آشنایی با فیبر نوری

تاریخچه

انسان‌ها در ابتدا نور را در جو زمین منتشر کردند، اما به عوامل مختلف مانند برف، باران، گرد و خاک و … با مشکل مواجه شدند. بعد از آن برای انتشار نور از لوله و کانال استفاده کردند و به وسیلهٔ آینه‌ها و عدسی‌ها نور را داخل این لوله‌ها هدایت می‌کردند؛ اما باز هم چون تنظیم این آینه‌ها و عدسی‌ها دشوار بود، به مشکل برخوردند. بعد از آن از شیشه استفاده کردند و اما در این مرحله هم چون نور با سرعت ۱۰۰ مگابیت یا بیشتر منتقل می‌شد، با تضعیف زیاد انرژی مواجه شدند تا اینکه یک شرکت آمریکایی (کورنینگ اینکورپریتد) به این هدف دست یافت. در اوایل سال ۱۹۶۰ میلادی با اختراع اشعه لیزر ارتباطات فیبرنوری ممکن گردید. فیبرنوری بسیار سبک‌تر و ارزان‌تر از کابل مسی است و ظرفیت انتقالی تا چندین هزار برابر کابل مسی دارد.

فیبر نوری در ایران

در ایران در اوایل دهه ۶۰، مجتمع تولید فیبر نوری در پونک تهران برپا شد و در سال ۱۳۷۳ تولید فیبر نوری با ظرفیت ۵۰٫۰۰۰ کیلومتر در سال در ایران آغاز شد. در دیگر شهرهای بزرگ ایران نیز فعالیت استفاده از کابل‌های نوری آغاز شد تا در آینده نزدیک از طریق یک شبکه ملی مخابرات نوری به هم بپیوندند.

فرستنده

وظیفه فرستنده، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو فرستنده پیام است. فرستنده سیگنال‌های نوری را دریافت و دستگاه نوری را به منظور روشن و خاموش شدن در یک دنباله مناسب (حرکت منسجم) هدایت می‌نماید.
فرستنده از لحاظ فیزیکی در مجاورت فیبر نوری قرار داشته و ممکن است دارای یک لنز به منظور تمرکز نور در فیبر باشد.
متداول‌ترین طول موج سیگنال‌های نوری ،۸۵۰ نانومتر، ۱۳۰۰ نانومتر و ۱۵۵۰ نانومتر است.

بازتاب (تقویت‌کننده) نوری

برای جلوگیری از تضعیف و از بین رفتن سیگنال‌های نوری از یک یا چند «تقویت‌کننده نوری» استفاده می‌گردد.
تقویت‌کننده نوری از فیبرهای نوری متعدد به همراه یک روکش خاص تشکیل می‌گردند.
بخش دوپینگ با استفاده از یک لیزر پمپ می‌گردد. زمانی که سیگنال تضعیف شده به روکش دوپینگی می‌رسد، انرژی ماحصل از لیزر باعث می‌گردد که مولکول‌های دوپینگ شده، به لیزر تبدیل گردند.
مولکول‌های دوپینگ شده در ادامه باعث انعکاس یک سیگنال نوری جدید و قویتر با همان خصایص سیگنال ورودی تضعیف شده، خواهند بود. (تقویت‌کننده لیزری)

دریافت‌کننده نوری

وظیفه دریافت‌کننده مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو دریافت‌کننده پیام است.
دستگاه فوق سیگنال‌های دیجیتالی نوری را اخذ و پس از رمزگشایی، سیگنال‌های الکتریکی را برای سایر استفاده‌کنندگان (کامپیوتر، تلفن و …)ارسال می‌نماید.
دریافت‌کننده به منظور تشخیص نور از یک «فتوسل» یا «فتودیود» استفاده می‌کند

روش اندازه‌گیری قطر فیبر

قطر فیبر به صورت عددی اعشاری شبیه ۶۰/۱۳۰ میکرون نمایش داده می‌شود که ۶۰ نمایانگر قطر core است و ۱۳۰ نمایانگر قطر Cladding. بافر در اندازه‌گیری به حساب نمی‌آید.

روکش‌های فیبر نوری و اینکه چه چیزی را مشخص می‌کنند

با توجه به رنگ روکش‌های فیبر نوری می‌توانیم بفهمیم با چه نوع فیبری سروکار داریم. مثلاً اگر روکش فیبر زرد بود، فیبر single mode است و اگر نارنجی بود، فیبر multimode است .
Lucent technologies رنگ روکش جدیدی را به نام aqua برای فیبرهای نوری 10gb/s laser- optimized 50-micron توسعه داد. این فیبر در حال حاضر برای کابل کشی ۵۰ میکرون استفاده می‌شود که با استانداردهای TIA در کارایی و مسافت، متفاوت است.
با توجه به استاندارد TIA-598-C روکش‌های رنگی برای کابل کشی داخلی استفاده می‌شوند و اغلب کابل‌هایی که برای محیط‌های بیرونی استفاده می‌شوند دارای کربن سیاه در روکش خود هستند که از فیبر در برابر تشعشعات خورشید و دیگر عناصر ناملایم محافظت می‌کنند.

پچ پنل فیبر نوری

محفظه‌ای است قابل نصب در رک که اتصالات فیبر نوری را نگهداری می‌کند.

پچ کورد فیبر نوری

برای اتصال بین پچ پنل فیبر نوری و سوئیچ شبکه از پچ کورد استفاده می‌کنیم. این پچ کوردها بایستی متناسب با فیبر نوری انتخاب شوند. مثلاً پچ کورد سینگل مود برای فیبر سینگل مود و پچ کورد مالتی مود برای فیبر مالتی مود. پچ کوردها دارای کانکتورهای مختلفی هستند که در کارخانه بر روی آن‌ها نصب شده‌است.
مانند MT – Rj و LC و SC و ST و. VF – ۴۵ بر حسب کاربرد در برخی پچ کوردها کانکتورهای یک سر پچ کورد با سر دیگر متفاوت است، برای مصارف گوناگون مثلاً پچ کورد SC به LC و … پچ کوردها معمولاً دارای قابلیت انعطاف بسیار بالایی هستند و به راحتی نمی‌شکنند. طول این پچ کوردها معمولاً ۱، ۲، ۳، ۵، ۱۰ متر می‌باشد.
پچ کوردها می‌توانند هر دو سر یک نوع کانکتور داشته باشند، یا دو کانکتور مختلف؛ که در آنصورت پچ کوردهایی مانند FC-LC یا FC-SC را تشکیل می‌دهند. در ایران برای بخاطر سپاری راحت تر، این کانکتورها را فرهاد (FC)، سارا (SC) و لیلا (LC) می‌نامند.

کانکتورهای فیبر نوری

کانکتور فیبر نوری بر روی فیبر نوری توسط ابزارهای خاص نصب می‌شود و امکان انتقال داده را به ما می‌دهد. برخی از انواع این کانکتورها عبارتند از MT – Rj و LC و SC و ST که به دو گروه مالتی مود و سینگل مود نیز تقسیم می‌شوند.

آداپتور فیبر نوری

آداپتور فیبر نوری واسط بین فیبر نوری که کانکتور بر روی آن نصب شده و پچ کورد فیبر نوری می‌باشد. این آداپتور عموماً داخل پچ پنل مخصوص فیبر قرار می‌گیرد؛ و انواع مختلف آن متناسب با نوع کانکتور به صورت ۲ پورت Duplex یا تک پورت Simplex وجود دارد.

Media convertor

مبدل فیبر نوری یک دستگاه ساده شبکه می‌باشد که وظیفه آن تبدیل دو نوع مدیا به هم می‌باشد (تبدیل پالس‌های نوری به سیگنال) مبدل فیبر نوری پروتکل‌های ارسال داده مختلفی را ساپورت می‌کند از جمله Ethernet,fast ethernet,gigabit Ethernet ,T1/E1/J۱ و DS3/E۳و همچنین انواع کابل‌ها همانند Coax,Twisted pairو فیبرهای Single mode و Multi mode.

فیوژن

دستگاه فیوژن برای اتصال فیبرنوری بکارمی رود.
تولیدکننده‌های معروف دستگاه فیوژن:
د کرنینگ Corning
-فایتلFitel
- سومیتومو Sumitomo
- فوجیکورا Fujikura
دستگاه فیوژن فیبر نوری قابل حمل به این دلیل که می‌توان آن‌ها را به هر نقطه‌ای حمل کرد کارایی بیشتر خود را نشان داده‌اند و جایگزین دستگاه فیوژن ثابت گشته‌اند. دستگاه‌های فیوژن نیاز به یک اپراتور مجرب، آموزش دیده و دقیق دارند زیرا هر گونه خطایی در زمان فیوژن باعث تضعیف و خرابی فیوژن می‌گردد.
کابل‌های فیبر نوری که دارای تعداد کرهای مشخصی می‌باشند به صورت End to End متصل می‌گردند. حاصل این اتصال برقرای ارتباط فیبر نوری با سرعت بسیار بالا و با توانایی انتقال دامنه گسترده‌ای از اطلاعات می‌با شد.
دستگاه فیوژن از منبع گرمایی جهت ذوب شدن تارها یا دو تار نوری در محل جوش بهره می‌گیرند در گذشته و اولین دستگاه فیوژن از گاز برای این کار استفاده شد، هم‌اکنون انتقال این گرما از طریق پرتو افشانی لیزر یا قوص الکتریکی در محل جوش صورت می‌پذیرد.
فیلم آموزشی کامل فیوژن زدن فیبر نوری در منبع این مطلب موجود است.
شرکت کرنینگ یکی از اولین شرکت‌هایی بود که دستگاه فیوژن تولید می‌کرد اما در حال حاضر شرکت‌های سومیتومو و فوجیکورا جایگزین آن شدند.

سرعت اینترنت در نسل دوم پروژه فیبرنوری

بر اساس گزارش‌های منتشر شده سرعت اینترنت در نسل دوم پروژه اتصال فیبرنوری به منازل حدود ۵ تا ۲/۵ گیگابیت بر ثانیه خواهد بود.
با وجود این میزان سرعت، هر کاربری قادر خواهد بود یک کتاب را از یک کتابخانه معروف دنیا فقط در عرض چند صدم ثانیه دانلود کند یا به تمام بازارهای دنیا دسترسی داشته باشد