مزایا و معایب استفاده از فیبر نوری

بر اساس گزارشی که توسط گلوبال نیوزوایر منتشر شده است، بازار جهانی فیبر نوری در سال 2016 حدود 2.75 میلیارد دلار ارزش داشته و انتظار می‌رود در سال 2021 به حدود 3.72 میلیارد دلار برسد.

به دلیل افزایش تقاضا برای اتصالات با پهنای باند بالاتر و سرعت بیشتر برای اهداف مختلف صنعتی و مسکونی، استفاده از فیبرنوری در جامعه مدرن روز به روز رایج تر می شود. در این آموزش مزایا و معایب انتقال داده با استفاده از فیبر نوری را به تفصیل بررسی خواهیم کرد.

فناوری انتقال فیبر نوری :
معمولاً یک سیستم ارتباطی فیبر نوری از سه جزء اصلی تشکیل شده است: فرستنده نوری، کابل فیبر نوری و گیرنده نوری. فرستنده نوری سیگنال الکتریکی را به سیگنال نوری تبدیل می کند. کابل فیبر نوری سیگنال نوری را از فرستنده نوری به گیرنده نوری منتقل می کند و گیرنده نوری سیگنال نوری را دوباره به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. متداول ترین فرستنده نوری دستگاه های نیمه هادی مانند LED (دیودهای ساطع کننده نور) و دیودهای لیزری هستند. ردیاب نوری بخشی کلیدی در گیرنده نوری است که با استفاده از اثر آشکارساز نور، نور را به الکتریسیته تبدیل می کند. در مورد کابل فیبر نوری، حرف زیادی برای گفتن وجود دارد. از آنجایی که استفاده و تقاضا برای سرعت و پهنای باند، توسعه کابل های فیبرنوری شگفت انگیز است. اکنون در بازار کابل های نوری، فیبر OS2، فیبر OM1، فیبر OM2، فیبر OM3، فیبر OM4 و کابل فیبر OM5 برای کاربردهای مختلف نوری وجود دارد. فیبرهای نوری به عنوان وسیله ای انعطاف پذیر برای برقرای ارتباطات از راه دور و ارتباطات شبکه استفاده می شود. این وسیله به ویژه برای ارتباطات از راه دور مفید است، زیرا نور در مقایسه با کابل های مسی الکتریکی با افت کمتری از طریق فیبر منتقل می شود. شکل زیر نشان می دهد که تمام سیستم های انتقال فیبر نوری از تبدیل نور برای انتقال اطلاعات از فرستنده به گیرنده استفاده می کنند.

مزایای انتقال فیبر نوری :
فیبرهای نوری به دلیل مزایایی که نسبت به انتقال الکتریکی دارند تا حد زیادی جایگزین ارتباطات سیم مسی در شاهراه های شبکه های اصلی در جهان توسعه یافته و مورد استفاده شده اند. در اینجا مزایای اصلی انتقال داده به وسیله ی فیبر نوری را بررسی می کنیم:

پهنای باند بسیار بالا: هیچ رسانه انتقال داده مبتنی بر کابل از نوع دیگری پهنای باندی را که فیبرنوری تامین می کند را ارائه نمی دهد. حجم داده ای که کابل های فیبر نوری در واحد زمان ارسال می کنند بسیار بیشتر از کابل های مسی است.

مسافت طولانی تر: در انتقال فیبر نوری، کابل های نوری دارای افت خیلی کم توان در طول مسیر انتقال هستند، که امکان انتقال سیگنال ها را به مسافت طولانی تری نسبت به کابل های مسی فراهم می کند.

مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی: در مرحله نصب و کابل کشی، مواجهه با محیط هایی مانند پست های برق، گرمایش، تهویه و سایر منابع صنعتی تداخل اجتناب ناپذیر است. در نتیجه، فیبر دارای نرخ خطای بیت بسیار پایینی است (10 EXP-13)، زیرا فیبر در برابر تداخل الکترومغناطیسی بسیار مقاوم بوده و انتقال فیبرنوری تقریباً بدون نویز است.

ریسک امنیتی پایین: رشد بازار ارتباطات فیبر نوری عمدتاً ناشی از افزایش آگاهی در مورد نگرانی‌های امنیتی سرقت داده‌های در حال انتقال و استفاده نفوذگران از شنود یا جایگزینی اطلاعات در خطوط انتقال مسی می باشد. در صورتی که داده ها یا سیگنال ها از طریق نور در انتقال فیبر نوری ارسال می شوند. بنابراین هیچ راهی برای تشخیص داده هایی که با “گوش دادن” به انرژی الکترومغناطیسی و یا “نشتی” از طریق کابل منتقل می شوند وجود ندارد و این مزیت امنیت مطلق اطلاعات در حال انتقال را تضمین می کند.

اندازه کوچک: کابل فیبر نوری قطر بسیار کمی دارد. به عنوان مثال، قطر کابل یک فیبر از نوع مالتی مود OM3 حدود 2 میلی متر است که از قطر کابل مسی کواکسیال هم کوچکتر است. اندازه کوچک باعث صرفه جویی در فضای اشغال شده در مسیرهای کابل کشی فیبر نوری می شود.

وزن سبک: هسته کابل های فیبر نوری از شیشه یا پلاستیک ساخته شده اند و از کابل های مسی نازک تر هستند. اینها باعث سبک تر شدن و نصب آسان این کابل ها می شود. همچنین با قابلیت سازگاری آسان و افزایش پهنای باند با استفاده از کابل فیبر نوری می توان تجهیزات جدیدی را به زیرساخت کابل موجود اضافه کرد. از آنجا که کابل نوری می تواند ظرفیت بسیار گسترده ای را نسبت به کابل های مسی اولیه ایجاد کند. و فناوری WDM (تقسیم بندی طول موج)، از جمله CWDM و DWDM، کابل‌های فیبر را قادر می‌سازد تا پهنای باند بیشتری را در خود جای دهند.

معایب انتقال فیبر نوری :
اگرچه انتقال فیبر نوری راحتی زیادی را به همراه دارد، اما معایب آن را نیز نمی توان نادیده گرفت.

شکنندگی: هسته کابل‌های فیبر نوری معمولاً از شیشه ساخته شده‌اند که باعث می‌شود شکننده‌تر از سیم‌های برق باشند. علاوه بر این، شیشه می‌تواند تحت تأثیر مواد شیمیایی مختلف از جمله گاز هیدروژن (یک مشکل در کابل‌های زیر آب) قرار گیرد، که باعث می‌شود هنگام استقرار در زیر زمین به مراقبت های بیشتری نیاز داشته باشند.

نصب دشوار: انجام فیوژن یا جوش اتصال دهنده کابل فیبر نوری آسان نیست. و اگر آنها را بیش از حد خم کنید، می شکنند. و کابل فیبر بسیار مستعد بریده شدن یا آسیب دیدن در حین نصب یا فعالیت های ساخت و ساز می باشد. همه این موارد نصب این نوع کابل را دشوارتر می کند.

تضعیف و پراکندگی سیگنال نوری: با طولانی‌تر شدن فاصله انتقال، نور ضعیف و پراکنده می‌شود، که به اجزای نوری اضافی مانند EDFA نیاز دارد.

هزینه بیشتر نسبت به کابل مسی: علیرغم این واقعیت که هزینه های نصب فیبر نوری تا 60 درصد در سال کاهش می یابد، هزینه نصب کابل های فیبر نوری همچنان نسبتاً بالاتر از کابل های مسی است. زیرا نصب کابل مسی مانند کابل های فیبر به مراقبت و حساسیت بیشتری نیاز ندارد. با این حال، گستردگی استفاده از فیبر نوری در حال حرکت به سمت کاربردهای خانگی می باشد و از طریق فناوری هایی مانند FTTX (fiber to the home, premises ، و غیره) و PON (شبکه های نوری غیرفعال) امکان دسترسی مشترکین و کاربران نهایی به پهنای باند وسیع را فراهم می کند.

تجهیزات ویژه مورد نیاز: برای اطمینان از کیفیت انتقال فیبر نوری، به تجهیزات خاصی نیاز است. به عنوان مثال، تجهیزاتی مانند OTDR (بازتاب سنجی دامنه زمانی نوری) مورد نیاز است و از طرفی تجهیزات تست فیبرنوری بسیار گران قیمت و تخصصی تر هستند. مثل پروب های نوری و تسترهای OLTS یا Power Meter که در اکثر نقاط انتهایی فیبر برای ارائه درست آزمایش تست فیبر نوری مورد نیاز می باشند.

نتیجه گیری :
فیبرنوری به طور گسترده ای برای انتقال داده ها استفاده می شود و به دلیل کارایی و ظرفیت انتقال بالا به طور فزاینده ای به جای کابل های فلزی مسی مورد استفاده می باشد. ما دیده‌ایم که کابل‌های فیبر نوری جایگزین کابل‌های جفت تابیده مسی یا کابل کواکسیال شده‌اند. با توجه به استفاده و تقاضا برای پهنای باند زیاد و سرعت بیشتر، شکی نیست که انتقال فیبر نوری فرصت های بیشتری را به ارمغان می آورد و به طور مداوم مورد تحقیق و توسعه قرار می گیرد تا نیازهای آینده را نیز برآورده کند.

منبع :www.fs.com