مزایا و معایب فیبر نوری چه هستند؟ به چه دلیل در دنیای امروز این نوع کابل‌ها بر دیگر کابل‌ها، نظیر کابل مسی ارجحیت دارند؟ اگر این پرسش‌ها جزو سوالات شما در ارتباط با فیبر نوری می‌باشند، به سایت درستی برای رسیدن به جواب وارد شده‌اید. در این مطلب به مزایای فراوان این کابل در کنار معایبی که دارد، به صورت جامع پرداخته شده است.
فیبر نوری چیست و چه مزایایی دارد؟ فیبر نوری مزایای فراوانی دارد. این مزایا سبب شده‌اند تا در ارتباطات دور برد و ارتباط و انتقال داده استفاده شده و بیش از گذشته به کار گرفته شود. سرعت بالا، میرایی پایین، عدم وجود تداخل الکترومغناطیسی، اندازه کوچک و سبک بودن، ظرفیت انتقال اطلاعات بیش‌تر تنها برخی از مزیت‌های گفته شده برای این نوع کابل می‌باشند. علاوه بر این‌ها، نیازهای بی‌وقفه به پهنای باند بالا برای انتقال داده، باعث رشد قابل توجهی در میزان تقاضای این نوع فیبر شده است.
همراه ما باشید تا در کنار شناخت مزایا و معایب فیبر نوری، به بررسی تکنولوژی انتقال این فیبر و نکاتی که در هنگام خرید فیبر نوری باید به آنها توجه داشت، بپردازیم.
تکنولوژی انتقال فیبر نوری
پیش از آن‌که به معرفی فیبر نوری پرداخته شود مختصری به تکنولوژی انتقال داده به کمک این نوع کابل‌ها که امروزه طرفداران زیادی پیدا کرده است، اشاره خواهد شد.
به طور کلی یک سیستم ارتباطی فیبر نوری متشکل از سه بخش فرستنده نوری، کابل فیبر نوری و گیرنده نوری است. فرستنده سیگنال الکتریکی دریافت شده را به سیگنال نوری تبدیل می‌کند. فیبر نوری که در انواع مختلف و برای کارکردهای متفاوت وجود دارد، وظیفه انتقال سیگنال نوری و رساندن آن به گیرنده را بر عهده دارد. گیرنده نوری نیز سیگنال را دریافت و دوباره آن را برای خوانایی به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند.
متداول‌ترین فرستنده نوری مورد استفاده در این سیستم انتقال، دستگاه‌های نیمه هادی نظیر ال ای دی‌ها و دیودهای لیزری هستند. در ارتباط با گیرنده‌ها باید گفت که آشکار ساز نوری (Photo-Detector) به عنوان بخش اصلی و کلیدی آن شناخته می‌شود. به کمک این بخش، سیگنال نوری تقویت شده و به الکتریسیته تبدیل می‌گردد.
درباره کابل فیبر نوری سخن بسیار است. در دنیای ارتباطات و انتقال داده‌ها به جهت تقاضای بسیار برای سرعت و پهنای باند بیش‌تر، کابل‌های فیبر نوری رشد و توسعه چشمگیری داشته‌اند. امروزه انواع مختلف کابل فیبر نوری در بازار موجود است.
در شکل زیر شمایی از تکنولوژی انتقال فیبر نوری نشان داده شده است. با توجه به این شکل می‌توان بیان کرد که تمامی سیستم‌های انتقال فیبر نوری از نور مدوله شده برای انتقال داده‌ها از سمت فرستنده به گیرندۀ همراه استفاده می‌کنند.
کابل فیبر نوری چیست؟
فیبر نوری برای انتقال اطلاعات به جای پالس‌های الکتریکی از پالس‌های نوری استفاده می‌کند، به همین جهت پهنای باند بیش‌تری را-صدها برابر بیش از سیستم‌های الکتریکی سنتی- برای انتقال اطلاعات فراهم می‌سازد. کابل فیبر نوری اگر چه عموما بدون روکش عرضه می‌شوند اما نوع روکش دار یا کابل فیبر نوری آرمورد نیز عرضه می‌گردد تا در برابر شرایط سخت محیطی مقاوم باشد و آسیب نبیند. بدین سبب به طور وسیعی در تجارت، توسط دولت‌ها، ارتش و بسیاری از صنایع دیگر برای ارسال داده‌های صوتی، تصویری و … به کار گرفته می‌شود.
هم اکنون در بازار کابل فیبر نوری، انواع گوناگون آن از جمله فیبر OS2، فیبر OM1، فیبر OM2، فیبر OM4 و کابل فیبر نوری OM5 برای کاربردهای مختلف وجود دارد.
فیبر نوری به جهت انعطاف‌پذیری در دسته کابل‌ها قرار می‌گیرد و به عنوان وسیله‌ای برای ارتباطات دور برد و شبکه استفاده می‌شود. میرایی فیبر نوری نسبت به کابل‌های مسی کم است از این رو برای مسافت‌های طولانی بهترین گزینه به شمار می رود.
انواع متداول فیبر نوری
به طور کلی کابل‌های فیبر نوری در سه نوع وجود دارند: کابل فیبر نوری سینگل مود، کابل فیبر نوری مالتی مود و کابل فیبر نوری پلاستیکی.
کابل فیبر نوری سینگل مود (Single mode)
مود (mode) یا همان حالت در کابل فیبر نوری به مسیری که نور در آن حرکت می‌کند، اشاره دارد. فیبر نوری سینگل مود قطر هسته کوچک و به اندازه 8.3 میکرون دارد. در این نوع کابل نور تنها به یک طول موج و در یک مسیر واحد حرکت می‌کند. این نوع حرکت و انتقال میزان بازتاب نور را تا حد زیادی کاهش داده و میرایی را کم می‌کند. کابل فیبر نوری سینگل مود گران‌تر از مالتی مود است و عموما در اتصالات شبکه مسافت‌های طولانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کابل فیبر نوری مالتی مود (Multi mode)
قطر هسته فیبر نوری چند حالته نسبت به سینگل مود بیش‌تر است. همین امر سبب شده تا امکان انتقال نور از مسیرهای متعدد با چندین طول موج متفاوت فراهم گردد. هسته فیبر نوری مالتی مود عمدتا در دو اندازه 50 میکرون و 62.5 میکرون وجود دارد. این نوع کابل فیبر نوری برای مسافت‌های کوتاه از جمله پچ کابل مثل فیبر به دسکتاپ یا پچ پنل به تجهیزات، داده‌ها و برنامه‌های صوتی-تصویری در شبکه‌های LAN مناسب است و مورد استفاده قرار می‌گیرد.
لازم به ذکر است که فیبر نوری مالتی مود بر اساس نحوه توزیع ضریب شکست هسته، به دو نوع فیبر نوری با ضریب شکست پله‌ای (Step Index) و فیبر نوری مالتی مود با ضریب شکست تدریجی (Graded Index) قابل تقسیم است.
فیبر نوری پلاستیکی (POF)
فیبر نوری پلاستیکی بر خلاف دو نوع قبلی که از شیشه ساخته شده‌اند، از جنس پلاستیک است. این نوع فیبر دارای یک هسته یک میلی‌متری با ضریب شکست پله‌ای (Step-Index) است. اندازه بزرگ هسته این نوع فیبر نوری باعث شده تا تعداد شعاع‌های نوری بسیاری از منابع و اتصالاتی که نیازمند دقت بالایی نیستند، جذب کرده و عبور دهند. علاوه بر این‌ها هزینه کانکتورها و سر بندی آنها حدود 10 تا 20 درصد نسبت به فیبرهای نوری شیشه‌ای کم‌تر است و به طور کلی، نیاز به تجهیزات پیچیده‌ای نیست. به عنوان مثال ترمینیشن باکس این نوع کابل ساده است.
این نوع فیبر به دلیل اینکه از جنس پلاستیک است ماندگاری بالایی دارد و با حداقل ابزار و آموزش در چند دقیقه می‌توان آن را نصب کرد.
فیبر نوری پلاستیکی برای کاربردهایی که به پهنای باند زیاد در فواصل بالا نیاز ندارند، مناسب است و با نوع شیشه‌ای در رقابت می‌باشد. این نوع فیبر به سبب ویژگی‌هایی که برای آن بیان شد به گزینه‌ای مناسب برای اتصالات LAN دسکتاپ و لینک‌های کوتاه با سرعت پایین بدل شده است.
مزایا و معایب فیبر نوری
اگر که گفته شود فیبر نوری مزایای بی شماری دارد، اغراق نشده است. سرعت بالا و پهنای باند زیاد تنها دو مزیت از چندین مزیت این نوع کابل شبکه نسبت به کابل‌های مسی است. اما فیبر نوری در کنار این مزایا معایبی نیز دارد. در ادامه به مزایا و معایب این فیبر اشاره خواهیم کرد.
مزایا فیبر نوری
برخی از مهم‌ترین مزایای کابل فیبر نوری عبارتند از:
پهنای باند بالا و سرعت بیش‌تر
کابل فیبر نوری از پهنای باند بالا و سرعت بیش‌تر پشتیبانی می‌کند. در حقیقت به کمک این کابل‌ها می‌توان حجم بسیاری از اطلاعات را انتقال داد.
ارزان بودن فیبر نوری
کیلومترها کابل فیبر نوری با قیمتی کم‌تر از کابل مسی در همان اندازه، ساخته می‌شوند. گفته شده که به جهت وجود فروشندگان متعددی که درصدد رقابت با یکدیگر هستند، قیمت کابل فیبر نوری ارزان‌تر می‌گردد.
سبک و باریک بودن
فیبر نوری نسبت به کابل مسی سبک‌تر و همچنین باریک‌تر است از این رو برای مکان‌هایی که فضا مورد توجه بوده و از اهمیت بالایی برخوردار است، مناسب‌تر است. کابل فیبر نوری از شیشه یا پلاستیک ساخته شده است، به همین دلیل سبک‌تر و کم وزن‌تر از مس خواهد بود.
ظرفیت انتقال بالاتر
همانطور که گفته شد فیبرهای نوری بسیار باریک‌تر از سیم‌های مسی هستند. باریک بودن فیبرها این امکان را فراهم می‌کند که تعداد فیبرهای بیش‌تری را در یک کابل با قطر معین قرار داد. این کار باعث می‌شود خطوط تلفن بیش‌تری از یک کابل عبور کرده یا تعداد کانال‌های تلویزیونی بیش‌تری با یک کابل وارد تلویزیون کابلی شده و پخش شوند.
کاهندگی و اتلاف کم‌تر
مقدار کاهندگی و اتلاف سیگنال در کابل فیبر نوری کم‌تر از نوع مسی است.
مقاومت خوب در برابر تداخل الکترومغناطیسی
مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی دریافت صوت و تصویر با کیفیت را سبب می‌شود. سیگنال‌های نوری ارسالی توسط فیبرهای مختلف یک کابل بر خلاف سیگنال‌های الکتریکی ارسالی توسط کابل‌های مسی با یکدیگر تداخل ندارند و همین عدم تداخل، کیفیت را بالا می‌برد.
طول عمر بالا
فیبرهای نوری اگر چه شکننده هستند و باید با دقت بالا آنها را نصب کرد اما این فیبرها عمدتا طول عمر بالایی داشته و بالغ بر یک قرن عمر می‌کنند.
پشتیبانی از مسافت طولانی
در فیبر نوری اتلاف توان کم‌تر صورت می‌گیرد. این امر باعث می‌شود سیگنال‌های نوری مسافت‌های طولانی‌تری را طی کرده و مسافت‌های بالا را پشتیبانی کنند.
ریسک امنیتی پایین
مقبولیت و تقاضای بیش‌تر برای فیبر نوری عمدتا ناشی از بالا رفتن میزان آگاهی مردم در ارتباط با نگرانی‌های امنیتی و امکان تعویض اطلاعات با داده‌های خام در کابل‌های مسی است. داده‌ها در کابل‌های فیبر نوری از طریق نور ارسال می‌شوند. بنابراین راهی برای تشخیص داده‌ها و شنود وجود ندارد. همین امر تضمین کننده امنیت مطلق اطلاعات است.
معایب فیبر نوری
در کنار مزایایی که برای کابل فیبر نوری ذکر شد، بیان معایب فیبر نوری در مقابل کابل های مسی خالی از لطف نخواهد بود و به شناخت کامل‌تر این نوع کابل کمک خواهد کرد. برخی از مهم‌ترین معایب و مشکلات فیبر نوری به شرح زیر می‌باشند:
توان پایین
منابع ساطع کننده نور محدود به توان پایین هستند. در واقع اگر چه برای بهبود منبع تغذیه، قابلیت دسترسی به ساطع کننده‌های توان بالا وجود دارد اما این کار هزینه بیش‌تری را می‌طلبد که نیاز نیست.
فاصله
میان فرستنده و گیرنده می‌بایست فاصله کوتاهی وجود داشته باشد. در غیر این صورت سیگنال برای آن‌که درست منتقل شود باید به کمک تکرار کننده تقویت شود.
شکنندگی
کابل فیبر نوری نسبت به کابل‌های مسی مرسوم در گذشته شکننده‌تر و آسیب‌پذیرتر معرفی شده‌اند. توصیه می‌شود که در هنگام کار با فیبر نوری دقت کافی لحاظ شود. خم کردن یا پیچاندن کابل فیبر نوری آسیبی جدی به آن وارد می‌سازد.
نصب سخت
نصب کابل فیبر نوری سخت است. این فیبرها همانطور که بیان شد، شکننده هستند. آنان ممکن است در زمان نصب و یا فعالیت‌های ساخت و ساز آسیب ببینند (همانند بریده شدن). این موارد نصب کابل فیبر نوری را سخت خواهد کرد.
هزینه بالا
نسبت به کابل مسی، هزینه کلی کابل فیبر نوری بالاتر است. در حقیقت علی رغم اینکه هزینه‌های نصب فیبر نوری در سال 60 درصد کاهش می‌دهد، نصب این نوع کابل‌ها نسبتا از کابل‌های مسی هزینه‌برتر هستند. نصب کابل مسی به مراقبت کم‌تری نیاز دارد. با این وجود فیبر نوری در حال حرکت به سمت کارکرد و استفاده محلی است. در حقیقت به کمک فناوری‌هایی همانند FTTx (نظیر فیبر به خانه، فیبر به ساختمان، فیبر به کابینت مخابراتی زیر 300 متر) و شبکه نوری غیر فعال (PONs) امکان دسترسی مشترک کاربران را به پهنای باند را فراهم می‌سازد.
نیازمند تجهیزات ویژه
برای اطمینان از کیفیت انتقال فیبر نوری عموما به تجهیزات خاصی نیاز است. به عنوان نمونه تجهیزاتی همانند OTDR، پروب‌های نوری و قدرت سنج‌ها که به عنوان تجهیزات گرانقیمت و تخصصی شناخته می‌شوند، برای نصب و استفاده از کابل فیبر نوری در اکثر نقاط انتهایی فیبر، مورد نیاز هستند.
نحوه انتخاب کابل فیبر نوری مناسب
برای انتخاب کابل فیبر نوری مناسب باید به صلاحیت سازنده آن، حالت فیبر، نوع روکش، ساختار و … توجه کرد. این روزها استفاده از کابل فیبر نوری در شبکه‌های ارتباطی شتاب زیادی پیدا کرده است. طیف خیره کننده‌ای از فروشندگان برای تولید کابل فیبر نوری و عرضه آن به بازار با هم در رقابت هستند.
در زمان انتخاب فیبر نوری پیش از هر چیزی بهتر است با یافتن یک فروشنده قابل اعتماد شروع کرد و پس از آن معیارهای دیگر را در نظر گرفت. در ادامه راهنمایی برای حل برخی از ابهاماتی که در این‌باره وجود دارند، آورده شده است.
بررسی صلاحیت تولید کننده
هر برند یا تولید کننده کابل فیبر نوری ارائه کننده محصول مناسب و با کیفیت نیست. زمانی‌که فرد در جستجو برای یافتن تولید کننده مطمئن است با گزینه‌های فراوانی رو به رو می‌گردد. این گزینه‌ها سردرگمی را بیش‌تر خواهد کرد. آن گروه از افراد که تولید کننده اصلی کابل‌های نوری به شمار می‌روند عموما گواهینامه‌هایی را از موسسات ملی و بین المللی دریافت کرده‌اند. برخی از این گواهینامه‌ها عبارتند از: گواهینامه کیفیت ISO9001، گواهینامه سیستم بین المللی محیط زیست یا ROHS، گواهینامه ISO4001، گواهینامه استاندارد UL، گواهینامه از وزارت ارتباطات.
حالت فیبر
فیبر سینگل مود عموما برای مسافت‌های طولانی به کار برده می‌شود. این در حالی است که کابل فیبر نوری مالتی مود برای مسافت‌های کوتاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر این، هزینه‌های سیستم و نصب بر اساس نوع فیبر نوری متغیر است. با بررسی و شناخت تفاوت فیبر نوری سینگل مود و فیبر نوری مالتی مود می‌توان در انتخاب فیبر نوری مطابق با نیاز شبکه تصمیم درست را اتخاذ کرد.
روکش های کابل نوری: OFNR, OFNP, LSZH
روکش استاندارد کابل فیبر نوری OFNR است. این واژه مخفف عبارت Optical Fiber Non-conductive Riser می‌باشد. این روکش نارسانا است و متناسب با فضای رایزر است. به این معنا که عمدتا برای مسیرهای عمودی کاربرد دارد . همچنین فیبرهای نوری با روکش OFNP در دسترس هستند. این نوع نیز نارسانا است اما برای فضاهای پلنوم نظیر سقف یا کف کاذب کاربرد دارد.
از دیگر روکش‌ها می‌توان به LSZH اشاره کرد. این کلمه مخفف عبارت «Lose Smoke Zero Halogen» است. این روکش‌ها از ترکیبات خاصی ساخته شده‌اند که در زمان آتش گرفتن دود خیلی کمی از آنها متصاعد می‌گردد که سمی نیست. در حقیقت این روکش‌ها فاقد مواد هالوژنه هستند از این رو برای کاربردهای داخلی مناسب گفته شده‌اند. ناگفته نماند که این نوع فیبرهای نوری با قیمت بالایی عرضه می‌شوند.
ساختار داخلی فیبر نوری
ساختار داخلی فیبر نوری به نحوه‌ی قرار گرفتن تارهای فیبر نوری در اولین محافظ اشاره دارد. تارهای فیبر نوری طی چند مرحله پوشانده می‌شوند تا محافظت شوند. در اولین مرحله و به طور کلی تارهای فیبر نوری در تایت پک، برک اوت، اسمبلی و لوز تیوپ قرار خواهند گرفت.
کابل تایت پک (Tight Pack) به عنوان کابل توزیع فیبر شناخته می‌شود. طراحی این کابل به شکلی است که مواد آن در تماس مستقیم با فیبر می‌باشد. در این نوع کابل تمامی فیبرها تحت یک پوشش محکم (ژاکت بیرونی) قرار دارند. کابل tight pack اغلب در داخل ساختمان‌ها و تاسیسات استفاده می‌شود و بر روی سینی‌های کابل و یا مجاری کانالی شکل نصب می‌گردند.
کابل برک اوت (break-out) که با نام کابل fan-out نیز شناخته می‌شود، محکم است و دوام بالایی دارد و عموما برای کاربردهای D2D که بدون دخالت زیرساخت‌های شبکه ارتباط برقرار می‌شود، مناسب است.
کابل زیپ کورد یا اسمبلی (Zip Cord or Assembly) عموما برای ساخت کابل‌های پچ نوری و یا استفاده در مسافت‌های کوتاه توصیه می‌شوند.
ساختار لوزتیوپ (loose tube) یک استاندارد telco است و در صنعت مخابرات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کابل نوری داخلی و بیرونی
انتخاب میان دو گزینه کابل داخلی و بیرونی اغلب به کاربرد و درخواست متقاضی وابسته است. تفاوت عمده‌ای که میان کابل فیبر داخلی و بیرونی است در میزان ضد آب بودن آنها و مقاومتشان در برابر شرایط گوناگون است. کابل‌های فیبر نوری بیرونی برای محیط خارجی و مقاوم در برابر رطوبت ساخته شده‌اند به گونه‌ای که با قرار گرفتن در معرض رطوبت آن هم برای سالیان دراز آسیب نمی‌بینند. با این وجود، امروزه کابل‌هایی با ویژگی ضد آب بودن و طراحی داخلی وجود دارند. به عنوان نمونه در یک محیط دانشگاه می‌توان کابل فیبر نوری با روکش PE خارجی که مقاوم در برابر رطوبت است یا کابل فیبر نوری با روکش PVC داخلی که برای مقاومت در برابر آتش طراحی شده‌اند. استفاده کرد.
تعداد فیبر
هر دو کابل فیبر نوری داخلی و خارجی دارای گزینه‌های زیادی از تعداد فیبر (تار نوری) در محدوده 4 تا 144 فیبر است. اگر که تقاضای فیبر بالاتر از این تعداد باشد می‌توان آن را سفارشی شده، تقاضا نموده و خریداری کرد. همچنین توصیه می‌شود برای کاربردهایی جز ساخت پچ کورد فیبر و یا یک لینک ساده به کمک دو فیبر، فیبر اضافی نیز تهیه شود
جمع بندی
فیبر نوری فراهم کننده یک اتصال اینترنتی سریع، ثابت و پایدار است. به کمک این فیبر می‌توان داده‌های بسیاری را در فواصل بالا انتقال داد. امروزه با افزایش میزان تقاضا داده، کابل کشی فیبر نوری بسیار مفید خواهد بود چرا که مسیری مطمئن برای انعطاف‌پذیری و پایداری شبکه است.
با توجه به حساسیت این تجهیزات، اجرای شبکه فیبر نوری می‌تواند چالش برانگیز باشد و نیازمند دانش و تجربه کاری است، در صورت نیاز به خدمات فیبر نوری رایکانت می‌توانید با مشاوران ما تماس بگیرید.
سوالات متداول
فیبر نوری مزایای بی‌شماری دارد که تنها دو مورد از مهم‌ترین این موارد سرعت بالا و پهنای باند زیاد نسبت به کابل های مسی است که در این مقاله از رایکانت به طور کامل شرح داده شده‌اند.
در کنار مزایایی که برای کابل فیبر نوری ذکر شد، بیان معایب فیبر نوری در مقابل کابل های مسی خالی از لطف نخواهد بود. برخی از مهم‌ترین معایب و مشکلات فیبر نوری می‌توان به شکنندگی، نصب سخت و در برخی موارد هزینه بالاتر اشاره کرد.
برای انتخاب کابل فیبر نوری مناسب باید به صلاحیت سازنده آن، حالت فیبر، نوع روکش، ساختار و … توجه کرد. در ادامه راهنمایی برای حل برخی از ابهاماتی که در این‌باره وجود دارند، آورده شده است.
