مزایای استفاده از کابل فیبر نوری

این مقاله در تاریخ 6 مهر 1398 نوشته و در تاریخ 26 آذر 1404 مورد بازبینی قرار گرفته است.

مزایای استفاده از کابل فیبر نوری که در واقع نوع پیشرفته ای از کابل های شبکه می باشد، بسیار زیاد است، از مهم ترین مزایای استفاده از کابل فیبر نوری می توان به عملکرد قابل توجهی از لحاظ پهنای باند و سرعت انتقال داده نسبت به نسخه های رسانای فلزی قبلی دارند، اشاره کرد.

فیبرهای نوری اطلاعات را از طریق پالس های نوری انتقال می دهند. نور توسط یک لیزر یا منبع LED ایجاد می شود. رشته های اصلی ساخته شده از ترکیب شیشه (Silica) یا پلاستیک می باشد. این مواد علاوه بر عملکرد قابل توجه، دارای انعطاف پذیری بالا، وزن کمتر و مقاومت بهتری است. سیگنال ورودی از فرستنده دریافت می شود و در امتداد هسته فیبر، به پالس های نوری تبدیل می شوند.

الیاف توسط یک لایه پوششی اضافی احاطه شده اند که دارای ضریب شکست متفاوتی از رشته های هسته هستند. این اختلافات بین روکش و الیاف باعث می شود که پالس های نوری هنگام حرکت در طول کابل، در زاویه های خاصی خم شوند. خواص بازتابنده نور، پالس های نور را در قسمت های شفاف کابل فیبر محدود می کند. پالس های نوری به صورت یک الگوی زیگزاگ در طول کابل فیبر نوری حرکت می کنند.

در مورد کابل های طولانی، به منظور حفظ استحکام سیگنال، سیگنال ها در طول حرکت در چندین نقطه به سیگنال های الکتریکی تبدیل شده و مجدداً به پالس های نوری تغییر می کنند. سیگنال های نوری بیشتر از 70 درصد سرعت نور را طی می کنند و پس از رسیدن به مقصد، توسط تجهیزات مخصوص به خود به داده تبدیل شده و انتقال می یابند.

 

مزایای استفاده از کابل فیبر نوری:

مزایای استفاده از کابل فیبر نوری عبارتند از:

1ـ پهنای باند، انتقال داده:

کابل های مسی نسبت به کابل های فیبر نوری پهنای باند کمتری را ارسال می کنند. کابل های مسی در ابتدا برای انتقال سیگنال های صوتی ساخته شده بودند، که البته پهنای باند کمتری نسبت به برنامه های کنونی داشتند.

2ـ سرعت:

استفاده از پالس های نوری به عنوان منبع اصلی انتقال اطلاعات در کابل های فیبر نوری در مقایسه با سایر حالت های انتقال داده، سرعت بسیار بالایی را ارائه می نمایند. به طور کلی فیبرهای نوری دارای سرعت عملکرد بالاتری نسبت به فایل های مسی نظیر Cat6 و Cat5 هستند.

3ـ فاصله:

در جریان های سریع کابل های فیبر نوری همچنین به دلیل کم بودن میزان افت سیگنال می توانند سیگنال های خود را در مسافت های بسیار طولانی تر از کابل کشی سنتی حمل کنند. کابل های مسی معمولاً از نظر فاصله انتقال، دارای محدودیت 328 فوت هستند. اما در مقابل، فیبرهای نوری با توجه به جنس کابل، می تواند سیگنالی را در طول صدها کیلومتر حمل کند.

4ـ تداخل:

کابل های فیبر نوری در مقایسه با کابل های مسی نسبت به تداخل الکترونیکی مقاومت بهتری دارند. این توانایی سبب افزایش سرعت انتقال اطلاعات در مسافت های طولانی خواهد شد.

5ـ ایمنی و قابلیت اطمینان:

تفاوت دیگری که بین فیبر نوری و کابل مسی وجود دارد، این است که کابل های شیشه ای بسیار نازک تر، سبک تر و در عین حال محکم تر هستند و باعث می شود آنها در مقابل نیروهای کششی مقاومت بیشتری داشته باشند. پس در نتیجه این امر، مقاومت کابل های فیبرنوری از کابل های مسی بیشتر است. کابل های فیبر نوری بر خلاف کابل های مسی تحت تأثیر آب و هوا، رطوبت یا دما قرار نمی گیرند. از طرفی دیگر نیز هنگامی که در معرض خطر قرار می گیرند سبب آتش سوزی نمی شوند.

 

جنس کابل های فیبر نوری چیست؟

همانطور که گفته شد، کابل های فیبر نوری از مواد و اجزای بی شماری ساخته می شوند که هرکدام وظیفه خاصی دارند. بخش مرکزی آن هسته (Core) است که معمولاً از شیشه خالص یا پلاستیک مخصوص ساخته می‌شود. این هسته مسیر عبور نور است و وظیفه دارد سیگنال‌های نوری را با کمترین افت انتقال دهد. بسته به نوع کابل، قطر هسته می‌تواند متفاوت باشد و همین موضوع تعیین می‌کند که فیبر، تک‌حالته (Single Mode) یا چندحالته (Multi Mode) باشد.

دور هسته، لایه‌ای به نام غلاف یا روکش (Cladding) قرار دارد که معمولاً از شیشه یا پلاستیکی با ضریب شکست متفاوت ساخته می‌شود. این غلاف باعث می‌شود پرتوهای نوری درون هسته محبوس بمانند و با پدیده بازتاب داخلی کل مسیر را طی کنند. در نتیجه، داده‌ها بدون تداخل و با سرعت بسیار بالا انتقال پیدا می‌کنند.

لایه‌های بیرونی کابل فیبر نوری نیز از جنس مواد پلیمری، پلاستیک فشرده یا حتی روکش‌های فلزی برای محافظت بیشتر ساخته می‌شوند. این بخش‌ها شامل پوشش بافر (Buffer Coating) و غلاف خارجی (Outer Jacket) هستند که کابل را در برابر ضربه، رطوبت، خم شدن و آسیب‌های محیطی محافظت می‌کنند. به همین دلیل کابل‌های فیبر نوری، علاوه بر سبک بودن، مقاومت بالایی در شرایط مختلف کاری دارند.

 

---

 

بیشتر بخوانید: هر آنچه باید در رابطه با کابل های فیبر نوری بدانید

 

---

 

انواع کابل فیبر نوری:

کابل های فیبر نوری در دو نوع عرضه می گردند که شامل:

1ـ Single mode:

این کابل ها به گونه ای طراحی شده اند که نور را به طور مستقیم در طول کابل حمل می کنند. آنها یک رشته از الیاف شیشه ای هستند که قطر آن ها 8.5-10 میکرون است. از آنجایی که تنها یک حالت انتقال دارد، آن را 1310 یا 1550 نانومتر پخش می کند.

در مقایسه با کابل های مالتی مد، کابل های Single mode پهنای باند بالاتری دارند، اما به یک منبع نوری با عرض طیفی باریک نیازمندند. این کابل ها از سرعت بیشتری برخوردار می باشند و از طرفی مسافت 50 برابر بیشتر از سایر کابل ها را طی می نماید. هسته داخلی کابل های سینگل مود از Multimode کوچکتر می باشد.

سینگل مودها بخش مهمی از پهنای باند شبکه را تشکیل می دهند. در واقع این کابل ها برای انتقال دیتا برای مسافت های طولانی طراحی شده است و برای کابل های شبکه تلویزیونی و دانشگاه ها مناسب می باشد.

 

2ـ Multimode patch cords:

 

پچ کورد های فیبر نوری Multimode دارای قطر بزرگتر، به طور معمول 50-100 میکرون می باشد. در فواصل متوسط​​، الیاف Multimode پهنای باند بالاتری را با سرعت بالا ارائه می دهند. امواج نور در مسیرها یا حالت های مختلف پراکنده می شوند، زیرا در هسته کابل به طور معمول 850 یا 1300nm حرکت می کنند. کابل های چند حالته به عنوان فیبر “خانگی” در نظر گرفته شده، زیرا برای شبکه محلی استفاده می شوند، به عنوان نمونه می توان از آنها در FTTH استفاده کرد. Multimode می تواند به 100Gbps اترنت برسد.

فیبرهای Multimode بیشتر در شبکه‌های داخلی (LAN)، دیتا سنترها و محیط‌هایی با فاصله‌های کوتاه تا متوسط استفاده می‌شوند. این نوع فیبرها به دلیل قطر هسته بزرگ‌تر (معمولاً 50 یا 62.5 میکرون) می‌توانند چندین پرتو نور (Mode) رو همزمان منتقل کنند. چند نمونه پرکاربرد از فیبرهای مولتی‌مود عبارت‌اند از:

1. استاندارد OM1 با هسته 62.5 میکرون، رنگ روکش زرد. بیشتر در شبکه‌های قدیمی استفاده می شود و حداکثر سرعتش در 1Gbps تا حدود 300 متر است.

2. استاندارد OM2 با هسته 50 میکرون، رنگ روکش نارنجی. پشتیبانی از 1Gbps تا 600 متر و 10Gbps تا حدود 82 متر.

3. استاندارد OM3 با هسته 50 میکرون، رنگ روکش آبی فیروزه‌ای (Aqua). مخصوص لیزر VCSEL طراحی شده و تا 10Gbps در 300 متر و حتی 40/100Gbps در 100 متر جواب میدهد.

4. استاندارد OM4 با هسته 50 میکرون و رنگ روکش آبی فیروزه‌ای یا بنفش. این استاندارد ارتقا یافته OM3 می باشد و برای سرعت‌های بالاتر (40Gbps و 100Gbps) تا 150 متر کاربرد دارد.

5. استاندارد OM5 به اسم Wideband Multimode Fiber (WBMMF) هم شناخته می شود، رنگ روکش سبز. برای پشتیبانی بهتر از چند طول موج و سرعت‌ های خیلی بالا طراحی شده است.

 

---

 

بیشتر بخوانید: راهنمای انتخاب درست پچ کورد فیبر نوری

 

---

 

سرعت انتقال کابل های فیبر نوری:

کابل‌های فیبر نوری به دلیل استفاده از نور برای انتقال داده، یکی از سریع‌ ترین و کارآمدترین رسانه‌های ارتباطی در دنیا محسوب می‌شوند. برخلاف کابل‌های مسی که سیگنال‌ های الکتریکی را منتقل می‌کنند و محدودیت‌های زیادی در پهنای باند دارند، فیبر نوری می‌تواند حجم عظیمی از داده‌ها را با سرعتی نزدیک به سرعت نور در شیشه جابه‌جا کند. به همین دلیل امروزه زیرساخت‌های اصلی اینترنت جهانی و شبکه‌های مخابراتی بر پایه فیبر نوری ساخته شده‌اند.

در فیبرهای تک‌حالته (Single Mode)، به دلیل قطر هسته بسیار باریک (حدود 9 میکرون) و عبور تنها یک پرتو نور، سرعت انتقال بسیار بالا و بدون تداخل است. این نوع فیبرها می‌توانند سرعت‌ هایی تا چندین ترابیت بر ثانیه را در فواصل صدها کیلومتر بدون افت کیفیت پشتیبانی کنند. به همین دلیل در ارتباطات بین‌المللی، بین شهری و شبکه‌های مخابراتی اصلی از فیبر تک‌ حالته استفاده می‌شود.

فیبرهای چندحالته (Multimode) با هسته بزرگ‌تر (50 یا 62.5 میکرون) توانایی حمل چندین پرتو نور همزمان را دارند. این ویژگی باعث می‌ شود در فاصله‌ های کوتاه‌تر (معمولاً کمتر از 2 کیلومتر) سرعت‌های بسیار بالایی مثل 1Gbps، 10Gbps، 40Gbps و حتی 100Gbps را ارائه دهند. اما به دلیل پدیده پراکندگی مدی (Modal Dispersion)، در مسافت‌های طولانی‌تر افت کارایی دارند. به همین دلیل بیشتر در دیتاسنترها و شبکه‌های محلی استفاده می‌شوند.

در مجموع، سرعت انتقال فیبر نوری وابسته به نوع آن (تک‌حالته یا چندحالته) و تجهیزات فیبرنوری مورد استفاده است. امروزه در آزمایشگاه‌ ها سرعت‌هایی بالاتر از 1 پتابیت بر ثانیه هم روی فیبر نوری ثبت شده است. اما در کاربردهای تجاری، فیبر نوری به‌راحتی می‌تواند اینترنت خانگی گیگابیتی، ارتباطات سازمانی ده‌ها گیگابیتی و زیرساخت‌های مخابراتی ترابیتی را فراهم کند. این ویژگی‌ها فیبر نوری را به ستون فقرات ارتباطات مدرن دنیا تبدیل کرده است.

 

نحوه عملکرد فیبر نوری چگونه است؟ 

فیبر نوری یک رسانه انتقال داده است که از نور به جای سیگنال‌های الکتریکی برای جابه‌جایی اطلاعات استفاده می‌کند. اساس کار آن بر پایه پدیده بازتاب داخلی کامل (Total Internal Reflection) است، که باعث می‌ شود نور بدون اتلاف از هسته شیشه‌ای یا پلاستیکی کابل عبور کند. نور از یک انتهای کابل وارد هسته شده و در طول مسیر، با انعکاس مداوم به سمت انتهای دیگر حرکت می‌کند، بدون اینکه سیگنال به بیرون نشت کند.

هسته فیبر نوری که مسیر اصلی عبور نور است، معمولاً از شیشه شفاف با ضریب شکست بالا ساخته می‌شود. اطراف هسته، لایه‌ای به نام غلاف (Cladding) قرار دارد که ضریب شکست آن کمتر از هسته است. این اختلاف ضریب شکست باعث می‌شود نور در هسته محبوس شود و با زاویه مناسب بازتاب پیدا کند. در فیبر تک‌حالته (Single Mode)، یک پرتو نور عبور می‌کند، در حالی که در فیبر چندحالته (Multimode) چندین پرتو همزمان منتقل می‌شوند.

نور در فیبر نوری می‌تواند حامل اطلاعات دیجیتال باشد. در عمل، داده‌ها به سیگنال‌های نوری تبدیل می‌شوند و توسط فرستنده نوری (Transmitter) به فیبر وارد می‌شوند. در طول مسیر، سیگنال‌های نوری بدون افت قابل توجه و با سرعت بالا حرکت می‌کنند. در انتهای کابل، گیرنده نوری (Receiver) نور را دوباره به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند تا قابل استفاده توسط کامپیوتر یا دستگاه مقصد شود.

یکی از مزایای اصلی عملکرد فیبر نوری، حداقل تداخل و نویز است. برخلاف کابل‌های مسی که به میدان‌های الکترومغناطیسی حساس هستند، فیبر نوری از نور برای انتقال داده استفاده می‌کند و در برابر اغتشاش‌های الکتریکی مقاوم است. همین ویژگی باعث می‌شود اطلاعات با دقت و کیفیت بسیار بالا حتی در محیط‌های صنعتی یا پر از تجهیزات الکترونیکی منتقل شوند.

در نهایت، طراحی چند لایه‌ای فیبر نوری، شامل هسته، غلاف، پوشش بافر و غلاف خارجی، باعث محافظت فیزیکی از کابل می‌شود. این ساختار نه تنها سیگنال نوری را پایدار نگه می‌دارد، بلکه مقاومت کابل در برابر خمیدگی، رطوبت و ضربه را افزایش می‌دهد. به همین دلیل، فیبر نوری به یکی از پایدارترین و سریع‌ترین راهکارهای انتقال داده در جهان تبدیل شده است.

 

کابل های فیبر نوری برای چه مواردی استفاده می شود؟

مزایای استفاده از کابل فیبر نوری سبب شده تا در اینترنت، تلفن و تلویزیون مصرف شوند. البته امروزه در سایر قسمت ها نیز از این کابل ها استفاده می شوند برای مثال استفاده از کابل نوری برای درخت کریسمس امروزه امری نادر نیست. به دلیل اشغال فضای کمتر و سرعت انتقال بیشتر امروزه در ماشین های پیشرفته از کابل های فیبر نوری استفاده می شود. می توان گفت امروزه در بیشتر موارد این کابل ها جانشین کابل های مسی قبلی شده اند.

انتخاب و خرید کابل فیبرنوری دارای نکات و مواردی است که باید به آن ها توجه داشته باشید. ما در مقاله مزایای استفاده از کابل فیبر نوری سعی کردیم تا با توضیح درباره کابل های فیبرنوری و بررسی مزایا و معایب کابل های فیبر نوری شما را تا حد زیادی با این تکنولوژی آشنا سازیم. در صورت تمایل می توانید سایر مقالات ما را در مجله اینترنتی مسترشبکه بررسی و مطالعه کنید.

در صورتی که قصد خرید هرگونه کابل، از قبیل کابل شبکه، کابل فیبرنوری، پچ کورد شبکه و .. را دارید، ما در مسترشبکه به شما مشاوره رایگان خواهیم داد و شما می توانید با مراجعه به سایت مسترشبکه از قیمت این محصولات نیز مطلع گردید.

 

قیمت و خرید کابل های فیبر نوری:

کابل‌های فیبر نوری یکی از اصلی‌ترین اجزای زیرساخت شبکه‌های پرسرعت هستند که برای انتقال داده با پهنای باند بالا و تأخیر بسیار پایین طراحی شده‌اند. این کابل‌ها در انواع مختلف سینگل مود (Single Mode) و مالتی مود (Multi Mode) عرضه می‌شوند و بسته به نوع پروژه و فاصله انتقال داده، انتخاب مناسب آن‌ها اهمیت زیادی دارد. فیبر نوری نسبت به کابل‌های مسی، مقاوم‌تر در برابر نویز الکترومغناطیسی است و برای محیط‌های صنعتی یا انتقال بین‌شهری گزینه‌ی بسیار بهتری محسوب می‌شود.

اگر قصد خرید کابل‌ فیبر نوری را دارید، پیشنهاد می‌کنیم از فروشگاه‌های تخصصی و معتبر مانند مسترشبکه بازدید کنید. در مستر شبکه، انواع کابل فیبر نوری با برندهای معتبر، مشخصات فنی دقیق، قیمت‌های رقابتی و مشاوره تخصصی ارائه می‌ شود تا بتوانید بر اساس نیاز خود بهترین انتخاب را داشته باشید. همچنین امکان خرید به‌صورت آنلاین، با ضمانت اصالت کالا و ارسال سریع فراهم شده است تا تجربه‌ای مطمئن و راحت در تهیه تجهیزات شبکه داشته باشید.

 

شما میتوانید از مسترشبکه بزرگترین فروشگاه اینترنتی انواع  کابل های فیبر نوری را با گارانتی معتبر خریداری نمایید.