فیبر نوری چیست؟ معرفی انواع فیبر نوری و کاربردهای آن در FTTH

فیبر نوری یا تار نوری به انگلیسی Optical Fiber رشته باریک و بلندی از یک ماده شفاف مثل شیشه یا پلاستیک است که می‌تواند نوری را که از یک سرش به آن وارد شده، از سر دیگر خارج کند. فیبر نوری داری پهنای باند بسیار بالاتر از کابل‌های معمولی می‌باشد، با فیبر نوری می‌توان داده‌های تصویر، صوت و داده‌های دیگر را به راحتی با پهنای باند بالا تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه و بالاتر انتقال داد. امروزه مخابرات فیبر نوری، به دلیل پهنای باند وسیعتر در مقایسه با کابل‌های مسی، و تاخیر کمتر در مقایسه با مخابرات ماهواره‌ای از مهمترین ابزار انتقال اطلاعات محسوب می‌شود.

فیوژن فیبرنوری (fiber splicing):

تولید کنندگان کابل های فیبر نوری، این کابلفیوژن فیبر نوری ها را در اندازه های مشخص و محدودی تولید می کنند، به همین علت زمانی که نیاز به طول بیشتر باشد، مجبور به اتصال چند کابل فیبر نوری به هم، تا رسیدن به طول مورد نظر خواهیم بود. این اتصال بیشتر در ورودی ساختمان، محفظه های کابل کشی، کوپلر و هر نقطه واسطه بین فرستنده و گیرنده صورت میگیرد. همچنین در زمان قطع شدن قسمتی از کابل به دلایل مختلف نظیر حفاری نیاز به اتصال محل قطع شدگی کابل می باشد.

اتصال دو کابل فیبر نوری نیازمند تنظیم دقیق جهت جفت شدن هسته‌ی کابل ها یا نقاط درون کابل فیبر نوری single- mode است، به طوری که تقریبا تمام نور از یک کابل فیبر نوری، به کابل متصل شده به آن وارد شود.

اتصال فیبر نوری به دو روش اجرا می شود:

  1. فیوژن فیبر نوری
  2.  روش مکانیکی

فیوژن فیبر نوری عمل اتصال یا در اصطلاح جوش دادن دو کابل فیبر نوری به یکدیگر است که توسط دستگاه فیوژن فیبر نوری انجام می‌شود.

اتصال فیوژن از جرقه الکتریکی برای جوش دو کابل فیبر نوری به هم استفاده می کند. این فرایند از جوش فیبر نوری شامل حرارت موضعی دو کابل فیبر نوری برای ذوب کردن و اتصال انتهای آنها به هم می‌باشد.

فیوژن فیبر نوریفرایند اتصال با اماده سازی انتهای هر دو فیبر برای اتصال شروع می شود که در ابتدا حذف پوشش های محافظ از انتهای هر دو فیبر ضروری است. سپس فیبر به منظور ایجاد سطحی صاف و عمود بر آن در انتها با استفاده از روش score-and-break  شکسته می شود که فرایند cleaving است وسپس کیفیت انتهای هر فیبر با استفاده از یک میکروسکوپ بررسی می‌شود.
در جوش فیبر نوری، اتلاف در اتصال رابطه مستقیم با زوایا و کیفیت انتهای فیبر در هر دو طرف آن دارد.
یک دستگاه فیوژن معمولی شامل دو ثابت جهت قرار گیری فیبر ها در آن و دو الکترود می باشد. میکروسکوپ به قرار گیری انتهای فیبر آماده شده در دستگاه فیوژن کمک می کند. فیبر ها در دستگاه قرار گرفته و هم تراز شده و سپس با هم ذوب و متصل می‌شوند.
در ابتدا در جوش فیوژن از سیم کروم به عنوان عنصر حرارتی برای ذوب کردن و اتصال فیبر ها به هم استفاده می‌شد. تکنیک های جدید جوش فیبر نوری لیزر دی اکسید کربن، جرقه الکتریکی و شعله حاصل از گاز را جایگزین سیم کروم برای حرارت دادن انتهای فیبرها جهت ذوب شدن و اتصال آنها کرده است. جوش فیبر نوری با روش جرقه الکتریکی می تواند یک فیبر یا رشته های فیبر نوری 12 یا 24 تایی را در یک زمان متصل کند.

سایز کوچک نقطه اتصال فیوژن و توسعه دستگاه های فیوژن خودکار، اتصال از روش جرقه الکتریکی را تبدیل به یکی از محبوب ترین تکنیک های اتصال در کاربردهای تجاری کرده است. اتصال فیبر نوری بسیار پیچیده است و لزوما تنظیمات به گونه ای اعمال می شود که تلفاتی کمتر از 0.02dB حاصل شود. در صورت نیاز به کاهش یک سیگنال پر قدرت، می توان از اتصال فیبر نوری به عنوان تضعیف کننده‌ی نوری استفاده نمود که در این صورت می توان اتصالی با حداکثر 10 dB تلفات به وجود آورد. به این ترتیب می توان از آن به عنوان تضعیف داخلی استفاده نمود. تلفات معمول اتصال فیوژن حدود 1.02 dB است.

از آنجائیکه این کار به دقت بالایی احتیاج دارد و بسیار خطا پذیر است و هر گونه خطایی در زمان فیوژن زدن باعث خرابی و تضعیف آن می شود باید توسط یک اپراتور متبحر و کار آزموده صورت گیرد.

ابزار کارفیبر:

فیوژن فیبر نوریمفصل: به اشکال گوناگون مانند مکعب مستطیل یا استوانه ای (مفصل هوایی) وجود دارد که در آن کابل‌های نوری آرایش پیدا می کنند و انواع مختلفی دارد، مانند 606-604-403-Tdm، سامجین، نت ورک Net work  و …

 

فیوژن فیبر نوریدستگاه فیوژن: «کورنینگ» دستگاهی است که می تواند کورها یا همان هسته اصلی که جنس آن از نوعی شیشه مخصوص تشکیل شده است را به هم جوش دهد.

 

 

وسایل مورد نیاز برای لوخ کردن یا آرایش دادن آن در مفصل نظیر:

  • گردبور
  • طول بور
  • قیچی
  • انبردست
  • سیم چین
  • پیچ گوشتی
  • و …

نحوه کار:

بعد از تمیز کردن کورها و کات کردن، آنها را در دستگاه قرار می دهیم. باید توجه داشت که قبل از کار ارتفاع از سطح دریا و نوع کابل که معمولا ZN و SM است را تنظیم کنیم. دستگاه دو عدد فک متحرک در طرفین دارد که می تواند کورها را عقب، جلور و بچرخواند و آن ها را سر به سر کند. به وسیله 2 عدد شیشه ریز که از جنس خود کورها می باشد جریان معادل A 5/14 تولید می کند و به وسیله این کار کور ها را به یکدیگر جوش می‌دهد. دستگاه فیوژن فیبر نوری قابل حمل به این دلیل که می‌توان آنها را به هر نقطه‌ای حمل کرد، کارایی خود را به خوبی نشان داده‌اند و جایگزین دستگاه فیوژن ثابت گشته اند. دستگاه های فیوژن نیاز به یک اپراتور مجرب، آموزش دیده و دقیق دارند، زیرا هر گونه خطایی در زمان فیوژن باعث تضعیف و خرابی فیوژن می گردد. کابل های فیبر نوری که دارای تعداد کر های مشخصی هستند، به صورت End to End متصل می گردند. حاصل این اتصال برقرای ارتباط فیبر نوری با سرعت بسیار بالا و با توانایی انتقال دامنه گسترده‌ای از اطلاعات است.

فیوژن فیبر نوریدستگاه فیوژن از منبع گرمایی جهت ذوب شدن تارها یا دو تار نوری در محل جوش بهره می گیرند در گذشته و اولین دستگاه فیوژن از گاز برای این کار استفاده شد , هم اکنون انتقال این گرما از طریق پرتو افشانی لیزر و یا قوص الکتریکی در محل جوش صورت می پذیرد.

فیوژن فیبر نوری

مفصل بندی فیبر نوری

یکی از عملیات ها و خدمات مهم یک شرکت، مفصل بندی فیبر نوری می باشد. با توجه به اینکه تولید تارهای فیبر نوری و بالطبع کابل های فیبر نوری در طول های ۲ و ۴ کیلومتری صورت می‌گیرد هر ۴ کیلومتر به ۴ کیلومتر در فیبر های خاکی و هر ۲ کیلومتر به ۲ کیلومتر در کابل های کانالی نیاز به مفصل بندی فیبر نوری می باشد.

یکی از پارامترهای مهم در مفصل بندی فیبر نوری رعایت حداکثر افت فیوژن که در کابل هایسینگل مد ۰٫۰۲ و در کابل های مالتی مد ۰٫۰۵ می باشد، است.

مفصل بندی فیبر نوری

مسأله مهم دیگر مقدمات آماده کردن دو کابل فیبر نوری جهت مفصل بندیمی باشد که شامل گذاشتن حداقل ۱۵ متر دست پیچ یا بسته به موردی که ماشین مخصوص مفصل بندی کنار کار قرار نگیرد. متراژی گذاشته شود که کابل داخل ماشین قرار گیرد، ایزوله کردن محیط از گرد و خاک و ریز گردها که نقش بسیار مهمی در کیفیت کار دارد و در آخر برداشتن کدهای ورود کابل به چاله مفصل و خروج کابل از چاله مفصل و ورود و خروج کابل به مفصل می باشد که برداشت این کدها ما را در تهیه نقشه مفصل بندی از ابتدای کار تا انتهای کار کمک می کند و این امر ما را در آزمایش و تحویل اپتیکی مسیر و  بالطبع رفع عیب کمک می کند.

تست OTDR

تست OTDR یا بازتاب سنج نوری برای آزمایش سالم بودن کابل فیبر نوری به کار می رود که می تواند اتلاف اتصال را بررسی، طول را اندازه گیری و عیوب را پیدا کند. OTDR معمولا برای ایجاد یک تصویر از کابل فیبر نوری در مراحل نصب آن استفاده می شود. پس از آن در صورت وجود مشکلات، مقایسه ای بین طرح اصلی و طرح دوم صورت می گیرد. تجزیه وتحلیل طرح OTDR به دلیل وجود مستندات طرح اصلی که در زمان نصب کابل ایجاد شده است آسان می باشد.

OTDR برای تست کابل های طولانی (بیش از ۲۵۰ متر به صورت تقریبی یا ۸۰۰ فوت ) یا کابل های فیوژن شده بسیار موثر می باشد.

داده ای که OTDR به وجود می آورد معمولا برای تولید یک عکس که TRACE نامیده می شود استفاده می شود که اطلاعات با ارزشی را در اختیار کاربر آموزش دیده قرار می دهد و می تواند این اطلاعات را برای ارجاع بعدی به طرح در صورت ایجاد مشکل در شبکه ذخیره کند. تست OTDR نباید برای اندازه گیری اتلاف الحاقی در کابل فیبر نوری استفاده شود. این کار بهتر است توسط منبع آزمایش فیبر نوری و نیرو سنج انجام شود. دستگاه OTDR به سادگی به شما نشان می دهد که کابل ها کجا ترمینال شده اند و کیفیت فیبر ها و اتصالات و جوش ها را تایید می کند. البته طرح های OTDR معمولا برای عیب یابی استفاده می شوند به دلیل اینکه آنها می توانند مکان شکستگی فیبر را در زمان مقایسه طرح ها با مستندات نصب، نشان دهند.

دستگاه OTDR دارای ۲ مدل رایج می باشد که در زیر به شرح آنها می پردازیم:

  • OTDR با تمام امکانات:

دستگاه تست OTDRتست OTDR با تمام ویژگی ها یک دستگاه بازتاب سنج نوری قدیمی می باشد. که دارای تمام ویژگی ها بوده و نسبت به مدل های دیگر بزرگتر، سنگینتر و با امکان حمل دشوارتری می باشد. با وجود اینکه به بزرگی و سنگینی معروف می باشد اما ابعاد و وزن آن در مقایسه با نسل اولیه OTDR خیلی کمتر می باشد. اغلب این دستگاه ها یک قالب اصلی دارند که می توانند با واحد های پلاگین چند منظوره برای انجام بسیاری از اندازه گیری های فیبر تجهیز شوند. همچنین دارای صفحه نمایش رنگی بزرگ می باشند. این مدل اغلب دارای محدوده اندازه گیری بیشتری از سایر مدل ها می باشد و بیشتر در آزمایشگاه ها و اندازه گیری های دشوار فیبر استفاده می شوند. منبع تغذیه بیشتر این دستگاه ها جریان AC و یا باطری می باشد.

  • OTDR دستی و جستجوگر شکستگی در فیبر:

OTDR دستی ( کوچک ) و جستجوگر شکستگی در فیبر برای عیب یابی شبکه های فیبر در زمینه محیطی طراحی شده اند که اغلب از باطری استفاده می کنند. این نوع OTDR ارزان قیمت و سبک وزن بوده و استفاده از آن آسان است. این دستگاه تجزیه تحلیل داده های ابتدایی را انجام می دهد و ویژگی های کمتری از دستگاه های قبلی دارد. این دستگاه ها اغلب می توانند در ارتباط با نرم افزار های مبتنی بر PC برای انجام جمع اوری اطلاعات و تجزیه و تحلیل داده های پیچیده استفاده شوند.تست OTDR

OTDR های دستی معمولا برای اندازه گیری لینک فیبر ها، پیدا کردن شکستگی فیبر، نقاط با اتلاف بالا، اتلاف انتها به انتها و اتلاف بازگشت نور ( ORL ) استفاده می شوند. دستگاه هایی که شکستگی فیبر را پیدا می کنند ابزار‌هایی کم هزینه هستند که مخصوص پیدا کردن محل رویداد های مشکل ساز فیبر مانند شکستگی فیبر، نقطه انعکاس بالا یا اتلاف بالا طراحی شده اند.

این دستگاه نوار اندازه گیری الکترونیکی- نوری می‌باشد که فقط جهت اندازه گیری فاصله رویداد های مشکل ساز فیبر طراحی شده اند.

به طور کلی دستگاه های OTDR دستی و دستگاه جستجوگر شکستگی در فیبر سبکتر و کوچکتر، دارای کاربرد آسانتر نسبت به دستگاه های کامل است و اکثرا از باطری استفاده می‌کنند.

هدف این دو دستگاه این است که برای کارشناسان فنی ارزان و به عنوان ابزاری استاندارد باشد.

فناوری فیبر به خانه FTTH Fiber to the home

اف تی تی اچاین فناوری که به صورت چشمگیری در حال گسترش است اگر از سوی مسؤلان فناوری اطلاعات کشور مورد توجه قرار گیرد و سرمایه گذاری کلانی روی آن شود، می تواند مشکل اینترنت کشور را با بازده فنی و اقتصادی بالای خودش به کلی بر طرف کند.

اگر شما مثل اکثر مردم انتظار اینترنتی پر سرعت را برای داشتن فایل های پر حجم، رسانه ها، آپلود و دانلود تصاویر و ویدیوها دارید، به این فکر کرده‌اید که چگونه مصرف اینترنت شما در طول چند سال اخیر بالا رفته است؟

امروزه بیشتر فایل های پرحجم از طریق فضای سایبر در حال تبادل می باشد، و کارشناسان پیش بینی کرده اند که این شیوه تبادل به شکل چشمگیری افزایش پیدا خواهد کرد. بر اساس یک مطالعه در ماه ژانویه ۲۰۰۸ توسط مؤسسه دیسکاوری، پیش بینی می شود فناوری های جدید باعث شود که ترافیک اینترنت به ۵۰ برابر میزان کنونی در ۱۰ سال آینده نزدیک شود.

تمایل به داشتن یک سرویس بهتر، یکی از دلایل اصلی است که کاربران و شرکت های اینترنتی به دنبال اتصالات پهن باند فیبر به خانه (FTTH)  به عنوان یک راه حل اساسی هستند.

اتصالات پهن باند فیبر به خانه، یا همان اتصالات پهن باند FTTH ،معرف اتصالات کابل فیبرنوری برای اماکن به صورت اختصاصی است. این چنین سیستم ها که بر اساس نورهستند، توان انتقال انبوهی ازاطلاعات به شکل کارآمدتری از قبیل تلفن، ویدیو، داده و … را در مقایسه با شیوه سنتی کابل های مسی با قیمتی تقریباً مساوی دارا می باشد. FTTH برای کارکردن به هر دو شبکه فعال (Active) ومنفعل (Passive) بستگی دارد.

بر اساس  گفته‌ی مجله Broadband Properties، در حال حاضر خطوط پهن باند FTTH در بیش از ۲ میلیون خانه در امریکا موجود می باشد،در حالی که این رقم در ژاپن ۶ میلیون است و در مجموع ۱۰ میلیون در سراسر جهان از این مزیت لذت می برند. به نظر بسیاری از افراد، ایجاد این فناوری به عنوان یک استاندارد در اتصالات، مشکل پیش بینی شده ترافیک وب را حل خواهد کرد.

مزایای سرویس های پهن باند فیبر به خانه:

این فناوری به سرعت رو به گسترش است چراکه برتری هایی نسبت به فناوری های کنونی دارد. مزیت اصلی FTTH یا fiber-to-the-premises FTTP:  این است که امکان اتصال پرسرعت تر و ظرفیت برد بیشتری نسبت به زوج های پیچیده رسانا، خطوط DSL  یا کابل کواکسیال دارا می باشد. برای مثال یک زوج رسانای سیم مسی توانایی برد ۶ تماس تلفنی را دارد ولی یک زوج فیبرمی تواند ۵/۲ میلیون تماس تلفنی را به صورت همزمان انتقال دهد.

کارشناسان در شورای FTTH می گویند اتصالات فیبر به خانه، تنها فناوری با پهنای باند کافی برای راه اندازی برنامه ریزی شده در خواست مشترکان با قیمت مناسب در دهه ی آینده است.

فیبر واقعاً دارای پهنای باند نامحدودی است علاوه بر اینکه فاصله دسترسی طولانی دارد، ایجاد این شبکه به عنوان یک شبکه امن و یک رسانه استاندارد زمان زیادی را سپری خواهد کرد. با وجود اینکه پهنای باند فوق العاده زیادی دارد ولی در قیمت تقریباً با فناوری های کنونی مساوی است.

برطبق گفته‌ی شورای FTTH، شرکت های کابلی(cable companies)  دردهه گذشته برای سیم کشی به خانه ها ۸۴ میلیارد دلار هزینه کرده اند ولی اگر آن شرکت ها برای سیم کشی از فناوری FTTH استفاده می کردند، هزینه آن حتی به نرخ روز دلار هم کمتراز هزینه سیم کشی بصورت قدیمی تر بود.

بر اساس نظر کارشناسان، FTTH توانایی به دستیابی حتی استفاده مربوط به آینده اینترنت هم دارد، فناوری هایی همچون سندهای سه بعدی، HDTV و بازی های آنلاین که در آینده ای نزدیک کار روزمره افراد خانواده خواهد بود. برای رسیدن به این فناوری ها FTTH قابلیت دسترسی اینترنتی با سرعت ۳۰ گیگابایت درثانیه را دارد که با فناوری‌های کنونی قابل مقایسه نیست.

اتصالات پهن باند FTTH جرقه ایجاد یک سرویس برای میزان انتقال داده را می زند که حتی خواب آن هم دیده نشده است. به عقیده کارشناسان شورای FTTH این نوع اتصالات پهن باند خبرخوش یک محصول و سرویس جدید را می دهد که باعث شکوفایی تجارت ها در جهان می شود.

همچنین اتصالات پهن باند FTTH قابلیت گردآوری سرویس های ارتباطی را برای مشترکان دارد، برای مثال یک مشترک با یک اشتراک ساده پهن باند FTTH امکاناتی همچون تلفن، ویدیو، صدا، تلویزیون و هر جریان دیجیتالی داده دیگری را دریافت خواهد کرد. با این حساب قیمت ها مناسب تر و دریافت آن ها راحت تر از سرویس های امروزی که از خطوط جداگانه استفاده می کنند خواهد بود.

شرکت فرابرد سامانه پایدار با هدف فعالیت در حوزه مخابرات و فناوری های پیشرفته شبکه زیرساخت تاسیس شده و در این راستا و در جهت تامین لوازم مخابراتی و اجرایی طرحهای ارتباطی بالاخص شبکه فیبر نوری و با استفاده از تجربیات کارشناسان متخصص و کارآمد توانسته است در طول این چند سال خدمات متمایز و چشمگیری را مطابق با استانداردهای روز دنیا ارائه می دهد.

آخرین اخبار تکنولوژی را در وب سایت دیجی رو دنبال کنید
0 دیدگاه
بازخورد میان متنی
نمایش همه دیدگاه‌ها