بر اساس گزارش “Global Newswire”، ارزش بازار جهانی انتقال از طریق فیبر نوری در سال 2016 حدود 2.75 میلیارد دلار بوده و در سال 2022 به 3.72 میلیارد دلار می رسد.

به دلیل افزایش تقاضا برای اتصالات با پهنای باند بیشتر و پر سرعت‌تر در صنعت و مصارف خانگی، انتقال فیبر نوری روز به روز در جامعه مدرن رایج‌تر می‌شود. در این مقاله مزایا و معایب انتقال از طریق فیبر نوری به تفصیل بررسی خواهد شد.

فناوری انتقال از طریق فیبر نوری

معمولاً یک سیستم ارتباطی فیبر نوری از سه جزء اصلی تشکیل شده است: فرستنده نوری، انواع کابل فیبر نوری و گیرنده. فرستنده نوری سیگنال الکتریکی را به سیگنال نوری تبدیل می‌کند. کابل فیبر نوری سیگنال نوری را از فرستنده نوری به گیرنده نوری حمل می‌کند و گیرنده نوری سیگنال نوری را دوباره به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند.

متداول‌ترین فرستنده نوری دستگاه‌های نیمه هادی مانند LED (دیودهای ساطع کننده نور) و دیودهای لیزری‌ و ردیاب نوری بخش کلیدی گیرنده نوری‌ست. با استفاده از اثر آشکارساز، نور را به الکتریسیته تبدیل می‌کند.

توسعه شگفت انگیز کابل‌های نوری

در مورد کابل فیبر نوری، حرف زیادی برای گفتن وجود دارد. از آنجایی که استفاده و تقاضا برای سرعت و پهنای باند، توسعه کابل‌های نوری شگفت انگیز است. اکنون در بازار جهانی کابل‌های نوری، فیبر OS2، فیبر OM1، فیبر OM2، فیبر OM3، فیبر OM4 و کابل فیبر OM5 برای کاربردهای مختلف نوری وجود دارد. فیبرهای نوری به عنوان وسیله ای برای ارتباطات و شبکه استفاده می‌شوند زیرا انعطاف پذیر هستند.

این مورد به ویژه برای ارتباطات از راه دور مفید است، زیرا نور در مقایسه با  الکتریسسته در کابل‌های مسی، با میرایی کمی از طریق فیبر منتشر می‌شود. شکل زیر نشان می‌دهد که تمام سیستم‌های انتقال از طریق فیبر نوری از نور مدوله شده برای انتقال اطلاعات از فرستنده به گیرنده همراه استفاده می‌کنند.

شکل 1: تصویر یک سیستم انتقال پایه فیبر نوری

مزایای انتقال از طریق فیبر نوری

فیبرهای نوری به دلیل مزایایی که نسبت به انتقال الکتریکی دارند تا حد زیادی جایگزین ارتباطات سیم مسی شبکه‌های اصلی در جهان توسعه یافته شده‌اند.

در اینجا مزایای اصلی انتقال از طریق فیبر نوری را مورد بررسی قرار می‌دهیم:.

پهنای باند بسیار بالا

هیچ رسانه انتقال داده مبتنی بر کابلی، پهنای باندی را که فیبر نوری ارائه می‌دهد؛ ندارد. حجم داده‌ای که کابل‌های فیبر نوری در واحد زمان انتقال می‌دهند به مراتب بیشتر از کابل‌های مسی‌ست.

مسافت طولانی‌تر

در انتقال از طریق فیبر نوری، کابل‌های نوری اتلاف انرژی کمی دارند که امکان انتقال سیگنال‌ها را به فاصله طولانی‌تر، نسبت به کابل‌های مسی فراهم می‌کنند.

مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی

همواره در استقرار عملی کابل‌ها، مواجهه با محیط‌هایی مانند پست‌های برق، گرمایش، تهویه و سایر منابع صنعتی اجتناب ناپذیر است. با این حال، فیبر نوری دارای نرخ خطای بیت بسیار پایینی‌ست (10 EXP-13)؛  به این دلیل که فیبر در برابر تداخل الکترومغناطیسی بسیار مقاوم است. انتقال از طریق فیبر نوری عملاً بدون نویز است.

خطر کم امنیتی

بازار ارتباطات فیبر نوری در حال رشد است. اما باید دانست که آگاهی درباره نگرانی‌های امنیتی داده‌ها را نیز نباید فراموش کرد. داده‌ها یا سیگنال‌ها از طریق نور در فیبر نوری منتقل می‌شوند. بنابراین هیچ راهی برای تشخیص نشتی داده‌ها از طریق «گوش دادن» به انرژی الکترومغناطیسی، در طول کابل وجود ندارد. (برعکس کابل‌های مسی)

اندازه کوچک

کابل فیبر نوری قطر بسیار کمی دارد. به عنوان مثال، قطر کابل یک فیبر چند حالته OM3  منفرد، حدود 2 میلی متر است که از قطر کابل مسی کواکسیال کوچک‌تر است. اندازه کوچک باعث صرفه جویی در فضای بیشتر موقع انتقال‌ از طریق فیبر نوری می‌شود.

وزن سبک

کابل‌های فیبر نوری از شیشه یا پلاستیک ساخته شده‌اند و از کابل‌های مسی نازک‌تر هستند. اینها باعث سبک‌تر شدن و نصب آسان آنها می‌شود.

آسان برای افزایش پهنای باند

با استفاده از کابل فیبر نوری، می‌توان تجهیزات جدیدی را به زیرساخت کابل موجود اضافه کرد. از آنجا که کابل نوری می‌تواند ظرفیت بسیار گسترده ای را نسبت به کابل مسی ایجاد کند. و فناوری WDM (مالتی پلکسی تقسیم طول موج)، از جمله CWDM وDWDM، کابل‌های فیبر را قادر می‌سازد تا پهنای باند بیشتری را در خود جای دهند.

معایب انتقال فیبر نوری

اگرچه انتقال از طریق فیبر نوری راحتی زیادی را به همراه دارد، معایب آن نیز قابل چشم پوشی نیست.

• شکنندگی: کابل‌های فیبر نوری معمولاً از شیشه ساخته شده‌اند که باعث می‌شود شکننده‌تر از کابل‌های الکتریکی باشند. علاوه بر آن شیشه با هیدروژن واکنش نشان می‌دهد؛ بنابراین در استفاده از فیبرهای نوری برای انتقال نیرو در کابل‌های زیر دریا و زیر زمین مشکلات و ملاحظاتی وجود دارد.

• نصب آن سخت است: اتصال کابل فیبر نوری آسان نیست و اگر آنها را بیش از حد خم کنید، می‌شکنند و کابل فیبر بسیار مستعد بریده شدن یا آسیب دیدن در حین نصب یا فعالیت‌های ساخت و ساز است. همه موارد فوق، نصب را سخت می‌کند.

• تضعیف و پراکندگی: با طولانی‌تر شدن فاصله انتقال، نور ضعیف و پراکنده می‌شود؛ بنابراین به اجزای نوری اضافی مانند EDFA نیاز دارد.

• هزینه بیشتر از کابل مسی‌ست: هزینه نصب کابل‌های فیبر نوری نسبتاً بالاتر از کابل‌های مسی‌ست. زیرا نصب کابل مسی مانند کابل‌های فیبر به مراقبت بیشتری نیاز ندارد. با این حال، فیبر نوری همچنان در حال حرکت به سمت استفاده محلی‌ست، و از طریق فناوری‌هایی مانند FTTx (استفاده از فیبر در خانه، محل کار و غیره) و PON (شبکه‌های نوری غیرفعال)، امکان دسترسی کاربر نهایی را به پهنای باند فراهم می‌کند.

شکل 2: فیبر نوری و کابل مسی در FTTx

• تجهیزات ویژه اغلب مورد نیاز است: برای اطمینان از کیفیت انتقال از طریق فیبر نوری، به تجهیزات خاصی نیاز است. به عنوان مثال، در تجهیزاتی مانند OTDR (بازتاب سنجی دامنه زمانی نوری) مورد نیاز است و تجهیزات تست نوری گران قیمت و تخصصی مانند پروب‌های نوری و قدرت سنج در اکثر نقاط انتهایی فیبر برای ارائه درست تست فیبر نوری بکار می‌رود.

خلاصه

فیبر نوری به طور گسترده برای انتقال داده‌ها استفاده می‌شود و به دلیل کارایی و ظرفیت انتقال بالا به طور فزاینده‌ای به جای سیم‌های فلزی استفاده می‌شود. کابل‌های فیبر نوری جایگزین کابل‌های جفت تابیده مسی یا کابل کواکسیال شده‌اند. با توجه به استفاده و تقاضا برای پهنای باند زیاد و سرعت سریع، شکی نیست که انتقال از طریق فیبرهای نوری فرصت‌های بیشتری را به ارمغان می‌آورد و به طور مداوم مورد تحقیق و توسعه قرار می‌گیرد تا نیازهای آینده را برآورده کند.