فیبر نوری و کاربرد آن در ارتباطات

در دنیای امروز، با افزایش تقاضا برای سرعت بیشتر، پهنای باند بالاتر و انتقال امن‌تر داده‌ها، فیبر نوری به یکی از پرکاربردترین و مهم‌ترین روش‌های انتقال اطلاعات تبدیل شده است. این فناوری نه تنها زیرساخت اصلی اینترنت جهانی را تشکیل می‌دهد، بلکه در شبکه‌های شهری، شرکت‌ها، بیمارستان‌ها و حتی خانه‌های هوشمند نیز استفاده می‌شود. همراه ما در مجموعه ند باشید.

فیبر نوری چیست؟

فیبر نوری (Optical Fiber) نوعی کابل است که از رشته‌های بسیار نازک شیشه‌ای یا پلاستیکی تشکیل شده است و اطلاعات را از طریق نور منتقل می‌کند. برخلاف کابل‌های مسی که داده‌ها را از طریق سیگنال‌های الکتریکی منتقل می‌کنند، فیبر نوری از امواج نوری استفاده می‌کند.

این روش انتقال داده به دلیل عدم تداخل الکترومغناطیسی، فاصله طولانی‌تر قابل پوشش و سرعت بسیار بالا، گزینه مناسبی برای ارتباطات پیشرفته است.

ساختار داخلی فیبر نوری (Optical fiber)

فیبر نوری از سه لایه اصلی تشکیل شده است:

انواع فیبر نوری

مزایای Optical fiber

• ✅ سرعت بسیار بالا (تا چند صد گیگابیت بر ثانیه)
• ✅ فاصله انتقال بیشتر (تا چندین کیلومتر بدون نیاز به تقویت‌کننده)
• ✅ عدم تداخل الکترومغناطیسی
• ✅ امنیت بالا
• ✅ مقاومت در برابر عوامل محیطی
• ✅ طول عمر بیشتر نسبت به کابل‌های مسی

معایب فیبر نوری

• ❌ هزینه اولیه بالاتر
• ❌ نیاز به تجهیزات تخصصی برای نصب و راه‌اندازی
• ❌ حساسیت بیشتر به خمش و شکستگی
• ❌ نیاز به مبدل نوری (Transceiver) برای اتصال به دستگاه‌های الکتریکی

کاربردهای فیبر نوری در ارتباطات

فیبر نوری در بسیاری از زمینه‌های ارتباطی استفاده می‌شود:

نحوه کار فیبر نوری

1. تولید نور: یک منبع نوری (LED یا لیزر) اطلاعات دیجیتال را به نور تبدیل می‌کند.
2. انتقال نور: نور از طریق هسته فیبر حرکت می‌کند.
3. دریافت نور: یک گیرنده نوری (Photodetector) نور را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند.
4. پردازش داده: داده‌ها به صورت قابل استفاده در دستگاه مقصد ظاهر می‌شوند.

فناوری FTTH چیست؟

FTTH مخفف Fiber to the Home است و به معنای رساندن فیبر نوری به خانه کاربران است. این فناوری بهترین کیفیت اینترنت را با سرعت بالا، تأخیر کم و ثبات بیشتر فراهم می‌کند.

مزایای FTTH:

• سرعت بالای اینترنت
• امکان استفاده همزمان از اینترنت، تلفن و تلویزیون
• پایداری و کاهش مشکلات اتصال

همچنان بخوانید : انواع مختلف فیبر نوری و کاربردهای آن‌ها

قلم فیبر نوری چه کاربردی دارد؟

قلم فیبر نوری که مختصر شده ای نام آن VFL (Visual Fault Locator) است یکی از ضروری ترین و کاربردی ترین ابزارهای در هنگام کار با کابل های فیبر نوری محسوب می شود. از طریق این قلم، اولین تست فیبر نوری انجام می شود. لازم به ذکر است که این تست قابلیت تکرار پذیری بالایی دارد.

بسیاری از کاربران تصور درستی در مورد قیمت قلم فیبر نوری ندارند؛ باید بگوییم که بر خلاف تصور عمومی، قلم فیبر نوری به هیچ وجه یک ابزار ارزان قیمت برای بررسی شبکه های فیبر نوری نیست. به کمک قلم VLF می توان خیلی سریع شکستگی ها و یا میکروبند هایی (زوایایی که به شکل نامتعارفی خم شده اند) را در شبکه های فیبر نوری ردیابی کرد. همچنین امکان تشخیص فیوژن های بسیار ضعیف در انواع کابل های فیبر نوری (کابل های Optical fiber مالتی مود و یا سینگل مود) وجود دارد.

توان خروجی قلم Optical fiber به شکل منبع نور است. استفاده  از منبع نور لیزر قرمز (۶۳۵-۶۵۰ نانومتر) در قلم های فیبر نوری بسیاری رایج است. قدرت خروجی نوری لیرز VFL چیزی در حدود ۱ میلی وات و یا حتی کمتر از آن تخمین زده می شود. لازم به ذکر است که با این درجه توان خروجی، لازم است که همیشه در هنگام کار با قلم فیبر نوری مراقب باشید و از نگاه کردن مستقیم به خروجی نوری، به شدت خودداری کنید.

ظاهر قلم های فیبر نوری بسیار متغیر است. این ابزار شبکه های فیبر نوری در شکل ها و اندازه های متنوعی تولید و به بازار عرضه می شود. برخی از VFL ها ظاهری بسیار مشابه با یک قلم عادی دارند اما گروهی دیگر از آن ها نیز وجود دارد که می توانند در محدوده ی یک بازتاب سنج دامنه ی نوری (OTDR) بگیرند. تعدادی دیگر از قلم های فیبر نوری نیز وجود دارد که شباهت زیادی به ریموت و یا دیگر تجهیزات مشابه دارند.

انواع قلم فیبر نوری

در یک دسته بندی، به طور کلی دو نوع قلم فیبر نوری (VFL) وجود دارد. گروه اول برای تماس همسطح استفاده می شود و گروه دوم از طریق تماس غیر همسطح عمل می کند. در گروه اول، یعنی قلم ها فیبر نوری با تماس همسطح، قلم باید با فیبر نوری که قصد داریم آن را مورد بررسی قرار دهیم تماس داشته باشد.

در مقابل، در کابل هایی که به روش تماس غیرهمسطح عمل می کنند، کابل فیبر نوری بدون تماس با قلم فیبر نوری مورد بررسی قرار می گیرد. یکی از ویژگی های قلم فیبر نوری این است که محدودیتی در مورد آزمایش کردن کابل های فیبر نوری تا دو کیلومتر ندارد؛ این ویژگی کاملا نقطه ی مقابل آزمایش های پیوسته با تستر های پیوسته نوری (LED) است.

بنابراین تا فاصله ای به اندازه ی ۲ کیلومتر می توان از قلم فیبر نوری برای تایید امتداد سالم کابل های فیبر نوری مالتی مود و همچنین سینگل مود استفاده کرد. البته با توجه به منبع لیزری با طول موج مرئی ۶۳۵-۶۵۰ نانومتر و افت آن و البته نوع کابل فیبر نوری، این تشخیص هم محدودیت هایی درد.

به طور مثال در ممکن است که در کابل های فیبر نوری مالتی مورد بیش از ۱ کیلومتر و در کابل های فیبر نوری سینگل مود بیش از ۵۰۰ متر، زوایای خمیدگی تند و همچنین مایکروبند ها قابل تشخیص نباشند. لازم به ذکر است که در هنگام شکسته شدن کابل فیبر نوری به وسیله ی ژاکت نیز اندازه های ذکر شده صادق است.

نحوه‌ی کار قلم فیبر نوری (VFL)

انتقال سینگال های نوری بر روی یک کابل فیبر نوری به طور معمول با استفاده از طول موج ۱۳۰۰-۱۶۵۰ نانومتر انجام می گیرد  بنابراین چشم غیر مسلح قادر به دیدن این جریان نور است. در روش OTDR برای آسیب شناسی کابل های فیبر نوری و اندازه گیری درجه ی خطا در این کابل ها، از زمان پرتور و دامنه انعکاس پالس در کابل های فیبر نوری استفاده می شود.

این در حالی است که قلم فیبرنوری، برای تشخیص دادن محل آسیب دیده و خطا در کابل های فیبر نوری از نوری مرئی با طول موج ۳۶۰-۶۷۰ نانومتر استفاده می شود. این نور مرئی از طریق هسته ی مرکزی فیبرنوری منتقل می شود و در نهایت در نقطه ای از کابل که آسیب دیده است خارج می شود. این نور به گونه ای است که کاربران به راحتی می توانند خروج آن را از نقاط آسیب دیده روکش فیبر و یا کابل و یا حتی هسته تشخیص دهند. در واقع امکان افشای محل دقیق خطا و آسیب دیدگی یکی از مزیت های پررنگ این وسیله است.

تابش نور در قلم فیبر نوری به دو شکل انجام می گیرد: به شکل پیوسته و به شکل پالسی. در بازار اغلب قلم های فیبر نوری با رنج نور ۱ الی ۲ کیلوهرتز در دسترس است. توان خروجی این قلم ها به طور معمول به اندازه ی ۱ میلی وات و یا کمتر است و محدوده ای که قادر است آن را پوشش دهد بین ۲ تا ۵ کیلومتر است.

ویژگی‌های قلم Optical fiber (VLF)

• برای اتصالات ۱.۲۵ میلی متر، یک کانکتور ۲.۵ میلی متر
• کانکتور FC و LC
• عملکردی در دو حالت پیوسته (CW) و یا پالسی (Pulsed)
• ثابت بودن توان خروجی
• پایین بودن هشدار باتری
• بالا بودن عمر باتری تا حداکثر ۶۰ ساعت
• سر لیرز در برابر آب و گرد و غبار مصونیت دارد
• در هنگام سقوط بر روی زمین می تواند از آسیب ESD جلوگیری کند
• برای کسب اطمینان از قابلیت اطمینان امکان آزمایش سوختن وجود دارد
• جا به جایی و استفاده از قلم فیبر نوری راحت است

چگونه باید از یک قلم فیبر نوری (VFL) استفاده کرد؟

اولین قدم برای استفاده از قلم فیبر نوری اطمینان از تمیز بودن انتهای کانکتور (سطح فرول) است (درست مانند تست پیوسته با منبع نوری). بررسی دقیق فرول با میکروسکوپ بسیار اهمیت دارد. در صورت تمیز بودن سطح فرول از هر گونه آلودگی و یا غبار، باید VFL را به کانکتور فیبر وصل کنید. توصیه می شود که از نگاه کردن مستقیم به نور جدا خوداری کنید. در ادامه برخی از نکاتی که در هنگام کار با قلم فیبر نوری باید به آن ها دقت شود را بیان کرده ایم:

• از نگاه کردن مستقیم به نور لیزر جدا خودداری شود.
• اطمینان حاصل کنید که پس از استفاده درپوش را درست به جای خود برگردانده اید.
• اگر برای مدت طولانی از قلم فیبر نوری استفاده نمی کنید، باتری آن را جدا کنید.

معرفی محصول :
پچ کورد فیبر نوری ۱۵ متری FC FC نگزنس om3 (طرح)

مبدل فیبر گیگابیتی و تک حالته تی پی-لینک MC210CS

پیگتیل فیبر نوری مالتی مد ۱.۵ متری SC نگزنس UPC (طرح)

آینده Optical fiber

با توسعه فناوری‌هایی مثل 5G، اینترنت اشیاء (IoT)، هوش مصنوعی و خدمات ابری، نیاز به پهنای باند بیشتر و سرعت بالاتر افزایش یافته است. فیبر نوری به عنوان راه‌حلی پایدار و آینده‌دار در این زمینه شناخته شده است.

جمع‌بندی

Optical fiber یکی از پیشرفته‌ترین روش‌های انتقال داده در دنیای امروز است. با سرعت بالا، امنیت مناسب و قابلیت اطمینان، این فناوری در تمام حوزه‌های ارتباطی از اینترنت خانگی گرفته تا شبکه‌های بین‌المللی استفاده می‌شود. در حالی که هزینه اولیه آن بالاست، سرمایه‌گذاری در این زمینه به لحاظ بلندمدت بسیار مقرون به صرفه است.

فیبر نوری چیست؟