPLS و DIFFSERVICE استفاده شده است لذا تسلط به این دو بحث ضروری به نظر می رسید که در ادامه همین فصل به طور خلاصه به توضیح آنها خواهیم پرداخت. همچنین برای شبیه سازی از نرم افزار NS-2 استفاده شده است که نتایج آن به صورت گرافیکی در فصل آخر رساله آمده است.

واژه فازی در فرهنگ لغت آكسفورد به معنای “مبهم، گنگ، نادقیق، گیج، مغشوش، درهم و نامشخص” تعریف شده است. تئوری فازی به وسیله پروفسور لطفی زاده در سال 1965 در مقاله ای به نام “مجموعه های فازی” معرفی گردید. قبل از كار بر روی تئوری فازی، لطفی زاده یک شخص برجسته در تئوری كنترل بود. او مفهوم “حالت” كه اساس تئوری كنترل مدرن را شكل می دهد، توسعه داد. در اوائل دهه 60 او فكر كرد كه تئوری كنترل كلاسیک بیش از حد بر روی دقت تاكید داشته و از این رو با سیستم های پیچیده نمی تواند كار كند. در سال 1962 چیزی را بدین مضمون برای سیستم های بیولوژیک نوشت: “ما اساساً به نوع جدیدی ریاضیات نیازمندیم، ریاضیات مقادیر مبهم یا فازی كه توسط توزیع های احتمالات قابل توصیف نیستند.” پس از آن وی ایده اش را در مقاله “مجموعه های فازی” تجسم بخشید.
منطق فازی معتقد است كه ابهام در ماهیت علم است. برخلاف دیگران كه معتقدند كه باید تقریب ها را دقیق تر كرد تا بهره وری افزایش یابد. لطفی زاده معتقد است كه باید به دنبال ساختن مدل هایی بود كه ابهام را به عنوان بخشی از سیستم مدل كند.
منطق فازی یک سیستم منطقی بی نهایت مقداره است با هدف فراهم آوردن مدلی برای استدلالات و استنتاجات انسانی كه بیشتر دارای طبیعتی تقریبی اند تا دقیق و به عبارتی شاخه ای از ریاضیات است كه به كامپیوترهای متداول این امكان را می دهد تا بتوان انواع مختلف ابهامات و عدم قطعیت هایی كه در زندگی روزمره با آن مواجهیم را شبیه سازی كند.
همانگونه كه می دانیم هر چیزی در دنیای واقعی را نمی توان در طبقات بسیار جدا از هم، آن گونه كه تئوری مجموعه های كلاسیک قرار می دهد، تقسیم نمود، به همین دلیل در دنیای فازی مرزهای اختصاص یافته به اعداد، گسترده تر گردیده اند، به گونه ای كه مثلاً عدد 0/5 را می توان تا حدی عدد صفر محسوب كرد (در حالی كه در دنیای كلاسیک فقط عدد صفر می تواند معرف صفر بودن باشد) و این كمك می كند كه بتوانیم بهتر خطای اندازه گیری (عدم قطعیت حاصل از اندازه گیری) را مدل كنیم و سیستم تصمیم گیر مثل كنترل كننده، بتواند هموارتر رفتار نماید و به خطای مشاهده كمتر حساس شود. لازم به ذكر است كه این تئوری، دارای روش های محاسباتی خاص خود می باشد كه تا حدی با محاسبات معمول دنیای كلاسیک متفاوت بوده كه در متن حاضر به اختصار مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

قرن حاضر، پیشرفت های اساسی را در زمینه نیمه هادی ها تجربه کرده است. بسیاری از اکتشافات عظیم در فیزیک از مطالعه بر روی امواج در ساختارهای پریودیک سرچشمه می گیرد. شکاف باندهای الکترومغناطیسی (EBG)، دسته ای جدید از دی الکتریکهای متناوب هستند که می توان آنها را جایگزین فوتونیکی نیمه هادی ها دانست. امواج الکترومغناطیسی در EBG رفتاری مشابه الکترونها در نیمه هادی ها دارند. تناوب در این مواد باعث جلوگیری از انتشار امواج در یک فرکانس معین می شود. ظهور ساختارهای EBG، کاربردهای آنتنی بسیار جدیدی را به همراه داشت. دو ویژگی اساسی شکاف باندهای الکترومغناطیسی، تضعیف مدهای زیرلایه ای ناخواسته و داشتن رفتاری مشابه صفحه زمین مغناطیسی مصنوعی است. امروزه بسیاری از آنتن ها بایستی کوچک و پهن باند باشند. دستیابی به چنین آنتن هایی نیاز به زیرلایه ای ضخیم با گذردهی الکتریکی بالا دارد. چنین زیرلایه ای دو عیب عمده دارد: ماده ای با گذردهی نسبی بالا از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست و دومین ایراد به مدهای زیرلایه ای ناخواسته باز می گردد که در لبه های زیرلایه منتشر و اثر مخربی بر پترن تشعشعی آنتن دارند. در سال 1990 میلادی، محققان یک ساختار شکاف باند الکترومغناطیسی را به عنوان زیرلایه معرفی کردند که قابلیت حذف مدهای زیرلایه ای ناخواسته را داشت.
فصل اول این پایان نامه، کلیات موضوع مورد تحقیق را در برمی گیرد. این فصل در سه بخش تنظیم شده است. در بخش اول به هدف پایان نامه، در بخش دوم به پیشینه تحقیق و در بخش سوم به روش کاری مورد استفاده پرداخته می شود.
در فصل دوم به شناخت مواد EBG، ویژگی ها و کاربردهای آن می پردازیم.
فصل سوم شامل طراحی زیرلایه EBG برای استفاده در آنتن پچ شکافی است. پس از شبیه سازی آنتن مذکور، نتایج استخراج می گردد. در این آنتن از دو نوع قطبی شدگی استفاده شده است. در پایان فصل هم به مقایسه ای بین آنتن با و بدون زیرلایه EBG پرداخته می شود.
در فصول چهارم و پنجم آنتن پچ ماکرواستریپ با بهره گرفتن از فوق لایه EBG یک و سه بعدی شبیه سازی می شود. در ادامه به طراحی این فوق لایه ها در یک و سه بعد پرداخته می شود. در پایان اثرات این دو نوع فوق لایه بر عملکرد آنتن مورد ارزیابی قرار می گیرد. این آنتن نیز از دو نوع قطبی شدگی خطی و دایروی استفاده می کند.
در فصل ششم از مواد EBG به عنوان بازتابنده استفاده شده است. آنتن به کار رفته در این قسمت، تک قطبی است. نتایج حاصل از شبیه سازی نیز ارائه شده است.
برای شبیه سازی مواد EBG و آنتن ها از نرم افزار HFSS10 استفاده شده است.
فصل هفتم نتیجه گیری و پیشنهادات را در بر می گیرد.