نوشته بلاگ

معرفی فیبر نوری

فیبر نوری یا تار نوری به انگلیسی Optical Fiber رشته باریک و بلندی از یک مادّه شفاف مثل شیشه یا پلاستیک است که می‌تواند نوری را که از یک سرش به آن وارد شده، از سر دیگر خارج کند. فیبر نوری داری پهنای باند بسیار بالاتر از کابل‌های معمولی است، با فیبر نوری می‌توان داده‌های تصویر، صوت و داده‌های دیگر را به راحتی با پهنای باند بالا تا 10 گیگابیت بر ثانیه و بالاتر انتقال داد. امروزه مخابرات فیبر نوری، به دلیل پهنای باند وسیعتر در مقایسه با کابل‌های مسی، و تاخیر کمتر در مقایسه با مخابرات ماهواره ای از مهمترین ابزار انتقال اطلاعات محسوب می‌شود.

ساختار فیبر نوری
از فیبر نوری (معمولاً از جنس سیلیسیم دی‌اکسید) برای انتقال داده‌ها توسط نور لیزر استفاده میشود. یک کابل فیبر نوری که کمتر از یک اینچ قطر دارد از مجموعه ای از این فیبرها تشکیل شده و می‌تواند صدها هزار مکالمه صوتی را حمل کند. فیبرهای نوری تجاری ظرفیت 2٫5 گیگابایت در ثانیه تا 10 گیگابایت در ثانیه را فراهم می‌سازند. فیبر نوری از چندین لایه ساخته می‌شود. درونی‌ترین لایه را هسته می‌نامند. هسته معمولاً شامل یک تار کاملاً بازتاب کننده از شیشه خالص است. هسته در بعضی از کابل‌ها از پلاستیک کاملاً بازتابنده ساخته می‌شود، که هزینه ساخت را پایین می‌آورد. با این حال، یک هسته پلاستیکی معمولاً کیفیت شیشه را ندارد و بیشتر برای حمل داده‌ها در فواصل کوتاه به کار می‌رود. حول هسته بخش پوسته قرار دارد، که از شیشه یا پلاستیک ساخته می‌شود. هسته و پوسته به همراه هم یک رابط بازتابنده را تشکیل می‌دهند که باعث می‌شود که نور در هسته تا بیده شود تا از سطحی به طرف مرکز هسته باز تابیده شود که در آن دو ماده به هم می‌رسند. این عمل بازتاب نور به مرکز هسته را بازتاب داخلی کلی می‌نامند.
در نوع مرسوم فیبر نوری قطر هسته و پوسته با هم حدود 125 میکرون است (هر میکرون معادل یک میلیونیم متر است)، که در حدود اندازه یک تار موی انسان است. بسته به سازنده، حول پوسته چند لایه محافظ، شامل یک پوشش معمولاً از جنس پلاستیک قرار می‌گیرد.
یک پوشش محافظ پلاستکی سخت لایه بیرونی را تشکیل می‌دهد. این لایه کل کابل را در خود نگه می‌دارد، که می‌تواند صدها فیبر نوری مختلف را در بر بگیرد. قطر یک کابل نمونه کمتر از یک اینچ است.

مزایای فیبر نوری در مقایسه با سیم‌های مسی

• قیمت ارزان تر: هزینه فیبر نوری نسبت به سیم‌های مسی در مقیاس‌های بالا کمتر است.
• اندازه نازک‌ تر: قطر فیبرهای نوری به مراتب کمتر از سیم‌های مسی است.
• ظرفیت بالا: پهنای باند فیبر نوری به منظور ارسال اطلاعات به مراتب بیشتر از سیم مسی است. لذا فیبر نوری توانایی انتقال داده‌های بیشتری را دارد.
• تضعیف ناچیز: تضعیف سیگنال در فیبر نوری به مراتب کمتر از سیم مسی است.
• عدم تداخل: برخلاف سیگنال‌های الکتریکی در یک سیم مسی، عبور سیگنال‌های نوری در یک فیبر تأثیری بر فیبر دیگر نخواهد داشت و تداخل الکترومغناطیسی نخواهیم داشت.
• مصرف برق پایین: با توجه به این که سیگنال‌ها در فیبر نوری کمتر تضعیف می‌گردند، بنابراین می‌توان از فرستنده‌هایی با میزان برق مصرفی پائین نسبت به فرستنده‌های الکتریکی (که از ولتاژ بالایی استفاده می‌نمایند)، استفاده کرد.
• اشتعال ‌زا نبودن: با توجه به عدم وجود الکتریسته در فیبر نوری، امکان بروز آتش ‌سوزی در این خصوص وجود نخواهد داشت.
• وزن سبک: وزن یک کابل فیبر نوری به مراتب کمتر از کابل مسی هم ‌رده‌ آن است و این عامل در کارکردن، نصب و نگهداری فیبر بسیار مهم است.
• انعطاف ‌پذیر بودن: با توجه به انعطاف ‌پذیری فیبر نوری و قابلیت ارسال و دریافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظیر دوربین‌های دیجیتال با موارد کاربردی خاص مانند عکس‌برداری پزشکی و لوله‌کشی و… استفاده می‌گردد.
• فاصله: از فیبر نوری می‌توان در ارتباط شبکه‌هایی که فاصله زیادی از هم دارند استفاده کرد (اتصال شبکه‌های محلی(LAN) به یکدیگر). شایان ذکر است که قبل از استفاده از کابل‌های فیبر نوری ارتباط بین LAN‌ها از طریق تلفن یا امواج رادیویی برقرار می‌شد
• پایداری: در کابل‌های فیبر نوری امکان نفوذ و ایجاد اختلال در انتقال داده‌ها کمتر است و از تأثیرگذاری انواع نویزهای الکترومغناطیسی شامل نویزهای رادیویی و یا نویزهای حاصل از نزدیکی کابل‌ها بر روی داده‌های در حال انتقال جلوگیری می‌کند.بطورکلی تارهای نوری از تداخل و ترویج با سایر کانالهای ارتباطی، خواه نوری و خواه الکتریکی، به خوبی محافظت شده‌ است. یعنی نسبت به تداخل فرکانسهای رادیویی (RFI) و تداخل الکترومغناطیسی (EMI) عدم پذیرش عالی دارند.
• سرعت: فیبر نوری توانایی در انتقال اطلاعات به مقدار زیاد چه به شکل دیجیتالی‌ و ‌چه به شکل آنالوگ دارند.
• ترویج نوری: نیاز به زمین مشترک بین فرستنده تاری وگیرنده را منتفی می کند.
• امکان تعمیر فیبر: (تار) نوری در حالیکه سیستم روشن است، بدون آنکه احتمال اتصال کوتاه شدن مدارهای الکتریکی در فرستنده و یا در گیرنده باشد، وجود دارد.
• امنیت: فیبرهای نوری درجه‌ای از امنیت و پنهانی بودن را عرضه می کند. چون تارها انرژی تشعشع نمی‌کنند. برای یک مزاحم، آشکار سازی سیگنال ارسالی مشکل است.
• پهنای باند بالا: این پهنای باند اکنون به 170 گیگابایت در ثانیه رسیده و دانشمندان بر این باورند که قابلیت ارتقاء تا چند صد ترابایت را دارد. فیبرنوری SMF که در حال حاضر مورد استفاده قرار میگیرد از پهنای باند 40 گیگابایتی برخوردار است.
• عدم استفاده الکتریسیته برای ارتباط: از آنجا که در ابتدای مسیر نوری تولید شده و در انتها این نور دریافت میشود. دیگر نیازی به نیروی اکتریکی نیست و همچنین ایمنی بسیار بالایی را در مقابل نویز دارد.
• عدم برقراری انشعاب غیر مجاز: از آنجا که برای برقرای انشعاب بایستی ابتدا فیبر قطع شود و گیرنده فیبر نصب شود. و این عمل نیز زمانبر است؛ نگهدارنده‌های بستر با استفاده از ابزارهای خطایابی میتواند به سرعت محل مورد نظر را شناسایی کنند.
• عدم نیاز به repeater تا چندین کیلومتر: به علت استفاده از نور در صورتی که جنس Core مرغوب باشد تا فواصل چند کیلومتری سیگنال تضعیف زیادی نخواهد داشت.

مشخصات انواع فیبر

• فیبر چند مدی با ضریب شکست پله ای
• فیبر تک مدی با ضریب شکست پله ای
• فیبر چند مدی با ضریب شکست مرحله ای
• فیبر چند مدی با غلاف پلاستیکی
• فیبر چند مدی با غلاف پلاستیکی با ضریب شکست پله ای
• فیبر چند مدی با غلاف پلاستیکی با ضریب شکست مرحله ای
• فیبرهای چند مدی تمام پلاستیک

تجهیزات فیبر نوری چیست؟

انواع مختلفی از تجهیزات فیبر نوری از اسپلیتر گرفته تا روتر و مودم وجود دارد.

ترانسیور

یک ترانسیور تار نوری شامل یک فرستنده و گیرنده برای کمک به تبدیل و انتقال سیگنال های الکتریکی بر روی فیبرهای نوری است.

پچ کورد

پچ کورد نوعی تجهیزات فیبر نوری است که ممکن است سفارشی ساخته شود. این کابل ها همچنین ممکن است لیزری بهینه شده باشند. کیت های جداکننده کابل معمولاً از نظر کد رنگ، طول و تعداد فیبر متفاوت هستند. برخی از این کابل ها شامل چهار یا شش فیبر هستند، در حالی که مدل های بزرگتر ممکن است 12 فیبر داشته باشند

کوپلر فیبر نوری

کوپلر فیبر نوری نوع دیگری از تجهیزات مورد استفاده برای اتصال دو یا چند دستگاه است. این دستگاه برای این‌که بتواند به درستی کار کند، باید تنظیمات آن به صورت دقیق تراز شود.

میکروسکوپ فیبر نوری

میکروسکوپ فیبر نوری نوعی تجهیزات است که اغلب در آزمایشگاه ها و مراکز تحقیقاتی استفاده می شود. یک میکروسکوپ بازرسی از فناوری پیشرفته تار نوری استفاده می کند. بزرگنمایی قدرتمند و وضوح بالای آن، کاربر را قادر می سازد تا جزئیات کوچک را به راحتی بررسی کند.

پاورمتر

پاورمتر نوعی از تجهیزات تار نوری است که امکان خواندن دقیق را فراهم می کند و از آنها برای اندازه‌گیری کابل‌های فیبر نوری استفاده می‌شوند و معمولاً توسط یک باتری قابل شارژ یا آداپتور برق تغذیه می‌شوند. اکثر این پاور مترها دارای نور پس زمینه هستند

PON در شبکه های فیبر از نوع نوری پسیو می باشد که از کابل کشی فیبر نوری در تمام یا اکثر مسیرها برای انتقال سیگنال تا کاربر نهایی استفاده می کند.
با توجه به این که سرویس های ویدئو ، دیتا و صوتی امروزه نیازمند ۳ شبکه مجزا برای هر سرویس می باشند ، سرویس PON دارای یک شبکه برای تمام سرویس ها می باشد و امکان راه اندازی در مسافت های ۲۰-۳۰ کیلومتری را دارد.
از دیگر مزایای سرویس PON ، پوشش سرویس های صوتی ، تصویری و دیتا در غالب یک شبکه و امکان راه اندازی در مسافت های ۲۰-۳۰ کیلومتری می باشد .
فیبر نوری از یک المان مرکزی جهت به اشتراک گذاشتن یک خط بین چندین ساختمان استفاده می کند.
پس از ایجاد شبکه ODN در هتل ها و مجتمع های گسترده، زیر ساخت PON مهیا گشته و می توان سرویس های متنوع زیر را بسته به پروتکل های مختلف و شرایط بهره برداری و نظر کارفرما روی آن ارایه کرد.

• تلویزیون و ماهواره بر روی استاندارد IP و با تکنولوژی IPTV
  • در این روش از تکنولوژی IPTV جهت ارسال اطالعات کانالها برای مشترکین استفاده می شود. شبکه های تلویزیونی به همراه سرویس های جانبی به پروتکل IP تبدیل شده و نهایتا برای تمام واحدهای مجتمع مورد نظر ارسال می گردد.
  • مشترکین جهت مشاهده کانالهای تلویزیون ملزم به استفاده از گیرنده های تحت شبکه به نام IP Setup Box می باشند، و نیازی به دستگاه ریسیور و کابل کشی کواکسیال نیست.

وظیفه تبدیل سیگنالهای ماهواره ای و کانالهای تلویزیونی به IP توسط کارت های S-DVB و T-DVB انجام می پذیرد و با بهره گیری از قابلیت های تلویزیون های تعاملی می توان مواردی از قبیل پیگیری شارژ ساختمان، اطالعیه های مربوط به ساختمان ، آگهی های محلی، اخبار آب وهوا ، خدمات ارزش افزوده و … را نیز پیاده سازی کرد.
می توان آرشیوی از فیلم ها و سریالهای مورد عالقه را تهیه و جهت تماشا در اختیار مشتریان قرار داد.(VoD)

سیستم های نظارت تصویری در دو تکنولوژی عمده شامل تجهیزات آنالوگ و تحت شبکه تقسیم بندی میشوند. تکنولوژی سیستم های نظارت تصویری امروزی بر بستر شبکه قابلیت ایجاد و انتقال تصاویر با کیفیت های بسیار باال را دارند .
در صورت مهیا بودن زیر ساخت فیبر نوری تصاویر با کیفیت بسیار باال ، بدون نویز و با پهنای باندی بیشتر از کابل های مسی و بدون اختالل و تاخیر در ارسال و دریافت آنها انتقال خواهند یافت و به دلیل استفاده از شبکه PON حجم کابلهای مصرفی در پروژه های با متراژ باال کاهش چشمگیری پیدا میکند.
در صورت نزدیک بودن فواصل نصب دوربین ها(کمتر از ۱۰۰ متر) می توان تصاویر چند دوربین را با یک ONT منتقل کرد که منجر به صرفه جویی در هزینه تمام شده پروژه خواهد شد.

هات اسپات در واقع یک امکان فیزیکی در هتل است که افراد میتوانند از طریق یک شبکه محلی
بیسیم (WLAN)به یک مودم یا روتر متصل به اینترنت ، وصل شوند یا به زبان سادهتر، به مکانهایی که کاربران
میتوانند دستگاههای همراه خود مانند گوشی یا تبلتهای هوشمند را به صورت بیسیم با یوزرنیم و پسورد نرم
افزار پذیرش هتل به اینترنت متصل کنند، هات اسپات میگویند . همچنین این شبکه از زیرساخت فیبر نوری هتل
برای تغذیه اینترنت استفاده میکند.