بشر از آغاز تا کنون،نور همیشه برایش سوال برانگیز بوده و همواره مجذوب آن بوده است و علاوه بر نگرش معنوی به آن , تفکرات و آزمایش هایی که بر روی نور تا کنون به عمل آورده،باعث پیشرفت انسان در همه ی زمینه ها شده است , از جمله سال ها تفکرات انیشتین بر نور باعث اختراع فتوالکتریک شد که به واسطه ی آن , از تلویزیون تا دوربین و حتی لیزر و فیبر نوری همه محصولات مقاله ی وی هستند.
از دیرباز انسان تلاش های بسیاری برای انتقال نور،به انجام رسانده که تنها نتیجه ی آن انتقال نور توسط آینه ها بود و این نه تنها محدودیت هایی داشت , بلکه وجود گرد و غبار و موانع ریز و درشت دیگر بر سر راه، جز در مکان های محدود و صرفا برای روشنایی و زیبایی کاربرد دیگری نداشت.سپس هنگامی که کشتی رانی به وجود آمد با کمک نور (فانوس دریایی)،بشر اولین گام را برای انتقال اطلاعات هدفمند توسط نور برداشت.شاید اولین تلاش در مسیر تکامل این نوع از ارتباط،الکساندر گراهام بل باشد،چرا که وی در سال ۱۸۸۰،درست چهار سال بعد از اختراع تلفن ، فتوفون(تلفن نوری) را طراحی کرد.او توانست با کمک فتوفون صدارا تا فواصل چند صد متر منتقل کند.تلفن نوری ثبت شده ی وی،بر مبنای مدوله کردن نور خورشید بازتابانده شده بر روی به ارتعاش درآوردن آینه ای کار می کرد.که در آن سر مقصد،گیرنده یک فتوسل (سنسور حساس به نور) بود.در این روش نور در هوا منتشر می شد و بنا براین امکان انتقال اطلاعات را نهایتا تا ۲۰۰ متر را میسر می ساخت.گرچه دستگاه وی کار می کرد،اما امکان تجاری شدن آن وجود نداشت.

ایده ی شکست نور(انکسار) برای هدایت نور(که اساس کار فیبر های نوری امروزی می باشد) برای اولین بار در سال ۱۸۴۰ توسط دنیل کلوین و جاسکوز باپینت و در پاریس پیشنهاد شد.همچنین john tyndal در سال ۱۸۷۰ در کتاب خود ویژگی بازتاب را اینچنین شرح داد:
((وقتی نور از هوا وارد آب می شود به سمت خط عمود , بر روی یکدیگر هم سطح می شوند،که زاویه ی بحرانی می نامیم))
کاکو و کوکهام انگیلیسی،برای اولین بار استفاده از شیشه را به عنوان محیط انتشار مطرح ساختند.آنها مبنای کار را بر آن گذاشتند که به سرعتی حدود ۱۰۰ مگابایت بر ثانیه دست یابند.این سرعت،با تضعیف زیاد انرژی همراه بود.این دو محقق انگلیسی،کاهش انرژی را تا آنجا که کمتر از ۲۰ دی سی بل باشد می پذریفتند،اما برای رسیدن به آن ناکام ماندند.
تا این که یک شرکت آمریکایی(کورنینگ گلس) به این هدف دست یافت.در اوایل سال ۱۹۶۰ با اختراع اشعه لیزر،ارتباط فیبر نوری امکان پذیر شد.در سال ۱۹۶۶،دانشمندان در این نظریه که نور در الیاف شیشه ای هدایت می شود،پیشرفت کردند،که حاصل آن تولید کابل های بهینه تر بود.چرا که فیبر نوری بسیار سبکتر و ارزان تر از کابل مسی،هزینه ی تولید می خواهد و در ثانی با سرعتی بسیار بیشتر و نیزدر فواصل طولانی تر کار میکند و نیز طول عمر بیشتری هم دارا می باشد.

از سال ۱۹۸۰ به بعد،فیبر نوری به عنوان یک بستر مخابراتی مطرح شد،در واقع تا سال ۱۹۸۵،در دنیا نزدیک به دو میلیون کیلومتر کابل نوری نصب و به بهره برداری رسید.جنس استفاده شده در کابل فیبر نوری معمولا سیلیسیم دی اکسید با قطر کم تر از یک اینچ می باشد،که درون کابل مجموعه ای از این رشته ها تشکیل شده که می توانند صد ها هزار دیتا را حمل کنند.امروزه فیبر های تولید شده می توانند سرعتی بالغ بر ۲/۵ گیگابایت تا ۱۰ گیگابایت در ثانیه را فراهم کنند.

برای درک بهتر چگونگی حمل داده ها به کمک نور لازم است، با مثالی تشریح کنم ،فرض کنید یک نفر در تاریکی شب ،چراغ قوه ای را در دست دارد و به کمک آن میخواهد به شخص دیگری پیامی برساند، در واقع او با گذاشتن
دستش بر روی چراغ، و با به وجود آوردن تاریکی و روشنایی و‌آهنگی که به آن می بخشد می تواند پیامی ابلاغ کند .شیوه ی کار در فیبر نوری نیز همچنین میباشد .لپ کلام ،روشنایی یعنی یک و خاموشی یعنی صفر

فیبر نوری از چندین لایه تشکیل شده است که درونی ترین آن (( هسته)) نام دارد.به طور معمول هسته(core)شامل یک تار کاملا بازتاب کننده از جنس شیشه و یا پلاستیک بازتابیده شده می باشد.گرچه پلاستیک هیچوقت کیفیت شیشه را ندارد اما در فواصل کوتاه می تواند مقرون به صرفه تر باشد. به دور هسته , پوسته قرار گرفته که از همان جنس شیشه و یا پلاستیک ساخته شده است.هسته و پوسته به همراه هم یک بازتابنده را تشکیل می دهند که شکست نوری درون آنها مدام ادامه پیدا میکند , که به این عمل ( بازتاب داخلی کلی) میگویند.قطر پوسته و هسته با هم به طور معمول ۱۲۵ میکرون می باشد(هر میکرون معادل یک میلیونیم متر است) که چیزی به اندازه ی یک تار موی انسان می باشد و نیز بسته به شرکت تولید کننده،حول آن پوشش هایی معمولا از جنس پلاستیک برای محافظت از آسیب پذیر بودن آن کشیده می شود.

مزایای فیبر نوری
-ظرفیت بالای پهنای باند
-سرعت بالای انتقال داده ها
-مسافت زیاد انتقال دیتا
-مقرون به صرفه بودن
-طول عمر و مقاومت زیاد
-امنیت بیشتر
-اتلاف انرژی کمتر

انواع فیبر نوری

-۱ سینگل مود. Single mode
-۲ مالتی مود. Multi mode

فیبر نوری single -mode
قطر هسته ی سیگنل مود ۹ میکرون (۵/۳x10 -4)می باشد که می تواند نور با طول موج ۱۳۰۰ تا ۱۵۵۰ نانومتر (همانند مادون قرمز ) را درون خود به صورت تکی هدایت کند.مزیت این فن آوری ارسال داده با پهنای باند کمتر، اما بسیار طولانی تر میباشد (مثل تلفن)
فیبر نوری MULTI-MODE
قطر هسته ی این نوع نسبت به سینگل قطور تر می باشد(میکرون ۶۲/۵) این تکنولوژی ،امکان فرستادن چندین بسته را بطور همزمان میسر میسازند (همانند شبکه های کامپیوتری) در واقع شیوه ی کار آن چنین است که نور با طول موج ۸۵۰ تا ۱۳۰۰ نانومتر را همزمان به صورت دسته های گسیل شده ،درون کابل هدایت می دهد .{توضیح اینکه ، ،smها بسیار گرانتر هستند و به کارگیری آن ها نیز پیچیده تر می باشد ،اما در عین حال تنها گزینه ی فواصل دور می باشند ،گرچه mmها عملکرد ضعیف تری دارند،اما با این حال از کابل های مسی بسیار بهتر هستند و گزینه ی مناسبی برای شبکه های کامپیوتری میباشند.

کابل های فیبر نوری در موارد بسیاری امروزه کاربرد دارند،بنا بر این در دسته های فراوانی نیز تولید می شوند.در کابل های SM سینگل مود فقط یک رشته فیبر وجود دارد،در حالی که در مالتی مود ها این تعداد به ۷ تا ۲۴ رشته فیبر در یک روکش می رسد،بدون آن که همانند کابل های مسی احتیاج به تاباندن آنها به یک دیگر جهت جلوگیری از نویز باشد.
فیبر نوری بنا به محیط استفاده از آنها می تواند به چند دسته تقسیم شود.
–جهت استفاده در بیرون از ساختمان outdoor
همان طور که از نامشان پیداست برای ارتباط بین ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرند و با روکشی زره مانند می توانند شرایط محیط زیر را تحمل کنند.
-تحمل رطوبت تا صد در صد
-دمای +۸۰ تا -۴۰ درجه سانتیگراد
-مقاوم در برابر نور خورشید
-انعطاف پذیری بالا در مقابل خمش کابل
-مقاوم در برابر شعله ور شدن
-تحمل فشار بالا
-ضد جوندگی
-قابلیت نصب در زیر خاک و دریا

‏-in door جهت استفاده در داخل ساختمان
ارتباط شبکه ای داخل ساختمان همه از این نوع استفاده می شود و با دارا بودن ژل بی رنگ در درون آنها باعث انعطاف پذیری و مقاومت آنها شده است.ویژگی آنها از این قرار است.
-مقاومت در برابر خمش کابل
-مقاوم در برابر شعله ور شدن
-ظریف و انعطاف پذیر بودن
‏-LHZH،متصاعد نکردن گاز سمی از خود
-استفاده از تیوب های ۶تا ۱۴۴ تایی که در هر تیوب ۲۴ عدد فیبر نوری می تواند جایگذاری شود.

فرمت گذاری کابل های فیبر عموما به صورت xxxy-nyxz نشان داده می شوند که کد گذاری آن به شکل زیر می باشد.
مثال:N2x6-obfc
‏-N شناسه
‏-xxxx نوع کابل
‏-Y تعداد تیوب
‏-Z تعداد فیبر در هر تیوب
مثال فوق یعنی:کابل نوری ژله فیلد خاکی با ۲ تیوب و هر تیوب شامل ۶ عددفیبر می باشد که نمایانگر ۱۲ فیبر بودن این کابل است.

کابل OBFC (ژله فیلد خاکی)
این نوع کابل دارای یک محافظ نوار استیل دندانه دار اره ای با روکش پلیمری می باشد که مناسب زیر ساخت های بین شهری در مسافت های طولانی است و مستقیما در زیر خاک دفن می شود.
کابل OBUC (خشک کانالی)
این نوع نیز همانند OBFC دارای روکش دندانه دار استیل و روکش پلیمری می باشد اما با این تفاوت که درون آن به جای ژله از نخ و نوار جذب رطوبت استفاده شده است.

کابل ADSS
این نوع کابل دارای ساختاری متفاوت است،در واقع بدون ژله و خشک میباشد.
اما برای حفاظت از کابل در مقابل رطوبت ،از روکش نوار جاذب رطوبت استفاده شده و نیز دارای روکش مقاوم ضد ترک anti trackمی باشد و همچنین مزیت تحمل در برابر کشش زیاد را دارا هستند.
کابلocuc(خشک کانالی)
در این نوع نیز ژله به کار برده شده و نوار جذب رطوبت وظیفه جلوگیری از نفوذ رطوبت را ایفا می کند و بنا به شرکت های تولید کننده نیز می تواند ساختار های کابل متفاوت باشد.

فیبر نوری نسل سوم D.S.F
فیبر نوری دی اس اف، در عمل با تغیراتی در پروفایل ضریب شکست نور فیبر های تک مود(سینگل مود) از نسل دوم،که حداقل اتلاف تابندگی آنها در محدود ۱/۳ میکرون قرار داشت،به محدوده ی ۱/۵۵ میکرون انتقال داده شد و بدین صورت فیبر با ماهیت متفاوتی مرسوم به D.FS fiber ساخته شد.

تفاوت OM1,OM2,OM3 و OM4

OM مخفف Optical Mode میباشد و فقط در کابلهای مالتی مد بکار میرود. استانداردی است که تحت نام ISO/IEC 11801 تعریف شده و انواع کابل فیبر نوری را بر اساس مسافت و فرکانس کابل به چهار گروه OM1,OM2,OM3 و OM4 دسته بندی کرده است

مشخصات کابل فیبر نوری OM1

این دسته به رنگ نارنجی میباشد که دارای قطر هسته ۶۲٫۵ میکرومتر میباشد، و تا مسافت ۳۰۰ متر را نیز پشتیبانی میکند . برای دسترسی به سرعت ۱۰G حداکثر میتواند فاصله ۳۳ متر را پشتیبانی کند و برای دسترسی به سرعت یک گیگابیت حداکثر تا فاصله ۲۷۵ متری قابل استفاده میباشد.OM1 بیشتر برای شبکه های محلی با سرعت ۱۰۰ مگابیت یا شبکه های fast ethernet تا سرعت یک گیگابیت بکار میرود.

مشخصات کابل فیبر نوری OM2

 قطر هسته این نوع فیبر ۵۰ میکرومتر بوده و برای دسترسی به سرعت ۱۰۰ مگابیت تا فاصله ۲ کیلومتر قابل استفاده میباشد. و برای رسیدن به سرعت ۱گیگ تا فاصله ۵۵۰ متری می توان از آن بهره برد و همچنین جهت سرعت ۱۰G فقط تا فاصله ۸۲ متری میتوان از آن استفاده کرد.

مشخصات کابل فیبر نوری OM3

 به رنگ فیروزه ایی میباشد و قطر هسته آن ۵۰ میکرومتر بوده و برای دسترسی به سرعت ۱۰۰ مگابیت تا فاصله ۲ کیلومتر , و تا فاصله ۵۵۰ متری سرعت یک گیگابیت را ارائه میدهد و برای سرعت ۱۰G فقط تا فاصله ۳۰۰ متری میتوان از آن استفاده نمود.در ضمن پشتیبانی از سرعت ۴۰G و ۱۰۰G نیز در این نوع کابل وجود دارد.

مشخصات کابل فیبر نوری OM4

 قطر هسته این نوع کابل نیز مانند کابل OM2 و OM3، پنجاه میکرومتر بوده و برای دسترسی به سرعت ۱۰۰ مگابیت تا فاصله ۲ کیلومتر طراحی شده است و نیز تا فاصله ۱۰۰۰ متری سرعت یک گیگابیت و برای سرعت ۱۰G  تا فاصله ۵۵۰ متری را پشتیبانی مینماید. همچنین سرعت ۴۰G و ۱۰۰G در این نوع کابل پشتیبانی میشود.

انواع کانکتورها فیبر

LC:یکی از پرکاربردترین کانکتورهای استفاده شده در ایران می باشد که در درون رک و شبکه های داخلی کاربرد فزاوانی دارد. به دلیل دارا بودن قفل استفاده ی راحتی دارد و نیز در حالت تکی و دوقلو موجود میباشد .

‏ST: مورد استفاده در مالتی مود و هم سینگل مود هستند و بهترین مزیت آن مقاوم بودن در هنگام اتصال میباشد و بیشتر شبیه اتصال سوکت BNC است.

‏FC:این نوع کانکتور از جنس سرامیک ویا فلزی ساخته می شود و در سینگل مد ها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند و به صورت پیچی نصب می شود .

‏SC:بعد از کانکتور های LC این‌نوع کاربرد زیادی دارد و در دو حالت تکی و دوقلو عرضه می شوند،گرچه در MMF هم می توان از آنها استفاده کرد ،اما در SMF پر استفاده تر است.

E2000 :همانند LC کوچک و ظریف می باشد و می توان تعداد زیادی از پورت ها را با چگالی کمتری(فضا) اشغال نمود.جنس به کار رفته در آن پلیمر می باشد و در دو نوع تکی و دو قلو تولید می شوند.همچنین جدیدترین نوع کانکتور در بازار می باشد.،این نوع کانکتور شبیه به LC می باشد با این تفاوت که دریچه جلوی آن هنگام متصل کردن باز می شود و هنگام خارج کردن،دریچه بسته می شود تا گرد و غبار و آلودگی وارد آن نشود.

پچ کورد
پچ کورد ها ،کابل های کانکتور زده و آماده ای می باشند که در متراژ های مختلف می تواند طراحی و تولید شوند.

پیگ تیل
همانند پچ کورد ها می باشند با این تفاوت که بک سر آن آزاد می باشد تا به کابل فیبر نوری دیگر فیوژن (جوش) بخورد.به عبارتی یک پچ کورد را وقتی دو نیم کنیم، دو عدد پیگ تیل خواهیم داشت.

آداپتور فیبر نوری

آداپتورها کانکتورهای دوسری هستند که دو کابل را به هم متصل میکنند. نام دیگر آداپتورها کوپلر است و عملکرد همه آنها یکسان میباشد , از آنجایی که پیگ تیل فیبر نوری یک رشته تار نازک است که قابلیت شکستن دارد , قطعه اتصال فیبر می بایست در محلی محکم شود تا پچ کورد فیبر به آن متصل شود. این قطعه آداپتور فیبر نوری نام دارد. در جلوی پچ پنل یا در محلی از باکس های انتهایی فیبر شکاف هایی وجود دارد که آداپتور ها در آن قرار می گیرد. قطعه اتصال پیگ تیل از یک طرف وارد آن می شود و از سر دیگر آن پچ کورد متصل می شود.همچنین در انواع مختلف به صورت تکی (سیمپلکس simplex ) دوتایی (داپلکسduplex ) و چهار تایی (کواد quad ) میتوانند مورد استفاده قرار بگیرند.

کاست فیبر نوری

جهت آرایش و حفظ مفصل های فیبر نوری در رک ها و نیز جلوگیری از آشفتگی , کابل ها در این محفظه پلاستیکی نگه داشته میشوند.

پچ پنل فیبر نوری

پچ پنل فیبر نوری، جزو تجهیزات مدیریت کابل میباشد که عمدتا در رک به کار می رود. این مجموعه شامل یک سری از نقاط اتصال پچ کورد های فیبر نوری می باشد. پچ پنل اجازه می دهد تا با در آوردن و جازدن پچ کورد یا تغییر مدار سیگنال انتخابی و بدون استفاده از تجهیزات تقسیم برق گران قیمت اختصاصی، کابل های مدار را به راحتی مرتب کرده و آرایش منظمی پیدا کنند.

انواع پچ پنل های فیبر نوری

دیواری (Wall mounted) : پچ پنل فیبر نوری دیواری اساسا ۱۲ فیبر مختلف مجزا را ساپورت می کند. اگر تعداد فیبرها بیش از ۱۲ شد، فیبرهای اضافه را می توان به پنل دوم انتقال داد و یا یک مهندس می تواند یک پنل برای نگه داشتن فیبرهایی که به طور جداگانه استفاده می شوند، طراحی نماید. پچ پنل فیبر نوری دیواری (Wall mounted) می تواند تا ۱۴۴ فیبر را به یک باره در بر گیرد.

پچ پنل فیبر نوری رکمونت (Rack mounted) :پچ پنل فیبر نوری رک مونت برای پایان دادن یا بستن و توزیع کابل های فیبر نوری استفاده می شود و نیز فیبرنوری را به صورت افقی نگه می دارد و اغلب طراحی آن به صورتی است که مانند یک کشو باز و بسته می شود و با این ساختار کشویی موجب سهولت دسترسی به فیبرهای نوری داخل پچ پنل می شود. پچ پنل رکمونت دارای گزینه های متفاوتی می باشد مانند انواع مختلف پورت آداپتور فیبر نوری و انواع سینی های درونی از پیش نصب شده و لوازم جانبی دیگر. همچنین، پچ پنل فیبر نوری رک مونت (Rack mounted) را با توجه به کمیت و تعداد کرهای فیبرنوری می توان سفارشی سازی کرد.

با توجه به کاربردهای مختلف، پچ پنل فیبر نوری می توانند به دسته های زیر طبقه بندی شوند

 Loaded : می تواند بهترین حفاظت برای فیبر نوری را فراهم آورد. در پشت پچ پنل فیبر نوری Loaded برای محفاظت کابل های فیبر از صدمه و آسیب ، واشرهای پلاستیکی به کار می رود. هر پچ پنل فیبر نوری Loaded دارای کاست و سیستم آرایشی خاص خود می باشد. این پچ پنل ها عموما خود دارای کلمپ کابل، پیچ مخصوص نصب، بست کمربندی، کریمپ های حرارتی و دستورالعمل نصب و راه اندازی می باشند

Swing out : پچ پنل هایی سبک و قوی هستند. آنها برای نصب و راه اندازی فیبرهای نوری استاندارد تا ۴۸ کر طراحی شده اند. این پچ پنل ها یک جایگزین اقتصادی برای مفصل فیبر نوری فلزی می باشند. کاست پایینی به شیوه ای طراحی شده است که همزمان امکان دسترسی آسان به فیبر و مدیریت اتصالات و کانکشن ها براحتی انجام شود و نصب و راه اندازی و پوشاندن کابل های فیبر نوری آسان تر شود. تمام آداپتورهای متداول، شامل LC ،SC و ST که در صفحه جلویی پچ پنل به کار می روند ۶ یا ۱۲ آداپتور دوبلکس، و یا ۱۲ آداپتور سیمپلکس می باشند که براحتی می توان جای آن ها را تغییر داد

پچ پنل فیبر نوری ثابت : پچ پنل فیبر نوری ثابت با استاندارد ۱۹ رک مونت برای اتصال ۲۴ کر فیبر نوری معمولا استفاده می شوند. آنها برای استفاده با پیگتل و یا کانکتورهای مختلف در زمینه نصب و راه اندازی مناسب می باشند. اندازه نصب و راه اندازی از قلاب نصب مناسب اقتباس گرفته می شود، این در حالی است که شاسی و سایز بدنه بیرونی تغییر نخواهد کرد. پچ پنل های ثابت برای استفاده بسیار آسان می باشند. این پچ پنلها راحت تر ترمینه می شوند و خاتمه می یابند، ظرفیت بیشتری ارائه می دهند و دارای مدیریت کابل فیبر نوری آسان تر می باشد. به طور کلی، پچ پنل فیبرنوری ثابت رک مونت کشویی ساخته نمی شوند

جوش فیبر نوری یا فیوژن، عملی است که در آن از گرما برای اتصال فیبرهای نوری به یکدیگر استفاده می‌شود. دستگاهی که برای این کار به کار می‌رود فیوژن اسپلایسر ( Fusion splicer) یا هم‌بافِ گداختی نام دارد. در عملیات فیوژن هدف این است که اتصال به نحوی انجام شود که پراکندگی و بازتاب نور در طول کابل/فیبر نوری کمینه باشد. برای این کار معمولاً از گرمای قوس الکتریکی استفاده می‌شود اما با این حال حرارت شعلهٔ گازی یا حرارت ناشی از عبور جریان الکتریکی از فیلمان تنگستنی نیز ممکن است استفاده شود.

کریمپ  HEAT CRIMP

جهت حفاظت فیزیکی نقطه جوش در فیبر نوری استفاده می شود و در قطر و سایز های مختلف موجود می باشد. کریمپ ها بعد از حرارت دهی که به طور معمول عمل حرارت دهی توسط خود دستگاه فیوژن فیبر نوری انجام می شود به دور محل فیوژن فیبر نوری قرار گرفته و مانع از شکستن فیوژن می شود.