زمان تخمینی مطالعه: 14 دقیقه 

فیبر نوری یک نوع کابل ارتباطی است که از مواد شیشه‌ای یا پلاستیکی با شاخص شکست نوری بالا ساخته شده است. این فیبرها به صورت یک رشته بلند و نازک از نوعی مواد شفاف تشکیل شده‌اند و به لطف انعطاف‌پذیری بالایی که دارند که امکان هدایت آن‌ها به سمت‌های مختلف وجود دارد به ما اجازه می‌دهند تا اطلاعات را در قالب نور از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل کنیم.

فیبر نوری در ارتباطات نوری استفاده می‌شود و به دلیل عدم تداخل با فرکانس‌های رادیویی و الکترومغناطیسی، مزایایی قابل‌توجهی مثل پهنای باند و ضریب انعکاس نور بالا و مقاومت در برابر اشعه‌ی ماورا بنفش را دارند. به همین دلیل، فیبرنوری در شبکه‌های ارتباطی جهانی، اینترنت، تلفن‌های همراه، مراکزداده و دیگر سیستم‌های ارتباطی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

معماری فیبر نوری

معماری فیبر نوری شامل مولفه‌های مختلفی است که به صورت سلسله مراتبی با یکدیگر در ارتباط هستند. برخی از مولفه‌های مهم معماری فیبر نوری به شرح زیر هستند:

منبع نور: این مولفه مسئول تولید نور در فیبرنوری را بر عهده دارد. به طور معمول، منابع نور مبتنی بر دیودهای الکتریکی یا لیزرها هستند.

کابل فیبرنوری: این مولفه شامل فیبرهای نوری است که به صورت یک رشته بلند و نازک از مواد شیشه‌ای یا پلاستیکی با شاخص شکست نور بالا ساخته شده است.

تجهیزات انتقال‌دهنده: این مولفه‌ها تجهیزاتی هستند که مسئولیت انتقال اطلاعات در معماری فیبرنوری را بر عهده دارند. این تجهیزات شامل تقویت‌کننده‌های نوری، مولتی‌پلکسرها، دموال‌ها و تقویت‌کننده‌های نوری (اپتیکی) هستند.

تجهیزات نقطه پایانی: شامل تجهیزاتی است که اطلاعات را به دست کاربر می‌رسانند. به عنوان مثال، یک تلفن همراه، یک رایانه شخصی یا یک تلویزیون می‌توانند به عنوان تجهیزات پایانی برای دریافت اطلاعات از فیبرنوری استفاده شوند.

در کل، معماری فیبرنوری برای انتقال اطلاعات بر پایه سرعت و پهنای باند بالا طراحی شده است و همان‌گونه که اشاره شد در بسیاری از سیستم‌های ارتباطی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فیبر نوری در مرکزداده

فیبرنوری به عنوان یک راه‌حل پیشرفته برای انتقال داده‌ها در مرکز داده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فناوری به دلیل پهنای باند، سرعت بالا و مصرف انرژی پایین در مراکزداده بسیار محبوب شده است. استفاده از فیبرنوری در مرکز داده به دو شکل اصلی است:

ارتباط بین مرکز داده: مراکزداده معمولا در شهرها و مناطق مختلف قرار دارند. برای ارتباط بین این مراکز از فیبرنوری استفاده می‌شود. این ارتباطات معمولا از طریق کابل‌های فیبرنوری زمینی یا هوایی انجام می‌شود.

ارتباط داخلی درون مرکز داده: درون هر مرکزداده نیز، از فیبرنوری برای ارتباط بین سرورها، روترها، سوییچ‌ها و دیگر تجهیزات استفاده می‌شود. این فیبرها به‌عنوان کابل‌های ارتباطی درون مرکزداده استفاده می‌شوند و باعث انتقال داده‌ها با سرعت بالا و کاهش تداخل الکترومغناطیسی می‌شوند.

استفاده از فیبرنوری در مرکزداده باعث افزایش کارایی، پایداری و امنیت شبکه می‌شود. همچنین، این فناوری باعث کاهش هزینه‌های ارتباطی و مصرف انرژی می‌شود.

چگونه می‌توان فیبر نوری را در مرکز داده نصب کرد؟

نصب فیبر نوری در مرکز داده باید توسط تیم‌های متخصص و با توجه به استانداردها و دستورالعمل‌های ایمنی انجام شود. این فرایند عموما شامل مراحل زیر است:

بررسی طرح: در این مرحله، نیازهای شبکه بررسی و طراحی می‌شود تا برای نصب فیبرنوری در مرکزداده، طرح مناسبی انتخاب شود.

نصب کابل‌های فیبرنوری: پس از تایید طرح، کابل‌های فیبرنوری باید به منظور اتصال بین تجهیزات نصب شوند. این کابل‌ها باید به صورت دقیق و با استفاده از ابزارهای مناسب نصب شوند.

نصب تجهیزات انتقال: تجهیزات انتقال نوری باید در نقاط مناسبی در مرکز داده نصب شوند. این تجهیزات شامل تقویت‌کننده‌های نوری، مولتی‌پلکسرها، دموال‌ها و تقویت‌کننده‌های اپتیکی هستند.

نصب تجهیزات پایانی: تجهیزات پایانی، شامل تجهیزاتی مانند سوییچ‌ها، روترها و سرورها هستند که باید به صورت دقیق و با استفاده از کابل‌های فیبرنوری به تجهیزات انتقال متصل شوند.

تست و تایید: پس از نصب، شبکه با استفاده از تجهیزات تست‌گیری باید بررسی و تایید شود تا اطمینان حاصل شود که شبکه به درستی عمل می‌کند و اطلاعات به درستی منتقل می‌شوند.

در کل، نصب فیبرنوری در مراکزداده بسیار پیچیده است و نیاز به تخصص و تجربه دارد. بنابراین، بهتر است برای نصب و راه‌اندازی فیبرنوری در دیتاسنتر، با شرکت‌های متخصص و معتبر همکاری کنید.

مزایای فیبر نوری در مقایسه با سیم‌های مسی

فیبرنوری در مقایسه با سیم‌های مسی دارای مزایای شاخص است که از مهم‌ترین آن‌ها به موارد زیر باید اشاره کرد:

پهنای باند بالا: فیبرنوری قابلیت انتقال داده‌ها با پهنای باند بسیار بالایی را دارد که باعث می‌شود اطلاعات در کوتاه‌ترین زمان ممکن انتقال پیدا کنند، در حالی‌که سیم‌های مسی پهنای باند محدودی برای انتقال اطلاعات دارند.

مقاومت در برابر نویز الکترومغناطیسی: فیبرنوری به دلیل این‌که از نور استفاده می‌کند، با مشکل تداخلات امواج و میدان‌های الکترومغناطیسی روبه‌رو نیست و بهترین کارایی را در محیط‌های با نویز بالا دارد. در مقابل، سیم‌های مسی به تداخلات الکترومغناطیسی حساس هستند.

کاهش افت سیگنال: با افزایش فاصله از منبع سیگنال، سیگنال در سیم‌های مسی کاهش می‌یابد. در حالی که فیبرنوری این مشکل را ندارد و سیگنال به طور مستقیم و با کاهش ناچیز به انتهای فیبرنوری منتقل می‌شود.

مصرف انرژی کم: فیبرنوری به دلیل عدم استفاده از قطعات الکترونیکی، مصرف انرژی کمتری دارد. در حالی که سیم‌های مسی به دلیل استفاده از قطعات الکترونیکی، مصرف انرژی بیشتری دارند.

امنیت بالا: فیبرنوری به دلیل عدم انتشار سیگنال الکترومغناطیسی، امنیت بالاتری در مقابل حمله‌های سایبری و شنود دارد. در حالی که سیم‌های مسی به دلیل انتشار سیگنال الکترومغناطیسی، در برابر حملات هکرها و نفوذکنندگان آسیب‌پذیر هستند.

در کل، فیبرنوری به دلیل مزایایی که در مقایسه با سیم‌های مسی دارد، به‌عنوان یک راه‌حل پیشرفته در ارتباطات و انتقال داده‌ها شناخته شده است. 

محدودیت‌ها و نقاط ضعف فیبرهای نوری

همان‌گونه که مزایای فیبرنوری نسبت به سیم‌های مسی بسیار است، این فناوری دارای محدودیت‌ها و نقاط ضعفی است که در ادامه ذکر می‌شود:

هزینه: نصب و راه‌اندازی فیبرنوری نسبت به سیم‌های مسی هزینه بیشتری دارد. همچنین، تعمیر و نگهداری فیبرنوری نیز به دلیل پیچیدگی بیشتر، هزینه بیشتری دارد.

شکنندگی: فیبرنوری به دلیل ساختار ظریف خود، به شکنندگی حساس است و باید با احتیاط بسیاری نصب و نگهداری شود. به بیان دقیق‌تر باید میزان خمش کابل‌ها قبل از استفاده از آن‌ها مشخص شود.

پایداری در برابر دما: فیبرنوری در برابر تغییرات دما حساس است و در دماهای بسیار بالا یا پایین، عملکرد مناسبی ندارد.

نیاز به تجهیزات خاص: برای استفاده از فیبرنوری، نیاز به تجهیزات خاصی مانند تقویت‌کننده‌های نوری، مولتی‌پلکسرها و دیگر تجهیزات دارید که هزینه‌های نصب را زیادی می‌کنند.

محدودیت در شعاع انتقال: فیبرنوری به دلیل ساختار ظریف خود، دارای محدودیت در شعاع انتقال است و نمی‌تواند به راحتی از طریق خطوط پیچیده منتقل شود.

در کل، فیبرنوری به دلیل مزایایی که دارد، به عنوان یکی از بهترین راه‌حل‌ها برای انتقال داده‌ها در مراکزداده شناخته می‌شود. با این حال، نقاط ضعف و محدودیت‌های این فناوری نیز باید در نظر گرفته شوند.

روش اندازه‌گیری قطر فیبر

برای اندازه‌گیری قطر فیبرنوری، می‌توان از چند روش مختلف استفاده کرد. دو روش معمول برای اندازه‌گیری قطر فیبر عبارتند از:

میکروسکوپی الکترونی: در این روش، فیبرنوری زیر میکروسکوپ الکترونی قرار می‌گیرد و با استفاده از تصاویر به‌دست آمده، قطر فیبر اندازه‌گیری می‌شود. این روش از دقت بالایی برخوردار است و به عنوان یکی از دقیق‌ترین روش‌ها برای اندازه‌گیری قطر فیبر استفاده می‌شود.

اندازه‌گیری نوری: در این روش، نور از طریق فیبرنوری عبور می‌کند و با استفاده از اندازه‌گیری شدت نور، قطر فیبر تعیین می‌شود. این روش از دقت کمتری نسبت به روش میکروسکوپی الکترونی برخوردار است، اما به‌دلیل سادگی و کاربردی بودن، یکی از روش‌های معمول برای اندازه‌گیری قطر فیبر است.

در کل، برای اندازه‌گیری قطر فیبرنوری، روش‌های مختلفی وجود دارد که هر کدام دارای مزایا و معایب خود هستند و باید با توجه به شرایط و نیازهای مورد نظر، از یکی از روش‌های مناسب برای اندازه‌گیری قطر فیبر استفاده کرد. در کنار موارد یاد شده، روش‌های دیگری برای اندازه‌گیری قطر فیبرنوری وجود دارد که در زیر به برخی از آن‌ها اشاره می‌شود:

روش دوران فاز: در این روش، نور لیزری با طول موج مشخصی بر فیبرنوری تابانده می‌شود و با اندازه‌گیری تغییر در دوران فاز نور، قطر فیبر تعیین می‌شود.

روش انتشار نور: در این روش، نور از طریق فیبرنوری عبور می‌کند و با اندازه‌گیری زمانی که نور به انتهای فیبر می‌رسد، قطر فیبر تعیین می‌شود.

روش دوران پلاریزاسیون: در این روش، نیز نور لیزری با طول مشخص بر فیبرنوری تابانده می‌شود و با اندازه‌گیری تغییر در دوران پلاریزاسیون نور، قطر فیبر تعیین می‌شود.

روش اندازه‌گیری خروجی نور: در این روش، نور از طریق فیبرنوری عبور می‌کند و با اندازه‌گیری شدت نور در خروجی فیبر، قطر فیبر تعیین می‌شود.

در کل، بسته به شرایط و نیازهای مورد نظر، می‌توان از یکی از روش‌های مناسب برای اندازه‌گیری قطر فیبرنوری استفاده کرد.

فیبرنوری به چند دسته تقسیم می شود؟

فیبرنوری به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود: فیبر تک حالته (Single-Mode Fiber) و فیبر چند حالته (Multi-Mode Fiber).

فیبر تک حالته (Single-Mode Fiber)

در این نوع فیبر، نور در یک مسیر تک حالته و با قطر کوچک‌تر از یک میکرومتر حرکت می‌کند. این نوع فیبر برای انتقال داده‌های بلند مدت با سرعت بالا مناسب است و معمولا در شبکه‌های بزرگ، انتقال داده‌های صوتی و تصویری، ارتباطات تلفنی و ارتباطات اینترنتی استفاده می‌شود.

فیبر چند حالته (Multi-Mode Fiber)

در این نوع فیبر، نور در چند مسیر و با قطر بزرگ‌تر از یک میکرومتر حرکت می‌کند. این نوع فیبر برای انتقال داده‌های کوتاه مدت با سرعت کمتر از فیبر تک حالته مناسب است و معمولا در شبکه‌های کوچک‌تر، ارتباطات داخلی ساختمان، سیستم‌های امنیتی و سیستم‌های کنترلی استفاده می‌شود.

به علاوه، فیبرنوری بر اساس ماده‌ای که برای ساخت آن استفاده می‌شود، نیز به دو دسته‌ی فیبرنوری شیشه‌ای (Glass Fiber) و فیبرنوری پلاستیکی (Plastic Fiber) تقسیم می‌شود. فیبرنوری شیشه‌ای برای انتقال داده‌ها در فواصل طولانی با سرعت بالا و فیبرنوری پلاستیکی برای انتقال داده‌ها در فواصل کوتاه با سرعت کمتر مناسب هستند

فیبرنوری شیشه‌ای و پلاستیکی در چه مواردی استفاده می‌شوند؟

فیبرنوری شیشه‌ای و پلاستیکی هر دو برای انتقال اطلاعات از طریق نور استفاده می‌شوند، اما هرکدام دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود است.

فیبرنوری شیشه‌ای (Glass Fiber): این نوع فیبرنوری از شیشه سیلیکاتی تهیه می‌شود و برای انتقال داده‌ها در مسافت طولانی با سرعت و ضریب شکست بالا مناسب است. این فیبرنوری در شبکه‌های اینترنتی، شبکه‌های تلفنی، شبکه‌های کابلی، شبکه‌های تلویزیونی و سایر شبکه‌های ارتباطی بزرگ استفاده می‌شود. همچنین در برخی کاربردهای صنعتی، مانند صنایع نفت و گاز، انتقال داده‌های پزشکی و ارتباطات فضایی نیز استفاده می‌شود.

فیبرنوری پلاستیکی (Plastic Fiber): این نوع فیبرنوری از پلاستیک ساخته می‌شود و به‌دلیل قیمت پایین‌تر و انعطاف‌پذیری بیشتر، برای انتقال داده‌ها در فواصل کوتاه با سرعت کمتر مناسب است. این فیبرنوری معمولا در شبکه‌های داخلی ساختمان‌ها، ارتباط بین اتاق‌ها، ارتباطات صوتی و تصویری و سیستم‌های کنترلی و امنیتی استفاده می‌شود.

به طور کلی، فیبرنوری شیشه‌ای برای کاربردهای گسترده که نیازمند سرعت بالا هستند و فیبرنوری پلاستیکی برای کاربردهای محدودتر و با سرعت کمتر مناسب هستند.

سیستم‌های مخابرات فیبر نوری

سیستم‌های مخابرات فیبرنوری، به‌عنوان یکی از پیشرفت‌های بزرگ در زمینه ارتباطات، از فیبرنوری به‌عنوان وسیله‌ی اصلی برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها شامل تجهیزاتی مانند منابع نوری، فیبرهای نوری، لینک‌های اپتیکی، تجهیزات تقویت کننده‌ی نوری، کانکتورها و غیره هستند. سیستم‌های مخابرات فیبر نوری عموما به دو دسته‌ی شهری و بین‌المللی تقسیم می‌شوند.

سیستم‌های مخابرات فیبرنوری شهری: این سیستم‌ها برای ارتباطات داخلی شهری و مناطق شهری استفاده می‌شوند. در این سیستم‌ها از فیبرنوری با ضریب شکست کمتر استفاده می‌شود و معمولا چند نوع فیبرنوری در یک کابل قرار داده می‌شود تا بتوان اطلاعات بیشتری را از طریق یک کابل انتقال داد. این سیستم‌ها معمولا برای ارتباطات تلفنی، اینترنتی، تلویزیونی و سیستم‌های امنیتی در شهرها استفاده می‌شوند.

سیستم‌های مخابرات فیبرنوری بین‌المللی: این سیستم‌ها برای برقراری ارتباطات بین کشورها و بین قاره‌‌ای استفاده می‌شوند. در این سیستم‌ها از فیبرنوری با ضریب شکست بالا استفاده می‌شود تا بتوان اطلاعات را در فواصل بلند با سرعت بالایی منتقل کرد. این سیستم‌ها برای ارتباطات تلفنی، اینترنتی، سیستم‌های پرداخت، شبکه‌های تلویزیونی و غیره در سطح جهان استفاده می‌شوند.

در کل، سیستم‌های مخابرات فیبرنوری به‌دلیل سرعت و پهنای باند و امنیت بالا، مقاومت در برابر نویز و افزایش ظرفیت شبکه، در بسیاری از کاربردهای ارتباطی استفاده می‌شوند.

کاربردهای فیبر نوری

فیبرنوری به دلیل ویژگی‌های خاصی که دارد، در بسیاری از زمینه‌های کاربردی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از کاربردهای فیبرنوری به شرح زیر هستند:

شبکه‌های ارتباطی: فیبرنوری به دلیل سرعت، پهنای باند و امنیت بالا و مقاومت در برابر نویز، در شبکه‌های ارتباطی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شبکه‌ها شامل شبکه‌های اینترنتی، شبکه‌های تلفنی، شبکه‌های تلویزیونی و سایر شبکه‌های ارتباطی هستند.

ارتباطات صوتی و تصویری: فیبرنوری برای انتقال داده‌های صوتی و تصویری، به عنوان جایگزین مناسبی برای کابل‌های مسی استفاده می‌شود. این کاربرد عموما در سیستم‌های کنفرانس، سیستم‌های تلویزیونی و سیستم‌های صوتی استفاده می‌شود.

ارتباطات نوری بین دستگاه‌ها: فیبرنوری برای ارتباط بین دستگاه‌ها و درون دستگاه‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کاربرد عموما در دستگاه‌های پزشکی، دستگاه‌های ارتباطی و دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شود.

کاربردهای صنعتی: فیبرنوری در صنایعی مانند صنایع نفت و گاز، صنایع خودروسازی، صنایع فضایی و غیره برای انتقال داده‌های حیاتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربردهای نظامی: فیبرنوری در کاربردهای نظامی مانند شبکه‌های ارتباطی نظامی و سیستم‌های راداری و غیره استفاده می‌شود.

کاربردهای علمی: فیبرنوری در کاربردهای علمی مانند تجهیزات لیزر، اسکنرهای پزشکی، دستگاه‌های آزمایشگاهی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد.

به طور کلی، فیبرنوری به دلیل ویژگی‌های خاصی که دارد، در بسیاری از زمینه‌های کاربردی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فناوری ساخت فیبرهای نوری

فیبرنوری به‌عنوان یکی از پیشرفت‌های بزرگ در زمینه ارتباطات، با استفاده از فناوری‌های پیشرفته‌ای ساخته می‌شود. فناوری ساخت فیبرهای نوری به صورت کلی شامل چند مرحله است که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم:

تولید شیشه: در ابتدا، شیشه‌ای با خاصیت شکست‌پذیری کم و پایداری شیمیایی بالا تولید می‌شود. برای این کار، به طور کلی از مواد اولیه‌ای مانند سیلیسیم، بورون و فسفر استفاده می‌شود.

تهیه مواد اولیه کابل: بعد از تولید شیشه، مواد اولیه برای ساخت کابل تهیه می‌شود. این مواد شامل یک یا چند پوسته‌ی محافظ، یک پوسته‌ی محیطی و یک مرکز فیبرنوری است.

ساخت کابل: در این مرحله، مواد اولیه برای ساخت کابل با هم ترکیب می‌شوند و کابل ساخته می‌شود. این کابل‌ها عموما به صورت کابل‌های چندفیبری هستند که تعداد فیبرهای موجود در هر کابل متفاوت است.

کشیدن فیبر: پس از ساخت کابل، فیبرهای نوری توسط یک دستگاه کشش به طول مورد نیاز کشیده می‌شوند. در این مرحله، فیبرها با اندازه دقیق و ویژگی‌های دیگری مانند شکل، ضخامت و شکست پذیری تولید می‌شوند.

پوشش دادن فیبر: پس از کشیدن فیبر، یک پوشش محافظ بر روی فیبر قرار داده می‌شود. این پوشش محافظ عموما از موادی مانند پلاستیک یا شیشه تهیه می‌شود و وظیفه‌ی آن حفاظت از فیبر در برابر آسیب‌های مختلف است.

آزمایش‌ها و بررسی‌ها: پس از تولید فیبرهای نوری برای اطمینان از کیفیت و عملکرد، آزمایش‌های مختلفی مانند آزمایش‌های شکست و خمش، آزمایش‌های حرارتی و غیره روی آن‌ها انجام می‌شود.

به طور کلی، تولید فیبرهای نوری با استفاده از فناوری‌های پیشرفته انجام می‌شود و فرآیند ساخت آن‌ها به صورت دقیق صورت می‌گیرد.

R&M نیز به‌عنوان یک شرکت مستقل سوییسی سهم و نقش کلیدی و مهمی در تولید فیبرنوری از نظر کیفیت و دقت، کارایی و قابلیت اطمینان، نوآوری و پایداری دارد. شرکت لاوان ارتباط نیز به عنوان نماینده رسمی R&M انواع فیبرنوری را برای مشتریان عزیز فراهم خواهد کرد.

بخوانید: همکاری های R&M در آلمان و اروپای شمالی