فیبر نوری چیست ؟انواع کابل فیبرنوری وکاربردهای آن

فیبر نوری (Optical Fiber) یک فناوری ارتباطی پیشرفته است که برای انتقال داده‌ها از طریق پالس‌های نوری به جای سیگنال‌های الکتریکی استفاده می‌شود. این تکنولوژی شامل تارهای بسیار نازک از جنس شیشه یا پلاستیک است که اطلاعات را با سرعت بسیار بالا و در فواصل بسیار طولانی، بدون تأثیرپذیری از نویزهای الکتریکی، منتقل می‌کند.

به زبان ساده، فیبر نوری شاهراهی پرسرعت و مطمئن برای جابجایی اطلاعات در دنیای مدرن محسوب می‌شود و امکان دستیابی به سرعت‌های اینترنت بسیار بالاتر و ارتباطات پایدارتر را فراهم می‌کند.

انواع کابل فیبر نوری بر اساس روکش

فیبرها بر اساس نوع استفاده به چند مدل داخلی ، خاکی، کانالی و هوایی و با تعداد کور متفاوت تولید می گردند.

فیبرهای داخلی یا INDOOR   با روکش نرم و معمولا بایک لایه محافظ ساده PVC یا LZSH تولید و برای استفاده در ساختمان ها و ترانک های شبکه مورد استفاده قرار می گیرند، تعداد کور آنها از 2 الی 96 کور و حتی بیشتر بر اساس نیاز قابل تهیه می باشد. فیبرهای کانالی مشابه فیبرهای INDOOR هستند با این تفاوت که روکش آنها از مواد مقاوم تر ساخته شده و یک نوار جاذب رطوبت نیز در آنها گماشته شده است .نوع مقاوم تر این کابل که به خاکی معروف است دارای چندین لایه مضاعف جهت جلوگیری از ورود رطوبت و یک لایه فویل فلزی جهت مقاومت در مقابل آسیب توسط جوندگان (موش) می باشد.

با اضافه کردن بافته ای از تعداد زیادی مفتول فلزی به دور فیبر و پس عایق نهایی ، کابل ذره دار یا مسلح (ARMORD) ساخته می شود که برای استفاده در محل هایی که کابل در معرض ضربه وفشار می باشد تولید گردیده است.

 

کابل هوایی فیبر نوری

نوع دیگرکابل های فیبرنوری کابل های هوایی می باشد. کابل های دراپ معمولا در تعداد2 و4 و8 و 12کورتولید شده ونسبتا نازک می باشند، این کابل ها از تعداد مشخص شده کور فیبر به همراه 1 الی 3 عدد مهار فلزی و یک روکش مقاوم در برابر نورخورشید و رطوبت ساخته شده ومناسب ارتباط نهایی مابین مودم های فیبر وبا کس توزیع فیبرمی باشد. شرکت مخابرات از کابل های دراپ 2 کور برای ارتباط مشترک تا باکس فیبر استفاده میکند.

کابل های دراپ برای فواصل هوایی کوتاه (حدود30 متر)نیاز به نقطه اتصال و مهار نداشته ومهار داخلی آنها کفایت میکند. نوع دیگر فیبر نوری که تعداد کورهای بالاتری نیز میتواند داشته باشد و به کابلهای مهاری هوایی یا کابل 8 معروف است برای ارتباط هوایی (بین تیرهای مخابرات و برق )  با فواصل زیاد تولید شده است.

این کابل ها از یک فیبر با لایه های محافظ ضد آفتاب و رطوبت که در بالای آن یک بافته سیم مفتول جهت تحمل وزن قرار گرفته و عایق شده است  ساخته و در صورت برش آن شکل عدد 8 انگلیسی دیده می شود.

نوع آخر فیبرها به فیبر پچ کرد معروف بوده و شامل 1 الی 2 کور فیبر در کنار هم عایق شده اند می باشد و برای ساخت پچ کرد استفاده می شود.

 

اتصالات فیبر نوری

با توجه به ماهیت فیبر نوری ،امکان اتصال ساده آن مانند سیم های مسی به یکدیگر وجود نداشته وبرخلاف الکتریسیته که الکترون ها به راحتی از اتصالات عبور میکنند در اتصالات فیبرنوری کوچک ترین اشکال باعث افت عملکرد و یا قطعی می گردد.

تارهای فیبرنوری بوسیله انواع مختلف کانکتور به یکدیگر وبه تجهیزات متصل میگردند . مکانیزم اتصال و ابعاد این کانکتورها تنوع زیادی داشته اما پرکاربردترین آنها نوع LCو  SC میباشد.جالب اینکه به علت تشابه تلفظ این دو نوع کانکتور درزمان سفارش تلفنی به آنها لیلا (LC) سارا (SC)میگویند.

میتوان کانکتورهای فیبر نوری مورد نیاز را به صورت مستقیم برروی تارهای فیبرنوری متصل نموده اما این امربسیار زمان بر بوده وکیفیت آن نیز زیاد نمیباشد، البته انواع کانکتور فیبر با اتصال نسبتا آسان نیز تولید شده است اما همه آنها دارای ضریب بالای از دست داده که به آنLOSS  میگویند میباشد.LOSS بالا باعث کاهش سرعت و یا قطعی شبکه میگردد.

بهترین روش اتصال فیبرنوری استفاده از روش فیوژن(جوش) توسط دستگاه مخصوص آن (دستگاه فیوژن فیبر نوری ) میباشد.

اپراتور  دستگاه فیبر نوری پس از روکش برداری کابل های فیبر ودسترسی به تارهای نوری وهمچنین برداشتن روکش های نهایی روی تارها وبرش دقیق تار فیبر نوری توسط کاتر(کلیور) هردو سمت تارفیبر را در دستگاه قرار داده و دستگاه فیوژن به صورت اتوماتیک دو سر کورها را در راستای هم میزان کرده و توسط یک قوص الکتریکی و یا لیزر حرارت میدهد . پس از ذوب شدن تارها، آنها را به هم نزدیک کرده وهر دو تار به هم جوش می خورند. درآخر قسمت جوش داده شده توسط یک قطعه به نام کریپ محافظت میگردند.

این فرآیند برای اتصال دو کابل فیبر به هم استفاده می گردد و برای اتصال فیبر به دستگاه های خود باید از کانکتور استفاده نمود.

پیگتیل فیبر نوری چیست؟

اما همانطور که قبلا گفتیم اتصال مستقیم کانکتور زمانبر و فاقد کیفیت میباشد. در این مواقع از قطعه ای دیگر که به آن پیگتیل فیبر میگویند بهره میبریم . پیگتیل یک رشته تار فیبر نوری با روکش نازک که در یک سر آن کانکتور نصب شده است می باشد.

می توانید با پیگتیل فیبر نوری با کانکتور مناسب خود سر دیگر پیگتیل را به تارهای فیبر نوری فیوژن نمایید.در اینجا می توان با اتصال کانکتور به دستگاه کانورتر فیبر از بستر فیبر نوری استفاده نمود . مانند سوکت زدن در کابل شبکه و اتصال به دستگاه ها. اما همان گونه که در سیستم شبکه ما کابل ها را به کیستون متصل نموده و از کیستون به وسیله پچ کرد به تجهیزات متصل میکنیم.

درسیستم های فیبر نوری نیز پس از اتصال تارهای فیبرنوری به پیگتل سر کانکتور پیگتل را به یک طرف قطعه ای به نام آداپتور متصل می کنیم. آداپتور فیبر یک قطعه پلاستیکی است که دو کانکتور فیبر را به صورت هم راستا درروبروی هم قرار میدهد.

فرآیند کلی به اینصورت است که کابل اصلی فیبر به داخل یک پچ پنل فیبر و یا یک باکس فیبر که به آن FAT می گویند رفته و پس از اتصال تارهای آن به پیگتل و مرتب سازی محل اتصال ها در کاست داخل باکس ، سر دیگر پیگتل در یکسر آداپتورهای فیبر نصب میشود.

سپس بر اساس نیاز از پچ کردهای با متراژها و کانورترهای متنوع برای اتصال از باکس تا دستگاه استفاده می شود.

تا اینجا عملیات پسیو فیبر تکمیل می گردد.

کاربرد فیبرنوری

از فیبر نوری در دستگاههای مختلف می توان استفاده نمود و به طور مثال برای انتقال تسویه یک دوربین آنالوگ از مدیا کانکتور آنالوگ به فیبر استفاده می شود و یا برای ارسال خطوط تلفن در مراکز مخابراتی.

اما یکی از پرکاربردترین موارد استفاده از فیبر نوری در ارتباطات شبکه های کامپیوتری می باشد.

دلایل استفاده از فیبرنوری در شبکه های کامپیوتری

1.مسافت :

در شبکه های کابلی مسی فاصله استاندرد 100 متر (در سوئیچ های مخصوص انواع دوربین مداربسته 300 متر) محدودیت ایجاد می کند اما با استفاده از فیبر نوری فواصل چند صد کیلومتری قابل دسترسی می باشد.

2.سرعت فیبرنوری :

در زمان استفاده از کابل ، سرعت 1 گیگابایت و در صورت استفاده از کابل های cat7 که قیمت بالا و سختی اجرای بسیار دارند سرعت حداکثر 10 گیگابایت می باشد در صورتیکه در بستر فیبر تجهیزات با سرعت 1و10و40و100 گیگ به صورت تجاری تولید و محصولات با سرعت بالاتر نیز به صورت آزمایشگاهی و در فاز تولید می باشد.

3.نویز در فیبرنوری :

کابل های مسی مستعد دریافت نویز از محیط میباشند،نویز الکتریکی باعث کاهش سرعت ارتباط و حتی قطعی آن میگردد. اما در زمان استفاده از فیبر مسی هیچ نگرانی بابت نویز الکتریکی نداشته و حتی می توان این کابل ها را در کنار کابل های فشار قوی برق و تجهیزات صنعتی استفاده نمود.

5.قیمت فیبر نوری:

برخلاف تصور در مورد قیمت فیبرنوری که آنرا بالا می پندارند، قیمت خود فیبر نوری از کابل های شبکه پایین تر می باشد و این تجهیرات ومراحل اجرای آن است که قیمت زیرساخت فیبر را بالا می برد . اما در مسافت های بلند  وسرعت های بالا استفاده از فیبر نوری با تمام لوازم آن از زیر ساخت مسی ارزان تر می گردد. به همین علت مخابرات سعی در جمع آوری سیم های مسی گران قیمت وجایگزین آن با تجهیزات فیبر را دارد

انواع مدیا کانورتر

برای استفاده از فیبرنوری در تجهیزات شبکه از مدیا کانورتر استفاده می شود. مدیا کانورترها براساس نوع دیتای ارسالی ، نوع فیبر (مولتی مد وسینگل مد) نوع کانکتور وسرعت قابل پشتیبانی دسته بندی میشوند. معمولا یک پورت شبکه و یک پورت دوبلکس فیبر برروی آنها قرار دارد که از یک کور اطلاعات ارسال واز کور دیگر دریافت می گردد.

امروزه سوئیچ های شبکه  حرفه ای دارای یک پورت به نام SFP برروی خود میباشد.این درگاه جهت اتصال انواع ماژول استاندارد SFP  طراحی و می توان بر اساس نوع فیبر و سرعت قابل پشتیبانی توسط سوئیچ از ماژول های مختلف استفاده نمود، به این ماژول ها مینی جیبیک نیز میگویند.

شرکت فنون امن آسیا آماده طراحی ، تامین تجهیزات و اجرای کلیه عملیات زیرساخت و فیوژن شبکه های فیبر نوری میباشد.

 

 

نتیجه‌گیری

با توجه به آنچه گفته شد، فیبر نوری به عنوان یک فناوری انقلابی در زمینه ارتباطات، مزایای قابل توجهی نسبت به کابل‌های مسی سنتی ارائه می‌دهد. توانایی انتقال داده‌ها با سرعت فوق‌العاده بالا و در فواصل بسیار طولانی، مصونیت در برابر نویز و حتی صرفه اقتصادی در زیرساخت‌های بزرگ، آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای شبکه‌های کامپیوتری، مخابرات و سایر کاربردها تبدیل کرده است. شناخت انواع فیبر، کابل‌ها و روش‌های اتصال آن برای بهره‌برداری حداکثری از این تکنولوژی ضروری است. در مجموع، فیبر نوری نقش حیاتی در شکل‌دهی به زیرساخت ارتباطی پرسرعت و قابل اعتماد دنیای امروز ایفا می‌کند.

 

سوالات متداول

 

• تفاوت اصلی فیبر مولتی مد و سینگل مد چیست؟ فیبر مولتی مد (MM) دارای هسته ضخیم‌تری است و می‌تواند چندین مسیر نور را همزمان منتقل کند، که برای سرعت‌های بالا در فواصل کوتاه (تا حدود 500 متر) مناسب است. فیبر سینگل مد (SM) دارای هسته بسیار نازک‌تری است و فقط یک مسیر نور را منتقل می‌کند، که امکان انتقال داده در سرعت‌های مختلف اما در فواصل بسیار طولانی (تا چند صد کیلومتر) را فراهم می‌سازد.

• چرا در شبکه های کامپیوتری به جای کابل مسی از فیبر نوری استفاده می شود؟ استفاده از فیبر نوری به دلیل مزایای عمده‌ای نسبت به کابل مسی است، از جمله: توانایی انتقال داده در فواصل بسیار طولانی‌تر (چندین کیلومتر در مقایسه با حداکثر 100 متر در کابل مسی استاندارد)، سرعت انتقال داده بسیار بالاتر (تا 100 گیگابیت بر ثانیه و بیشتر)، مصونیت کامل در برابر نویزهای الکتریکی، و در پروژه‌های بزرگ و فواصل طولانی، می‌تواند از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه‌تر باشد.

• روش های اتصال کابل های فیبر نوری به یکدیگر یا به تجهیزات چیست؟ بهترین روش برای اتصال دو کابل فیبر به یکدیگر، استفاده از روش فیوژن (Fusion Splicing) توسط دستگاه مخصوص است که دو سر تار فیبر را به هم جوش می‌دهد. برای اتصال فیبر به تجهیزات، از کانکتورهای مخصوص (مانند LC و SC) استفاده می‌شود. اغلب برای این کار، از پیگتیل (Pigtail) و آداپتور (Adapter) استفاده می‌شود تا اتصال با کیفیت‌تری به تجهیزات یا پچ پنل برقرار گردد.

• انواع کابل فیبر نوری بر اساس محل نصب یا کاربرد کدامند؟ کابل‌های فیبر نوری بر اساس محیط نصب و کاربرد دارای روکش‌ها و ساختارهای متفاوتی هستند. انواع رایج شامل: کابل‌های داخلی (Indoor) برای داخل ساختمان، کابل‌های کانالی، کابل‌های خاکی یا مسلح (Armored) برای دفن مستقیم در خاک، و کابل‌های هوایی (Aerial) مانند دراپ و کابل‌های 8 شکل برای نصب بین تیرها.

• مدیا کانورتر یا ماژول SFP چیست و چه کاربردی در شبکه های فیبر نوری دارد؟ از آنجایی که تجهیزات شبکه استاندارد معمولاً پورت فیبر ندارند، برای اتصال آنها به بستر فیبر نوری از مدیا کانورتر (Media Converter) یا ماژول‌های SFP استفاده می‌شود. مدیا کانورتر سیگنال الکتریکی کابل مسی را به نوری تبدیل می‌کند و بالعکس. ماژول‌های SFP قطعات کوچکی هستند که داخل پورت‌های استاندارد روی سوئیچ‌ها و تجهیزات حرفه‌ای قرار گرفته و امکان اتصال مستقیم کابل فیبر به آن تجهیزات را فراهم می‌آورند