نوشته های بلاگ "2025" از "مرداد"

کابل فیبر نوری معمولاً (اما نه همیشه) درون داکت فیبر نوری یا Innerduct نصب می‌شود تا از کابل در برابر آسیب‌های محیطی و فشارهای مکانیکی محافظت کند. این محافظت مکانیکی کابل فیبر نوری نقش بسیار مهمی در افزایش طول عمر و کارایی شبکه دارد.

به‌طور کلی، داکت فیبر نوری در جنس‌های مختلفی مانند پلاستیک، بتن، فولاد و آهن تولید می‌شود که انتخاب آن به شرایط محیطی و نوع پروژه بستگی دارد. از آنجا که کابل فیبر نوری به کشش بیش از حد، خم‌شدگی و فشار مکانیکی حساس است، هنگام نصب کابل فیبر نوری در داکت باید دقت بسیار زیادی صورت گیرد تا از بروز هرگونه آسیب جلوگیری شود.

در این مقاله، مراحل و روش‌های نصب کابل فیبر نوری در داکت، نکات آماده‌سازی پیش از نصب و دستورالعمل‌های اجرایی به‌طور کامل بررسی خواهند شد. رعایت این موارد، بهترین عملکرد و بیشترین دوام کابل را در پروژه‌های مخابراتی و شبکه تضمین می‌کند.

روش‌های نصب کابل فیبر نوری در داکت

به‌طور کلی، دو روش اصلی برای نصب کابل فیبر نوری در داکت وجود دارد:

1. روش کشش (Pulling Method)

2. روش دمیدن هوا (Air Blowing Method)

روش کشش (Pulling Method)

در روش کشش کابل فیبر نوری، نصب کابل در داکت‌های از پیش نصب‌شده‌ی زیرزمینی، به‌صورت دستی یا با استفاده از دستگاه کشنده (Puller Machine) انجام می‌شود. در این روش، کابل به کمک طناب از پیش کار گذاشته‌شده در داخل داکت، کشیده می‌شود.

این روش معمولاً در شبکه‌های دسترسی (Access Networks) مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ جایی که داکت‌های زیرزمینی به‌صورت پیوسته بیش از 200 تا 300 متر ادامه ندارند. در چنین شرایطی، کابل فیبر نوری باید در هر منهول یا هند‌هول موجود در فاصله‌های 200 تا 300 متری، به‌صورت حلقه‌ای ذخیره شود.

به همین دلیل، روش کشش کابل فیبر نوری در داکت بیشتر برای فواصل کوتاه مناسب است و کاربرد گسترده‌ای در پروژه‌های مخابراتی شهری و محلی دارد.

محدودیت‌ها در نصب کابل فیبر نوری

کابل‌های فیبر نوری باید مطابق با استانداردهای طراحی و تحمل مکانیکی آن‌ها جابه‌جا و نصب شوند. تیم‌های اجرایی باید با مشخصات فنی و محدودیت‌های کابل فیبر نوری آشنا باشند و در طول مراحل نصب، به‌ویژه در زمان‌هایی که احتمال نزدیک‌شدن به این حدود وجود دارد، دقت ویژه‌ای به خرج دهند.

روش دمیدن هوا (Air Blowing Method)

روش دمیدن هوا در نصب کابل فیبر نوری به‌وسیله‌ی جریان هوای پرسرعت و همراه با نیروی مکانیکی کمکی (فشار یا کشش) انجام می‌شود. این روش شامل دو تکنیک اصلی است:

• دمیدن با سرعت هوای بالا (High Air Speed Blowing)

• دمیدن پیستونی یا فشار/کشش (Push/Pull Blowing)

در این روش، هوای فشرده به داخل داکت تزریق می‌شود و با سرعت بالا در طول داکت حرکت کرده و کابل فیبر نوری را همراه خود جابه‌جا می‌کند.

انواع کابل‌های استاندارد فیبر نوری شامل uni-tube، multi-tube، کابل‌های بدون زره (Unarmored) و زره‌دار (Armored)، همچنین کابل‌های میکرو‌داکت (Microduct Cables) و میکرو‌داکت‌ها (Micro-ducts) را می‌توان با این روش نصب کرد.

مزیت اصلی این روش، امکان نصب کابل فیبر نوری در فواصل طولانی بیش از 1000 متر است. به همین دلیل، روش دمیدن هوا یکی از بهترین گزینه‌ها برای پروژه‌های زیرساختی گسترده و شبکه‌های مخابراتی با طول مسیر زیاد محسوب می‌شود.

محدودیت‌های روش دمیدن هوا (Air Blowing Method)

برای اجرای روش دمیدن هوا در نصب کابل فیبر نوری استفاده از تجهیزات تخصصی ضروری است. این روش نیازمند وجود یک داکت داخلی (Inner-duct) پیوسته در طول مسیر و همچنین انجام تست فشار برای اطمینان از یکپارچگی داکت است.
کیفیت اتصالات درون داکت‌ها اهمیت بسیار زیادی دارد و هرگونه نقص یا نشتی در این اتصالات می‌تواند موجب اختلال در عملکرد روش دمیدن هوا و کاهش راندمان نصب شود.

مقایسه روش کشش و روش دمیدن هوا: کدام روش را انتخاب کنیم؟

انتخاب بهترین روش برای نصب کابل فیبر نوری در داکت به شرایط محیطی، امکانات موجود در محل پروژه، تجهیزات در دسترس و منابع انسانی بستگی دارد.
هر یک از دو روش کشش (Pulling) و دمیدن هوا (Air Blowing) مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند. در جدول زیر، تفاوت‌ها و ویژگی‌های اصلی این دو روش برای نصب کابل فیبر نوری مقایسه شده است تا تصمیم‌گیری برای انتخاب روش مناسب آسان‌تر شود.

به‌طور کلی، روش دمیدن هوا در نصب کابل فیبر نوری بیشتر از روش کشش مورد استقبال قرار می‌گیرد. دلیل این موضوع، کارایی بالاتر، سرعت بیشتر در نصب، کاهش نیاز به نیروی انسانی و صرفه‌جویی در زمان اجرای پروژه است.

این روش به‌ویژه در داکت‌های طولانی با خم‌ها و پیچیدگی‌های متعدد عملکرد بهتری نسبت به روش کشش دارد و باعث می‌شود نصب کابل با کیفیت بالاتر و ریسک آسیب‌دیدگی کمتر انجام شود.

آماده‌سازی برای نصب کابل فیبر نوری در داکت با روش دمیدن هوا

در هنگام نصب کابل فیبر نوری در داکت با روش دمیدن هوا، رعایت نکات ایمنی و فنی بسیار ضروری است. برخی از مهم‌ترین مواردی که باید در نظر گرفته شوند عبارتند از:

• از حداکثر میزان کشش مجاز کابل فیبر نوری فراتر نروید.

• شعاع خمش کابل باید در محدوده تعیین‌شده توسط سازنده رعایت شود.

• بار فشاری وارد بر کابل (Crush Load) نباید بیش از حد مجاز باشد.

• تمام استانداردهای ایمنی عمومی در محل نصب باید رعایت شوند.

علاوه بر این، پیش از شروع نصب، برنامه‌ریزی دقیق پروژه باید انجام شود.

برای هر عملیات نصب کابل فیبر نوری، وجود تجهیزات و مواد موردنیاز الزامی است. برخی از مهم‌ترین ابزار و تجهیزات عبارتند از:

• داکت داخلی (Inner-duct)

• روان‌کننده‌های مخصوص کشش کابل (Cable Pulling Lubricants)

• سرکابل یا ابزار اتصال (Pulling Eye or Grip)

• سوییول (Swivel) برای جلوگیری از پیچش کابل

• دستگاه دمنده کابل (Cable Blower Equipment)

در نهایت، برای آشنایی کامل با فرآیند و جزئیات آماده‌سازی، مطالعه‌ی دقیق راهنمای نصب کابل فیبر نوری که توسط سازنده ارائه می‌شود، کاملاً ضروری است.

مراحل نصب کابل فیبر نوری در داکت با روش دمیدن هوا (Air Blowing Method)

مرحله ۱: بازرسی ایمنی (Inspection for Safety)

1. پیش از شروع نصب، تمامی محدوده‌های ایمنی ترافیکی، موانع (Barricades) و پرچمداران ایمنی (Flagmen) باید در محل مستقر شوند.

2. رعایت تمامی مقررات و دستورالعمل‌های ایمنی محلی الزامی است. همچنین تمامی منهول‌های موجود در مسیر باید از نظر وجود گازهای مضر بررسی شده و تهویه مناسب برقرار شود.

3. آب‌های جمع‌شده باید تخلیه و هرگونه مانع موجود در مسیر برطرف گردد.

4. منهول‌ها باید از نظر شرایط ایمنی عمومی شامل وضعیت نردبان‌ها، کابل‌های موجود و رک‌ها بررسی شوند.

مرحله ۲: استقرار تجهیزات (Blower & Equipment Setup)

• دستگاه دمنده کابل (Blower Unit)، تجهیزات هیدرولیک و منبع هوای فشرده باید در موقعیت مناسب قرار گیرند تا اتصال بین دمنده، محل دریافت کابل و نقاط میانی برقرار شود.

مرحله ۳: آماده‌سازی قرقره کابل (Set Up and Align the Reel)

1. هر قرقره کابل باید به‌صورت چشمی از نظر وجود هرگونه آسیب فیزیکی بررسی شود.

2. لبه‌های داخلی قرقره (Flanges) باید صاف و بدون میخ یا برآمدگی باشند تا کابل بدون گیرکردن آزادانه باز شود.

3. قرقره و تریلر آن باید در محل از پیش تعیین‌شده (معمولاً در نزدیکی یک منهول) قرار داده شوند. کابل باید از بالای قرقره باز شود.

4. قرقره باید به‌گونه‌ای تنظیم شود که کابل با انتقالی نرم و مستقیم وارد دستگاه دمنده شده و سپس به داخل داکت هدایت شود.

مرحله ۴: اتصال تجهیزات کشش (Attach Pulling Grip & Swivel)

• ابتدا پولینگ گریپ (Pulling Grip) به کابل متصل می‌شود.

• سپس سوییول (Swivel) به سر انعطاف‌پذیر پولینگ گریپ وصل می‌گردد تا از پیچش کابل در طول عملیات جلوگیری شود.

• در نهایت، سوییول به واحد حمل‌کننده هوا (Air Carrier Unit) متصل خواهد شد.

مرحله ۵ تا ۱۱:

این مراحل مربوط به راه‌اندازی داکت داخلی (Inner-duct) و واحد دمنده کابل (Cable Blower Unit) هستند. برای جزئیات کامل این تجهیزات باید به راهنمای نصب و دفترچه فنی دستگاه‌ها مراجعه شود.

مرحله ۱۲: تنظیم کابل در منهول‌های میانی (Slack Storage Adjustments)

• در تمامی منهول‌های میانی باید تنظیمات لازم برای ذخیره کابل اضافی (Slack) انجام شود.

• در محل‌های انتهایی کابل فیبر نوری و همچنین در نقاط اتصال میانی (Splice Points)، باید مقدار کافی کابل اضافی باقی گذاشته شود تا به راحتی به خودروهای اسپلایسینگ (Splicing Vehicle) که روی سطح زمین قرار دارند، برسد.

• به‌طور کلی، حداقل ۹ متر (۳۰ فوت) کابل اضافه باید در نظر گرفته شود.

مرحله ۱۳: ذخیره کابل به صورت حلقه‌ای (Slack Coil Configurations)

• کابل اضافی (Slack) می‌تواند به دو روش اصلی جمع‌آوری و ذخیره شود:

  1. به صورت حلقه‌ای پیوسته (Continuous Direction Loop)

  2. به صورت شکل هشت (Figure Eight)

• بهترین روش برای جلوگیری از پیچش (Torsion) و کاهش فشار مکانیکی بر روی تارهای فیبر، استفاده از شکل هشت (Figure Eight) است.

• در روش Figure Eight:

  • طول کلی حلقه حدود ۵ متر (۱۵ فوت) از ابتدا تا انتها باشد.

  • هر نیم‌حلقه باید قطری بین ۱.۵ تا ۲.۵ متر (۵ تا ۸ فوت) داشته باشد.

این روش باعث می‌شود کابل فیبر نوری بدون تنش اضافی ذخیره شده و در صورت نیاز به اسپلایس یا تغییر مسیر، به راحتی قابل استفاده باشد.

مرحله ۱۴: برش و ایمن‌سازی انتهای کابل

• پس از تکمیل عملیات نصب، حدود ۳ متر (۱۰ فوت) از انتهای کابل فیبر نوری بریده شود.

• روی انتهای باز کابل باید یک کپ محافظ (Protective Cap) قرار داده و با چسب نواری محکم بسته شود تا از نفوذ آب و رطوبت جلوگیری گردد.

• هر بخش آزاد از کابل (Free End) باید به صورت حلقه جمع‌آوری شده و با بست کابل (Cable Ties) به طور ایمن فیکس شود تا از آسیب‌دیدگی جلوگیری شود.

مرحله ۱۵: نصب داکت داخلی و جعبه‌های نگهدارنده کابل

• در تمامی منهول‌های مناسب، باید داکت داخلی (Inner-duct) نصب شود.

• این فرآیند معمولاً از منهول مرکزی (Center Manhole) آغاز شده و به سمت انتهای مسیر سیستم ادامه پیدا می‌کند.

• توصیه می‌شود تمامی کابل‌های حلقه‌شده (Exposed Cable Coils) در یک جعبه رک (Rack-Mounted Closure Box) مخصوص نصب شوند. این جعبه‌ها برای نگهداری کابل حلقه‌شده و همچنین محل قرارگیری باکس اسپلایس فیبر نوری (Fiber Splice Closure) طراحی شده‌اند.

نتیجه‌گیری

نصب کابل فیبر نوری در داخل داکت، علاوه بر این‌که محافظت مضاعف برای کابل فیبر نوری فراهم می‌کند، امکان گسترش و توسعه شبکه در آینده را نیز به‌سادگی میسر می‌سازد.

امروزه استفاده از روش نصب کابل فیبر نوری در داکت به‌طور گسترده در صنعت مخابرات و ارتباطات به‌کار گرفته می‌شود و به دلیل امنیت بالا، قابلیت ارتقا و افزایش طول عمر شبکه، به عنوان یکی از بهترین روش‌های اجرای زیرساخت‌های فیبر نوری شناخته می‌شود.

شبکه‌های با پهنای باند بالا به یک روند تبدیل شده‌اند، به‌عنوان یک رسانه انتقال که به‌طور گسترده در مخابرات و شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود، فیبر نوری مزیت منحصربه‌فردی در انتقال داده با سرعت بالا در مسافت‌های طولانی دارد. در واقع، فیبر نوری دارای دو نوع است: فیبر نوری شیشه‌ای و فیبر نوری پلاستیکی. این مقاله به معرفی این دو نوع پرداخته و مقایسه‌ای ساده میان آن‌ها انجام خواهد داد.

شبکه‌های با پهنای باند بالا به یک روند تبدیل شده‌اند. به‌عنوان یک رسانه انتقال که به‌طور گسترده در مخابرات و شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود، فیبر نوری مزیت منحصربه‌فردی در انتقال داده با سرعت بالا در مسافت‌های طولانی دارد. در واقع، فیبر نوری دارای دو نوع است: فیبر نوری شیشه‌ای و فیبر نوری پلاستیکی. این مقاله به معرفی این دو نوع پرداخته و مقایسه‌ای ساده میان آن‌ها انجام خواهد داد.

مزایا و معایب فیبر نوری شیشه‌ای

مزایا:

• کابل‌های فیبر شیشه‌ای را می‌توان در کاربردهای با دمای بالا مانند کوره‌ها، اجاق‌ها، و کندانسورها در موتورهای بزرگ استفاده کرد، همچنین در مناطق با دمای بسیار پایین مانند انبارهای سرد نیز عملکرد مناسبی دارند.

• از آن‌جایی که هسته‌های شیشه‌ای در انتقال نور بسیار کارآمد هستند و سرعت انتقال بسیار بالایی دارند، فیبر نوری شیشه‌ای برای فواصل طولانی حسگر ایده‌آل است.

• فیبر نوری شیشه‌ای این امکان را فراهم می‌کند که از سنسورهای فوتوالکتریک در مکان‌هایی استفاده کنید که معمولاً این امکان وجود ندارد. این مزیت به شما اجازه می‌دهد که از بین طیف گسترده‌ای از انواع سنسورها با بدنه‌ها، سبک‌های نصب و ویژگی‌های مختلف، گزینه مناسب برای کاربرد خاص خود را انتخاب کنید.

• کابل‌های فیبر نوری شیشه‌ای به دلیل نازکی و وزن سبک، گزینه‌ای عالی برای فضاهای کوچک و اهداف دقیق هستند.

معایب:

• نصب فیبر نوری شیشه‌ای نیاز به تکنسین‌های متخصص دارد و ابزارها و تجهیزات مورد نیاز برای اتصال آن معمولاً گران‌قیمت هستند.

• قطر هسته‌ی فیبر شیشه‌ای بسیار کوچک است، بنابراین برای هدایت نور به هسته نیاز به تجهیزات و منابع نوری با دقت و تکنولوژی بالا وجود دارد.

• فیبر نوری شیشه‌ای شکننده است و در صورت عدم استفاده صحیح، احتمال شکستن آن بسیار بالاست.

فیبر نوری پلاستیکی (POF) چیست؟

فیبر نوری پلاستیکی یا POF نسبت به فیبر نوری شیشه‌ای دیرتر وارد سیستم‌های نوری شده است. در این نوع فیبر، هسته و روکش هر دو از مواد پلیمری یا پلاستیکی ساخته شده‌اند، نه شیشه.

معمولاً هسته‌ی آن از ماده‌ای به نام PMMA (آکریلیک)، که یک رزین عمومی است، ساخته می‌شود؛ به همین دلیل، گاهی به آن فیبر نوری PMMA نیز گفته می‌شود.

مشابه با فیبر نوری شیشه‌ای، در فیبر نوری پلاستیکی نیز انتقال نور از طریق هسته‌ی فیبر انجام می‌گیرد. اغلب این فیبرها از نوع مالتی‌مود (چند حالته) هستند و دارای قطر هسته‌ی بزرگی بین 0.15 تا 2 میلی‌متر می‌باشند.

کابل‌های فیبر نوری پلاستیکی معمولاً از یک رشته‌ی یک‌تکه آکریلیک ساخته می‌شوند و در زمان استفاده با منابع نور قابل رؤیت قرمز، بسیار مؤثر هستند.

مزایا و معایب فیبر نوری پلاستیکی

مزایا:

• مواد تشکیل‌دهنده‌ی POF ارزان هستند و نصب آن‌ها به همراه اتصالات مرتبط، هزینه‌ی پایین‌تری دارد.

• فیبر نوری پلاستیکی انعطاف‌پذیر و مقاوم است و در برابر خم شدن، بدون شکستگی، مقاومت بیشتری دارد.

• شبکه‌هایی که از فیبر نوری پلاستیکی استفاده می‌کنند، را می‌توان توسط افراد غیرمتخصص نیز نصب کرد. حتی کاربران خانگی هم می‌توانند آن را نصب و راه‌اندازی کنند.

• این نوع فیبر از نور قرمز یا سبز بی‌خطر استفاده می‌کند که به راحتی توسط چشم انسان قابل مشاهده است. در نتیجه، نصب آن در خانه هیچ خطری برای کودکان کنجکاو ایجاد نمی‌کند.

معایب:

• تضعیف سیگنال و پاشش نور در POF معمولاً بسیار زیاد است، بنابراین تنها برای فواصل کوتاه کاربرد دارد.

• فیبر نوری پلاستیکی تحمل دمایی بالایی ندارد و نمی‌تواند در شرایط دمایی شدید مانند فیبر شیشه‌ای استفاده شود.

تفاوت بین فیبر نوری شیشه‌ای و فیبر نوری پلاستیکی چیست؟

با معرفی فیبر نوری شیشه‌ای و فیبر نوری پلاستیکی در بخش‌های قبلی، اکنون می‌توانید درک واضح‌تری از تفاوت‌های این دو نوع فیبر نوری داشته باشید.

جدول مقایسه‌ای زیر، که پارامترهای مهم را خلاصه کرده است، به شما کمک می‌کند تا این تفاوت‌ها را بهتر متوجه شوید و انتخاب مناسب‌تری برای نیازهای خود داشته باشید.

انتخاب فیبر نوری مناسب

برای اتصالات کوتاه‌برد و افرادی که تخصص کافی در زمینه فیبر نوری شیشه‌ای ندارند، فیبر نوری پلاستیکی (POF) گزینه بهتری است.
اما برای محیط‌های چالش‌برانگیز و نیاز به نرخ انتقال بالاتر در فواصل طولانی‌تر، بهتر است از فیبر نوری شیشه‌ای استفاده شود.

نوع دیگری از فیبر نوری

یک نوع دیگر فیبر نوری وجود دارد به نام Plastic Clad Silica (PCS) یا گاهی Hard Clad Silica (HCS) که دارای هسته شیشه‌ای و روکش پلاستیکی است. این نوع نسبت به فیبر پلاستیکی کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در مقایسه با فیبرهای تمام شیشه‌ای، PCS دارای عملکرد پایین‌تر، افت بیشتر و پهنای باند کمتری است.
با این حال، مزیت اصلی آن هسته بزرگ (تا 200-300 میکرون) است که برای کاربردهای خاص صنعتی و پزشکی مفید است.

نتیجه‌گیری

هر دو نوع فیبر نوری، شیشه‌ای و پلاستیکی، به عنوان رسانه‌های انتقال برای داده‌های با سرعت بالا استفاده می‌شوند. اما هر کدام از مواد متفاوتی ساخته شده و مزایای خاص خود را دارند و برای کاربردهای متفاوت مناسبند.
هنگام انتخاب فیبر نوری مناسب، توصیه می‌شود عوامل ذکرشده در این مقاله را به دقت مد نظر قرار دهید تا بهترین گزینه را برای نیازهای خود انتخاب کنید.

کابل فیبر نوری، که نسبت به کابل‌های مسی سبک‌تر، کوچک‌تر و انعطاف‌پذیرتر است، می‌تواند سیگنال‌ها را با سرعت بالاتر و در فواصل طولانی‌تر منتقل کند. با این حال، عوامل متعددی وجود دارند که می‌توانند بر عملکرد انتقال در بستر فیبر نوری تأثیر بگذارند.
در این میان، تلفات در فیبر نوری (Fiber Optic Losses) یکی از چالش‌های جدی به شمار می‌رود؛ مسئله‌ای که همواره در اولویت مهندسان قرار داشته تا آن را تحلیل و برای آن راه‌حل‌هایی ارائه دهند.

در این مقاله، نگاهی جامع به انواع مختلف تلفات سیگنال در فیبر نوری خواهیم داشت و در ادامه، راهکارهایی عملی برای دستیابی به انتقال شبکه‌ای سریع، بدون وقفه و بهینه ارائه می‌دهیم.

انواع تلفات در فیبر نوری (Different Types of Losses in Optical Fiber)

تلفات موجود در فیبر نوری معمولاً ناشی از دو دسته عامل هستند:

1. عوامل ذاتی (Intrinsic Factors)

2. عوامل بیرونی (Extrinsic Factors)

یکی از اصلی‌ترین تلفات ذاتی، تضعیف فیبر نوری است که به آن افت سیگنال یا افت فیبر (Fiber Attenuation / Signal Loss) نیز گفته می‌شود. این نوع تلفات، نتیجه ویژگی‌های داخلی و ساختاری خود فیبر نوری است — چه در نوع (Single Mode) و چه در نوع (Multimode).

علاوه بر این نوع افت داخلی، عوامل بیرونی دیگری نیز وجود دارند که موجب افزایش افت لینک (Link Loss) می‌شوند. از جمله این عوامل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• اتصال فیبرها از طریق اسپلایس (Splicing)

• استفاده از پچ‌کورد و کانکتورهای نوری (Patch Connections)

• خم‌شدگی یا فشار فیزیکی به کابل فیبر نوری (Bending Loss)

این عوامل، در مجموع می‌توانند باعث کاهش کیفیت سیگنال و کارایی شبکه شوند و لازم است در طراحی، نصب و نگهداری سیستم‌های فیبر نوری به‌طور جدی مورد توجه قرار گیرند.

شش نوع از تلفات فیبر نوری که بر انتقال و دریافت سیگنال تأثیر می‌گذارند

در ادامه، شش نوع تلفات رایج در فیبر نوری را معرفی می‌کنیم که از دو دسته عوامل ذاتی و بیرونی منشأ می‌گیرند:

1. افت جذب (Absorption Loss)

2. افت پراکندگی (Dispersion Loss)

3. افت پخش‌شدگی یا پراکنش (Scattering Loss)

4. افت ناشی از اتصال (Splicing Loss)

5. افت کانکتور (Connector Loss)

6. افت خمش (Bending Loss)

 تلفات ذاتی فیبر نوری (Intrinsic Optical Fiber Losses)

این نوع تلفات، ناشی از ساختار و خصوصیات داخلی خود فیبر نوری هستند و معمولاً در هنگام طراحی و انتخاب نوع فیبر باید مورد توجه قرار گیرند.

1. افت جذب (Absorption Loss)

افت جذب یکی از اصلی‌ترین دلایل تلفات نوری در هنگام انتقال سیگنال در فیبر نوری است. زمانی که فوتون‌ها با اجزای موجود در شیشه، الکترون‌ها یا یون‌های فلزی واکنش نشان می‌دهند، انرژی نوری جذب شده و به دلیل رزونانس مولکولی و ناخالصی‌های طول‌موجی، به شکل‌های دیگر انرژی مانند گرما تبدیل می‌شود.

2. افت پراکندگی (Dispersion Loss)

افت پراکندگی زمانی رخ می‌دهد که سیگنال نوری در حین حرکت درون فیبر، دچار اعوجاج یا تغییر شکل شود.
این نوع تلفات در فیبر نوری می‌تواند به دو شکل رخ دهد:

• پراکندگی بین‌مدی (Intermodal Dispersion):
  رخ می‌دهد در فیبرهای چندمد (Multimode)، زمانی که سیگنال در مدهای مختلف با سرعت‌های متفاوت حرکت می‌کند و باعث کشیده شدن پالس در زمان می‌شود.

• پراکندگی درون‌مدی (Intramodal Dispersion):
  در فیبرهای تک‌مد (Single Mode) اتفاق می‌افتد، زمانی که ضریب شکست یا ثابت انتشار با تغییر طول موج تغییر می‌کند، که منجر به کشیده شدن پالس می‌شود.

3. افت پخش‌شدگی یا پراکنش (Scattering Loss)

تلفات پخش‌شدگی (Scattering) در فیبر نوری ناشی از ناهمگونی‌های میکروسکوپی در چگالی مواد، نوسانات ترکیب شیمیایی، بی‌نظمی‌های ساختاری و نقص‌های تولیدی است. این اختلالات باعث می‌شوند بخشی از نور پراکنده شده و از مسیر اصلی خود منحرف شود، که در نهایت منجر به افت توان سیگنال خواهد شد.

تلفات بیرونی فیبر نوری (Extrinsic Optical Fiber Losses)

این دسته از تلفات در اثر عوامل خارجی و نحوه‌ی نصب، اتصال یا مدیریت فیزیکی فیبر نوری ایجاد می‌شوند. در ادامه به سه مورد رایج از این تلفات اشاره می‌کنیم:

افت ناشی از اتصال فیبر نوری (Splicing Loss)

اتصال فیبر نوری (Fiber Optic Splicing) یکی دیگر از منابع مهم تلفات در سیستم‌های فیبر نوری است. در این فرآیند، دو فیبر نوری به‌صورت انتها به انتها به هم متصل می‌شوند تا عبور نور از طریق اتصال، تا حد ممکن به اندازه فیبر اصلی قوی باقی بماند.

با این حال، حتی بهترین روش‌های اسپلایسینگ نیز نمی‌توانند افت سیگنال را به صفر برسانند.

میزان تلفات در اتصال فیوژن فیبر چندمد (Multimode) معمولاً در بازه 0.1 تا 0.5 دسی‌بل (dB) است، که مقدار 0.3 dB به عنوان میانگین قابل قبول در نظر گرفته می‌شود.

در مقابل، در فیبر تک‌مد (Single Mode)، مقدار معمول تلفات اتصال فیوژن کمتر از 0.05 dB خواهد بود، که نشان‌دهنده حساسیت بالاتر این نوع فیبر به نحوه اتصال است.

افت کانکتور یا افت درج (Connector Loss / Insertion Loss)

افت کانکتور یا افت درج (Insertion Loss) به تلفات توان نوری ناشی از وارد کردن یک دستگاه یا کانکتور در مسیر انتقال نوری گفته می‌شود.

• در کانکتورهای چندمد (Multimode)، مقدار افت معمولاً بین 0.2 تا 0.5 dB است (0.3 dB مقدار متوسط رایج).

• کانکتورهای کارخانه‌ای فیبر تک‌مد معمولاً افتی بین 0.1 تا 0.2 dB دارند.

• کانکتورهایی که در محل نصب، ترمینال می‌شوند (Field-Terminated) ممکن است افتی تا 0.5 تا 1.0 dB داشته باشند که 0.75 dB حداکثر مقدار قابل قبول طبق استاندارد TIA-568 در نظر گرفته می‌شود.

افت ناشی از خمش فیبر نوری (Bending Loss)

خمش فیبر نوری یکی از مشکلات رایج است که در اثر مدیریت نادرست کابل یا نصب غیراستاندارد به وجود می‌آید و موجب تلفات نوری می‌شود.

دو نوع اصلی از خمش وجود دارد:

• میکرو‌بندینگ (Micro Bending):
  خمش‌های بسیار کوچک در مقیاس میکروسکوپی، که معمولاً ناشی از فشارهای خارجی یا نقص‌های ساختاری است.

• ماکرو‌بندینگ (Macro Bending):
  خمش‌های بزرگ‌تر در فیبر که شعاع خم بیشتر از ۲ میلی‌متر دارند (در تصویر زیر قابل مشاهده است). این نوع خمش می‌تواند باعث نشت شدید نور و افت قابل توجه سیگنال شود.

اندازه‌گیری تلفات در فیبر نوری (Optical Fiber Losses Measurement)

در هنگام اندازه‌گیری مجموع تلفات در فیبر نوری – که برای محاسبه‌ی بودجه لینک (Link Budget) نیز استفاده می‌شود – باید تمامی انواع تلفات ذکر شده در بخش‌های قبلی در نظر گرفته شوند.

علاوه بر این، حاشیه بودجه توان نوری (Power Budget Margin) نیز اهمیت دارد. این حاشیه برای جبران افت‌هایی در آینده مانند کهنگی فیبر، خم شدن اتفاقی، پیچ‌خوردگی و... لحاظ می‌شود.
اکثر طراحان سیستم، حاشیه‌ای بین ۳ تا ۱۰ دسی‌بل (dB) را در نظر می‌گیرند. البته، این قانون برای برخی لینک‌های خاص مانند اتصالات 10G چندمد با توان بودجه‌ای حدود ۲ دسی‌بل کاربرد ندارد.

فرمول محاسبه‌ی بودجه لینک فیبر نوری به صورت زیر است:

بودجه لینک = [طول فیبر (km) × افت فیبر بر حسب dB/kFaild to load ''  
            + [تلفات کانکتور × تعداد کانکتورهاFaild to load ''

مثال عملی:

در یک لینک چندمد 850nm به طول ۲ کیلومتر که دارای ۵ اتصال (۲ کانکتور در ابتدا و انتها + ۳ اتصال در پنل‌های پچ) و یک اسپلایس در وسط است، و حاشیه تلفات نیز ۵ dB در نظر گرفته شده، مقدار تلفات کل به صورت زیر محاسبه می‌شود:

[2 km × 3.5 dB/kFaild to load '' + [5 × 0.3 dB] + 5 dB = 12.3 dB

روش‌های کاهش تلفات در فیبر نوری (How to Reduce Losses in Optical Fiber)

برای اینکه توان خروجی در محدوده حساسیت گیرنده قرار بگیرد و حاشیه‌ی کافی برای افت عملکرد در طول زمان باقی بماند، کاهش تلفات فیبر نوری یک موضوع حیاتی محسوب می‌شود.
در ادامه، روش‌هایی مؤثر برای طراحی و نصب لینک‌های فیبر نوری معرفی می‌شود:

1. استفاده از کابل‌های با کیفیت بالا که مشخصات نوری آن‌ها با هم منطبق باشد.

2. انتخاب کانکتورهای استاندارد و باکیفیت؛ مقدار افت درج کمتر از 0.3 dB و افت اضافی کمتر از 0.2 dB توصیه می‌شود.

3. تا جای ممکن، از رول کامل فیبر (بیش از ۵۰۰ متر در هر رول) برای کاهش تعداد اتصالات استفاده شود.

4. در زمان اسپلایسینگ، الزامات فنی و محیطی به‌صورت کامل رعایت شود.

5. اتصالات نهایی باید دارای پچ کامل و کوپلینگ بسته باشند تا از نشت نور جلوگیری شود.

6. اطمینان از تمیز بودن کانکتورها قبل از استفاده، اهمیت بالایی دارد.

7. در مرحله طراحی، بهترین مسیر و روش برای کابل‌کشی فیبر نوری انتخاب شود.

8. تیم اجرایی آموزش‌دیده و متخصص برای اجرای پروژه انتخاب شود تا کیفیت نصب تضمین شود.

9. اقدامات حفاظتی تقویت شوند؛ از جمله حفاظت در برابر صاعقه، نوسانات برق، خوردگی و آسیب‌های مکانیکی.

10. استفاده از تیوب‌های حرارتی با کیفیت بالا (Heat-shrinkable Tubes) برای محافظت بهتر از محل اتصال‌ها.

استاندارد IEC برای میزان افت درج کابل‌های پچ فیبر نوری

(IEC Standard for Different Insertion Loss of Fiber Patch Cables)

استانداردهای بین‌المللی IEC، الزامات عملکرد کانکتور را برای هر گرید از کابل‌های پچ فیبر نوری (Fiber Patch Cables) تعیین می‌کنند. این استانداردها به کاربران نهایی و تولیدکنندگان کمک می‌کنند تا در چارچوب قوانین، بهینه‌ترین بهره‌برداری از کابل‌های نوری را داشته باشند.

بر اساس استاندارد IEC 61753-1 با عنوان Attenuation of Random Mated Connectors، میزان افت درج (Insertion Loss) در کانکتورهای جفت‌شده به چهار گرید کیفی مختلف طبقه‌بندی می‌شود.

کابل فیبر نوری BIF با افت فوق‌العاده پایین

(Ultra Low Loss BIF Fiber Cable)

وقتی صحبت از کابل‌های پچ فیبر نوری با کیفیت بالا برای کاهش تلفات در شبکه نوری می‌شود، فروشندگان کابل‌های Bend Insensitive Fiber (BIF) را با افت درج بسیار پایین (Ultra Low Insertion Loss) و شعاع خمش کم عرضه می‌کنند که عملکرد انتقال داده را به طرز چشمگیری بهبود می‌بخشد.

کابل‌های BISMF (Bend Insensitive Single Mode Fiber) ، از فیبر نوری استاندارد G.657.A1 تولیدشده توسط Corning ساخته شده‌اند و دارای کانکتورهایی با افت درج معمولی 0.12 dB هستند. همچنین، این کابل‌ها دارای حداقل شعاع خم‌شدگی 10 میلی‌متر می‌باشند.
کانکتورهای استفاده‌شده در این کابل‌ها، در تست جفت‌سازی تصادفی (Random Mating) موفق به کسب رتبه‌ی B از استاندارد IEC 61753-1 شده‌اند؛ که نشان‌دهنده‌ی عملکرد بالا در رده‌ی صنعتی است.

در سمت دیگر، کابل‌های BIMMF (Bend Insensitive Multimode Fiber) نیز دارای افت درج معمولی 0.15 dB و شعاع خم حداقل 7.5 میلی‌متر هستند.
کابل‌های BIMMF به راحتی با فیبرهای چندمد استاندارد قابل اسپلایس یا اتصال هستند، بدون هیچ مشکلی در عملکرد.

اتصال نهایی یا Termination فیبر نوری، یکی از مراحل کلیدی در نصب و راه‌اندازی شبکه‌های فیبر نوری است. این فرآیند به معنای اتصال فیزیکی کابل فیبر نوری به یک دستگاه یا نقطه انتهایی خاص است که امکان توزیع سیگنال نوری و برقراری اتصالات متقاطع را فراهم می‌کند.

برای اجرای این مرحله، دو روش اصلی وجود دارد: استفاده از کانکتورهای فیبر نوری (Fiber Optic Connectors) یا اتصال فیوژن یا اسپلایس (Fusion Splicing). هرکدام از این روش‌ها مزایا، معایب و کاربردهای خاص خود را دارند و انتخاب بین آن‌ها به عوامل متعددی مثل نوع پروژه، هزینه، دوام اتصال و سهولت نصب بستگی دارد.

در ادامه این مقاله، با هر دو روش Termination آشنا می‌شویم و آن‌ها را از نظر عملکرد، هزینه، قابلیت اطمینان و کاربردهای رایج مقایسه خواهیم کرد.

معرفی روش اتصال با کانکتور در Termination فیبر نوری

اتصال با کانکتور فیبر نوری یکی از رایج‌ترین روش‌ها برای پایان‌دهی کابل فیبر نوری است. در این روش، یک کانکتور طراحی‌شده در انتهای تار نوری نصب می‌شود تا امکان اتصال سریع، جداشدنی و دقیق به تجهیزات شبکه فراهم شود. از زمان معرفی فناوری فیبر نوری تاکنون، کانکتورهای مختلفی مانند SC، FC و LC طراحی شده‌اند که هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند.

کانکتور فیبر نوری معمولاً از سه بخش اصلی تشکیل می‌شود:

• فرول (Ferrule): بخشی که فیبر نوری را نگه می‌دارد.

• بدنه کانکتور: بخش اصلی فیزیکی کانکتور.

• مکانیزم اتصال (Coupling Mechanism): برای اتصال پایدار به پورت دستگاه.

برای آشنایی کامل با ساختار و انواع کانکتورها می‌توانید به راهنمای جامع آموزش کانکتور فیبر نوری مراجعه کنید.

کانکتورهای سنتی Epoxy و Polish

کانکتورهای اپوکسی و پرداخت یکی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین نوع کانکتورهای فیبر نوری هستند. در این روش، تار نوری با چسب اپوکسی در داخل فرول چسبانده می‌شود و سپس انتهای فیبر با ابزار مخصوص، پرداخت نوری (Polish) می‌شود تا آماده اتصال باشد.

این نوع اتصال به دلیل ویژگی‌های مثبت زیادی مانند:

• هزینه پایین

• تلفات نوری کم

• قابلیت اطمینان بالا

همچنان در بسیاری از کارخانه‌ها و پروژه‌های بزرگ نصب شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد، به‌ویژه در مواقعی که نیاز به تعداد زیادی کانکتور وجود دارد.

کانکتورهای فیبر نوری با نصب سریع (Quick Termination)

نوع دیگری از اتصال با کانکتور، استفاده از کانکتورهای فیبر نوری با نصب سریع است. این نوع کانکتور از یک تار نوری کوتاه (Fiber Stub) از پیش چسبانده‌ شده در داخل فرول استفاده می‌کند که سطح انتهایی آن به‌صورت PC، UPC یا APC پرداخت شده است.

سمت دیگر فیبر در این نوع اتصال، با ابزار مخصوص برش داده شده و داخل بدنه کانکتور قرار می‌گیرد. نصب این نوع کانکتور سریع‌تر و آسان‌تر است، اما معمولاً قیمت بالاتری نسبت به روش اپوکسی دارد.

در تصویر زیر نمونه‌ای از کانکتورهای فیبر نوری نصب سریع سورین نت را مشاهده می‌کنید:

توصیه می‌شود هنگام انجام فرآیند انتهایی‌سازی (Termination)، با استفاده از دستگاه تشخیص خطای بصری (Visual Fault Locator)، میزان تلفات سیگنال را پایش کنید. چرا که در صورت وجود هرگونه اشکال در این فرآیند، نه‌تنها کانکتور، بلکه هر دو نقطه‌ی فیوژن نیز از بین خواهند رفت.
این روش بیشتر در شرایطی کاربرد دارد که تعداد کمی کانکتور مورد استفاده قرار می‌گیرد و در مواقعی که نیاز به جابه‌جایی، افزودن، تغییر یا تست مکرر وجود دارد، مناسب‌تر است.

نوع انتهایی‌سازی از طریق فیوژن (Splicing Termination Type)

اتصال فیبر نوری از طریق فیوژن یکی دیگر از روش‌های رایج برای انتهایی‌سازی فیبر نوری در محل اجرا است که در آن از هیچ‌گونه کانکتوری استفاده نمی‌شود. این روش به‌طور کلی به دو نوع تقسیم می‌شود: اسپلایس مکانیکی (Mechanical Splicing) و اسپلایس فیوژن (Fusion Splicing).

اسپلایس مکانیکی (Mechanical Splicing)

اسپلایس مکانیکی به معنای اتصال موقت دو یا چند فیبر نوری است که با دقت بالا در راستای یکدیگر قرار گرفته و توسط یک ساختار مکانیکی در جای خود ثابت نگه داشته می‌شوند. نکته‌ی مهم این است که در این روش، فیبرها به‌صورت دائم به هم جوش داده نمی‌شوند، بلکه تنها با چینش دقیق در کنار هم قرار می‌گیرند تا نور بتواند از یک فیبر به فیبر دیگر منتقل شود.

با توجه به اینکه کل فرآیند اسپلایس مکانیکی نسبتاً سریع و ساده است، این روش معمولاً در مواقعی استفاده می‌شود که زمان محدود بوده یا مهارت فنی کافی در دسترس نباشد. برای کابل‌های انتقال داخل ساختمان، تکنسین‌های فیبر نوری اغلب از اسپلایس مکانیکی استفاده می‌کنند.

اسپلایس فیوژن (Fusion Splicing)

در روش فیوژن اسپلایس، انتهایی‌سازی فیبر نوری از طریق حرارتی که توسط قوس الکتریکی تولید می‌شود، انجام می‌گیرد. به این روش جوش فیوژن با قوس الکتریکی (Arc Fusion) نیز گفته می‌شود. برخلاف اسپلایس مکانیکی، این روش نیاز به دستگاه فیوژن اسپلایسر دارد و به همین دلیل هزینه‌برتر است.

در شروع فرآیند فیوژن، باید تمامی پوشش‌های محافظ انتهای فیبر نوری را جدا کرد. سپس با استفاده از دستگاه برش دقیق فیبر (High Precision Fiber Cleaver) هر دو انتهای فیبر را برش داده و با دستگاه فیوژن اسپلایسر آن‌ها را با دقت تنظیم و هم‌راستا کرد. در نهایت، اتصال دائم از طریق اعمال قوس الکتریکی ایجاد می‌شود و دو فیبر به‌صورت دائمی به هم جوش داده یا ذوب می‌شوند.

تصویر زیر یک نمونه از دستگاه فیوژن اسپلایسر را نشان می‌دهد.

اتصال فیوژن معمولاً برای شبکه‌های فیبر نوری Single Mode با عملکرد بالا، مسیرهای طولانی و محیط‌های بیرونی استفاده می‌شود.
علاوه بر این، در کارخانه‌هایی که دستگاه‌های فیبر نوری مانند لیزرهای فیبری و تقویت‌کننده‌ها تولید می‌شوند، از فیوژن برای اتصال استفاده می‌گردد.

اتصال با کانکتور یا اتصال فیوژن؛ کدام بهتر است؟

هیچ استاندارد واحدی وجود ندارد که به‌طور قطعی مشخص کند اتصال با کانکتور بهتر است یا اتصال فیوژن (Splicing). انتخاب بین این دو روش به عوامل مختلفی بستگی دارد. در ادامه، مزایا و معایب هر کدام بررسی شده‌اند تا تصمیم‌گیری راحت‌تر شود.

مزایا و معایب اتصال با کانکتور (Connectors Termination)

مزایا:

• نسبت به اتصال فیوژن، استفاده از کانکتور بسیار ساده‌تر و سریع‌تر است.

• هزینه نصب کمتر است و نیازی به تجهیزات تخصصی مانند دستگاه فیوژن اسپلایسر (splicer) ندارد.

معایب:

• میزان تلفات نوری (Optical Loss) در اتصال کانکتوری بیشتر از اتصال فیوژن است.

• پایداری و استحکام اتصال نسبت به فیوژن کمتر است.

مزایا و معایب اتصال فیوژن یا اسپلایس (Splicing Termination)

مزایا:

• اتصال فیوژن اتصالی بسیار پایدارتر، قوی‌تر و با تلفات نوری کمتر (Insertion Loss) نسبت به کانکتور ارائه می‌دهد.

• می‌توان انواع مختلف کابل‌های فیبر نوری را به هم متصل کرد؛ مثلاً اتصال یک کابل ۴۸ فیبره به شش کابل ۸ فیبره.

معایب:

• انجام اتصال فیوژن نیازمند اپراتورهای ماهر و آموزش‌دیده است.

• تجهیزات مورد نیاز مانند دستگاه فیوژن هزینه‌بر بوده و نیاز به منبع تغذیه دارند که در فضاهای بیرونی و بدون برق ممکن است محدودیت ایجاد کند.

جمع‌بندی

اگر به‌دنبال سرعت نصب، سادگی اجرا و کاهش هزینه هستید، اتصال با کانکتور گزینه مناسبی است. اما اگر پایداری بالا، تلفات نوری کمتر و عملکرد حرفه‌ای برای شما اولویت دارد، اتصال فیوژن انتخاب بهتری خواهد بود.

فیبر نوری به‌عنوان زیرساخت فیزیکی اساسی برای شبکه‌های ارتباطی پرظرفیت و مدرن محسوب می‌شود. این فناوری داده‌های حیاتی را منتقل کرده و هزاران مشترک، سازمان‌ها و صنایع مختلف را به هم متصل می‌کند. بنابراین، خرابی فیبر می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی داشته باشد و شناسایی و تشخیص دقیق مشکلات در اسرع وقت از اهمیت بالایی برخوردار است.

با گسترش روزافزون استفاده از شبکه‌های انتقال نوری (Optical Transport Networks) در مسیرهای طولانی، سیستم‌های مانیتورینگ فیبر به‌عنوان راهکاری مؤثر برای کاهش ریسک‌ها و حفظ سرمایه‌ها به‌طور گسترده به کار گرفته می‌شوند.

چرا به مانیتورینگ فیبر نیاز داریم؟

فیبرهای نوری بسیار حساس و آسیب‌پذیر هستند. این کابل‌ها در سراسر جهان گسترده شده‌اند و برای محافظت از آن‌ها، پوشش‌های بیرونی ارتقا یافته و روش‌های مختلفی برای نصب کابل‌ها توسعه یافته است. با این حال، عوامل متعددی همچون حیوانات، فعالیت‌های عمرانی، بلایای طبیعی، شرایط آب و هوایی شدید و فرسودگی فیبر، همواره تهدیدی جدی برای شبکه‌های فیبر نوری محسوب می‌شوند.

در انتقال‌های طولانی‌مدت و ارتباط میان ساختمان‌ها، پردیس‌ها یا شهرها، خرابی فیبر می‌تواند باعث وقفه‌های پرهزینه در جریان داده شود. شناسایی و رفع این مشکلات ممکن است ساعت‌ها، روزها و حتی هفته‌ها زمان ببرد.

برای تضمین کیفیت انتقال، نگهداری زیرساخت‌های شبکه اهمیت ویژه‌ای دارد. با استفاده از سیستم‌های مانیتورینگ خودکار فیبر که شامل شناسایی خطا، مکان‌یابی دقیق و اعزام نیروی تعمیر می‌شود، بهره‌وری به شکل چشمگیری افزایش می‌یابد.
از یک سو، این سیستم‌ها وضعیت عملیاتی شبکه را به‌صورت مستمر زیر نظر دارند و با شناسایی روندهای کاهش کیفیت، پیش از بروز مشکلات احتمالی، هشدار می‌دهند. از سوی دیگر، هنگام وقوع قطعی فیبر، واکنش سریع و مکان‌یابی دقیق باعث کاهش زمان اختلالات می‌شود.
علاوه بر این، داده‌های جامع مربوط به فعالیت‌های ساخت‌وساز، فیوژن و نگهداری در سیستم ثبت، پردازش و قابل جستجو است که در نهایت موجب کاهش خطاهای فیبر، افزایش کارایی و کاهش بار کاری پرسنل می‌گردد.

معرفی سیستم مانیتورینگ فیبر سری FMT

با توجه به اهمیت بالای مانیتورینگ کابل‌های فیبر نوری، شرکت های پیشرو راهکار FMT Series Fiber Monitoring Solution را پیشنهاد می‌کنند. این راهکار، سیستم‌های WDM/OTN را تحت نظارت قرار داده و امکان پایش شبکه‌های فیبر نوری بدون ایجاد وقفه را فراهم می‌سازد. همچنین، قابلیت ارائه تشخیص و عیب‌یابی شبکه به‌صورت بلادرنگ (Real-time) را دارد.

نحوه عملکرد سیستم مانیتورینگ فیبر نوری

سیستم مانیتورینگ فیبر نوری به ارائه‌دهندگان خدمات شبکه اجازه می‌دهد تا از یک موقعیت مرکزی، وضعیت شبکه‌های WDM/OTN را پایش و مشکلات احتمالی را شناسایی و عیب‌یابی کنند. این سیستم از فناوری OTDR (Optical Time-Domain Reflectometer) برای تست کابل‌های فیبر نوری و مکان‌یابی دقیق محل قطع یا اختلال استفاده می‌کند.

سیستم به‌صورت خودکار با استفاده از سوئیچ‌های نوری (Optical Switches) بین لینک‌های مختلف جابه‌جا شده و سیگنال‌های نوری را به‌صورت مستمر پایش می‌نماید.

نمونه عملکرد در توپولوژی نقطه به نقطه (Point-to-Point)

در یک شبکه نقطه‌به‌نقطه، سیگنال نوری از سایت A ارسال می‌شود و توسط یک تقسیم‌کننده نوری PLC تقسیم می‌گردد؛ حدود ۱٪ از سیگنال به ماژول OPD برای پایش توان نوری فرستاده می‌شود و باقی سیگنال از طریق فیلتر FWDM به سمت سایت B هدایت می‌شود.

در بازه‌های زمانی مشخص، OTDR آزمایش‌هایی را برای اطمینان از عملکرد صحیح لینک انجام می‌دهد. ماژول OPD داده‌های توان نوری را به سیستم مانیتورینگ آنلاین گزارش می‌دهد و در صورت وجود هرگونه اختلال یا افت سیگنال، هشدار ارسال می‌شود.

در صورت تشخیص اختلال، OTDR مجدداً فعال می‌شود تا محل دقیق خرابی را شناسایی کند. سپس، از طریق پیامک، تماس تلفنی، ایمیل یا سایر روش‌ها، اطلاع‌رسانی به مسئولین فنی صورت می‌گیرد.

اجزای کلیدی سیستم

بر اساس توضیح بالا، این راهکار شامل مجموعه‌ای از تجهیزات تخصصی از جمله:

• OTDR (بازتاب‌سنج نوری دامنه زمان)

• OSW (سوئیچ نوری)

• OPD (آشکارساز توان نوری)

• فیلتر FWDM

می‌باشد که به‌صورت یکپارچه عملکرد مانیتورینگ را ممکن می‌سازند.

تشخیص توان نوری (Optical Power Detection): ماژول OPD وظیفه تشخیص توان نوری با دقت بالا را بر عهده دارد. این ماژول از ۴، ۸ یا ۱۶ کانال پشتیبانی می‌کند و در طول موج‌های ۱۳۱۰±۲۰ نانومتر و ۱۵۵۰±۲۰ نانومتر قابل استفاده است.

فیلتر FWDM: این فیلتر مانند یک کوپلر نوری عمل می‌کند و نورهای با طول موج‌های مختلف را از یکدیگر جدا کرده و امکان تست جداگانه آن‌ها را فراهم می‌سازد.
سوئیچ‌های نوری (Optical Switches): سوئیچ نوری (OSW) نوعی تجهیز کنترل مسیر نوری است که امکان اتصال چند فیبر مورد آزمایش را فراهم می‌کند. این سوئیچ‌ها بر پایه فناوری فیلتر لایه نازک (Thin Film Filter) طراحی شده‌اند و می‌توانند سیگنال‌های نوری را به کانال مورد نظر هدایت کنند.
بازتاب‌سنج نوری در حوزه زمان (OTDR - Optical Time Domain Reflectometer): OTDR برای تشخیص و جداسازی خرابی‌ها از راه دور طراحی شده است. این ابزار پایش خطا در سطح فیبر، پایش خطا در سطح لینک (span) و همچنین پایش در فواصل طولانی را امکان‌پذیر می‌سازد.
شاسی سری FMT (FMT Series Chassis): علاوه بر تجهیزات فوق، وجود شاسی سری FMT نیز ضروری است. این تجهیزات به‌صورت ماژول‌های قابل نصب طراحی شده‌اند و باید در داخل شاسی سری FMT قرار گرفته و از طریق واحد مدیریت شبکه (Network Management Unit) کنترل شوند.

ارزش‌های کلیدی سیستم مانیتورینگ فیبر نوری

 پایش از راه دور و آنلاین (Remote and Online Monitoring)

سیستم مانیتورینگ فیبر نوری از طریق بستری آنلاین و از راه دور عمل می‌کند که بر پایه نرم‌افزار اختصاصی FMT Series Optical Cable Monitoring طراحی شده است.
اپراتورها می‌توانند به‌صورت متمرکز و از هر نقطه‌ای، وضعیت لینک‌های فیبر نوری را بررسی کرده، به اطلاعات حیاتی، هشدارها و گزارش‌ها به‌صورت ریموت دسترسی داشته باشند و تصمیم‌گیری‌های سریع‌تری انجام دهند.
پشتیبانی این پلتفرم از ثبت سوابق دیجیتال و امکان جستجو در داده‌ها، بهبود چشمگیری در مدیریت و تحلیل اطلاعات شبکه ایجاد می‌کند.

پایش پیشگیرانه و هشدارهای سریع (Proactive Monitoring and Rapid Alerts)

ماژول OPD (Optical Power Detection) به‌طور مستمر داده‌های مربوط به وضعیت کابل‌های فیبر نوری را به مرکز مانیتورینگ گزارش می‌دهد.
اپراتورها می‌توانند در هر لحظه، از طریق پلتفرم آنلاین، وضعیت تمام لینک‌های پایش‌شده را مشاهده کنند. همچنین ماژول OTDR به‌طور دوره‌ای عملکرد فیبرها را بررسی می‌کند و از بروز اختلالات ناگهانی جلوگیری می‌نماید.
در صورت مشاهده‌ی هرگونه نقص یا اختلال در شبکه، هشدارها به‌صورت آنلاین و بلادرنگ صادر شده و به اپراتور اطلاع داده می‌شود. این ویژگی منجر به تشخیص سریع ایرادات، کاهش زمان رفع مشکل و افزایش پایداری و اطمینان‌پذیری شبکه می‌شود.

مکان‌یابی دقیق و سریع خطا

در سیستم مانیتورینگ فیبر نوری، دستگاه OPD توان نوری را اندازه‌گیری کرده و OTDR طول لینک، افت لینک، نسبت بازتاب کلی (ORL) و تضعیف فیبر را محاسبه می‌کند تا کل لینک‌ها را تست کرده و محل قطعی را به‌صورت دقیق مشخص نماید. این فرآیند زمان عیب‌یابی را به‌شدت کاهش می‌دهد. ارائه‌دهندگان خدمات می‌توانند فوراً تیم‌های تعمیر را اعزام کرده و زمان قطعی شبکه را به میزان قابل توجهی کاهش دهند.

پلتفرم فشرده و با یکپارچگی بالا

در بازار تجهیزات فیبر نوری مجموعه‌ای گسترده از شاسی‌های رک‌مونت در اندازه‌های 1U، 2U و 4U ارائه می‌دهد که برای نصب کارت‌های مانیتورینگ طراحی شده‌اند. این شاسی‌ها به‌ترتیب دارای ۴، ۸ و ۱۶ اسلات هستند و ساختاری با چگالی بالا را فراهم می‌کنند. به‌عنوان بخشی از سری FMT، کارت‌های مانیتورینگ می‌توانند شاسی را با کارت‌های لایه نوری و لایه الکتریکی به اشتراک بگذارند. اپراتورها می‌توانند تجهیزاتی مانند ترنسپاندر OEO، تقویت‌کننده EDFA، سوئیچ حفاظتی OLP، OTDR، OPD و غیره را همگی در یک شاسی مدیریت کنند، که این موضوع باعث صرفه‌جویی در فضای رک و ساده‌سازی فرایند استقرار تجهیزات می‌شود.

کاربرد انعطاف‌پذیر

سیستم مانیتورینگ فیبر نوری تا ۱۶ رشته فیبر را پایش کرده و می‌تواند به‌صورت مستقل بر روی فیبرهای خاموش (dark fiber) یا روشن (lit fiber) عمل کند. این سیستم نه‌تنها با تجهیزات انتقال نوری سورین نت (سری‌های FMT، MS8100، M یا D7000) کار می‌کند، بلکه قابلیت ادغام با تجهیزات شرکت‌های ثالث را نیز دارد، و در ساختارهای شبکه نقطه‌به‌نقطه (P2P)، نقطه‌به‌چندنقطه (P2MP) یا مش نیز قابل استفاده است. این دستگاه کل طیف باند C سیستم DWDM و بخشی از طول‌موج CWDM را پایش می‌کند که پاسخگوی نیازهای مانیتورینگ در بیشتر شبکه‌های نوری خواهد بود.

جمع‌بندی

با گسترش روز افزون شبکه‌های فیبر نوری، استفاده از یک سیستم نظارت بر فیبر به‌طور چشمگیری در تضمین کیفیت و پایداری شبکه مؤثر است. این سیستم فیبر نوری قابلیت توسعه متناسب با نیازهای کاربردی و بودجه‌ی شما را دارد، و شرکت سورین نت همواره با رویکردی مشتری‌محور، راهکارهای فیبر نوری مقرون‌به‌صرفه و نوآورانه ارائه خواهد داد. برای دریافت اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

با افزایش استفاده از اپلیکیشن‌های پرمصرف و دسترسی چندین دستگاه یا کاربر به شبکه، مدیریت پهنای باند و کاهش تأخیر (Latency) به چالش‌های کلیدی در بهینه‌سازی عملکرد شبکه تبدیل شده‌اند.
انواع OLTهای موجود در بازار با بهره‌گیری از قابلیت داخلی QoS (کیفیت سرویس)، راهکارهایی مؤثر برای مدیریت ترافیک شبکه ارائه می‌دهند.

در ادامه، به بررسی اصول و کاربردهای فناوری QoS می‌پردازیم. با تحلیل ویژگی‌های OLTها و سناریوهای رایج در شبکه‌های PON، نشان خواهیم داد که چگونه بهینه‌سازی QoS می‌تواند منجر به افزایش بهره‌وری در پیاده‌سازی شبکه شود.

کیفیت سرویس (QoS) چیست؟

QoS یا «کیفیت سرویس»، یک فناوری در حوزه شبکه است که با مدیریت و کنترل ترافیک داده‌ها، عملکرد برنامه‌های حساس و حیاتی را بهینه می‌سازد. این فناوری برای رفع مشکلاتی مانند تأخیر در شبکه (Latency)، ازدحام ترافیکی و از دست رفتن بسته‌های داده (Packet Loss) طراحی شده است تا کیفیت خدمات شبکه در انواع مختلف سرویس‌ها حفظ شود.

برای رسیدن به این هدف، QoS ترافیک شبکه را طبقه‌بندی و اولویت‌بندی می‌کند تا در زمان ازدحام، بسته‌های اطلاعاتی مهم‌تر زودتر منتقل شوند. این فرآیند به تجهیزات شبکه مانند روترها، سوییچ‌ها و OLTها اجازه می‌دهد ترافیک را بر اساس نیازهای خاص هر اپلیکیشن تنظیم کنند و در نتیجه، عملکرد کلی شبکه را بهبود دهند.

برای مثال، در اپلیکیشن‌هایی که نسبت به تأخیر حساس هستند—مثل ویدئوکنفرانس‌ها یا بازی‌های آنلاین—فناوری QoS تضمین می‌کند که این برنامه‌ها پهنای باند کافی و تأخیر حداقلی را برای ارائه تجربه‌ای روان و باکیفیت دریافت کنند.

OLTها به قابلیت QoS مجهز هستند؛ این قابلیت امکان مدیریت هوشمند ترافیک و پهنای باند را در شبکه‌های PON فراهم می‌کند. نتیجه آن، تخصیص بهینه منابع شبکه و ارتقای چشمگیر تجربه کاربری در انواع اپلیکیشن‌ها است.

بهبود کنترل ترافیک با OLTهای سورین نت مجهز به QoS

OLTهای موجود در دو نوع اصلی طراحی و عرضه می‌شوند: مدل باکس (Box-shaped) و مدل شاسی‌دار (Chassis-shaped). این تجهیزات از سرعت‌های متنوعی مانند EPON، GPON، XGPON و XGSPON پشتیبانی می‌کنند و پاسخ‌گوی نیازهای مختلف شبکه هستند.

OLTهای باکس‌شکل که اغلب با عنوان OLTهای کم‌ظرفیت یا Pizza Box شناخته می‌شوند، توانایی اتصال به حداکثر ۲۰۴۸ ترمینال را دارند. طراحی فشرده و سبک آن‌ها در ابعاد ۱U باعث شده است که نصب و استقرار این تجهیزات آسان باشد و در سناریوهای مختلف کاربردی به‌خوبی جای بگیرند. از طرفی، قیمت مقرون‌به‌صرفه‌ آن‌ها، این مدل را به گزینه‌ای مناسب برای پروژه‌های با بودجه محدود تبدیل کرده است.

در مقابل، OLTهای شاسی‌دار معمولاً در شبکه‌های سازمانی بزرگ یا شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات مخابراتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مدل‌ها نیاز به کارت‌های خطی (Line Card) سازگار دارند و امکان افزودن یا تعویض کارت‌ها به‌صورت انعطاف‌پذیر وجود دارد. این ویژگی، ظرفیت بالا و مقیاس‌پذیری گسترده‌ای را در اختیار کاربران قرار می‌دهد و امکان توسعه آسان شبکه را فراهم می‌سازد.

مدیریت بهتر پهنای باند

با پشتیبانی از حالت‌های مختلف تخصیص پهنای باند، OLTها می‌توانند به‌صورت پویا پهنای باند را برای دستگاه‌های انتهایی (ONUها) بر اساس نیاز کاربر تنظیم کنند. این قابلیت باعث می‌شود برنامه‌های حساس مانند ویدئوکنفرانس و بازی‌های آنلاین، پهنای باند کافی برای عملکرد روان و بی‌وقفه داشته باشند.
تخصیص پویا (Dynamic Bandwidth Allocation) همچنین به حداکثرسازی بهره‌وری منابع شبکه کمک می‌کند و از اتلاف یا کمبود پهنای باند جلوگیری می‌نماید.

عملیات و مدیریت شبکه بهینه

کاربران می‌توانند اپلیکیشن‌های فعال در شبکه را پایش کرده، نیازهای پهنای باند آن‌ها را ارزیابی کنند و سطح تأخیر قابل‌قبول را مشخص نمایند تا بر اساس آن، اولویت‌بندی ترافیک و پیکربندی QoS را انجام دهند.
OLTها و ONUهای HGU از تنظیمات QoS از طریق رابط خط فرمان (CLI) و رابط گرافیکی تحت وب پشتیبانی می‌کنند؛ این قابلیت به کاربران اجازه می‌دهد تا تنظیمات مربوطه را به‌صورت سریع، دقیق و کارآمد اعمال کرده و فرآیند مدیریت شبکه را ساده‌سازی کنند.

برای بهبود بیشتر در فرآیند استقرار و تضمین یکپارچگی بی‌وقفه شبکه، FS یک راهکار جامع تحت عنوان راهکار یکپارچه PON (All-in-One PON Solution) ارائه می‌دهد. این راهکار شامل خدمات رایگان طراحی شبکه و انتخاب محصول است تا نیازهای متنوع پروژه‌های مختلف را به‌طور کامل پوشش دهد.

مطالب مرتبط: تجهیزات GPON

راهکار سورین نت: شبکه سازمانی در ساختمان‌های اداری مرتفع با پشتیبانی از QoS

برای نمایش بهتر کاربرد واقعی OLTها و قابلیت‌های QoS، به مثال یک ساختمان اداری سازمانی مرتفع توجه کنید.

به‌منظور کاهش تأخیر شبکه و رفع ازدحام ترافیکی در کنار افزایش بهره‌وری کارکنان، شرکتهای سرویس دهنده فیبر نوری اقدام به ترکیب شبکه‌های سنتی (Campus) با فناوری تمام‌فیبر نوری (xPON) نموده و یک راهکار جامع شبکه سازمانی تمام‌نوری ارائه داده است.

در این راهکار، از دستگاه GPON OLT3610-08GP4S برای انتقال و تجمیع کارآمد داده‌ها استفاده شده است. این OLT دارای سرعت ارسال (uplink) برابر با 1.25Gbps و دریافت (downlink) برابر با 2.5Gbps است و با قابلیت داخلی QoS، ترافیک و پهنای باند را به‌صورت هوشمندانه مدیریت می‌کند تا تماس‌های صوتی و تصویری با کیفیت بالا و تأخیر بسیار کم برقرار شوند.

با اتصال این راهکار به اکسس‌پوینت‌های Wi-Fi 6، پوشش شبکه‌ای قابل‌اعتماد در سراسر فضای اداری فراهم می‌شود؛ به‌طوری‌که کارکنان بدون هیچ‌گونه قطعی یا افت کیفیت، در هر نقطه از محل کار خود به شبکه متصل باقی می‌مانند.
این ترکیب پیشرفته، موجب افزایش بهره‌وری نیروی انسانی و بهبود کلی تجربه ارتباطی در محل کار می‌شود.

جمع‌بندی

OLTهای موجود در وب سایت سورین نت با عملکردی کارآمد و مقرون‌به‌صرفه، گزینه‌ای ایده‌آل برای شبکه‌های کوچک تا متوسط هستند. این تجهیزات با بهره‌گیری از قابلیت QoS، به‌طور هوشمندانه ترافیک شبکه و مصرف پهنای باند را بهینه کرده، تأخیر شبکه را کاهش می‌دهند و عملکردی روان و پایدار را تضمین می‌کنند.