دانلود مقاله ضرورت و روش تدوین استراتژی نانو تکنولوژی برای فن‌آوری مخابرات الکترواپتیک کشور

چکیده با توجه به افزایش تقاضا برای استفاده از سیستم‌های مختلف ارتباطی سریع و پر ظرفیت، سیستم مخابرات نوری بهترین انتخاب برای جوابگویی به این تقاضای روز افزون است.

این سیستم‌ها در سرعت‌های بالا با استفاده از موجبرهای الکترواپتیک در ابعاد نانومتری ساخته می‌شوند.

گرچه کشور ما در زمینه‌های مختلف علمی ممکن است از کشورهای پیشرفته عقب‌تر باشد، ولی شواهد حاکی از آن است که در زمینه اپتیک و لیزر فاصله ما با آنها بسیار کم است و با برنامه ریزی دقیق، خیلی سریع می‌توان با آنها رقابت کرد[1].

از طرفی تا سال 2000 هنوز کشورهای منطقه خاورمیانه سهمی در بازار بین المللی مخابرات نوری نداشتند و این منطقه بکر و خالی از رقیب داخلی باقی مانده‌است.

ضمنا تا سال 2004 سهم این بازار حدود 100 میلیارد دلار برآورد شده، که رقم قابل توجهی است[2].

به‌عنوان مثال، فروش کریستال‌های غیرخطی که در مخابرات الکترواپتیک به‌کار می‌رود، رشدی سرسام آور دارد بطوری‌که در سال 2005 فروش 36 برابر فروش سال 2000 خواهد بود و به‌طور متوسط سالانه بیش از 90% افزایش رشد وجود خواهد داشت[2].

بنابراین تدوین استراتژی واحد، در کل کشور رمز موفقیت در این کار خواهد بود.

در این مقاله ابتدا ضرورت تدوین استراتژی نانوتکنولوژی برای مخابرات الکترواپتیک بیان می‌شود، سپس مدل جامع مدیریت استراتژیک و روش و مراحل تدوین استراتژی ارایه می‌شوند.

در ادامه، نمونه‌ای از نقاط قوت و ضعف و فرصت‌ها و تهدیدها در زمینه فن‌آوری مخابرات الکترواپتیک و استراتژی‌های مرتبط و متناسب با آنها بیان می‌شود.

در آخر راهکارها و پیشنهاداتی برای پیاده‌سازی در ایران ارایه خواهد شد.

مقدمه ساده‌ترین تعریف از نانوتکنولوژی بیان می‌کند که این فن‌آوری قدرت سازماندهی، کنترل و ساخت در حد اتمی و مولکولی را فراهم می‌آورد.

با این فن‌آوری جدید، انقلابی در زندگی بشر به‌وجود آمده و مواد و امکانات جدیدی در عرصه‌های مختلف علوم از جمله مخابرات، شیمی، مواد، بیوتکنولوژی و غیره ایجاد می‌شود.

نانوتکنولوژی مبحث جدیدی نیست و از سالها پیش در زندگی بشر وجود داشته است، ولی قرن حاضر زمانی است که بشر توانسته آن را بهتر بشناسد و با رویکردی جدید، بیشتر از گذشته آن را تحت کنترل خود درآورد[3].

تکامل سیستم‌های شبکه اترنت((Ethernet از Mb/s 100 به Gb/s 1 و سپس Gb/s 10 سبب رشد خیلی سریع شبکه‌های محلی شده است.

همزمان با آن الگوی ترافیکی به بیرون از ناحیه محلی و هسته شبکه منتقل شده است.

پیشرفت شگرف تجهیزات الکترواپتیک از لحاظ قیمت و عملکرد باعث می‌شود تا شبکه‌های DWDM و سوییچهای الکترواپتیک جایگزین شبکه‌های عمومی(Public Network Sector) شوند.

زیرا این سیستم الکترواپتیک قادر است، سرعت قسمت پشتیبان (Backbone) شبکه IP را تا حد تراهرتز (1012 Hz) با هزینه کمتر، افزایش دهد[3].

لازم به ذکر است، ایجاد سیستم‌های نوری سرعت بالا، تنها با استفاده از مدولاتورها و سوییچهای الکترواپتیکی یا تمام نوری امکان پذیر است.

زیرا افت سیگنال انتقال داده شده با کابلهای نوری نیز، مانند سایر محیط‌های انتقال، در مسافت‌های طولانی بسیار زیاد شده و باعث محو سیگنال و عدم دریافت آن می‌شود.

برای جلوگیری از این مسأله، باید سیگنال اطلاعات در فرکانسهای بالا مدوله شود و این کار با استفاده از مدولاتورهای نوری امکان پذیر است.

در میان مدولاتورهای نوری نیز مدولاتورهای الکترواپتیکی ماخ زندر بهترین کیفیت را دارا هستند.

ساخت این مدولاتورها، نیازمند تجهیزات لایه نشانی و اتاق‌های تمیز با کلاس بالا (کمتر از 1000) است.

لایه نشانی‌های لازم برای ساخت این مدولاتور و ادوات جانبی آن که مهم‌ترین بخش در سیستم‌های نوری محسوب می‌شوند، دقتی در حد نانومتر و آنگستروم را می‌طلبد.

حتی در لایه نشانی با روش‌های تعویض پروتون و اپیتکسی، اتم‌ها با آرایش مناسب، تک به تک در کنار هم چیده ‌می‌شوند.

به همین علت است که نانوتکنولوژی در صحنه مخابرات نوری وارد شده است.

برای ساخت مدولاتور نوری از بستری به نام لیتیوم نایوبیت استفاده می‌شود.

این ماده یک کریستال غیرایزوتروپیک است که ضریب ‌شکست آن با اعمال ولتاژ الکتریکی بر روی آن تغییر می‌کند.

از این خاصیت برای مدولاسیون نور در آن استفاده می‌کنند[5].

در بخش‌های دیگر این مقاله در زمینه میزان فروش و سهم بازار لیتیوم نایوبیت و دیگر تجهیزات مخابرات الکترواپتیکی، مطالبی مطرح خواهد شد که بر ضرورت تدوین استراتژی در این صنعت تاکید خواهد کرد.

کشور ما اغلب دنباله رو کشورهای صنعتی بوده و نوآوری تکنولوژیکی آن در حداقل ممکن بوده است.

از طرفی عدم وجود بستر مناسب برای تحقیقات پیشرفته در کشور، مهاجرت دانشمندان به کشورهای صنعتی را تشدید کرده است.

ایجاد بستر مناسب برای این کار نیازمند برنامه‌ریزی دقیق و صرف هزینه بالاست که باید توجیه منطقی داشته باشد.

در ادامه ضرورت تدوین استراتژی با بیان نتایج اقتصادی حاصل از پیاده‌سازی طرح معرفی می‌شوند.

ضرورت تدوین استراتژی برای صنعت مخابرات الکترواپتیک کشور در عصر حاضر واژه‌های تحقیقات بنیادی(Basic Research) و تحقیقات کاربردی(Applied Research) جای خود را به تحقیقات استراتژیک و مأموریت‌گرا (Vision-Oriented) داده‌اند[6].

بنابراین در آینده قدرت در اختیار ممالکی است که مدیریت و تخصص لازم برای تبدیل سریع تحقیقات علمی به فن‌آوری برتر روز را در اختیار داشته باشند.

در کشور ما امروزه چیزی به نام استراتژی تدوین شده، برای فعالیت‌های فن‌آوری اپتیکی و لیزری وجود ندارد و این امر سبب تشتت کارها و عدم نتیجه‌گیری صحیح شده است.

موارد زیر از جمله دلایلی است که ضرورت تدوین استراتژی در این بخش را بیان می‌کند: نیازمندی به سیستم‌هایی با پهنای باند وسیع در آینده: رشد سریع تکنولوژی باعث افزایش سرعت شبکه‌های مخابراتی شده است.

از طرفی ضرورت پیوستن به بازار تجارت جهانی حقیقتی انکارناپذیر است.

زیرا کشورهایی که در این محدوده قرار نگیرند در آینده با مشکلات عدیده‌ای مواجه خواهند شد[9].

از طرف دیگر تجارت جهانی با در دست داشتن سیستم‌های سریع مبتنی بر WEB بسیار موثر تر از گذشته عمل خواهد کرد.

کل سهم بازار مخابرات در سال 2000، معادل 5/237 میلیارد دلار بوده است که 19 درصد آن، یعنی 2/45 میلیارد دلار، سهم بازار مخابرات نوری است و این سهم نیز در سال‌های آینده رو به افزایش است(شکل1).

در واقع با یک تکنولوژی که در مراحل اولیه چرخه عمر خود قراردارد و کاملا رو به رشد حرکت می‌کند، روبه‌رو هستیم[3] که سرمایه‌گذاری در این تکنولوژی معقول و منطقی است.

سهم مخابرات نوری در سال 2004 با رشد 225% معادل 102 میلیارد دلار تخمین زده شده است (شکل2) که رقمی بسیار قابل توجه است[3].

در سال 2000 از بازار مخابرات نوری 4/40% متعلق به امریکا، 6/29% متعلق به اروپا، 19% ژاپن، 9/7% متعلق به آسیای میانه و 1/3% متعلق به سایر کشورها بوده است(شکل 3).

واضح است که کشورهای منطقه خاورمیانه در این بازار سهمی ندارند و در این جا بازار بدون رقیب مانده است.

اولین کشوری که در این منطقه به‌صورتی موفق قدم در عرصه نانوتکنولوژی بگذارد، برگ برنده را با خود خواهد داشت.

شکل1.

سهم مخابرات نوری از کل سهم فروش مخابرات دنیا در سال 2000 شکل2.

میزان فروش مخابرات نوری در سال 1999 و 2000 و تخمین آن در سال2004 [3] شکل3.

سهم کشورهای مختلف از بازار مخابرات نوری در سال 2000[3] کریستال‌های غیرخطی موادی هستند که در اثر اعمال ولتاژ الکتریکی ضریب شکست آنها تغییر می‌کند.

این کریستال‌ها به‌طور گسترده‌ای در ساخت ادوات نوری نانومتری و لیزرها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شرکت مخابرات تجاری آمریکا (BCC: Business Communication Co.) تحقیقات وسیعی در زمینه بازار فروش این کریستال‌های غیر خطی انجام داده است.

این مطالعات نشان می‌دهد بازار فروش این کریستال‌ها به‌طور متوسط هر سال 90% رشد خواهد داشت.

در این میان لیتیوم نایوبیت LiNbO3 به عنوان اصلی‌ترین کریستالی که در ساخت مدولاتورهای الکترواپتیک سریع به‌کار می‌رود، حدود75 % از بازار را در سال 2000 به خود اختصاص داده است که در سال 2005 این مقدار به 88% سهم بازار مواد غیرخطی افزایش خواهد یافت.

با این وصف، لیتیوم نایوبیت یکه تاز بازار فروش خواهد شد.

در مرحله بعد از آن، کریستال‌هایی مانند LiIO3 جدول 1- فروش مواد الکترواپتیک غیرخطی مورد استفاده در مخابرات الکترو اپتیک در سال 2000 و 2005(برحسب میلیون دلار) [2] شکل 4.

تخمین درصد فروش مواد الکترواپتیک جدول(1) در سال 2000 و 2005 (توسط BCC امریکا) [2] قرار دارند که در ساخت لیزرها و ایزولاتور‌ها به‌کار می‌روند[2].

این مسأله به‌خوبی بیان می‌کند که آینده متعلق به مخابرات الکترواپتیک است(شکل 4).

طبق جدول 1 کل فروش این مواد در سال 2005 معادل 2/11 میلیارد دلار خواهد بود.

طبق مطالعات BCC مقدار رشد سالانه بازار (AAGR%: Average Annual Growth Rate)صنعت فوتونیک و مخابرات نوری، صفحه‌ها نمایشی نوری (Displays) در سال 2001 الی 2006 معادل55% خواهد بود (جدول 2 این موضوع را نشان می‌دهد)[2] Marker for Applications Based on Organic and Polymeric Materials ($ Millions) جدول 2- بازار فروش مخابرات نوری و فوتونیک، لیزر و اپتیک غیرخطی در سال 2001 و2006 [2] آمار نشان می‌دهد، خروج دانشمندان، افراد فرهیخته و متخصص از کشور، تنها به دلایل اقتصادی انجام نمی‌شود.

تعداد کثیری از این افراد به‌خاطر عدم وجود بستر تکنولوژیکی و آزمایشگاههای مجهز پیشرفته در ایران، به کشورهای غربی مهاجرت می‌کنند که امکان بازگشت آنها در صورت ایجاد بستر مناسب علمی وجود دارد[6].

به عنوان مثال، تنها در بخش مخابرات دانشگاه واترلو کانادا حدود 30 نفر دانشجو و استاد ایرانی حضور دارند.

در کشور ما پتانسیل علمی لازم برای انجام تحقیقات مخابرات الکترواپتیک و لیزر در حد گسترده وجود دارد و در این صنعت با کشورهای خارجی فاصله کمی داریم و امکان رقابت برای ما وجود دارد.

وجود مقالات منتشر شده در نشریات معتبر بین المللی و پروژه‌های فوق لیسانس و دکترا در این زمینه، خود مؤید این مسأله است.

از طرفی در دانشگاههای مختلفی مخابرات الکترواپتیک، لیزر و اپتیک به عنوان رشته‌های مجزا در سطح فوق لیسانس و دکترا ارایه می‌شود]1[.

برآوردهای بین المللی در سال 1998 حاکی از آن است که برای انجام بیش از 6000 میلیارد دلار کل مبادلات کالایی جهان، حدود 100 میلیارد دلار، صرف هزینه مبادله می‌شود که حدود 25 میلیارد دلار آن با استفاده از تجارت الکترونیک قابل صرفه جویی است.

این مقدار برای تجارت خارجی ایران 300 میلیون دلار برآورد شده است[8] که در مقایسه با کل لایحه بودجه سال 1381 دولت (حدود 6000 میلیارد تومان) مبلغ قابل توجهی است.

ایجاد بستر مخابرات الکترواپتیک در کشور، باعث تسهیل و افزایش سرعت انتقال داده‌ها و تجارت الکترونیک خواهد شد وجود یک استراتژی واحد در کل کشور در زمینه مخابرات الکترواپتیک باعث می‌شود از دوباره‌کاری‌ها و فعالیت‌های موازی جلوگیری شده و مبلغ زیادی در بیت المال صرفه جویی شود.

تمام موارد فوق و بسیاری از دلایل دیگر که در حوصله این بحث نمی‌گنجد، ضرورت ورود ایران به عرصه نانوتکنولوژی و تدوین سیاست استراتژی پایدار برای توسعه این فن‌آوری را توجیه پذیر ساخته و مورد تایید قرار می‌دهد.

مدل جامع مدیریت استراتژیک تدوین یک برنامه استراتژیک نیازمند سیستم جامع مدیریت استراتژیک است.

در ( شکل 5) مدل جامع برنامه ریزی استراتژیک ارایه شده است.

این مدل سه مرحله کلی را دربرمی‌گیرد.

ابتدا مرحله تدوین استراتژی است.

در مورد تدوین استراتژی در هر تکنولوژی خاصی ابتدا باید موارد زیر مشخص شوند: گروههای کاری و نیروی انسانی متخصص.

تعیین علوم جدید و سرفصل‌های مرتبط با آن.

تکنولوژی‌های وابسته که برای راه اندازی این فن‌آوری به آنها نیازمندیم.

میزان تأثیر این تکنولوژی جدید در توانا ساختن سایر تکنولوژی‌ها.

برتری این تکنولوژی نسبت به موارد مشابه.

توانایی ما برای پیاده سازی و ورود به جرگه دارندگان این تکنولوژی.

میزان شانس موفقیت و ریسک و زمان لازم برای انجام کار.

شرکا و یاریگران طرح.

میزان سود و تحلیل هزینه \ فایده برای ورود به این تکنولوژی با توجه به سهم ما از بازار جهانی.

شکل5.

مدل جامع برنامه ریزی استراتژیک [9] موارد فوق نقاط قوت و ضعف و وضعیت شرایط محیطی ما در میان رقبا را تعیین می‌کند.

سپس فرایند تدوین استراتژی با روش‌هایی که در ادامه بیان خواهد شد، انجام می‌شود.

در مرحله بعد نوبت به اجرای استراتژی می‌رسد.

بدیهی است یک برنامه مدون شده در صورتی موفق است که اجرای استراتژی یعنی تخصیص منابع لازم و کافی، هدف‌گذاری دقیق فعالیت‌ها و پیگیری مستمر آنها با دقت انجام شود.

در مرحله آخر ضرورت دارد که نتایج کار به منظور رفع نقایص و بهبود مستمر ارزیابی شوند.

برنامه‌ مدیریت استراتژیک، بدون توجه به نقش اندازه‌گیری عملکرد و تعیین معیارهای صحیح برای آن، یک دور تسلسل باطل و کورکورانه است که هیچ موفقیتی را دربرنخواهد داشت.

ارایه مدل تدوین استراتژی نانوتکنولوژی روش‌های مهم تدوین استراتژی، در قالب یک چارچوب تصمیم‌گیری سه مرحله‌ای در ( شکل 6 ) ارایه شده است.

مرحله اول این استراتژی که ورودی‌های برنامه‌ریزی استراتژیک را شکل می‌دهند، با استفاده از ماتریس ارزیابی عوامل داخلی (Internal Factor Evelauation)، ماتریس ارزیابی عوامل خارجی (External Factor Evaluation) و ماتریس بررسی رقابت(Competitive Profile Matrix) انجام می‌شوند.

این سه ماتریس نقاط ضعف و قوت کشور در زمینه مورد نظر، میزان اهمیت آنها و وضعیت فعلی آنها و وضعیت رقبا در آنها را نشان می‌دهد.

برای تهیه اطلاعات مربوط به نقاط ضعف و قوت می‌توان، تیمی توام از متخصصان حرفه‌ای و مدیران حرفه‌ای تشکیل داد(Concurrent Management) و سپس با استفاده از روش دلفی در چند مرحله این اطلاعات را با دقت بالا با کمک آنها تهیه نمود.

برای جلوگیری از اتلاف وقت و نتیجه