تولید کننده کابل و تجهیزات پسیو فیبر نوری

امروزه تغییرات سریع فناوری وتاثیرات ناشی از آن دارای اهمیت می باشد و افزایش وسعت و کارآمدی این فناوری و مدیریت آن با استفاده از پهنای باند مبتنی بر فیبر نوری که دارای ویژگی های خاص و مهمی برای این کاربرد می باشد. توسعه شبکه فیبرنوری در بیشتر زمینه ها که مورد نیاز است دارای اهمیت می باشد.

فیبر نوری سالهاست اهمیت خود رابه عنوان رسانه مناسب در ارتباط میان قاره ای و درون شهری و بین مراکز مخابراتی به اثبات رسانده است و غلبه خودرا درمیان دیگر رسانه ها دربخش ستون فقرات شبکه های مخابراتی و کامپیوتری نشان داده است.

هرجا که صحبت از سیستم های جدید مخابراتی، سیستم های تلوزیونی کابلی و اینترنت باشد، در مورد فیبر نوری هم چیزهایی می شنوید. فیبرهای نوری از شیشه شفاف و خالص ساخته می شوند و با ضخامتی به نازکی یک تار موی انسان، می توانند اطلاعات دیجیتال را در فواصل دور انتقال دهند. از آنها همچنین برای عکسبرداری پزشکی و معاینه های فنی در مهندسی مکانیک استفاده می شود.

تاریخچه فیبر نوری

نور هميشه با ما بوده است با استفاده ازنور دراوايل دوران پيشرفت بشری از زمانیكه بشر ابتدا با استفاده ازعلامت دادن با دست پيام خود را ارسال می كرد شروع شده است. اين خود بطور بديهی يك نوع مخابرات نوری است و در تاريخ قابل اجرا نمی باشد در خلال روز، منبع نور برای سيستم مورد مثال خورشيد است. اطلاعات از فرستنده به گيرنده روی پرتو نور خورشيد حمل می گردد.

نور بر حسب حركات دست تغيير وضعيت داده ويا مدوله می گردد. چشم پيام را آشكار كرده و مغز پردازش لازم را روی آن انجام می دهد. در اين سيستم، انتقال اطلاعات كند، ميزان اطلاعات قابل انتقال در يك زمان معين محدود و احتمال خطا زياد است. سيستم نوری ديگری كه برای مسيرهای طولانی تر مفيدتر است ارسال علائم دودی است. پيام با استفاده ازتغيير شكل دود حاصل از آتش ارسال می گرديده است. در اين سيستم به طرح و ياديگيری يك رمز بين فرستنده و دريافت كننده نياز می باشد.

اين سيستم با سيستم های جديد مخابرات ديجيتال كه در آن از رمزهای پالسی استفاده می شود قابل قياس است. در سال 1880 الكساندر گراهام بل يك سيستم مخابرات نوری به نام فوتوفون را اختراع كرد. در اين سيستم، بل از يك آئينه اطلاعات را حمل می كند در گيرنده اين نور خورشيد مدوله شده به سلينوم هادی نور اصابت می كند و در آن به يك سيگنال الكتريكی تبديل می شود. اين سيگنال الكتريكی در يك تلفن مجدداً به سيگنال صوتی تبديل می گردد. با وجودی كه سيستم فوق نسبتاً خوب كار می كرد هرگز يك موفقيت تجاری كسب نكرد.

ابداع لامپهای ساخته بشر منجر به ساخت سيستم های مخابراتی ساده مثل چراغهای چشمك زن بين دو كشتی و پايين كشتی ساحل گرديد. در واقع هر نوع چراغ راهنما در اصل يك سيستم مخابرات نوری با ظرفيت اطلاعاتی كمی هستند يك جهش اساسی كه منجربه ايجاد سيستم های مخابرات نوری با ظرفيت زياد شد كشف ليزر بود كه اولين نوع آن در سال 1960 ساخته شد. ليزر يك منبع انتشار نور با عرض با تراكم مناسب، قابل استفاده به عنوان حامل اطلاعات را فراهم می كرد. ليزرها قابل قياس با منابع فركانس راديويی مورد استفاده درمخابرات معمولی هستند.

سيستم های مخابرات نوری هدايت نشده (بدون تار) كمی بعد از كشف ليزر توسعه يافتند. مخابره اطلاعات توسط پرتوهای نوری كه در جو سير می كنند به آسانی انجام گرديده نقاط ضعف عمده اين سيستم عبارتند از: نياز به يك جو شفاف، نياز به داشتن ديد و مسير مستقيم به فرستنده و گيرنده، احتمال آسيب رسيدن به چشم بيننده ای كه بطور نا آگاهانه ممكن است به پرتو نگاه كند.

موارد استفاده اوليه سيستم های نوری، هر چند محدود باعث ايجاد علاقه به سيستم های نوری شد كه بتواند پرتو نور را هدايت كند و بر معايب ذكر شده در ارسال هدايت نشده نور غلبه نمايد. بعلاوه پرتوها هدايت شده می تواند درگوشه ها (انحراف مسير) خم شود و خطوط انتقال آن می توانند زير زمين كار گذاشته شوند. يك سيستم مخابراتی، شامل فرستنده، گيرنده و كانال اطلاعات است در فرستنده خبر توليد شده و به شكل قابل انتقال توسط كانال اطلاعات در می آيد، اطلاعات از فرستنده به گيرنده توسط اين كانال ارسال می گردد.

بخش های مختلف فیبر نوری

1. هسته: هسته بخش مرکزی فیبر است و نور دراین قسمت سیر می کند. شامل یک تار بازتاب کننده از شیشه خالص که در مرکز فیبر قرار دارد که سیگنالهای نوری درآن حرکت می کنند. در بعضی کابلها برای اینکه هزینه ساخت پایین باشد از پلاستیک کاملا بازتابنده استفاده می شود. کیفیت هسته های شیشه ای بیشتر از پلاستیکی ست و برای حمل داده ها در مسافت کوتاه به کار می رود. قطر این بخش، بسته به نوع فیبر چیزی بین 5تا500 میکرون است.
2. روکش: بخش خارجی فیبر را تشکیل میدهد که دور تا دور هسته را احاطه می کند و باعث برگشت نور منعکس شده به هسته می گردد. این عمل بازتاب نور به مرکز هسته را (بازتاب داخلی کلی) می نامند. روکش یک لایه حائل پلاستیکی می باشد که به منظور محافظت از روکش مورد استفاده می گیرد.
   لایه روکش: واسطه شفافی که هسته مرکزی فیبر نوری را احاطه می کند و باعث انعکاس نور به داخل هسته می شود.
3. بافر رویه: روکشی رنگی پلاستیکی است که ازcore وcladding در مقابل رطوبت و عوامل خارجی محافظت می کند. هزاران نمونه از رشته های نوری در دسته هایی سازمان دهی شده و کابل های نوری را بوجود می آورند. هر یک از کلاف های فیبر نوری توسط روکش هایی به نام jacket محافظت می گردند. روکش محافظ: روکشی پلاستیکی که فیبر در برابر رطوبت و آسیب دیدن محافظت می کند.

فیبر نوری چگونه ساخته می شود؟

فیبر نوری از شیشه شفاف بسیار خالص ساخته می شود. اگر شیشه پنجره را بعنوان محیطی شفاف که نور را از خود عبور میدهد در نظر بگیریم، بدلیل وجود ناخالصی ها در شیشه، نور بطور کامل و بدون تغییر عبور نمی کند. بهرحال شیشه ای که در تولید فیبر نوری بکار می رود، نسبت به شیشه بکار رفته برای پنجره ناخالصی های بسیار کمتری دارد. توصیف یک شرکت تولید کننده فیبر نوری از شیشه ای که برای ساخت آن بکار می رود به اینصورت است: اگر روی سطح اقیانوسی از شیشه بکار رفته در تولید فیبر نوری بایستید، میتوانید عمق چندین مایلی آنرا بوضوح ببینید.

1. ساخت یک استوانه شیشه ای از پیش تعیین شده
2. کشیدن فیبر نوری از استوانه آماده شده
3. آزمایش فیبرهای تولید شده

ساخت استوانه شیشه ای

شیشه مورد استفاده برای ساخت استوانه طی روندی موسوم به MCVD یا رسوب سازی تعدیل شده شیمیایی با بخار تولید می شود.
درروش MCVD اکسیژن از میان محلول کلراید سیلیکون (4Sicl)، کلراید ژرمانیوم (4GeCl) و دیگر مواد شیمیایی میجوشد (قلقل می کند).
این مخلوط بسیار دقیق و حساب شده، و یژگیهای فیزیکی و اپتیکی گوناگونی دارد. (ازجمله ضریب شکست، ضریب انبساط، نقطه ذوب و ... . )

سپس بخارهای گاز بوسیله یک ماشین مخصوص با حرکات دورانی بداخل یک لوله سیلیس مصنوعی یا لوله کوارتز هدایت می شود که به این عمل آبکاری گویند. در حین چرخش ماشین، یک مشعل در بیرون لوله به بالا وپایین حرکت می کند. حرارت بسیار زیاد ناشی از مشعل، باعث می شود دوچیز اتفاق بیفتد:

سیلیکون وژمانیوم با اکسیژن واکنش می دهند، دی اکسید سیلیکون (2SIO) و دی اکسید ژرمانیوم (2GeO) حاصل می شود. دی اکسید سیلیکون و دی اکسید ژرمانیوم روی سطح داخلی لوله رسوب می کنند، باهم آمیخته می شوند تا شیشه شکل بگیرد.

ماشین مخصوص بطور مستمر می چرخد تا استوانه ای استوار و اندود شده ساخته شود. خلوص شیشه با استفاده از قطعات پلاستیکی که دربرابر خوردگی مقاوم است و در سیستم تزریق گاز بکار رفته و نیز با کنترل دقیق جریان گاز و ترکیب آن حفظ می شوند. روند ساخت این استوانه کاملا خودکار است وچندین ساعت بطول می انجامد. بعد از اینکه استوانه ساخته شده خنک شد، تست کنترل کیفیت روی آن انجام می شود.

کشیدن فیبر نوری از استوانه آماده شده

بعد ازاینکه استوانه ی شیشه ای کنترل کیفی شد، روی دستگاهی به نام برج فیبر کشی سوار می شود.استوانه ی شیشه ای در یک کوره ی گرافیتی داغ می شود (3452 تا 3992 درجه ی فارنهایت یا 1900 تا 2200 درجه ی سانتی گراد) تاحدی که یک گلوله گداخته شده از نوک آن، تحت تاثیر نیروی جاذبه سقوط می کند. گلوله ی شیشه ای مذاب در حین سقوط خنک می شود و یک رشته ی شیشه ای را به وجود می آورد.

متصدی دستگاه این رشته را در دال دیگر قسمت های برج از جمله تعدادی فنجانک اندود کننده و نیز کوره ی ماورء بنفش نخ کشی می کند تا در نهایت به قرقره ی پایین دستگاه برسد.
قرقره ی مکانیکی فیبر را به آرامی از استوانه ی داغ شده می کشد. یک ریز سنج لیزری به دقت این مرحله را کنترل می کند و قطر فیبر را اندازه می گیرد. اطلاعات به دست آمده از ریزسنج به سیستم خودکار قرقره مکانیکی ارسال می شود.
فیبرها با سرعت 33 تا 66 فوت بر ثانیه ( 10 تا 20 متر بر ثانیه ) از استوانه ی داغ کشیده می شوند و محصول نهایی روی قرقره پیچیده می شود. معمولا در نهایت بیش از 4/1 مایل (2/2 کیلومتر) فیبر نوری روی قرقره جمع نمی شود.

آزمایش فیبر نوری آماده شده

موضوع برخی آزمایش ها که روی فیبر نوری تولید شده انجام می شود:
مقاومت کششی: فیبر باید بتواند نیروی کشش معادل 000/100 پوند بر اینچ مربع یا بیشتر را تحمل کند.
آزمایش منحنی ضریب شکست: بررسی فیبر از لحاظ ابعاد هندسی از جمله کنترل یکنواختی قطر هسته و یکنواختی ضخامت لایه ی روکش .
تضعیف امواج در فیبر نوری: در این آزمایش مشخص می شود که سیگنال های نوری در طول موج های مختلف چه مقدار انرژی خود را ار حین عبور از فیبر از دست می دهد.

وقتی فیبر مراحل آزمایش را طی کرد، به شرکت های فعال در زمینه ی تلفن، کابل و شبکه فروخته می شود. درحال حاضر بسیاری از شرکت ها سیستم های نوین مبتنی بر فیبر نوری را جایگزین سیستم های قدیمی مبتنی بر سیم مسی کرده اند تا سرعت، ظرفیت و وضوح بیشتری حاصل شود.

نحوه عملکرد فیبر نوری

فرض کنید میخواهید یک باریکه نور را بطور مستقیم و در امتداد یک کریدور بتابانید. نور براحتی در خطوط راست سیر می کند و مشکلی از جهت مناسب منحرف می کند. اگر راهرو خیلی پیچ باشد وخمهای زیادی داشته باشد چه؟ میتوانید دیوارها را با آینه بپوشانید و نور را به دام بیندازید بطوریکه در طول راهرو از یک گوشه به گوشه دیگر بپرد. این دقیقا همان چیزی است که در یک فیبر نوری اتفاق می افتد.

فیبر نوری یکی از محیط های انتقال داده با سرعت بالاست. امروزه از فیبر نوری در موارد متفاوتی نظیر: شبکه های تلفن شهری، شبکه های رایانه ای و اینترنت استفاده می شود. فیبر نوری رشته ای از تارهای شیشه ای است که هر یک از تارها دارای ضخامتی معادل تارموی انسان دارد و از آن برای انتقال اطلاعات در مسافت های طولانی استفاده می شوند.

نور در یک کابل فیبر نوری، براساس قاعده ای موسوم به بازتابش داخلی، مرتبا بوسیله دیواره آینه پوش لایه ای که هسته را فراگرفته، به این سو و آن سو پرش می کند و در طول هسته پیش میرود.

از آنجا که لایه آینه پوش اطراف هسته هیچ نوری را جذب نمی کند، موج نور میتواند فواصل طولانی را طی کند. به هر حال، برخی از سیگنالهای نوری در حین حرکت در طول فیبر، ضعیف می شوند که علت عمده آن وجود برخی ناخالصی ها داخل شیشه است. میزان ضعیف شدن سیگنال به درجه خلوص شیشه بکار رفته در داخل فیبر و نیز طول موج نوری که درون فیبر سیر می کند بستگی دارد.

شبکه یکپارچه نوری ایران با پهنای باندی در حدود ترا هرتز (Tr Hz) متشکل از بزرگراه هایی برای ارسال و دریافت بهنگام اطلاعات است. بطوریکه بدون وجود این فناوری دقیق و حساس، امکان ارائه خدمات چند رسانه ای میسر نیست. با وجود شبکه یکپارچه نوری ایران، میتوان حجم از اطلاعات بسیار زیادی را جابجا نمود و شرکت ارتباطات زیرساخت ایران با استفاده از توانمندی های آن قادر است بعنوان قطب مخابراتی در منطقه عمل نموده و کشورهای مختلف همسایه را نیز به هم متصل سازد.

خدمات بالقوه شبکه ملی فیبر نوری ایران

خدمات مخابراتی از اجزاء عمده اقتصادی ملی و جهانی بشمار می روند زیرا علاوه بر سودآوری هنگفت نقش اساسی ومحوری در ارتقاء سطح اقتصادی، اجتماعی وفرهنگی ایفا می نمایند. به همین دلیل شرکتهای بسیاری راغب به سرمایه گذاری در بخشهای مختلف شبکه مخابرات گردیده اند. این سرمایه گزاریها گردش مالی مطلوب، ارائه خدمات متنوع و گسترده، تبعات اجتماعی مانند ایجاد اشتغال، بهبود وضع بهداشت ودرمان، ارتقاء سطح دانش عمومی و تخصصی، امنیت، صرفه جویی در وقت و انرژی و... . بسیاری دیگر را در پی دارند.

باتوجه به اینکه شبکه یکپارچه نوری ایران واسط میان شبکه های محلی، شهری و منطقه ای است بخش مهمی از خدمات قابل ارائه از طریق شبکه نوری ایران مستلزم پیش بینی و عرضه این سرویس ها در LAN ها و شبکه های شهری متصل به شبکه یکپارچه نوری ایران است که عبارتند از:

• ارسال داده با سرعت بالا
• تلفن تصویری
• ویدئو براساس تقاضا video on-demand
• پزشکی از دور
• آموزش از دور
• اینترنت پرسرعت
• ارسال متن (text)
• کنترل خانه از دور
• ارسال فایلهای با حجم زیاد
• ویدئو کنفرانس
• بانکداری الکترونیکی
• خرید از دور
• خدمات صوتی با کیفیت بالا
• خدمات چند رسانه ای (Multi Media)
• ارائه پهنای باندهای مختلف به متقاضیان براساس درخواست آنها

نقش فیبر نوری و تاثیر استفاده از آن بر فناوری اطلاعات

امروز با توجه به سرعت تولید علم و دانش نیاز به افزایش سرعت تبادل آنها بیشتر شده است. دنیا به سمتی می رود که از ابزاری استفاده کند که با ارائه پهنای باند بیشتر همزمان تعداد بیشتری به راحتی و باسرعت زیاد اطلاعات را در اختیار داشته باشند یا همزمان بتوانندبه راحتی با موبایل یا تلفن صحبت کنند و به اینترنت وصل شود و فیبر نوری یکی از فناوری هایی است که می تواند این امکان را فراهم آورد.

بکارگیری فیبر نوری برای انتقال اطلاعات از سال 1966 شکل گرفت ولی تا سال 1976 عملا در انتقال داده قابل استفاده نبود. ولی اکنون شرکتهای تلوزیونی کابلی و شرکتهای چند ملیتی جهت انتقال داده ها و اطلاعات مالی در سراسر جهان و ... از فیبر نوری استفاده می کنند. اکنون در ایران با توجه به زیاد شدن کاربران اینترنت، استفاده کنندگان از تلفن ثابت و موبایل و مهم تر ازهمه بخاطر اینکه ایران در مسیر شاهراه اطلاعات بین اروپا و چین قرارداد ضرورت استفاده از شبکه فیبر نوری حس شده و بهره برداری از آن اجرایی می شود. البته باید توجه داشت استفاده از فیبر نوری به موازات استفاده ازبقیه سیستم های انتقال اطلاعات صورت می گیرد.

باتوجه به نیاز روزافزون به اطلاعات و سرعت در تبادل آن نیاز است که با مدیرت فناوری فیبر نوری در کشور بتوانیم نقطه شروعی در ورود به بازارهای جهانی و زمینه سازی ورود کشورهای دیگر در کشور باشیم لذا با شناخت و نوآوری در زمینه فیبر نوری می توانیم کشور خود را در این زمینه خود کفا کنیم.