مزایای فیبر نوری + معایب فیبر نوری

استفاده از فیبر نوری به دلیل مزایای بی ‌نظیر آن مانند سرعت بیشتر، تضعیف کمتر، نفوذ ناپذیری کمتر در برابر تداخل الکترومغناطیسی (EMI)، اندازه کوچک ‌تر و ظرفیت انتقال اطلاعات بیشتر و غیره در حال افزایش است. در مقاله نیز این نیز اطلاعاتی در مورد فواید فیبر نوری و معایب آن برای درک بهتر این موضوع ارائه شده است. در صورتی که زمان کافی برای خواندن مقاله ندارید، ویدیو زیر را ببینید:

آموزشگاه پایتخت فناوری دوره ای تحت عنوان آموزش فیبر نوری برگزار می کند که در بردارنده کلیه اطلاعات لازم برای افرادی ست که به دنبال شناخت این تکنولوژی و نحوه کار با آن هستند.

کابل فیبر نوری چیست؟

همانطور که نشان داده شده است فیبر شامل هسته، روکش، پوشش، عضو استحکام و ژاکت (عایق) بیرونی است. هسته شیشه ای نازک است که برای انتقال و دریافت نور استفاده می شود. نور در اثر روکش منعکس می شود و از این رو می توان آن را به راحتی از طریق هسته منتقل کرد. پوشش و ژاکت بیرونی به کابل کمک می کند تا آسیب نبیند.

دو نوع کابل فیبر نوری وجود دارد. کابل تک حالته و چند حالته.

کابل تک حالته: یک رشته فیبر شیشه ای با قطر 8.3 تا 10 میکرون است. دارای حالت تکی است و از پهنای باند بالاتری نسبت به فیبر چند حالته پشتیبانی می کند. سرعت انتقال بالاتر و فاصله 50 برابر بیشتر از حالت چند حالته را ارائه می دهد. از حالت کران کمترین مرتبه پشتیبانی می کند که می تواند در طول موج 1300 تا 1320 نانومتر منتشر شود. فیبر تک حالته اغلب برای ترانک های تلفن بین شهری و برنامه های ویدئویی استفاده می شود.

کابل چند حالته: از الیاف شیشه با قطر 50 تا 100 میکرون ساخته شده است. فیبر چند حالته پهنای باند بالاتری را در سرعت های بیشتر در فواصل متوسط ​​ارائه می دهد. امواج نور معمولاً با طول موج 850 یا 1300 نانومتر از هسته عبور می کنند. فیبر چند حالته معمولاً برای شبکه های LAN و WAN استفاده می شود.

نحوه عملکرد فیبر نوری

معمولاً یک دستگاه ارتباطی فیبر نوری شامل سه جزء مهم است: فرستنده نوری، کابل فیبر نوری و گیرنده نوری. فرستنده نوری وظیفه تبدیل سیگنال الکتریکی به سیگنال را دارد. کابل فیبر نوری، سیگنال نوری را از فرستنده نوری به سمت گیرنده نوری انتقال می دهد و گیرنده نوری سیگنال نوری را مجدد به سیگنال الکتریکی تبدیل می نماید.

اکثر فرستنده های نوری که معمولاً استفاده می شوند، ابزارهای نیمه هادی مانند LED و دیودهای لیزری می باشند. ردیاب نوری بخش مهمی از یک گیرنده نوری است که با بهره گیری از اثر آشکارساز نور، نور را به توان الکتریکی تبدیل می نماید. در رابطه با کابل فیبر نوری، باید به موارد زیادی اشاره نمود. از آن رو که استفاده و تقاضا برای سرعت و پهنای باند زیاد است، پیشرفت کابل های نوری فوق العاده می باشد.

در حال حاضر، در بازار کابل های نوری، فیبر OS2، فیبر OM1، فیبر OM2، فیبر OM3، فیبر OM4 و کابل فیبر OM5 برای کاربردهای نوری متمایزی وجود دارند. فیبرهای نوری به دلیل اینکه مایل ها خمیده هستند و می توانند به عنوان کابل بسته شوند، به عنوان رسانه ای برای مخابرات و شبکه استفاده می شوند.

این به طور خاص برای ارتباطات در فواصل طولانی بسیار خوب است، زیرا در مقایسه با کابل های مسی الکتریکی، نور از طریق فیبر با تضعیف کمی منتشر می شود. شکل زیر نشان دهنده این است که تمام ساختارهای انتقال فیبر نوری از نرم افزار مدوله شده برای انتقال رکوردها از فرستنده به گیرنده مشترک استفاده می کنند.

مزایای فیبر نوری

• پهنای باند بسیار بالا
• مسافت طولانی تر
• مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی
• ریسک امنیتی پایین
• اندازه کوچک
• وزن سبک
• افزایش پهنای باند ساده

فیبرهای نوری تا حد زیادی جایگزین ارتباطات سیمی مسی در شبکه ‌های اصلی در جهان به دلیل موهبتی که در انتقال الکتریکی دارند، شده ‌اند. در این بخش فواید فیبر نوری اصلی انتقال فیبر نوری بیان شده است.

پهنای باند بسیار بالا:

هیچ رسانه انتقال اطلاعات مبتنی بر کابل دیگری، پهنای باندی را که فیبر دارد، ارائه نمی دهد. تعداد رکوردهایی که کابل های فیبر نوری قادر است در واحد زمان ارسال نمایند بسیار بیشتر از کابل های مسی است.

مسافت طولانی تر:

در انتقال فیبر نوری، کابل های نوری می توانند تلفات کم انرژی را تامین کنند، که اجازه می دهد سیگنال ها را به فواصل طولانی تری نسبت به کابل های مسی منتقل کنند.

مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی:

در استقرار عملی کابل، برآوردن محیط‌ هایی مانند پست ‌های انرژی، گرمایش، تهویه و سایر منابع تداخل صنعتی اجتناب‌ ناپذیر است. با این حال، فیبر به دلیل مصون بودن نسبت به تداخل الکترومغناطیسی، میزان خطای بیتی کاملاً پایینی دارد )10 (EXP-13 و می توان گفت که  انتقال فیبر نوری بدون نویز می باشد.

ریسک امنیتی پایین:

رشد بازار ارتباطات فیبر نوری عموما به دلیل افزایش آگاهی مردم در مورد احتمال سرقت داده و یا امکان شنود و تعویض اطلاعات در کابل های مسی است.در حالیکه هنگام انتقال  داده ها به وسیله فیبر نوری، هیچ راهی برای شنود و یا امکان نشتی اطلاعات وجود ندارد. همین امر باعث افزایش تقاضا برای استفاده از فیبر نوری گردیده است.

اندازه کوچک:

کابل فیبر نوری قطر کاملاً کمی دارد. برای مثال، قطر کابل یک فیبر چند حالته OM3 تنها 2 میلی متر است که از کابل مسی کواکسیال بسیار کوچکتر است. اندازه کوچک منجر به صرفه جویی در فضای بیشتری هنگام انتقال فیبر نوری می شود.

وزن سبک:

کابل ‌های فیبر نوری از شیشه یا پلاستیک ساخته شده ‌اند و از کابل‌ های مسی نازک ‌تر هستند. همین امر موجب شده تا وزن کمی داشته باشند.

افزایش پهنای باند ساده:

با به کار گیری کابل فیبر نوری، می توان ابزار جدیدی را به زیرساخت کابل فعلی اضافه نمود. از آنجایی که کابل نوری قادر است ظرفیت زیادی را نسبت به کابل های مسی اولیه ارائه دهند، در عصر WDM (مالتی پلکس کردن بخش طول موج)، از جمله CWDM و DWDM، کابل های فیبر را قادر می کند تا پهنای باند اضافی را در خود جای دهند.

معایب فیبر نوری

از معایب فیبر نوری می توان به موارد زیر اشاره کرد:

توان کم:

منابع ساطع کننده نور، محدود به توان کم می شوند. اگرچه ساطع کننده های توان بالا برای بهبود منبع تغذیه در دسترس هستند، اما هزینه بیشتری را به همراه خواهد داشت.

شکنندگی:

فیبر نوری نسبت به سیم های مسی نسبتاً شکننده است و آسیب پذیرتر است. توصیه می شود که کابل های فیبر نوری را خیلی محکم نپیچانید و یا خم نکنید. به علاوه، ممکن است شیشه موجود در فیبر نوری تحت تاثیر مواد شیمیایی گوناگونی همچون گاز هیدروژن قرار گیرد که این امر به نوبه خود باعث می شود هنگام کابل کشی در زیر زمین نیاز به مراقبت های بیشتری وجود داشته باشد.

فاصله:

فاصله بین گیرنده و فرستنده باید کوتاه باشد در غیر این صورت برای تقویت سیگنال، به یک تکرار کننده نیاز خواهد بود.

نیاز به تجهیزات خاص:

برای اینکه از کیفیت بالای انتقال فیبر نوری مطمئن شوید، به ابزار و تجهیزات خاصی نیاز دارید. برای مثال ابزاری همچون OTDR نیاز است و از سوی دیگر، لوازم مورد نیاز برای تست فیبر نوری نیز بسیار تخصصی و گران قیمت هستند. به عنوان مثال، تسترهای OLTS و پروب های نوری در بیشتر قسمت های انتهای فیبر برای تست فیبر لازم می باشند.

هزینه نصب بالا:

فیبرهای نوری به نسبت کابل های مسی دارای هزینه بالاتری برای نصب و راه اندازی می باشند چرا که نیازمند مراقبت بیشتری هستند و حساسیت بالایی دارند.

پراکندگی و تضعیف سیگنال:

هرچه سیگنال مجبور باشد مسافت طولانی تری را طی نماید، نور تضعیف شده و پراکنده می گردد. به همین منظور به اجزایی همچون EDFA نیاز پیدا خواهیم کرد.