فیبر نوری

بررسی مفید فیبر نوری – قسمت اول

بررسی مفید فیبر نوری – قسمت اول

يکي ازمحيط هاي انتقال داده که سيگنال هاي نوري را در مسافت هاي طولاني و با سرعت بالا انتقال مي دهد فيبر نوري نام دارد. مجموعه اي از تارهاي فيبر نوري که رشته هاي نازکي از جنس شيشه و پلاستيک و به ضخامت يک تار موي انسان هستند در کلافي سازماندهي مي شوند که به آن کابل نوري گفته مي شود.

به کمک فيبر نوري مي توان صوت، تصوير، شبکه هاي کامپيوتري، اينترنت و داده هاي ديگر را با پهناي باند بالا به راحتي منتقل کرد.

فيبر نوري از سه قسمت تشکيل شده است که عبارتند از:

هسته (Core)
روکش (Cladding)
روکش محافظ يا بافر رويه (Buffer Coating)
مرکزي ترين قسمت هر تار نوري، هسته فيبر نوري است که جنس آن از شيشه يا پلاستيک بوده و حرکت سيگنال هاي نوري در آن صورت مي گيرد.

لايه اي که هسته فيبر نوري را احاطه کرده و با سطح آبکاري خود موجب انعکاس نور به داخل هسته شده و از خروج پرتوهاي نور جلوگيري مي کند روکش ناميده مي شود که همانند هسته از جنس شيشه يا پلاستيک بوده اما ضريب شکست در آن متفاوت است.

روکش محافظ، لايه پلاستيکي است که لايه هاي داخلي فيبر نوري را در برابر رطوبت و آسيب هاي احتمالي محافظت مينمايد.

فيبر نوري به دو دسته کلي Single mode و Multimode تقسيم مي شود:

با توجه به قطر هسته فيبر نوري مسيري که نور در آن عبور مي کند متفاوت است. قطر هسته کابل سينگل مد نسبت به کابل مالتي مد کمتر بوده و قادر است سيگنال هاي نوري را تنها در يک مسير انتقال دهد اما در کابل هاي مالتي مد به دليل بزرگتر بودن قطر هسته آن امکان عبور سيگنال هاي نوري با طول موج هاي مختلف و در چندين مسير متفاوت وجود دارد. در مسافت هاي کوتاهتر بهتر است از کابل هاي مالتي مد استفاده شود اما در فواصل برابر کابل مالتي مد پهناي باند بيش تري را فراهم ميسازد.

مقايسه فيبر نوري با ساير بستر هاي ارتباطي:

ديتا در شبکه هاي کامپيوتري و مخابراتي از طريق سه مدياي مختلف سيم مسي، رسانه بيسيم و فيبر نوري انتقال مي يابد.

مس بسيار گران است و سيم هاي مسي بيشتر در فواصل کوتاه مورد استفاده قرار مي گيرند زيرا علاوه بر هزينه بر بودن آن، در فواصل طولاني، سيگنال ارسالي بدليل نويز، پديده تضعيف و اعوجاج قدرت خود را از دست داده و براي حفظ آن نياز به استفاده از چندين تقويت کننده در فواصل مختلف مي باشد که اين امر نيز موجب بالا رفتن هزينه ها مي شود. همچنين در سيم هاي مسي با محدوديت پهناي باند مواجه هستيم. همانطور که ميدانيد پهناي باند با افزايش فرکانس سيگنال ورودي ايجاد ميشود که سيم هاي مسي تحمل افزايش فرکانس تحت هر شرايطي را نداشته زيرا فرکانس هاي بالا سريع تر تضعيف مي شوند. عيب ديگر سيم هاي مسي امنيت پائين آنهاست زيرا جرياني که از آن عبور مي کند به کمک جريانات القايي قابل شنود بوده و با دانستن کليد رمز به راحتي رمز گشايي مي شوند.

شبکه هاي بيسيم علي رغم اينکه در ارتباطات راه دور بسيار کارآمد هستند (نظير شبکه هاي ماهواره اي) ،بي حفاظ ترين و نا امن ترين رسانه انتقال محسوب مي شوند. رسانه بيسيم فوق العاده نسبت به نويز حساس بوده و بسيار نويز پذير مي باشند بگونه اي که حتي نويز هاي کيهاني از قبيل باد و باران نيز روي آنها تاثير ميگذارد.

حال به مزيت هاي فيبر نوري مي پردازيم ماده اوليه فيبر نوري شيشه است که در مقايسه با مس بسيار ارزان است و از آنجا که انتقال با سرعت نور در آن صورت مي گيرد، پهناي باند بسيار بالايي دارد و اين باريکه هاي نور هستند که منتقل ميشوند و چون نور داري فرکانس بالايي است هيچ سيگنالي نمي تواند بر روي آن نويز ايجاد کند پس فيبر نوري نسبت به نويز بسيار بسيار مقاوم است در حاليکه اين باريکه نور محبوس شده نميتواند به خارج از فيبر تابيده شده و در نتيجه از امنيت بالايي نيز برخوردار است. اگر شيشه استفاده شده در فيبر ناخالصي نداشته باشد تا مسافت هاي طولاني بدون کمترين تضعيفي ديتا را منتقل مي نمايند. فيبر نوري از قابليت اطمينان بالايي برخوردار است زيرا خطاي فيبر بسيار کم است و ميتوان مطمئن بود که ديتا با کمترين خطا به گيرنده مي رسد.

امنيت در فيبر نوري:

همانگونه که در بالا به آن اشاره شد فيبر نوري فوتون هاي نور را بعنوان ديتا منتقل مي کند و گفتيم که نور داراي بالاترين فرکانس است و هيچ چيز ديگري جز تابش نور نمي تواند به آن نويز وارد نموده و بيت هاي صفر و يک آن را تغيير دهد. به همين علت است که هر تار نوري بوسيله لايه تيره رنگ Coating که از جنس پلاستيک است پوشيده مي شود تا از تابش نور به درون آن و يا خروج نور از آن جلوگيري نمايد.

پس تنها روشي که ميتوان از طريق آن به ديتاي درون فيبر دست يافت خارج کردن نور از آنهاست. اگر کسي بخواهد فيبر نوري را شنود کرده و ديتاي درون آن را ببردارد بايد فيبر نوري را از ميان راه قطع نموده و آن را فيوژن بزند تا بتواند ديتايي که در حال عبور است را شنيده و به اطلاعات ما دست پيدا کند که اين کار حدود 6 ساعت زمان مي برد که در اين زمان فرصت کافي براي فرستنده و گيرنده فراهم مي شود تا از مشکل ايجاد شده و قطعي ارتباط با خبر شده و ارسال ديتا را متوقف نمايند. در نتيجه تنها روشي که ميشد با آن اطلاعات را شنود کرد نيز به سهولت کنار گذاشته شد. پس پي ميبريم که امنيت در فيبر نوري بسيار بالا بوده و شنود آن تقريباً کاري غير ممکن مي باشد. يکي از دلايلي که فيبر نوري را به گزينه مناسبي براي بستر هاي ارتباطي تبديل کرده است علاوه بر ساير مزيت هاي فيبر همين امنيت بالاي آن است.

ماهواره يا فيبر نوري:

ماهواره و فيبر نوري هر دو براي ارتباطات راه دور بسيار مناسب هستند اما نسبت به هم مزايا و معايب مختلفي دارند. مدياي انتقال در شبکه هاي ماهواره اي رسانه هاي بيسيم هستند که بسيار نويز پذيرند و حتي باد و باران نيز بر روي ديتاي در حال انتقال آنها تاثير مي گذارد و بيتها را خراب مي کند. اما در فيبر نوري بدليل آنکه فرکانس نور از تمام طيف هاي فرکانسي بالاتر است نويز پذير نيست و ميتوان اطمينان داشت ديتاي خروجي تا حد زيادي همان ديتاي ورودي ماست.

از ويژگي هاي بارز ماهواره، Broadcast بودن آن است که در بعضي مصارف مزيت محسوب مي شود و در برخي ديگر عيب. زماني که بخواهيم تنها با يک لينک ماهواره يک منطقه جغرافيايي را بصورت کامل پوشش دهيم اين ويژگي به کمک ما مي آيد زيرا با فيبر نوري مجبوريم براي تک تک کلاينت ها لينک مستقل ايجاد کنيم که بسيار هزينه بر است. اما زماني که امنيت داده ارسالي براي ما مهم باشد استفاده از لينک ماهواره معقول بنظر نمي رسد و در اين موارد بايد از فيبر نوري استفاده کرد.

همانطور که مي دانيد فيبر نوري از جنس شيشه است و بسيار شکننده! همين امر سبب مي شود تا در مکان هايي که موقعيت جغرافيايي مناسبي ندارند و پستي و بلندي زمين در آن زياد است و يا گسل هاي متعددي در آن وجود دارد که احتمال وقوع زلزله و شکستن و قطع شدن فيبر در آن مي رود نتوانيم از فيبر نوري استفاده کنيم و مجبوريم از ماهواره جهت ايجاد ارتباط راه دور استفاده نمائيم. علاوه بر آن ماهواره در سرعت نصب و راه اندازي نسبت به کابل کشي زميني ارجحيت دارد. مثلاً زماني را تصور کنيد که يک فاجعه طبيعي رخ داده است و لازم است هرچه سريعتر با نقاط ديگر تماس اضطراري برقرار کنيم که معمولاً پرتاب ماهواره سريع ترين راه حل ممکن است.

پهناي باند فيبر نوري بسيار بالاتر از ماهواره است شايد يک رشته آن از تمام ماهواره هاي پرتاب شده پهناي باند بيش تري داشته باشد اما تمام اين پهناي باند در اختيار يک کاربر منفرد قرار نمي گيرد و بيشتر در مخابرات راه دور کاربرد دارد در حالي که ماهواره بدون هيچ واسطه ي پهناي باند زيادي را در اختيار تک تک کاربران قرار مي دهد.

 

منبع:Geekboy.ir