فیبر نوری چیست؟

فیبر نوری یک تار شیشه ای باریک است که نور می تواند در این تار مسافت های بلندی را بپیماید و اطلاعات را با خود حمل کند.

کابل فیبر نوری optical fiber

برای ارسال اطلاعات از یک نقطه به یک نقطه دیگر، چندین بستر مخابراتی وجود دارد. شما می توانید بر روی زوج سیم مسی، کابل کواکسیال، کابل شبکه، امواج رادیویی و فیبر نوری ارسال اطلاعات انجام دهید. فیبر نوری بر خلاف دیگر بستر ها اطلاعات را بصورت سیگنالهای الکتریکی یا الکترومغناطیسی ارسال نمی کند و بلکه اطلاعات را بصورت نور با طول موج لیزر ارسال می کند. بنابراین، شما از یک طرف سیگنال دیتای خود را به پالس های نوری تبدیل کرده و بصورت ۰ و ۱ نوری ارسال می کنید و از طرف دیگر این صفر و یک ها را تشخیص داده و به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنید. طول موج لیزر در ماژول های نوری معمولاً ۱۳۱۰ نانومتر می باشد. یک ارتباط فیبر نوری معمولاً دو تار فیبر نوری دارد که یکی برای ارسال (TX) و دیگری برای دریافت (RX) استفاده می شود، مگر اینکه شما از تجهیزات DWDM استفاده کنید که در آنصورت یک تار فیبر نوری هم برای ارسال و هم دریافت (با طول موج های مختلف) استفاده می شود.

فیبر نوری خمیدگی تابش انعکاس

چیزی که در فیبر نوری خیلی اهمیت دارد، پهنای باند ارسال اطلاعات است. برخلاف دیگر بسترهای انتقال، فیبرنوری هیچگونه محدودیتی در پهنای باند ندارد. سیگنال ما با سرعت نور حرکت می کند و در کسری از ثانیه به طرف مقابل می رسد. محدودیت پهنای باند ما محدودیت تکنولوژی روز دنیا است. یعنی هرچه دستگاه های انتقال بتوانند پالسهای بیشتری تولید و دریافت کنند، پهنای باند ما بیشتر خواهد بود. در حال حاضر، ماژول های نوری STM1 پهنای باند ۱۵۵ مگابیت در ثانیه را منتقل می کنند. این پهنای باند در STM4 به ۱ گیگابیت بر ثانیه می رسد که پاسخگوی اکثر نیاز های سازمانها خواهد بود. در دیتاسنتر ها پهنای باند ۴۰ گیگ و ۱۰۰ گیگ برای بک بون شبکه استفاده می شود و البته در این پهنای باند محدودیت های زیادی از جمله مسافت ارتباط نوری وجود خواهد داشت.

در آزمایشگاه، دانشمندان تا امروز موفق به ارسال ۱۰۰ پتا بیت بر ثانیه (صد میلیون ترابیت در ثانیه) به مسافت ۱ کیلومتر در یک تار فیبر نوری شده اند. افت سیگنال نوری و پاشندگی نور از عوامل محدود کننده ما در پهنای باند بالا در فیبر نوری می باشند.

اجزای تشکیل دهنده فیبرنوری

اجزای تشکیل دهنده یک تار فیبر:

  • هسته (کر)
  • کلادینگ
  • غلاف یا پوشش

کر فیبر نوری صرفا یک تار از جنس شیشه یا پلاستیک فشرده است. سیگنال نوری در داخل کر فیبر منتقل می شود. کلادینگ یک لایه مات کننده است که ایجاد آینه کرده و نور را در داخل کر فیبر منعکس می کند و اجازه خروج یا تشعشع لیزر به بیرون را نمی دهد. پوشش بیرونی صرفا یک عنصر تقویت کننده برای تار فیبر نوری است که ضربه پذیری فیبر را بالا برده و از شکستن فیبر تا حدی جلوگیری می کند. قطر این پوشش از ۲۵۰ میکرون تا ۹۰۰ میکرون می باشد.

سایز فیبر به قطر بیرونی فیبر گفته می شود. وقتی می گویند سایز فیبر ۵۰/۱۲۵/۲۵۰ است، به این معنی است که قطر کر فیبر ۵۰ میکرون، کلادینگ ۱۲۵ میکرون و پوشش ۲۵۰ میکرون می باشد.

توجه فرمایید که موقع فیوژن کردن تار فیبر، یک لایه از فیبر توسط قیچی های مخصوص فیبر برداشته می شود. این لایه، همان پوشش ۲۵۰ میکرونی است. بخاطر همین مفصل بند فیبر نوری از کریمپ حرارتی برای محافظت از محل فیوژن فیبر استفاده می کند.

 

فروش فیبر نوری با قیمت مناسب

توجه: جهت کسب اطلاع از قیمت فیبر نوری با شماره های نئومارکت تماس حاصل نمایید.

 

انواع فیبر نوری

فیبر نوری دو نوع یا «مود» دارد:

  • فیبر نوری سینگل مود
  • فیبرنوری مالتی مود

فیبر نوری سینگل مود سایز ۹ میکرون دارد و مالتی مود می تواند ۵۰ میکرون یا ۶۲٫۵ میکرون باشد. فیبر سینگل مود با مالتی مود چه فرقی دارد؟

فیبر نوری سینگل مود بخاطر اینکه دهانه تار کوچکی دارد، می تواند در فواصل بالا سیگنال نوری با پهنای باند بالایی را منتقل کند و dispersion یا پاشندگی کمتری دارد. فیبر نوری مالتی مود در گذشته قیمت بسیار پایین تری از سینگل مود داشته است و معمولاً برای فواصل کوتاه از فیبر مالتی استفاده می شده است. ولی امروزه قیمت فیبر مالتی مود و سینگل مود به هم خیلی نزدیک شده است و بخاطر همین امروزه معمولاً از فیبر سینگل مود در ارتباطات نوری استفاده می شود. طول موج استفاده شده در سیگنال مالتی مود معمولا ۸۵۰ نانومتر است و طول مسافت فیبر نباید از ۱ کیلومتر تجاوز کند.

البته فیبر نوری به شکل های مختلف ارائه می شود. بعنوان مثال: کابل فیبر نوری، پچکورد فیبر نوری، پیگتل فیبر، کابل پیگتل، کابل دراپ، بریک اوت Breakout، میکرو فیبر، ADSS، OPGW.

 

کابل فیبر نوری

کابل فیبر نوری

کابل فیبر نوری یک ترکیب چند لایه است که داخل آن تارهای فیبر نوری قرار دارند و هر کدام از این لایه ها کاربرد مخصوص به خود را دارد. در مرکزیت کابل فیبر نوری یک عنصر استحکام یا عنصر کششی قرار دارد که از جنس پشم شیشه فشرده است. این عنصر فقط از شکسته شدن، یا کشیده شدن تار های فیبر جلوگیری می کند. تارهای فیبر درون لوله های پلاستیکی به نام لوز تیوب هستند. که هر لوز تیوب می تواند ۶ یا ۱۲ تار فیبر نوری را در خود داشته باشد. داخل لوز تیوب از یک نوع ژل چسبناک استفاده می شود تا جلوی خشک شدن و شکنندگی یا حتی ضربه خوردن تارها را بگیرد. این نوع کابل ها را جلی فیلد Jelly Filled می نامند و اگر این ژل موجود نباشد آنرا کابل فیبر خشک می نامند. اگر تعداد لوز تیوب ها ۶ یا ۱۲ نباشد، از تعدادی تیوب پر شده که شبیه لوزتیوب هستند در کنار آنها استفاده می شود تا تعدادشان به ۶ یا ۱۲ برسد. به این تیوب ها فیلر Filler می گویند.

 

ساختار کابل فیبر نوری

پس فیبر ها در لوز تیوب قرار می گیرند، لوزتیوبها بهمراه تعدادی فیلر و عنصر استحکام همگی دسته شده و در یک لایه به نام بافر قرار می گیرند. این لایه محتویات فیبر را محکم نگه می دارد. روی بافر یک شیلد قرار می گیرد که یک لایه رسانای فلزی بوده و جلوی جوندگی یا ضربه را می گیرد. این لایه همچنین بعنوان صاعقه گیر عمل می کند و موقع مفصل بندی فیبر نوری، همیشه یک سیم کوتاه بعنوان ارت به این لایه متصل شده و به ساختار فلزی مفصل متصل می گردد.

دور شیلد کابل فیبر، یک روکش از جنس پلی اتیلن قرار می گیرد برای استحکام بیشتر و راحت بودن کار کردن موقع کابل کشی فیبر نوری.

لایه بافر لوز تیوب شیلد جکت کابل فیبر نوری

زیر شیلد همیشه دو سیم محکم قرار دارند که به آنها Rip Cord گفته می شود. و آنها را برای این می گذارند که با استفاده از ابزار های مفصل بندی و کابل کشی فیبر نوری بتوانید شیلد را از دور طرف پاره کرده و پوسته بیرونی کابل فیبر را به دو قسمت تکه کرده و جدا کنید. بدون استفاده از ریپ کورد هم البته می توان کابل فیبر را جدا کرد که در بخش عملیات اجرایی کابل کشی فیبر نوری توضیح داده خواهد شد.

توجه شود که ساختار لایه های کابل فیبر نوری از یک کابل تا کابل دیگر متفاوت هست و کارخانه های تولید کننده کابل فیبر نوری طبق نیاز متقاضی این ساختار را ایجاد می کنند و حتی می توانند بصورت سفارشی کابل بزنند. حتی بعضی کابل های فیبر نوری هستند که از یک رسانا بعنوان ارت شبکه توزیع برق در آنها استفاده می شود که به این کابل ها OPGW گفته می شود.

 

استاندارد تار فیبر نوری

از آنجایی که فیبر نوری را برای استفاده در شرایط مختلفی تولید می کنند، از لحاظ طول موج لیزری که قرار است در تارهای فیبرنوری تابانده شود، یا از لحاظ حداکثر زاویه خمش یا خمیدگی در موقع نصب کابل فیبر نوری، می توان فیبر را به استاندارد های مختلفی تقسیم کرد. معروف ترین استاندارد فیبر نوری که اکثر کاربردهای امروزی را پوشش می دهد، فیبر سینگل مود G.652.D می باشد. این نوع فیبر برای طول موج های ۱۳۱۰ تا ۱۵۵۰ نانومتر طراحی شده و کمترین تضعیف ممکن را دارد. شما می توانید دیتاشیت تار فیبر نوری هر تولید کننده ای را از آنها درخواست کرده و مطمئن شوید داده های داخل دیتاشیت با شرایط محیطی ای که شما می خواهید پروژه فیبر را پیاده سازی کنید تطابق دارد.

 

استاندارد رنگ فیبر نوری

وقتی روکش کابل فیبر نوری را باز می کنیم، می بینیم که تار های فیبر نوری دارای رنگ های مجزا هستند. برای ترتیب دهی به کورهای فیبر، از استاندارد رنگ TIA-598C استفاده می شود:

  1. آبی (Blue)
  2. نارنجی (Orange)
  3. سبز (Green)
  4. قهوه ای (Brown)
  5. طوسی (Slate)
  6. سفید (White)
  7. قرمز (Red)
  8. مشکی (Black)
  9. زرد (Yellow)
  10. بنفش (Violet)
  11. صورتی (Pink)
  12. فیروزه ای (Aqua)

 

استاندارد رنگ فیبر نوری در ایران

بنا به دلایلی ناشناخته، رنگ بندی فیبر در ایران با بقیه جهان فرق دارد. ترتیب رنگ تار فیبرنوری در ایران بدین صورت می باشد:

  1. سفید (White)
  2. قرمز (Red)
  3. سبز (Green)
  4. آبی (Blue)
  5. زرد (Yellow)
  6. مشکی (Black)
  7. بنفش (Violet)
  8. قهوه ای (Brown)
  9. صورتی (Pink)
  10. نارنجی (Orange)
  11. طوسی (Slate)
  12. بی رنگ (Transparent)

برای راحتی کار، تیم نئومارکت یک ماشین حساب برای محاسبه رنگ فیبر بر اساس شماره طراحی کرده است که در زیر مشاهده می کنید:

Snippet saved –

عدد تار فیبر را وارد نمایید:

کابل 144 کر (12 تار در هر لوز)

لوزتیوب: سفید
تار فیبر: سفید

 کافی است شماره تار فیبر را که مخابرات برای شما تعیین کرده وارد کنید تا رنگ لوزتیوب و فیبر را برای شما مشخص کند.

قیمت فیبر نوری

قیمت فیبرنوری به چند عامل بستگی دارد:
  • کابل فیبرنوری یا پچکورد یا پیگتل فیبر؟
  • خاکی یا کانالی بودن کابل فیبر
  • ایندور یا آوتدور بودن کابل فیبر
  • تعداد کر های کابل فیبر
  • آرمورد بودن کابل فیبرنوری
  • دابل جکت یا سینگل جکت؟
  • سینگل مود یا مالتی مود؟
  • خشک یا ژلی فیلد؟
  • متراژ کابل فیبرنوری
  • استاندارد تار فیبر
  • تولید کننده تار فیبرنوری
  • برند کابل فیبرنوری
 بخاطر همین شما ممکن است کابل فیبر نوری متری ۱۰۰۰ تومان داشته باشید یا متری ۱۵۰۰۰ تومان. قیمت کابل فیبرنوری به تمام پارامتر های فوق بستگی دارد.
 (جهت کسب اطلاع از آخرین قیمت فیبر نوری با نئومارکت تماس حاصل نمایید.)

پچکورد فیبر نوری

زمانی که ما در محیط های بسته از فیبر نوری استفاده می کنیم (مثلا بین دو رک یا بین یونیت های یک رک) یا در فواصل کوتاه در یک ساختمان، می توان از پچکورد فیبر نوری استفاده کرد. پچکورد به کابلی گفته می شود که در دو سر کانکتور دارد. و معمولا روکش ۲ میلیمتری یا ۳ میلیمتری بر روی تار فیبر دارند.

اگر تار فیبر سینگل مود باشد، روی آن طبق استاندارد روکش زرد رنگ و اگر مالتی مود باشد، روکش نارنجی رنگ می کشند. پس اگر پچکوردی در اختیار داشته باشید، از روی رنگ روکش آن می توانید مود تار فیبر را تشخیص دهید.

اگر پچکورد یک رشته فیبر داشته باشد، به آن سیمپلکس (Simplex) و اگر دو تار داشته باشد، داپلکس (Duplex) گفته می شود. بعنوان مثال، به پچکوردهای فیبرنوری زیر نگاه کنید:

پچکورد نارنجی رنگ طبیعتا مالتی مود و پچکورد زرد رنگ سینگل مود می باشد.

اگر بخواهیم این پچکورد ها را نامگذاری کنیم از استاندارد زیر استفاده می کنیم:

SC/SC/MM/DX/1m و LC/LC/SM/SX/20m

LC و SC نام کانکتور های این پچکورد ها هستند که در پایین توضیح داده خواهند شد.

نام اول تعیین می کند که پچکورد ما SC به SC است یعنی دو سر کانکتور SC دارد و MM یعنی مالتی مود، DX یعنی داپلکس و ۱m که متراژ پچکورد فیبر می باشد.

نام دوم تعیین می کند که پچکورد ما LC/LC است (دو سر LC) و SM یعنی تار فیبر سینگل مود است. و SX یعنی سیمپلکس (تک رشته ای) و ۲۰m نیز متراژ پچکورد است.

 

کانکتور های فیبر

در طول سالهایی که با فیبر کار شده است کانکتور های متعددی طراحی شده اند و در جایگاه خود یا در دوره خود پر کاربرد بوده اند ولی خیلی از آنها امروزه کاربردی ندارند و شاید بتوان گفت ۵ نوع کانکتور امروزه کاربرد دارند و از این ۵ نوع نیز فقط ۳ تای آنها را در اکثر مواقع استفاده می کنید.

کانکتور فیبر ST LC E2000 FC DMI

کانکتورهای فیبرنوری SC ST FC LC

در کنار کانکتور های فوق، MTRJ, TSC, ESCON و چند کانکتور دیگر نیز هستند، ولی همانطور که گفته شد، شما تنها کافی است با FC (فرهاد)، SC (سارا) و LC (لیلا) آشنا شوید. چرا اسامی فارسی برای آنها گذاشته اند؟ بیشتر به این دلیل است که موقع تماس تلفنی، اسم های آنها شباهت زیادی به هم دارند، برای اینکه از هم تشخیص داده شوند، آنها را لیلا و فرهاد و سارا می نامند.

به غیر از این سه کانکتور بد نیست با ST و DIN هم آشنا بشوید، چون در جاهایی از این کانکتور ها استفاده شده است.

کانکتور های فیبر نوری دو نوع هستند:

  • APC – angled physical contact
  • UPC – ultra physical contact

 

تفاوت کانکتور های فیبر UPC و APC

کانکتور های فیبر UPC کاربرد های بیشتری دارند. رنگ کانکتور ها آبی است (و برای FC و ST مشکی است) در حالی که کانکتور های APC سبز رنگ هستند. کانکتور های APC مسلماً گرانتر از UPC هستند، و کمتر به کار برده می شوند.

چه فرقی بین کانکتور های فیبر APC و UPC وجود دارد؟ پاسخ کمی پیچیده است. از آنجایی که در کانکتور فیبرنوری لیزر از یک کابل فیبر به کابل دیگر انتقال داده می شود، بخشی از نور بصورت طبیعی در لحظه خروج بازگشت داده می شود. و این سیگنال بازگشتی یک پارامتر منفی و مشکل ساز است. در اینجا از یک پارامتر در فیبر نوری استفاده می شود به نام Return Loss یا افت بازگشت که هرچه بیشتر باشد بهتر است. در کانکتور های APC سعی شده این پارامتر (return loss) به حداکثر برسد. به این صورت که لبه دهانه کانکتور ها ۸ درجه به سمت بالا یا پایین متمایل شده و نور بازگشتی با زاویه ۸ درجه بازخواهد گشت و افت بیشتری پیدا کرده و از بین خواهد رفت.

تفاوت کانکتور UPC و APC در فیبر نوری

توجه کنید که در پروژه های FTTH توصیه می شود که از کانکتور های APC استفاده شود، هرچند که در بعضی مواقع UPC نیز جوابگوی پروژه FTTH یا فیبر به خانه خواهد بود.

 

آداپتور فیبر نوری

زمانی که ما می خواهیم یک پچکورد فیبر نوری را به یک پچکورد دیگر وصل کنیم، متوجه می شویم که پچکورد ها همه نری هستند. و نیاز به یک کانکتور مادگی دارند تا این اتصال صورت پذیرد. قطعه ای که رابط بین پچکورد ها می شود، آداپتور فیبر نوری نام دارد و چیزی نیست جز یک تکه پلاستیکی یا فلزی که دو پچکورد در دو سر آن پچ می شوند (چفت می شوند) و همچنین باید در نظر داشت که هم کانکتور ها و هم آداپتور در سیگنال نوری ما افت ایجاد خواهند کرد. یعنی Insertion Loss ما را افزایش خواهند داد که نتیجه منفی در ارتباط فیبر نوری دارد.

در موقع طراحی ارتباط فیبر نوری (پروژه های طرح های اختصاصی یا پروژه های FTTH) طراح پروژه باید همه‌ی این پارامتر ها را در نظر بگیرد تا موقع نصب به مشکل بر نخورد.

آداپتور فیبر نوری

همانطور که مشاهده می کنید برای هر نوع کانکتور یک آداپتور نیز وجود دارد. اگر آداپتور دو سر مشابه نباشد به آن آداپتور تبدیلی می گویند. آداپتور ها نیز مانند کانکتور های فیبر می توانند UPC یا APC باشند. همچنین آداپتور ها می توانند سیمپلکس یا داپلکس باشند. معروف ترین آداپتور های فیبر، SC/SC و FC/FC هستند.

 

پیگتل فیبر نوری

پیگتل فیبر نوری همان پچکورد فیبر نوری است با این تفاوت که فقط یک سر آن کانکتور دارد و سر دیگر آن آزاد است تا بتوان آن را فیوژن کرد.

چه مواقعی پیگتل استفاده می شود؟ زمانی که شما می خواهید کابل فیبر نوری را به دستگاه اکتیو متصل کنید، مجبور خواهید شد کابل را وارد یک کاست فیبر کنید و در آن کاست می توانید یک پیگتل را به کابل فیبر جوش بدهید. سپس سر کانکتور دار پیگتل را با آداپتور به پچکورد زده و سر دیگر پچکورد را به دستگاه اکتیو وصل می کنید.

 

کابل پیگتل فیبر چیست؟

اگر توجه کرده باشید یک پچکورد فیبر چیزی نیست جز یک کابل فیبر نوری به قطر ۲ میلیمتر یا ۳ میلیمتر که در دو سر آن کانکتور زده شده است. حال گاهی کانکتور اصلا مورد نیاز ما نیست و می خواهیم دو سر فیبر را جوش بدهیم. در این مواقع از کابل پیگتل (یا کابل پچکورد) استفاده می شود. که صرفا یک کابل با روکش زرد یا نارنجی است و مناسب محیط های ایندور (Indoor) می باشد.

 

فست کانکتور فیبر

از آنجایی که تولید پچکورد فیبر نوری فرآیند ساده ای نیست، و نیاز به تجهیزات گران قیمتی دارد، و حتی زمان بر است، تولید کنندگان فست کانکتور نیز طراحی می کنند که پیمانکار می تواند آنرا در محل براحتی به کابل پییگتل وصل کند.

فست کانکتور فیبرنوری

 

کابل دراپ فیبر نوری

در پروژه های FTTH از یک کابل فیبر نوری خاص در کابل کشی داخل ساختمان استفاده می شود که اصطلاحاً به آن کابل دراپ فیبر نوری یا دراپ کیبل Drop Cable گفته می شود. کابل دراپ می تواند تک رشته ای، دو رشته ای یا چهار رشته ای باشد. کابل دراپ می تواند دارای لوز تیوب باشد یا بدون لوز تیوب باشد.

کابل های دراپ معمولاً دارای دو رشته سیم مفتول در کنار تار فیبر نوری هستند تا جلوی ضربه یا جوندگی یا کشیده شدن را بگیرند.

کابل دراپ بطور مفصل در یک برگه جدا معرفی خواهد شد.

کابل دراپ فیبر نوری ETK ترکیه

 

مفصل فیبر نوری

قرقره های کابل فیبر نوری معمولاً ۴ کیلومتری هستند. یعنی در بهترین حالت، ما ۴ کیلومتر فیبر خواهیم داشت. حال برای فواصل بلند تر از ۴ کیلومتر چه کاری می شود کرد؟ برای چنین مواقعی دو کابل فیبر نوری به هم جوش می خورند که به این فرآیند فیوژن اسپلایسینگ یا به اختصار فیوژن می گویند. جایی که دو کابل فیبر به هم متصل می شوند یک مفصل فیبر نوری نیاز خواهد بود. مفصل فیبرنوری قطعه ای است که دو کابل فیبر آرمه گرفته شده و در کاست های مفصل فیبر روبروی هم قرار داده شده و فیوژن می شوند. استحکام مفصل فیبر باعث می شود که تارهای فیبر صدمه نبینند و آب بندی مفصل این اطمینان را ایجاد می کند که مفصل هایی که در حوضچه مخابراتی زیر آب باران می روند، همچنان عایق باقی بمانند.

مفصل فیبرنوری کاست مفصل فیبر نوری کابل مفصل فیبر نوری

 

 

 

 

 

مفصل بند فیبر نوری کسی است که توانایی جوش دادن دو کابل فیبر نوری به یکدیگر را مطابق استاندارد مخابرات دارد. مشخصات تار جوش داده شده معمولاً مطابق استاندارد بر روی کاست مفصل فیبر توسط مفصل بند نوشته شده و حتی الامکان شماره موبایل مفصل بند بر روی مفصل نوشته می شود تا اگر مشکلی در آینده پیدا شد، بتوان با وی تماس برقرار کرد. برای شناسایی کابل ها (اینکه از کجا می آیند و برای کدام سازمان هستند)، تگ های شناسایی خارج از مفصل بر روی کابل نصب می شود. نوشتار تگ شناسایی اصول و قواعد خود را دارد.

 

در پایان باید خاطر نشان کرد که فقط دانستن موضوعات مربوط به فیبر نوری کافی نیست. خدمات و عملیات اجرایی متعددی در این زمینه وجود دارند مانند فیوژن فیبرنوری یا OCDF، گزارش OTDR فیبر و… که در مقالات جداگانه آموزش داده خواهند شد.

اگر سوالی در زمینه فیبر نوری دارید در بخش پرسش و پاسخ نئومارکت بپرسید.

اگر پروژه فیبر نوری دارید و بدنبال پیمانکار یا مشاور یا ناظر می گردید، با ما تماس بگیرید.