فیبر نوری فناوری ارتباطی است که از نور به عنوان رسانه‌ای برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کند. در فیبر نوری، اطلاعات به صورت نوری به طول موج‌های مختلف با تابش به داخل یک نخ نوری (فیبر نوری) منتقل می‌شود.
فیبرهای نوری معمولا از شیشه یا پلاستیک تشکیل شده‌اند و دارای هسته و پوسته نیز می‌باشند. هسته ماده‌ای است که نور درون آن حرکت می‌کند و پوسته نیز برای حفظ نور درون هسته و جلوگیری از خروج آن استفاده می‌شود.
از فیبرهای نوری برای ارتباطات اطلاعاتی در طولانی‌مدت و با سرعت بالا استفاده می‌شود. یکی از مزایای فیبرهای نوری نسبت به سایر روش‌های انتقال اطلاعات، مقاوم بودن در مقابل تداخل الکترومغناطیسی است. همچنین، فیبرهای نوری از خطاهای انتقال داده کاسته و به دلیل استفاده از نور به جای سیگنال‌های الکترونیکی، سرعت انتقال داده بسیار بالاتر است.
فیبرهای نوری در ارتباطات تلفنی، شبکه‌های کامپیوتری، اینترنت و دیگر صنایع ارتباطاتی استفاده می‌شوند. آنها به عنوان راه‌حلی کارآمد برای ارتباطات بلندمدت و با سرعت بالا شناخته می‌شوند.
تعریف ساده فیبر نوری
فیبر نوری یک رسانه انتقال داده است که از نور به عنوان منبع انرژی استفاده می‌کند. فیبر نوری شامل یک هسته و یک پوشش خارجی است که نور در هسته آن حرکت می‌کند و با انعطاف‌پذیری پوشش خارجی، از تداخل با سایر فیبرها جلوگیری می‌شود.
به بیان ساده‌تر
فیبر نوری نوعی سیم برای انتقال اطلاعات است که از جنس شیشه یا پلاستیک تشکیل شده و به کمک نور، اطلاعات را با سرعت بالا از یک محل به محل دیگر، منتقل می‌کند.
از فیبر نوری برای انتقال داده‌ها از طریق انعکاس داخلی نور در هسته فیبر استفاده می‌شود. این روش انتقال داده‌ها، باعث می‌شود که فیبر نوری به طور اساسی مقاومت بسیار بالایی در برابر نوسانات دما، رطوبت و تداخلات الکترومغناطیسی داشته باشد. به علاوه، سرعت انتقال داده‌ها در فیبر نوری بسیار بالاست و می‌تواند تا چند گیگابایت در ثانیه باشد؛ به همین دلیل فیبر نوری به عنوان یکی از راهکارهای محبوب برای ارتباطات شبکه استفاده شود.
نحوه استفاده از شبکه فیبر نوری
برای استفاده از فیبر نوری، ابتدا باید یک شبکه فیبر نوری را برای انتقال اطلاعات ایجاد کرد. این شبکه می تواند شامل کابل‌های فیبر نوری، تجهیزات ارتباطی مانند سوئیچ‌ها و روترها و دستگاه‌های پایانی مانند کامپیوترها، تلفن‌های هوشمند و دستگاه‌های دیگر باشد.
پس از آن، اطلاعات باید به صورت دیجیتال در دستگاه‌های پایانی تولید شود و توسط یک مبدل به سیگنال نوری تبدیل شود سپس سیگنال نوری به کابل فیبر نوری منتقل می‌شود و به کمک تجهیزات ارتباطی، به دستگاه پایانی مقصد منتقل می‌شود. در دستگاه پایانی مقصد، سیگنال نوری به سیگنال دیجیتال تبدیل می‌شود و اطلاعات قابل فهم برای کاربران محصول می‌شود. این فرآیند به صورت دوطرفه صورت می‌گیرد، بنابراین؛ اطلاعات می‌تواند به طور همزمان در هر دو جهت منتقل شود.
فیبر نوری و اینترنت
فیبر نوری به عنوان یکی از اصلی‌ترین روش‌های انتقال اطلاعات در شبکه‌های اینترنت استفاده می‌شود. در زیر تعدادی از کاربردهای فیبر نوری در اینترنت را بررسی خواهیم کرد:
۱. اتصال به شبکه اینترنت
فیبر نوری برای اتصال منازل و شرکت‌ها به شبکه‌های اینترنت استفاده می‌شود. به دلیل سرعت بالا و پهنای باند بزرگ فیبر نوری، قابلیت انتقال اطلاعات با سرعت بالا را فراهم می‌کند.
۲. شبکه‌های دیتا سنتر
فیبر نوری در شبکه‌های دیتا سنتر و مراکز پردازش ابری استفاده می‌شود. با استفاده از فیبر نوری، حجم بالای داده‌ها بین سرورها و تجهیزات شبکه به سرعت بالا منتقل می‌شود.
۳. ارتباطات بین‌المللی
برای ارتباطات بین‌المللی و ارسال اطلاعات به صورت جهانی، فیبرهای نوری در زیردریاها به کار می‌رود. کابل‌های فیبر نوری زیردریایی در سراسر جهان وصل شده‌اند و این اتصالات برای انتقال داده‌ها و ارتباطات بین کشورها استفاده می‌شوند.
۴. اینترنت پرسرعت
فیبر نوری امکان ارائه اینترنت با سرعت بالا و پهنای باند بزرگ را فراهم می‌کند. این باعث می‌شود تا کاربران بتوانند با سرعت بالا و به صورت همزمان از خدماتی مانند استریمینگ ویدئو، دانلود سریع فایل‌ها و ارسال اطلاعات بزرگ بهره‌برداری کنند.
مزایای فیبر نوری
از مزیت‌های استفاده از فیبر نوری میتوان موارد زیر را نام برد:
۱) سرعت بالا
فیبر نوری از روشی به نام پرتو نوری برای انتقال داده استفاده می‌کند که باعث می‌شود سرعت انتقال داده‌ها بسیار بالا باشد.
۴) قابلیت انتقال داده‌های بزرگ
فیبر نوری به دلیل سرعت بالا و پایداری، قابلیت انتقال داده‌های بزرگ را دارد و به راحتی می‌تواند حجم زیادی از اطلاعات را در کمترین زمان ممکن منتقل کند.
۲) پایداری
فیبر نوری با وجود اینکه دچار خرابی می‌شود، اما در مقایسه با سایر روش‌های انتقال داده مانند کابل‌های مسی، پایداری بسیار بالایی دارد.
۵) برد بالا
فیبر نوری قابلیت انتقال داده‌ها به فاصله بسیار بالایی را دارد که به ما این امکان را می‌دهد که از طریق یک شبکه فیبر نوری، داده‌ها را به صورت همزمان و با سرعت بالا به نقاط دوردست منتقل کنیم.
۳) امنیت
فیبر نوری برای انتقال داده‌ها از روش رمزنگاری استفاده می‌کند که باعث می‌شود اطلاعات شما در حین انتقال از دسترس هکرها و دزدان اطلاعات در امان باشد.
۶) پهنای باند بیشتر
فیبر نوری پهنای باند بسیار بالایی دارد که به ما این امکان را می‌دهد که بتوانیم حجم بسیار زیادی از داده‌ها را به صورت همزمان از طریق یک خط انتقال داده‌ای منتقل کنیم.
اهمیت استفاده از فیبر نوری در مجتمع مسکونی
اجرای فیبر نوری در مجتمع‌های مسکونی به صورتی است که ابتدا باید شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات اینترنت و تلفن همراه، شبکه فیبر نوری را در محل مجتمع نصب کنند. سپس، این شبکه به طور مستقیم به واحدهای مسکونی متصل می‌شود و ساکنان می‌توانند با استفاده از این شبکه، به اینترنت با سرعت بالا دسترسی پیدا کنند و از خدمات دیگری مانند تلفن همراه و تلویزیون نیز استفاده کنند. علاوه بر این، فیبر نوری می‌تواند در سیستم‌های هوشمند ساختمان نیز به کار رود و به طور خودکار و هوشمند، سیستم‌های روشنایی، گرمایش و سرمایش و دیگر امکانات را کنترل کند.
از جمله موارد مورد توقع، بعد از استفاده از فیبر نوری در مجتمع‌های ساختمانی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
۱) تاثیر شبکه فیبر نوری بر سیستم امنیتی مجتمع مسکونی
با ارائه خدمات اینترنت، تلفن همراه و تلویزیون با سرعت بالا و کیفیت بالا، سیستم‌های امنیتی مجتمع مسکونی نیز قابلیت بهبود و پیشرفت خواهند داشت. به طور مثال، با استفاده از دوربین‌های مداربسته با قابلیت HD و ارتباط برقرار شده با سرعت بالا میتوان به صورت آنلاین و به صورت لحظه‌ای به نظارت و کنترل از راه دور بر روی سیستم امنیتی مجتمع مسکونی پرداخت. همچنین با استفاده از سامانه‌های هوشمند برای کنترل دسترسی ورود و خروج افراد، میتوان از سیستم امنیتی مجتمع مسکونی بهره بیشتری برد و از افزایش امنیت ساختمان بهره‌مند شد. در نتیجه، استفاده از فیبر نوری در سیستم‌های هوشمند ساختمان، می‌تواند به بهبود امنیت و افزایش رضایت ساکنان از ساختمان کمک کند.
۳) ارتباطات داخلی ساختمان
از فیبر نوری برای ارتباطات داخلی ساختمان هم استفاده می‌شود. این فناوری به عنوان روشی موثر برای انتقال داده‌ها، صدا و تصویر در مجتمع‌های بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله کاربردهای معمول فیبر نوری در این زمینه میتوان به شبکه‌های داخلی ساختمان، سیستم‌های تلفنی و شبکه‌های کامپیوتری اشاره کرد.
۲) فیبر نوری و سرعت اینترنت خانگی
فیبر نوری یک نوع کابل ارتباطی است که از جنس شیشه یا پلاستیک ساخته شده است و برای انتقال اطلاعات به صورت نوری از طریق تغییرات در شدت و فرکانس نور استفاده می‌شود. یکی از مزایای فیبر نوری نسبت به کابل‌های مسی، سرعت بالا، پهنای باند بیشتر، کاهش نویز و تداخل الکترومغناطیسی و همچنین برد بیشتر است.
۴) نورپردازی و نوردهی
فیبرهای نوری برای نورپردازی و نوردهی در ساختمانها استفاده می‌شوند. این فناوری به عنوان یک روش موثر و زیبا برای انتقال نور در طولانی‌مدت و در نقاط مختلف ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرد. مثال‌هایی از کاربردهای فیبر نوری در این زمینه شامل: روشنایی داخلی و خارجی ساختمانها، نمایشگرهای نوری، روشنایی زیردریایی استخرها و نمایشگاه‌ها می‌باشد.
ساختمان هوشمند و فیبر نوری
شبکه فیبر نوری، به عنوان یکی از تکنولوژی‌های پیشرفته ارتباطی، می‌تواند تاثیر بسیاری بر ساختمان هوشمند داشته باشد. با استفاده از این تکنولوژی، سرعت و پایداری خدمات اینترنت در ساختمان بالا می‌رود و این امر می‌تواند بهبود قابل توجهی در کارایی و عملکرد سیستم‌های هوشمند داشته باشد. علاوه بر این، شبکه فیبر نوری می‌تواند به عنوان یک زیرساخت قدرتمند برای ارتباطات دستگاه‌های هوشمند در ساختمان عمل کند. با استفاده از این تکنولوژی، دستگاه‌های هوشمند مختلف می‌توانند به صورت همزمان و با سرعت بالا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و به راحتی با یکدیگر هماهنگ شوند. همچنین، شبکه فیبر نوری می‌تواند به عنوان یک زیرساخت امنیتی برای ساختمان هوشمند عمل کند. با استفاده از این تکنولوژی، اطلاعات ارسالی بین دستگاه‌های هوشمند در ساختمان با سرعت بالا و به صورت رمزگذاری شده منتقل می‌شوند و به این ترتیب احتمال بروز خطرات امنیتی بسیار کمتر می‌شود .
به طور کلی، شبکه فیبر نوری می‌تواند به عنوان یک زیرساخت پایدار و قدرتمند برای ساختمان هوشمند عمل کند و بهبود قابل توجهی در کارایی و عملکرد سیستم‌های هوشمند داشته باشد.
برندینگ ساختمان با فیبر نوری
استفاده از فیبر نوری در سیستم‌های ارتباطات و هوشمند ساختمان، به عنوان یک فناوری پیشرفته و مدرن، می‌تواند به برندینگ ساختمان کمک کند. با ارائه خدمات اینترنت، تلفن همراه و تلویزیون با سرعت بالا و کیفیت بالا، ساکنان مجتمع با تجربه کاربری بهتری روبرو خواهند شد. در نتیجه، باعث افزایش اعتماد و رضایت مشتریان و بهبود تصویر برند ساختمان خواهد شد. همچنین، استفاده از فیبر نوری در سیستم‌های هوشمند ساختمان، نشان‌دهنده پیشرفت فناوری در ساختمان است و می‌تواند به بالا بردن شهرت و شناخت برند ساختمان کمک کند.
استفاده از فیبر نوری در ایران در حال رشد است و به مرور زمان افزایش می‌یابد. بر اساس آمارهای منتشر شده، در سال ۱۳۹۸ حدود ۴۰۰ هزار کیلومتر فیبر نوری در کشور نصب شده است و پیش‌بینی می‌شود که تا سال ۱۴۰۴ به بیش از یک میلیون کیلومتر برسد. در تهران هم استفاده از شبکه فیبر نوری به صورت گسترده‌ای صورت می‌گیرد و بسیاری از ارگان‌ها، شرکت‌ها و خانه‌ها از این فناوری استفاده می‌کنند.
اندیشه و لیلیان پالاس
برای اولین بار در منطقه و در یک مجتمع مسکونی، از فناوری ارتباطی فیبر نوری جهت آسایش و رفاه لازم ساکنین و همچنین برندینگ لیلیان پالاس در سطح شهر، بهره گرفته شده است.
فیبر خانگی (FTTH)
فیبر خانگی یا FTTH (سرنام عبارت Fiber to the Home) نصب و استفاده از فیبر نوری از یک نقطه مرکزی مستقیما به ساختمان‌های فردی مانند مسکونی، ساختمان‌های آپارتمانی و کسب‌وکارها برای ارائه دسترسی به اینترنت پرسرعت است. FTTH به طور چشمگیری سرعت اتصال در دسترس کاربران رایانه را در مقایسه با فناوری‌هایی که اکنون در بیشتر مکان‌ها استفاده می‌شود افزایش می‌دهد.
FTTH سرعت اتصال تا ۱۰۰ مگابیت در ثانیه را نوید می‌دهد. این سرعت‌ها ۲۰ تا ۱۰۰ برابر سریع‌تر از یک مودم کابلی معمولی یا ADSL است. پیاده‌سازی FTTH در مقیاس بزرگ پرهزینه خواهد بود زیرا مستلزم نصب مجموعه‌های کابل جدید بر روی کابل‌های فیبر نوری موجود به کاربران است.
FTTH چگونه کار می‌کند؟
ویژگی تعیین‌کننده FTTH این است که فیبر نوری را مستقیما به خانه‌ها متصل می‌کند. از فیبر نوری برای اکثر یا تمام ارتباطات راه دور آخر استفاده می‌شود. فیبر نوری داده‌ها را با استفاده از سیگنال‌های نوری برای دستیابی به عملکرد بالاتر منتقل می‌کند.
شبکه‌های دسترسی FTTH اساسا به این شکل هستند: کابل‌های فیبر نوری از یک دفتر مرکزی، از طریق یک هاب توزیع فیبر یا FDH، سپس از طریق یک نقطه دسترسی شبکه NAP، سپس از طریق پایانه‌ای که به عنوان یک اتصال عمل می‌کند به خانه وارد می‌شوند.
معماری و اجزای FTTH
دو نوع سیستم به کابل‌های فیبر نوری اجازه می‌دهند تا داده‌ها را با استفاده از نور منتقل کنند و FTTH را ممکن می‌سازند: شبکه‌های نوری فعال (AON) و شبکه های نوری غیرفعال (PON) هستند.
AONها از تجهیزات سوئیچینگ برقی برای هدایت فعال سیگنال‌ها به کاربران خاص استفاده می‌کنند. PONها از تقسیم‌کننده‌های نوری برای هدایت سیگنال به جای سوئیچ‌های برقی استفاده می‌کنند، به این معنی که کاربران PON فقط به تجهیزات برقی در انتهای گیرنده شبکه نیاز دارند.
هر دو نوع در پیاده‌سازی FTTH استفاده می‌شوند و هر کدام مزایای خود را دارند، اما اکثر پیاده‌سازی‌های FTTH از PON استفاده می‌کنند زیرا نصب آنها ارزان‌تر است و کارایی بالایی ارائه می‌دهند. توپولوژی شبکه PON ها به شرح زیر است:
- پایانه خط نوری (OLT) در دفتر مرکزی ارائه دهنده.
- واحدهای شبکه نوری (ONU) به محل کاربر نهایی نزدیکتر هستند.
- یک شبکه توزیع نوری (ODN) بین OLT و ONU برای تقسیم و توزیع سیگنال در امتداد PON.
مزایای استفاده از FTTH
مزیت اصلی FTTH افزایش عملکرد شبکه، به ویژه سرعت‌های بالاتر در مسافت طولانی است، که روش قدیمی استفاده از کابل‌های کواکسیال، هادی‌های زوج به هم تابیده و DSL نمی‌تواند به آن برسد.
به دلیل پهنای باند بسیار بالاتر، FTTH توسط کارشناسان به عنوان بهترین فناوری برای رسیدگی به نیازهای شبکه مصرف‌کننده در دهه‌های آینده در نظر گرفته می‌شود. برخی از مزایایی که به همراه دارد عبارتند از:
- عملکرد بهبود یافته برای پخش ویدیو با کیفیت بالا در برنامه‌هایی مانند YouTube و Roku.
- امکان ارتقای چندگانه را بدون نیاز به جایگزینی فیبر فراهم می‌کند، که باعث می‌شود برخی FTTH را «اثبات آینده» بخوانند. زیرساخت اطراف فیبر را میتوان بدون نیاز به به‌روزرسانی خود فیبر به روز کرد.
- سرعت‌های بالاتر در مسافت‌های طولانی‌تر نسبت به فناوری‌های قبلی.
FTTH در مقایسه با FTTN و FTTC
FTTH یک نسخه خاص‌تر از اصطلاح فیبر به هر چی (FTTx) است، که در آن x نشان دهنده نقطه‌ای از شبکه است که در آن کابل فیبر نوری برای ارائه خدمات به ساختمان‌های مجاور متصل می‌شود. در هر ترم، محل توقف فیبر نوری و انتقال سیگنال به کابل فلزی متفاوت است. تمام نسخه‌های FTTx نیروی محرکه دسترسی نسل بعدی (NGA) هستند که به معنای ارتقاء سرعت و کیفیت شبکه‌های با پهنای باند بالا است.
فیبر خانگی به این دلیل نامگذاری شده است که کابل مستقیما به خانه کاربر متصل می شود. FTTB (فیبر به ساختمان) و FTTP (فیبر به محل) می‌توانند به جای هم با FTTH استفاده شوند، زیرا ساختار شبکه یکسان است و واژگان خانه، ساختمان و محل همگی برای توصیف خانه‌ای که شبکه‌های فیبر مستقیما به آن متصل می‌شوند استفاده می‌شود. به یک تفاوت کوچک بین FTTH و FTTB این است که FTTH فیبرهای نوری را مستقیما به خانه‌ها متصل می‌کند، که ممکن است چندین مورد در یک ساختمان وجود داشته باشد. در FTTB، فیبرهای نوری به ساختمان متصل می‌شوند و سپس کابل‌های فلزی به واحدهای منفرد – خانه‌ها یا دفاتر – داخل وصل می‌شوند.
FTTC، یا فیبر به حاشیه، به این دلیل نامگذاری شده است که به جای اتصال مستقیم به یک ساختمان، خانه یا محل، کابل فیبر نوری به حاشیه نزدیک خانه‌ها یا مشاغل متصل می‌شود. ساختمان به کاربران نهایی فیبر به گره (FTTN) به تنظیماتی اشاره دارد که در آن فیبر نوری به کابینت یا گره شبکه متصل می‌شود و سیگنال را به سیم مسی در آن نقطه ارسال می‌کند.
چندین نسخه دیگر از FTTx وجود دارد، از جمله:
- FTTT که در آن، کابل‌های فیبر نوری به طور مستقیم به تجهیزات دسکتاپ در یک دفتر متصل می‌شوند.
- FTTO مانند FTTT، کابل فیبر نوری به یک سوئیچ کوچک در دسکتاپ کاربران در دفتر متصل می‌شود. معمولاً چندین سوئیچ در سراسر دفتر وجود دارد که از یک مکان مرکزی مدیریت می‌شوند.
- FTTS بین FTTB و FTTC قرار می‌گیرد. به سیم مسی نزدیکتر از FTTC اما دورتر از FTTB که مستقیما به ساختمان متصل می‌شود، منتقل می‌شود.
- FTTdp ترکیبی بین FTTC و FTTN است. انتهای فیبر به آخرین نقطه توزیع ممکن قبل از محل کاربر نهایی متصل می‌شود.
بسیاری از نام‌های اختصاری دیگر در دسته FTTx وجود دارد، اما تنها تمایز عمده بین آنها نقطه‌ای است که در آن کابل فیبر به پایان می‌رسد و کابل‌کشی فلزی شروع می‌شود.
یک اصطلاح که کمی با FTTH متفاوت است، بی‌سیم ثابت (fixed wireless) است، که به جای تغییر از فیبر نوری به کابل فلزی در نقطه پایانی فیبر، سیگنال بی‌سیم را به خانه منتقل می‌کند. این امر نیاز به کابل‌کشی در آخرین بخش شبکه را که بیشترین هزینه در نصب آن متحمل می‌شود، از بین می‌برد.
سیر تکاملی FTTH
FTTH از دهه ۱۹۸۰ رشد کرده است تا نیازهای شبکه رو به رشد دنیای مدرن را برآورده کند. بسیاری از کابل‌های فیبر که در دهه ۱۹۸۰ اجرا شدند، امروزه هنوز مورد استفاده قرار می‌گیرند، که نشان از انعطاف‌پذیری آنها در طول زمان است. از دهه ۱۹۸۰، نصب فناوری فیبر آسان‌تر و ارزان‌تر از گذشته شده است. امروزه استفاده از FTTH و فیبر نوری همچنان در حال افزایش است.
در کلیه واحدهای لیلیان پالاس سیستم فیبر نوری بصورت FTTH ایجاد شده است که زیرساخت مناسبی برای هوشمندسازی ساختمان به‌شمار می‌رود.
