مزایای استفاده از فیبر نوری؟

معرفی طرح یکی از پرسرعت‌ترین روش‌های انتقال اطلاعات، استفاده از فیبرهای نوری است. در هر فیبر نوری تعدادی رشته بسیار نازک شیشه‌ای شبیه به موی انسان است. این الیاف معمولاً به صورت چند دسته‌ای در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و به منظور تبادل دیتا توسط سیگنال‌های نوری در مسافت‌های بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. فیبرنوری از تار شیشه ای Sio2 ساخته می شود، که سطح مقطع آن شامل دو ناحیه هسته و غلاف با ضریب شکست متفاوت می باشد. فیبرنوری انرژی نوری را حمل می کند و با استفاده از پدیده فیزیکی، بازتاب کلی، سیگنال نوری، به عنوان سیگنال کاربر، پیام های مخابرات را از محیط هسته فیبر به یک نقطه دیگر انتقال می دهد. فناوری فیبرنوری به صورتی است که علائم signals به شکل نور ارسال می شود. شفافیت الیاف فیبرنوری به حدی است که اگر دیواری به ضخامت ۷۰ مایل از آن ها درست شود و شمع روشنی در پشت آن بگذاریم، شمع دیده خواهد شد. سرعت سیگنال ها در فیبرنوری و سیم مسی برابر سرعت نور است، اما آنچه که فیبرنوری را بر رشته های مسی برتری داده است، پهنای باند آن است، به طوری که با استفاده از WDM می توان روی یک فیبرنوری به طور همزمان بیش از ۵/۱ میلیون مکالمه تلفنی را انتقال داد. فیبرهای نوری، محیطی شفاف برای انتشار نور هستند و شیشه به عنوان محیطی شفاف و کم تضعیف در مخابرات نوری کاربرد بسزایی دارد. سابقه طرح در ایران و جهان با پیشرفت صنعت مخابرات و هم راستا با ظهور ارتباطات ماهواره ای به نظر می رسد که کابل های مسی قدرت و سرعت انتقال مقادیر زیاد اطلاعات را ندارد و از این رو بود که کابل های نوری مورد توجه قرار گرفت. به طوریکه در سال ۱۹۷۰ میلادی ارتباطات نوری به واقعیت پیوست و از سال ۱۹۷۹ میلادی مخابرات نوری با استفاده از فیبرنوری، از نمونه های آزمایشگاهی خارج و به عنوان یکی از جدیدترین پدیده های صنعت مخابرات جهان معرفی و مورد بهره برداری در سطح وسیع قرار گرفت. در ایران از سال ۱۳۶۴ بحث استفاده از فیبرنوری شروع شد و پروژه کابل نوری تهران - کرج موجب گسترده شدن این بحث شد. اجزای تشکیل دهنده فیبر نوری از سه بخش تشکیل شده است: فیبر نوری هسته (Core): برای عبور سیگنال‌ها روکش (Cladding): که دور تا دور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نور منعکس‌شده به هسته می‌گردد. بافر رویه (Buffer Coating): که حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و سایر موارد آسیب‌پذیر را برعهده دارد. صدها یا هزاران عدد از این رشته‌های فیبر نوری بصورت بسته‌ای در کنار هم قرار داده می‌شوند که به آن کابل نوری گویند. این دسته از رشته‌های فیبر نوری با یک پوشش خارجی موسوم به ژاکت یا غلاف محافظت می‌شوند. فیبرهای نوری در دو گروه عمده ارائه می‌گردند: فیبرهای تک‌حالته (Single-Mode): جهت ارسال یک سیگنال در هر فیبر استفاده می‌شود. (نظیر: تلفن) فیبرهای چندحالته (Multi-Mode): به منظور ارسال چندین سیگنال در یک فیبر استفاده می‌شود. (نظیر: شبکه‌های کامپیوتری) کابل های نوری مانند کابل‌های مسی می‌توانند بصورت هوائی، کانالی، خاکی و یا در زیر دریاها نصب شوند. در این طرح فیبرهای نوری تک حالته به عنوان محصول تیپ در نظر گرفته شده است. مزایای فیبر نوری در مقایسه با سیم‌های مسی قیمت ارزان تر: هزینه فیبر نوری نسبت به سیم‌های مسی در مقیاس‌های بالا کمتر است. اندازه نازک‌تر: قطر فیبرهای نوری به مراتب کمتر از سیم‌های مسی است. ظرفیت بالا: پهنای باند فیبر نوری به منظور ارسال اطلاعات به مراتب بیشتر از سیم مسی است. لذا فیبر نوری توانایی انتقال داده‌های بیشتری را دارد. تضعیف ناچیز: تضعیف سیگنال در فیبر نوری به مراتب کمتر از سیم مسی است. عدم تداخل: برخلاف سیگنال‌های الکتریکی در یک سیم مسی، عبور سیگنال‌های نوری در یک فیبر تأثیری بر فیبر دیگر نخواهد داشت و تداخل الکترو مغناطیسی نخواهیم داشت. مصرف برق پایین: با توجه به این که سیگنال‌ها در فیبر نوری کمتر تضعیف می‌گردند، بنابراین می‌توان از فرستنده‌هایی با میزان برق مصرفی پائین نسبت به فرستنده‌های الکتریکی(که از ولتاژ بالایی استفاده می‌نمایند)، استفاده کرد. اشتعال‌زا نبودن : با توجه به عدم وجود الکتریسته در فیبر نوری، امکان بروز آتش‌سوزی در این خصوص وجود نخواهد داشت. وزن سبک : وزن یک کابل فیبر نوری به مراتب کمتر از کابل مسی هم‌رده‌آن است و این عامل در کارکردن، نصب و نگهداری فیبر بسیار مهم است. انعطاف‌پذیر بودن : با توجه به انعطاف‌پذیری فیبر نوری و قابلیت ارسال و دریافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظیر دوربین‌های دیجیتال با موارد کاربردی خاص مانند عکس‌برداری پزشکی و لوله‌کشی و… استفاده می‌گردد. فاصله: از فیبر نوری می‌توان در ارتباط شبکه‌هایی که فاصله زیادی از هم دارند استفاده کرد(اتصال شبکه‌های محلی(LAN) به یکدیگر). شایان ذکر است که قبل از استفاده از کابل‌های فیبر نوری ارتباط بین LAN‌ها از طریق تلفن یا امواج رادیویی برقرار می‌شد و کابل‌های فلزی توانایی برقراری این ارتباط را نداشتند. پایداری: در کابل‌های فیبر نوری امکان نفوذ و ایجاد اختلال در انتقال داده‌ها کمتر است و از تأثیرگذاری انواع نویزهای الکترومغناطیسی شامل نویزهای رادیویی و یا نویزهای حاصل از نزدیکی کابل‌ها بر روی داده‌های در حال انتقال جلوگیری می‌کند.بطورکلی تارهای نوری از تداخل و ترویج با سایر کانالهای ارتباطی، خواه نوری و خواه الکتریکی، به خوبی محافظت شده‌ می‌باشد. یعنی نسبت به تداخل فرکانسهای رادیویی(RFI) و تداخل الکترومغناطیسی(EMI) عدم پذیرش عالی دارند. سرعت: فیبر نوری توانایی در انتقال اطلاعات به مقدار زیاد چه به شکل دیجیتالی‌و‌چه به شکل آنالوگ دارند. ترویج نوری: نیاز به زمین مشترک بین فرستنده تاری وگیرنده را منتفی می کند. امکان تعمیر فیبر: (تار) نوری در حالیکه سیستم روشن است، بدون آنکه احتمال اتصال کوتاه شدن مدارهای الکتریکی در فرستنده ویا در گیرنده باشد، وجود دارد. امنیت : فیبرهای نوری درجه‌ای از امنیت وپنهانی بودن را عرضه می کند. چون تارها انرژی تشعشع نمی‌کنند. برای یک مزاحم، آشکار سازی سیگنال ارسالی مشکل است. پهنای باند بالا : این پهنای باند اکنون به ۱۷۰ گیگابایت در ثانیه رسیده و دانشمندان بر این باورند که قابلیت ارتقاء تا چند صد ترابایت را دارد. فیبرنوری SMF که در حال حاضر مورد استفاده قرار میگیرد از پهنای باند ۴۰ گیگابایتی برخوردار است. عدم استفاده الکتریسیته برای ارتباط: از آنجا که در ابتدای مسیر نوری تولید شده و در انتها این نور دریافت میشود. دیگر نیازی به نیروی اکتریکی نیست و همچنین ایمنی بسیار بالایی را در مقابل نویز دارد. عدم برقراری انشعاب غیر مجاز: از آنجا که برای برقرای انشعاب بایستی ابتدا فیبر قطع شود و گیرنده فیبر نصب شود؛ و این عمل نیز زمانبر است؛ نگهدارنده‌های بستر با استفاده از ابزارهای خطایابی میتواند به سرعت محل مورد نظر را شناسایی کنند. عدم نیاز به repeater تا چندین کیلومتر: به علت استفاده از نور در صورتی که جنس Core مرغوب باشد تا فواصل چند کیلومتری سیگنال تضعیف زیادی نخواهد داشت. موارد استفاده کاربرد در مخابرات: یکی از مرسوم ترین کاربردهای فیبر نوری انتقال اطلاعات توسط نور لیزر است. کاربرد در حسگرها: استفاده از حسگرهای فیبر نوری برای اندازه‌گیری کمیت‌های فیزیکی مانند جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی، فشار، حرارت، جابجایی، آلودگی آب‌های دریا، سطح مایعات، تشعشعات پرتوهای گاما و ایکس در سال‌های اخیر شروع شده‌است. در این نوع حسگرها، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی حسگر بهره‌گیری می‌شود بدین ترتیب که ویژگی‌های فیبر تحت میدان کمیت مورد اندازه‌گیری تغییر یافته و با اندازه شدت کمیت تأثیرپذیر می‌شود. کاربردهای نظامی: فیبر نوری کاربردهای بی‌شماری در صنایع دفاع دارد که از آن جمله می‌توان برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار، کنترل و هدایت موشک‌ها، ارتباط زیردریاییها (هیدروفون) را نام برد. کاربردهای پزشکی: فیبرنوری در تشخیص بیماری‌ها و آزمایشهای گوناگون در پزشکی کاربرد فراوان دارد که از آن جمله می‌توان دُزیمتری غدد سرطانی، شناسایی نارسایی‌های داخلی بدن، جراحی لیزری، استفاده در دندانپزشکی و اندازه‌گیری مایعات و خون نام برد. همچنین تارهای نوری در دستگاه‌هایی به نام درون بین یا آندوسکوپ استفاده می‌شود تا به درون نای، مری، روده و مثانه فرستاده شود و درون بدن انسان به طور مستقیم قابل مشاهده باشد. کاربرد فیبرنوری در روشنایی: از جمله کاربردهای فیبر نوری که در اواخر قرن بیستم به عنوان یک فناوری روشنایی متداول شده و در چند سال قرن اخیر توسعه و رشد فراوانی پیدا کرده‌است کاربرد آن در سیستم‌های روشنایی است. در این فناوری نور از منبع نوری که می‌تواند نور مصنوعی (نورلامپهای الکتریکی) و یا نور طبیعی (نور خورشید) باشد وارد فیبر نوری شده و از این طریق به محل مصرف منتقل می‌شود. به این ترتیب نور به هر نقطه‌ای که در جهت تابش مستقیم آن نمی‌باشد منتقل می‌شود. امتیاز این نور که موجبات رشد سریع به کارگیری و توجه زیاد به این فناوری شده‌است این است که فاقد الکتریسیته گرما و تشعشعات خطرناک ماورای بنفش بوده (نور خالص و بی خطر) و دیگر اینکه بااین فناوری می‌شود نور روز (بدون گرما واشعه‌های ماورائ بنفش) را هم به داخل ساختمانها و نقاط غیر قابل دسترسی به نور خورشید منتقل کرد. برسی بازار و رقبا فیبر نوری توانسته در مدت کم، اهمیت سایر ابزار ارتباطی، حتی ماهواره ها را کمرنگ سازد. اهمیت فیبر نوری در جهان امروز بسیار زیاد ارزیابی شده زیرا آینده بشر امروز به میزان کارآیی ابزار ارتباطی وابسته است. این مهم تنها از طریق اینترنت تامین شده و آخرین و مهم ترین ابزار استفاده از اینترنت در جهان امروز فیبر نوری است. ظرفیت بالقوه فیبر نوری ۱۰۰ هزار برابر بیشتر از نزدیک ترین رقیب آن یعنی ماهواره ها می باشد و به همین دلیل گرایش به آن در دنیا شگفت انگیز بوده است. اهمیت استراتژیک فیبر نوری در جهان به اندازه اهمیت اینترنت است که تعیین کننده راه زندگی بشر امروزی بوده و بر دانش ارتباطی جهان حکومت می کند. بررسی ها و مطالعات انجام شده در جهان و ایران نشان می دهد که فیبر نوری نیز مانند سایرکالاهای جدید وابسته به ارتباطات و شبکه های جهانی آن، در جهان امروز بازار خوبی داشته ودر سال های آینده نیز از شرایط بهتری برخوردار خواهد شد. با توجه به حجم کابل های نصب شده در ایران و نیاز به گسترش شبکه کابل نوری در کشور، حتی با وجود رقبای قدرتمند، نیاز داخلی برآورده نشده است. برنامه های آتی شرکت مخابرات‌ ایران به عنوان متولی ارتباطات و شبکه های مخابراتی، برای تهیه زیر ساخت های دولت الکترونیک ، گسترش شبکه های روستایی که در بسیاری از کشورها انجام شده و در واقع با نام روستای الکترونیک شناخته می شود، افزایش تسهیلات برای دسترسی به شبکه های جهانی ، تلفن و مخابرات همه در جهت افزایش نیاز به کابل های مخابراتی است. با توجه به مزیت های فیبرنوری، که سایر کابل های مخابراتی و حتی ماهواره‌ها، از آن محروم هستند، همراه با امکانات صادراتی آن برای کشورهای همجوار و حتی بعضی از کشورهای عربی و آفریقایی، سرمایه گذاری توجیه پذیری دارد. با توجه به آنکه شرکت شهید قندی و شرکت رفسنجان و کابل سازی بزرگترین تولید کنندگان کابل نوری در ایران می‌باشند، میزان تولیدات و نحوه تامین فیبرنوری توسط این شرکت‌ها مورد بررسی قرار گرفت. به استناد گزارش حسابرسی سال‌های گذشته این شرکت‌ها مجموع تولید واقعی کابل نوری در سال در ایران بالغ بر ۲۰،۰۰۰ کیلومتر می‌باشد که با توجه به آنکه مصرف فیبر نوری در هر کابل بین ۲ تا ۱۴۴ تار نوری است، حداقل مصرف سالانه کشور بالغ بر ۱،۵۰۰،۰۰۰ کیلومتر در سال می‌باشد. لذا با ذکر این نکات و توجه به عدم تولید این محصول در کشور، حداقل ظرفیت عملی پیشنهادی برای این طرح برابر ۱،۵۰۰،۰۰۰ کیلومتر در سال می‌باشد. نیازمندیهای اجرای طرح به گزارش اقتصاد آنلاین به نقل از دریک آنلاین، اجرای طرح فیبر نوری در ردیف طرحهای سرمایه گذاری بالا می باشد که حتما به تامین مالی از سایر منابع نیز نیازمند می باشد. این طرح به ۴۰۰ میلیاردتومان سرمایه ثابت نیاز دارد مه با سودآوری بالا در دوسال مستهلک می شود. البته سرمایه ثابت بالا در این طرح عاملی است که رقابت را در این صنعت کاهش داده و هرکسی به راحتی وارد این بازار نمی شود.