ضرورت و روش تدوين استراتژي نانوتكنولوژي براي فن‌آوري مخابرات الكترواپتيك كشور

چكيده
با توجه به افزايش تقاضا براي استفاده از سيستم‌هاي مختلف ارتباطي سريع و پر ظرفيت، سيستم مخابرات نوري بهترين انتخاب براي جوابگويي به اين تقاضاي روز افزون است. اين سيستم‌ها در سرعت‌هاي بالا با استفاده از موجبرهاي الكترواپتيك در ابعاد نانومتري ساخته مي‌شوند. گرچه كشور ما در زمينه‌هاي مختلف علمي ممكن است از كشورهاي پيشرفته عقب‌تر باشد، ولي شواهد حاكي از آن است كه در زمينه اپتيك و ليزر فاصله ما با آنها بسيار كم است و با برنامه ريزي دقيق، خيلي سريع مي‌توان با آنها رقابت كرد[۱]. از طرفي تا سال ۲۰۰۰ هنوز كشورهاي منطقه

خاورميانه سهمي در بازار بين المللي مخابرات نوري نداشتند و اين منطقه بكر و خالي از رقيب داخلي باقي مانده‌است. ضمنا تا سال ۲۰۰۴ سهم اين بازار حدود ۱۰۰ ميليارد دلار برآورد شده، كه رقم قابل توجهي است[۲]. به‌عنوان مثال، فروش كريستال‌هاي غيرخطي كه در مخابرات الكترواپتيك به‌كار مي‌رود، رشدي سرسام آور دارد بطوري‌كه در سال ۲۰۰۵ فروش ۳۶ برابر فروش سال ۲۰۰۰ خواهد بود و به‌طور متوسط سالانه بيش از ۹۰% افزايش رشد وجود خواهد داشت[۲]. بنابراين تدوين استراتژي واحد، در كل كشور رمز موفقيت در اين كار خواهد بود. در اين مقاله ابتدا ضرورت تدوين استراتژي نانوتكنولوژي براي مخابرات الكترواپتيك بيان مي‌شود، سپس مدل جامع مديريت استراتژيك و روش و مراحل تدوين استراتژي ارايه مي‌شوند. در ادامه، نمونه‌اي از نقاط قوت و ضعف و فرصت‌ها و تهديدها در زمينه فن‌آوري مخابرات الكترواپتيك و استراتژي‌هاي مرتبط و متن

اسب با آنها بيان مي‌شود. در آخر راهكارها و پيشنهاداتي براي پياده‌سازي در ايران ارايه خواهد شد.

مقدمه
ساده‌ترين تعريف از نانوتكنولوژي بيان مي‌كند كه اين فن‌آوري قدرت سازماندهي، كنترل و ساخت در حد اتمي و مولكولي را فراهم مي‌آورد. با اين فن‌آوري جديد، انقلابي در زندگي بشر به‌وجو

د آمده و مواد و امكانات جديدي در عرصه‌هاي مختلف علوم از جمله مخابرات، شيمي، مواد، بيوتكنولوژي و غيره ايجاد مي‌شود. نانوتكنولوژي مبحث جديدي نيست و از سالها پيش در زندگي بشر وجود داشته است، ولي قرن حاضر زماني است كه بشر توانسته آن را بهتر بشناسد و با رويكردي جديد، بيشتر از گذشته آن را تحت كنترل خود درآورد[۳].
تكامل سيستم‌هاي شبكه اترنت((Ethernet از Mb/s 100 به Gb/s 1 و سپس Gb/s 10 سبب رشد خيلي سريع شبكه‌هاي محلي شده است. همزمان با آن الگوي ترافيكي به بيرون از ناحيه محلي و هسته شبكه منتقل شده است. پيشرفت شگرف تجهيزات الكترواپتيك از لحاظ قيمت و عملكرد باعث مي‌شود تا شبكه‌هاي DWDM و سوييچهاي الكترواپتيك جايگزين شبكه‌هاي عمومي(Public Network Sector) شوند. زيرا اين سيستم الكترواپتيك قادر است، سرعت قسمت پشتيبان (Backbone) شبكه IP را تا حد تراهرتز (۱۰۱۲ Hz) با هزينه كمتر، افزايش دهد[۳]. لازم به ذكر است، ايجاد سيستم‌هاي نوري سرعت بالا، تنها با استفاده از مدولاتورها و سوييچهاي الكترواپتيكي يا تمام نوري امكان پذير است. زيرا افت سيگنال انتقال داده شده با كابلهاي نوري نيز، مانند ساير محيط‌هاي انتقال، در مسافت‌هاي طولاني بسيار زياد شده و باعث محو سيگنال و عدم دريافت آن مي‌شود. براي جلوگيري از اين مسأله، بايد سيگنال اطلاعات در فركانسهاي بالا مدوله شود و اين كار با استفاده از مدولاتورهاي نوري امكان پذير است. در ميان مدولات

ورهاي نوري نيز مدولاتورهاي الكترواپتيكي ماخ زندر بهترين كيفيت را دارا هستند. ساخت اين مدولاتورها، نيازمند تجهيزات لايه نشاني و اتاق‌هاي تميز با كلاس بالا (كمتر از ۱۰۰۰) است. لايه نشاني‌هاي لازم براي ساخت اين مدولاتور و ادوات جانبي آن كه مهم‌ترين بخش در سيستم‌هاي نوري محسوب مي‌شوند، دقتي در حد نانومتر و آنگستروم را مي‌طلبد. حتي در لايه نشاني با روش‌هاي تعويض پروتون و اپيتكسي، اتم‌ها با آرايش مناسب، تك به تك در كنار ه

م چيده ‌مي‌شوند. به همين علت است كه نانوتكنولوژي در صحنه مخابرات نوري وارد شده است. براي ساخت مدولاتور نوري از بستري به نام ليتيوم نايوبيت استفاده مي‌شود. اين ماده يك كريستال غيرايزوتروپيك است كه ضريب ‌شكست آن با اعمال ولتاژ الكتريكي بر روي آن تغيير

مي‌كند. از اين خاصيت براي مدولاسيون نور در آن استفاده مي‌كنند[۵]. در بخش‌هاي ديگر اين مقاله در زمينه ميزان فروش و سهم بازار ليتيوم نايوبيت و ديگر تجهيزات مخابرات الكترواپتيكي، مطالبي مطرح خواهد شد كه بر ضرورت تدوين استراتژي در اين صنعت تاكيد خواهد كرد.
كشور ما اغلب دنباله رو كشورهاي صنعتي بوده و نوآوري تكنولوژيكي آن در حداقل ممكن بوده

است. از طرفي عدم وجود بستر مناسب براي تحقيقات پيشرفته در كشور، مهاجرت دانشمندان به كشورهاي صنعتي را تشديد كرده است. ايجاد بستر مناسب براي اين كار نيازمند برنامه‌ريزي دقيق و صرف هزينه بالاست كه بايد توجيه منطقي داشته باشد. در ادامه ضرورت تدوين استراتژي با بيان نتايج اقتصادي حاصل از پياده‌سازي طرح معرفي مي‌شوند.

ضرورت تدوين استراتژي براي صنعت مخابرات الكترواپتيك كشور
در عصر حاضر واژه‌هاي تحقيقات بنيادي(Basic Research) و تحقيقات كاربردي(Applied Research) جاي خود را به تحقيقات استراتژيك و مأموريت‌گرا (Vision-Oriented) داده‌اند[۶]. بنابراين در آينده قدرت در اختيار ممالكي است كه مديريت و تخصص لازم براي تبديل سريع تحقيقات علمي به فن‌آوري برتر روز را در اختيار داشته باشند. در كشور ما امروزه چيزي به نام استراتژي تدوين شده، براي فعاليت‌هاي فن‌آوري اپتيكي و ليزري وجود ندارد و اين امر سبب تشتت كارها و عدم نتيجه‌گيري صحيح شده است. موارد زير از جمله دلايلي است كه ضرورت تدوين استراتژي در اين بخش را بيان مي‌كند:
• نيازمندي به سيستم‌هايي با پهناي باند وسيع در آينده: رشد سريع تكنولوژي باعث افزايش سرعت شبكه‌هاي مخابراتي شده است. از طرفي ضرورت پيوستن به بازار تجارت جهاني حقيقتي انكارناپذير است. زيرا كشورهايي كه در اين محدوده قرار نگيرند در آينده با مشكلات عديده‌اي مواجه خواهند شد[۹]. از طرف ديگر تجارت جهاني با در دست داشتن سيستم‌هاي سريع مبتني بر WEB بسيار موثر تر از گذشته عمل خواهد كرد.
• كل سهم بازار مخابرات در سال ۲۰۰۰، معادل ۵/۲۳۷ ميليارد دلار بوده است كه ۱۹ درصد آن، يعني ۲/۴۵ ميليارد دلار، سهم بازار مخابرات نوري است و اين سهم نيز در سال‌هاي آينده رو به افزايش است(شكل۱). در واقع با يك تكنولوژي كه در مراحل اوليه چرخه عمر خود قراردارد و كاملا رو به رشد حركت مي‌كند، روبه‌رو هستيم[۳] كه سرمايه‌گذاري در اين تكنولوژي معقول و منطقي است.

• سهم مخابرات نوري در سال ۲۰۰۴ با رشد ۲۲۵% معادل ۱۰۲ ميليارد دلار تخمين زده شده است (شكل۲) كه رقمي بسيار قابل توجه است[۳].
• در سال ۲۰۰۰ از بازار مخابرات نوري ۴/۴۰% متعلق به امريكا، ۶/۲۹% متعلق به اروپا، ۱۹% ژاپن، ۹/۷% متعلق به آسياي ميانه و ۱/۳% متعلق به ساير كشورها بوده است(شكل ۳). واضح است كه كشورهاي منطقه خاورميانه در اين بازار سهمي ندارند و در اين جا بازار بدون رقيب مانده است. اولين كشوري كه در اين منطقه به‌صورتي موفق قدم در عرصه نانوتكنولوژي بگذارد، برگ برنده را با خود خواهد داشت.

 

شكل۱٫ سهم مخابرات نوري از كل سهم فروش مخابرات دنيا در سال ۲۰۰۰

شكل۲٫ ميزان فروش مخابرات نوري در سال ۱۹۹۹ و ۲۰۰۰ و تخمين آن در سال۲۰۰۴ [۳]

شكل۳٫ سهم كشورهاي مختلف از بازار مخابرات نوري در سال ۲۰۰۰[۳]

• كريستال‌هاي غيرخطي موادي هستند كه در اثر اعمال ولتاژ الكتريكي ضريب شكست آنها تغيير مي‌كند. اين كريستال‌ها به‌طور گسترده‌اي در ساخت ادوات نوري نانومتري و ليزرها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. شركت مخابرات تجاري آمريكا (BCC: Business Communication Co.) تحقيقات وسيعي در زمينه بازار فروش اين كريستال‌هاي غير خطي انجام داده است. اين مطالعات نشان مي‌دهد بازار فروش اين كريستال‌ها به‌طور متوسط هر سال ۹۰% رشد خواهد داشت. در اين ميان ليتيوم نايوبيت LiNbO¬۳ به عنوان اصلي‌ترين كريستالي كه در ساخت مدولاتورهاي الكترواپتيك سريع به‌كار مي‌رود، حدود۷۵ % از بازار را در سال ۲۰۰۰ به خود اختصاص داده است كه در سال ۲۰۰۵ اين مقدار به ۸۸% سهم بازار مواد غيرخطي افزايش خواهد يافت. با اين وصف، ليتيوم نا

يوبيت يكه تاز بازار فروش خواهد شد. در مرحله بعد از آن، كريستال‌هايي مانند LiIO¬۳

۲۰۰۰ ۲۰۰۵ AAGR%
2000-2005
LiNbo3 316.1 9,919.7 99.2
Rotators,isolators(Lio3,CuSo4) 34.0 1,100.0 100.4
KTP 34.9 110.5 25.9
Other NLO materials 40.3 74 12.9

Total 425.3 11,204.2 92.4
جدول ۱- فروش مواد الكترواپتيك غيرخطي مورد استفاده در مخابرات الكترو اپتيك در سال ۲۰۰۰ و ۲۰۰۵(برحسب ميليون دلار) [۲]

شكل ۴٫ تخمين درصد فروش مواد الكترواپتيك جدول(۱) در سال ۲۰۰۰ و ۲۰۰۵ (توسط BCC امريكا) [۲]

قرار دارند كه در ساخت ليزرها و ايزولاتور‌ها به‌كار مي‌روند[۲]. اين مسأله به‌خوبي بيان مي‌كند كه آينده متعلق به مخابرات الكترواپتيك است(شكل ۴). طبق جدول ۱ كل فروش اين مواد در سال ۲۰۰۵ معادل ۲/۱۱ ميليارد دلار خواهد بود.
• طبق مطالعات BCC مقدار رشد سالانه بازار (AAGR%: Average Annual Growth Rate)صنعت فوتونيك و مخابرات نوري، صفحه‌ها نمايشي نوري (Displays) در سال ۲۰۰۱ الي ۲۰۰۶ معادل۵۵% خواهد بود (جدول ۲ اين موضوع را نشان مي‌دهد)[۲]

Marker for Applications Based on Organic and Polymeric Materials
($ Millions)

۲۰۰۱ ۲۰۰۶ AAGR%
2001-2006
Displays 2,316 18,789 52.0
Telecommunications and photonics 2,192 19,605 55.0
Laser and nonlinear optics 16 35 16.9
Total 4,524 39,429 53.4
• جدول ۲- بازار فروش مخابرات نوري و فوتونيك، ليزر و اپتيك غيرخطي در سال ۲۰۰۱ و۲۰۰۶ [۲

]

• آمار نشان مي‌دهد، خروج دانشمندان، افراد فرهيخته و متخصص از كشور، تنها به دلايل اقتصادي انجام نمي‌شود. تعداد كثيري از اين افراد به‌خاطر عدم وجود بستر تكنولوژيكي و آزمايشگاههاي مجهز پيشرفته در ايران، به كشورهاي غربي مهاجرت مي‌كنند كه امكان بازگشت آنها در صورت ايجاد بستر مناسب علمي وجود دارد[۶]. به عنوان مثال، تنها در بخش مخابرات دانشگاه واترلو كانادا حدود ۳۰ نفر دانشجو و استاد ايراني حضور دارند .
• در كشور ما پتانسيل علمي لازم براي انجام تحقيقات مخابرات الكترواپتيك و ليزر در حد گستر

ده وجود دارد و در اين صنعت با كشورهاي خارجي فاصله كمي داريم و امكان رقابت براي ما وجود دارد. وجود مقالات منتشر شده در نشريات معتبر بين المللي و پروژه‌هاي فوق ليسانس و دكترا در اين زمينه، خود مؤيد اين مسأله است. از طرفي در دانشگاههاي مختلفي مخابرات الكترواپتيك، ليزر و اپتيك به عنوان رشته‌هاي مجزا در سطح فوق ليسانس و دكترا ارايه مي‌شود]۱[.

• برآوردهاي بين المللي در سال ۱۹۹۸ حاكي از آن است كه براي انجام بيش از ۶۰۰۰ ميليارد دلار كل مبادلات كالايي جهان، حدود ۱۰۰ ميليارد دلار، صرف هزينه مبادله مي‌شود كه حدود ۲۵ ميليارد دلار آن با استفاده از تجارت الكترونيك قابل صرفه جويي است. اين مقدار براي تجارت خارجي ايران ۳۰۰ ميليون دلار برآورد شده است[۸] كه در مقايسه با كل لايحه بودجه سال ۱۳۸۱ دولت (حدود ۶۰۰۰ ميليارد تومان) مبلغ قابل توجهي است. ايجاد بستر مخابرات الكترواپتيك در كشور، باعث تسهيل و افزايش سرعت انتقال داده‌ها و تجارت الكترونيك خواهد شد
• وجود يك استراتژي واحد در كل كشور در زمينه مخابرات الكترواپتيك باعث مي‌شود از دوباره‌كاري‌ها و فعاليت‌هاي موازي جلوگيري شده و مبلغ زيادي در بيت المال صرفه جويي شود.
تمام موارد فوق و بسياري از دلايل ديگر كه در حوصله اين بحث نمي‌گنجد، ضرورت ورود ايران به عرصه نانوتكنولوژي و تدوين سياست استراتژي پايدار براي توسعه اين فن‌آوري را توجيه پذير ساخته و مورد تاييد قرار مي‌دهد.
مدل جامع مديريت استراتژيك
تدوين يك برنامه استراتژيك نيازمند سيستم جامع مديريت استراتژيك است. در ( شكل ۵) مدل جامع برنامه ريزي استراتژيك ارايه شده است. اين مدل سه مرحله كلي را دربرمي‌گيرد. ابتد

ا مرحله تدوين استراتژي است. در مورد تدوين استراتژي در هر تكنولوژي خاصي ابتدا بايد موارد زير مشخص شوند:
• گروههاي كاري و نيروي انساني متخصص.
• تعيين علوم جديد و سرفصل‌هاي مرتبط با آن.
• تكنولوژي‌هاي وابسته كه براي راه اندازي اين فن‌آوري به آنها نيازمنديم.
• ميزان تأثير اين تكنولوژي جديد در توانا ساختن ساير تكنولوژي‌ها.
• برتري اين تكنولوژي نسبت به موارد مشابه.
• توانايي ما براي پياده سازي و ورود به جرگه دارندگان اين تكنولوژي.

• ميزان شانس موفقيت و ريسك و زمان لازم براي انجام كار.
• شركا و ياريگران طرح.
• ميزان سود و تحليل هزينه \ فايده براي ورود به اين تكنولوژي با توجه به سهم ما از بازار جهاني.

شكل۵٫ مدل جامع برنامه ريزي استراتژيك [۹]
موارد فوق نقاط قوت و ضعف و وضعيت شرايط محيطي ما در ميان رقبا را تعيين مي‌كند. سپس فرايند تدوين استراتژي با روش‌هايي كه در ادامه بيان خواهد شد، انجام مي‌شود. در مرحله بعد نوبت به اجراي استراتژي مي‌رسد. بديهي است يك برنامه مدون شده در صورتي موفق است كه اجراي استراتژي يعني تخصيص منابع لازم و كافي، هدف‌گذاري دقيق فعاليت‌ها و پيگيري مستمر آنها با دقت انجام شود. در مرحله آخر ضرورت دارد كه نتايج كار به منظور رفع نقايص و بهبود مستمر ارزيابي شوند. برنامه‌ مديريت استراتژيك، بدون توجه به نقش اندازه‌گيري عملكرد و تعيين معيارهاي صحيح براي آن، يك دور تسلسل باطل و كوركورانه است كه هيچ موفقيتي را دربرنخواهد داشت.
ارايه مدل تدوين استراتژي نانوتكنولوژي
روش‌هاي مهم تدوين استراتژي، در قالب يك چارچوب تصميم‌گيري سه مرحله‌اي در ( شكل ۶ ) ارايه شده است. مرحله اول اين استراتژي كه ورودي‌هاي برنامه‌ريزي استراتژيك را شكل مي‌دهند، با استفاده از ماتريس ارزيابي عوامل داخلي (Internal Factor Evelauation)، ماتريس ارزيابي عوامل خارجي (External Factor Evaluation) و ماتريس بررسي رقابت(Competitive Profile Matrix) انجام مي‌شوند. اين سه ماتريس نقاط ضعف و قوت كشور در زمينه مورد نظر، ميزان اهميت آنها و وضعيت فعلي آنها و وضعيت رقبا در آنها را نشان مي‌دهد. براي تهيه اطلاعات مربوط به نقاط ضعف و قوت مي‌توان، تيمي توام از متخصصان حرفه‌اي و مديران حرفه‌اي تشكيل داد(Concurrent Management) و سپس با استفاده از روش دلفي در چند مرحله اين اطلاعات را با دقت بالا با كمك آنها تهيه نمود. براي جلوگيري از اتلاف وقت و نتيجه بهتر مي‌توان با تكيه بر تكنولوژي اينترنت، از نرم‌افزارهاي تهيه پرسشنامه مبتني بر WEB نظير SNAPاستفاده نمود . براي تعيين موقعيت رقابتي مي‌توان از روش خانه كيفيت(QFD:Quality Function Deployment) كه از ابزار‌هاي بسيار قدرتمند در اين زمينه است، استفاده نمود[۱۰]. در مرحله دوم كه مرحله مقايسه يا تطبيق نام دارد، انواع استراتژي‌هاي قابل پياده سازي مورد توجه قرار مي‌گيرد. براي اين كار مي‌توان از ماتريس معروف قوت و ضعف و فرصت و تهديد (Strengths, Weakness, Threats, Opportunities)، ماتري

س ارزيابي موقعيت و اقدام استراتژيك (Startegic Position & Action Eval.)، ماتريس گروه مشاورين بستن (Boston Consulting Group)، ماتريس داخلي و خارجي (Internal External)و ماتريس استراتژي اصلي استفاده نمود. البته اگر از تمام تكنيك‌ها استفاده شود، نتايج رضايت بخش‌تر خواهد بود ولي براي برنامه‌ريزي استراتژيك مي‌توان در مرحله دوم تنها از سه روش SWOT، IE و Space استفاده نمود و از بقيه صرفنظر كرد. در مرحله نهايي كه مرحله تصميم‌گيري است تنها از يك ماتريس منحصر به فرد به نام ماتريس برنامه‌ريزي استراتژيك كمي (Quantiti

مي، بدون اعمال نظرات و سليقه‌هاي شخصي، استراتژي مناسب را به‌دست مي‌دهد.
در اين مقاله با استفاده از نتايج نظرخواهي از صاحبنظران و مديران مخابرات در زمينه برنامه ريزي استراتژيك مخابراتي براي مركز تحقيقات مخابرات و نتايج مباحثات جلسات صاحبنظران صنعت اپتيك و ليزر كشور، نقاط قوت و ضعف كشور در صنعت مخابرات الكترواپتيك مورد بررسي قرار گرفته و فرصت‌ها و تهديدها نيز در يك جدول معرفي مي‌شوند. سپس براي هر موقعيت خا، استراتژي‌هاي مربوطه معرفي مي‌شوند. بديهي است، اين اطلاعات مي‌تواند با كمك پروژه‌هاي تحقيقات استراتژيك تكميل‌تر شود. در منطقه SO با توجه به نقاط قوت و فرصت‌هاي محيطي استراتژي‌هاي خاص رقابتي بيان شده‌است. در منطقه WO سعي شده از استراتژي‌هايي كه مي‌توانند با استفاده از فرصت‌هاي محيطي، ضعف‌ها را پوشش دهند، استفاده شود. در منطقه ST استراتژي‌ها با نقاط قوت موجود، تهديد‌ها را بي خطر خواهند كرد. در منطقه WT نيز استراتژي بقاپذيري در محيط مد نظر خواهد بود. زيرا در اين منطقه شانس بقا بسيار كم است. (شكل ۷) ماتريس SWOT براي تعيين استراتژي نانوتكنولوژي در زمينه مخابرات الكترواپتيك را نشان مي‌دهد. در اين مقاله هدف تعيين استراتژي آينده يا فعلي كشور نيست، هدف بيان روش تدوين استراتژي و بيان نمونه‌هايي از نقاط قوت، ضعف، فرصت‌ها و تهديدهاي مطالعه شده توسط نويسنده

و استراتژي‌هاي محتمل براي آن است.