تاریخچه روی کار آمدن فیبر نوری

اولین کسانی که در قرون اخیر به فکر استفاده از نور برای انتقال اطلاعات افتادند، انتشار نور را در جو زمین تجربه کردند. اما وجود موانع مختلف نظیر گرد و خاک، دود، برف، باران، مه و... انتشار اطلاعات نوری در جو را با مشکل مواجه ساخت. بعدها استفاده از لوله و کانال برای هدایت نور مطرح گردید. نور در داخل این کانال‌ها بوسیله آینه‌ها و عدسی‌ها هدایت می‌شد اما از آنجا که تنظیم این آینه‌ها و عدسی‌ها کار بسیار مشکلی بود این کار نیز غیر عملی تشخیص داده شد و مردود ماند.پیدایش فیبر نوریشاید اولین تلاش در سیر تکاملی سیستم ارتباط نوری و روی کار آمدن فیبر نوری به وسیله الکساندر گراهام بل صورت گرفت که در سال ۱۸۸۰، درست ۴ سال پس از اختراع تلفن، اختراع تلفن نوری (فوتوفون) یا سیستمی که صدا را تا فواصل چندین صد متری منتقل می‌کرد، به ثبت رساند.تلفن نوری بر مبنای مدوله کردن نور خورشید بازتابیده و با به ارتعاش در آوردن آینه‌ای کار می‌کرد، گیرنده یک فتوسل بود. در این روش نور در هوا منتشر می‌شد و بنابراین امکان انتقال اطلاعات تا بیش از ۲۰۰ متر میسر نبود. به همین دلیل اگر چه دستگاه بل ظاهراً کار می‌کرد اما از موفقیت تجاری برخوردار نبود.ایده استفاده از انکسار (شکست) برای هدایت نور، برای اولین بار در سال ۱۸۴۰ توسط Daniel Colladon و Jacques Babinet در پاریس پیشنهاد شد. همچنین John Tyndall در سال ۱۸۷۰ در کتاب خود ویژگی بازتاب کلی را شرح داد: «وقتی نور از هوا وارد آب می‌شود به سمت خط عمود بر سطح خم می‌شود و وقتی از آب وارد هوا می‌شود از خط عمود دور می‌شود. اگر زاویه پرتو نور با خط عمود در تابش از داخل آب بزرگتر از ۴۸ درجه شود، هیچ نوری از آب خارج نمی‌شود. در واقع نور به‌طور کامل از سطح آب منعکس می‌شود. زاویه‌ای که انعکاس کلی آغاز می‌شود را زاویه بحرانی می‌نامیم».کاکو و کوکهام انگلیسی برای اولین بار استفاده از شیشه را به عنوان محیط انتشار مطرح ساختند. آنان مبنای کار خود را بر آن گذاشتند که به سرعتی حدود ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه و بیشتر بر روی محیط‌های انتشار شیشه دست یابند. این سرعت انتقال با تضعیف زیاد انرژی همراه بود. این دو محقق انگلیسی، کاهش انرژی را تا آنجا می‌پذیرفتند که کمتر از ۲۰ دسی بل نباشد.اگر چه آنان در رسیدن به هدف خود ناکام ماندند، اما شرکت آمریکایی (کورنینگ گلس) به این هدف دست یافت.در اوایل سال ۱۹۶۰ میلادی با اختراع اشعه لیزر، ارتباطات فیبرنوری ممکن گردید یعنی روی کار آمدن فیبر نوری قطعی شد. در سال ۱۹۶۶ میلادی، دانشمندان در این نظریه که نور در الیاف شیشه‌ای هدایت می‌شود پیشرفت کردند که حاصل آن از کابل‌های معمولی بسیار سودمندتر بود. چرا که فیبرنوری بسیار سبک‌تر و ارزان‌تر از کابل مسی است و در عین حال، ظرفیت انتقالی تا چندین هزار برابر کابل مسی دارد. توسعه فناوری فیبرنوری از سال۱۹۸۰میلادی به بعد باعث شد که همواره مخابرات نوری به عنوان یک انتخاب مناسب مطرح باشد تا سال ۱۹۸۵ میلادی در دنیا نزدیک به ۲ میلیون کیلومتر کابل نوری نصب شده و مورد بهره‌برداری قرار گرفته‌است.موارد استفاده از فیبر نوریقابلیت ها و کاربردهای فیبر نوری عبارت است از: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 قطردارد از مجموعه‌ای از این فیبرها تشکیل شده و می‌تواند صدها هزار مکالمهٔ صوتی را حمل کند. فیبرهای نوری تجاری، ظرفیت ۲٫۵ گیگابایت در ثانیه تا ۱۰ گیگابایت در ثانیه را فراهم می‌سازند.ساختار فیبر نوری به گونه‌ایست که از چندین لایه ساخته می‌شود که درونی‌ترین لایه را هسته می‌نامند.هسته در فیبر نوریهسته شامل یک تار کاملاً بازتاب‌کننده از شیشه خالص (معمولاً) 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 نور در هسته تابیده شود تا از سطحی به طرف مرکز هسته بازتابیده شود که در آن دو ماده به هم می‌رسند. این عمل بازتاب نور به مرکز هسته را (بازتاب داخلی کلی) می‌نامند.فیبر نوری در ایرانپیدایش فیبر نوری در ایران به چه صورت است و به چه زمانی برمی‌گردد؟در کشور ایران در اوایل دهه ۶۰، فعالیت‌های پژوهشی در زمینه فیبر نوری در پژوهشگاه، برپایی مجتمع تولید فیبر نوری در پونک تهران را در پی داشت و در سال ۱۳۶۷، کارخانه تولید فیبر نوری در یزد به بهره‌برداری رسید. عملاً در سال ۱۳۷۳ تولید فیبر نوری با ظرفیت ۵۰٫۰۰۰ کیلومتر در سال در ایران آغاز شد. فعالیت استفاده از کابل‌های نوری در دیگر شهرهای بزرگ ایران آغاز شد تا در آینده نزدیک از طریق یک شبکه ملی مخابرات نوری به هم بپیوندند. در همان سال ۱۳۶۷ نخستین خط مخابراتی تار نوری بین تهران و کرج راه افتاد.اولین پروژه فیبر نوری با اجرای۷۰۰ کیلومتر کابل با ۱۳هزار کانال بین چندین مسیر با هزینه‌ای بالغ بر۴۰میلیارد ریال بین سال‌های ۶۹ تا ۷۳ انجام شد. در برنامه دوم توسعه، پروژه فیبرنوری با ۱۱۶۰۰کیلومتر کابل با۶۲۰ هزار کانال بین شهری با هزینه ۶۵۴ میلیارد ریال در سال‌های ۷۴ تا ۷۸ به انجام رسید و نهایتاً در برنامه سوم توسعه، ۱۷۸۵۰کیلومتر تا ۲ میلیون کانال با پروتکشن بین شهرهای کشور با هزینه‌ای بالغ بر ۱۰۳۵ میلیارد در سال‌های ۷۹ تا ۸۳ اجرا شد.پروژه تار نوری آسیا اروپا که به TAE مشهور است دارای 24000 کیلومتر طول می‌باشد و از چین، قرقیزستان، ازبکستان و ترکمنستان، ایران، اوکراین، ترکیه و آلمان می‌گذرد. ظرفیت قابل حمل این خط 7560 کانال تلفنی است.