صنعت فیبر نوری

به دلیل نیاز روز افزون به اینترنت دارای پهنای باند و سرعت بالاتر، صنعت فیبر نوری هر روز گسترش بیشتری پیدا می‌کند. برای درک بهتر عملکرد شبکه فیبر نوری نیاز به آشنایی با اصطلاحات رایج در این صنعت داریم. در این نوشتار به معرفی این اصطلاحات می‌پردازیم.

موارد مربوط به فیبر نوری

Optical Fiber - فیبر نوری: رشته‌های نازک بسیار شفاف شیشه‌ای و گاهی پلاستیکی که نور را هدایت می‌کنند.

Core - هسته: مرکز فیبر، قسمتی که نور در آن جابجا می‌شود.

Cladding - روکش: لایه اپتیکال بیرونی فیبر که باعث می‌شود نور از داخل هسته خارج نشود و به مسیرش ادامه دهد. (حتی در مواقع وجود انحنا.)

Coating/Buffer - بافر یا روکش کوتینگ: پوششی محافظ که مستقیماً روی فیبر اعمال می‌شود.

strengthening Fiber - الیاف محافظ: از هسته در مقابل آسیب‌دیدگی در هنگام نصب و یا فشار خارجی محافظت میکند.

Cable Jacket - پوشش کابل: لایه خارجی فیبر نوری

Cable Plant: ترکیبی از بخش‌های کابل فیبر نوری، کانکتورها و Spliceهای تشکیل دهنده مسیر نوری بین دو ترمینال.

Mode stripper: وسیله‌ای است که نور را در روکش فیبر نوری از بین می‌برد.

PCS_Plastic clad silica : فیبر ساخته شده با هسته شیشه‌ای و روکش پلاستیکی.

Buffer coating or primary coating - پوشش بافر یا پوشش اولیه: روکش محکم قسمت خارجی فیبر که از هسته فیبر در مقابل رطوبت و آسیب‌های فیزیکی محافظت می‌نماید.

Mode - حالت: الگوی میدان الکترومغناطیسی واحد که فیبر را طی می‎‌‎‌‎‎‎‌‍‌‎‎‌کند.

Multimode fiber - فیبر مالتی مود: نوعی فیبر با هسته ضخیم (بیشتر اوقات 62.5 میکرون و گاهی 50 میکرون) و از منبع نور LED با طول موج 850 و 1300 نانومتر برای فواصل کوتاه استفاده می‌کند.

Single Mode fiber - فیبر سینگل مود: دارای هسته بسیار باریکتر در حدود 9 میکرون است. از منبع نور لیزر با طول موج 1300 و 1550 نانومتر و برای فواصل طولانی و سرعت‌های بالا استفاده می‌شود

هر دو نوع مالتی مود و سینگل مود دارای قطر خارجی 125 میکرون (کمی ضخیم‌تر از قطر موی انسان) هستند.

(Plastic optical fiber (POF - فیبر نوری پلاستیکی: نوعی فیبر ضخیم (در حدود 1 میلیمتر) از نوع مالتی مود (Multimode) که برای فواصل کوتاه و سرعت‌های پایین استفاده می‌شود. همچنین از POF برای استاندارد جدید سیستم ارتباطی بین اتومبیل‌ها (MOST) استفاده شده است.

Cable - کابل: فیبرهای نوری برای سالم ماندن در محیط‌های مختلف نیاز به محافظت دارند و این کار توسط کابل انجام می‌شود. کابل‌های نوری از یک تا صدها فیبر را درون خود جای می‌دهند.

Jacket: پوشش محکم خارجی فیبر نوری است. کابل‌هایی که درون ساختمان‌ها نصب می‌شوند باید دارای Jacket با خواص ضد آتش باشند.

Strength members: از جنس الیاف Aramid در مرکز کابل فیبرنوری قرار دارد و کار آن جلوگیری از کشش بیش از حد کابل فیبرنوری در زمان اجرای آن است.

Armor - زره: از جویده شدن فیبر توسط جوندگان جلوگیری می‌کند.

موارد مربوط به ترمینال

Termination: آماده‌سازی انتهای فیبر برای اتصال به فیبر یا وسیله دیگر.

Connector - کانکتور: وسیله‌ای برای اتصال غیر دائمی دو فیبر و یا فیبر به تجهیزات.

Ferrule - فرول: لوله‌ای که فیبر را برای هم‌ترازی (alignment) نگه می‌دارد. فرول معمولا قسمتی از کانکتور است.

End finish: کیفیت سطح انتهایی یک فیبر که برای اتصال به کانکتور آماده شده است.

Splice - اتصال: اتصال دائمی بین دو فیبر.

Mechanical Splice - اتصال مکانیکی: اتصالی که در آن فیبر با روش‌های مکانیکی تراز شده است.

Attenuator - تضعیف کننده: وسیله‌ای است که با ایجاد افت باعث کاهش توان سیگنال در یک لینک فیبر نوری می‌شود.

مشخصات عملکرد فیبر نوری

Attenuation - میرایی: کاهش میزان قدرت نوری بر اثر عبور از فیبر.

Attenuation Coefficient - ضریب میرایی: ویژگی میرایی سیگنال نوری در واحد طول dB/km.

Absorption - جذب: آن بخش از افت سیگنال نوری که حاصل از تبدیل قدرت نوری به گرما است.

Backscattering: پراکندگی نور در فیبر، به سمت منبع. دستگاه OTDR از این خصوصیت برای اندازه‌گیری استفاده می‌کند.

Bending loss - افت حاصل از خمش: افت ناشی از فشار روی فیبر در اطراف شعاع خمیدگی در فیبر.

Bit - بیت: پالس الکتریکی یا نوری که حاوی اطلاعات است.

(Bit Error Rate (BER: بخشی از بیت‌های داده‌ی منتقل شده که با خطا دریافت می‌شوند.

Bandwidth - پهنای باند: محدوده فرکانس سیگنال یا bitrate  که اجزای شبکه فیبر نوری در آن فعال هستند.

(Decibels (dB - دسی‌بل: واحد اندازه گیری قدرت نوری که نشان دهنده قدرت نسبی است. 10- دسی بل به معنای کاهش قدرت 10 برابر است.

(Micron (m - میکرون: واحد اندازه طول موج نور.

Short wavelength - طول موج کوتاه: یک اصطلاح معمول برای نور در دامنه‌‌های 665 ، 790 و 850 نانومتر است.

(Nanometer (nm - نانومتر: واحد اندازه طول موج نور. (به معنی یک میلیاردم متر).

Optical Loss - افت نوری: مقدار انرژی نوری از دست رفته به عنوان پرتو نور که از طریق فیبر، اتصال‌ها، اسپلیترها و ... ایجاد می‌شود. افت نوری با dB بیان می‌شود.

Optical Power - قدرت نوری: با dBm اندازه گیری می‌شود. در حالی که افت نوری یک میزان نسبی است، قدرت نوری میزانی مطلق است که با آن فرستنده و گیرنده تست می‌شوند.

Scattering - پراکندگی: تغییر مسیر نور که بر اثر برخورد با ذرات کوچک اتفاق می‌افتد و باعث ایجاد افت در فیبر نوری می‌گردد. Scattering به وسیله دستگاه OTDR اندازه گیری می‌شود.

Wavelength - طول موج: نور تابش الکترومغناطیسی در قسمت خاصی از طیف الکترومغناطیسی است. فیبرهای نوری در محدوده مادون قرمز کار می‌کنند. چشم انسان قابلیت تشخیص این طیف نور را ندارد.

ابزارها  

Jacket Stripper - استریپر: وسیله‌ای برای از بین بردن روکش بیرونی کابل است‌.

Fiber Stripper - استریپر فیبر: نوعی استریپر دقیق که برای از بین بردن پوشش بافر فیبر استفاده می‌شود. سه نوع مختلف با نام‌های تجاری Miller Stripper ,No-Nik ,Micro Strip وجود دارد.

Cleaver: ابزاری برای "شکستن"  دقیق فیبر تا انتهای مسطح برای پولیش یا اتصال (Splice) ایجاد شود.

Scribe: نوعی قلم سخت و تیز که فیبر را خراشیده و اجازه می‌دهد تا شکسته شود.

تجهیزات تست

Optical Power Meter: ابزاری که قدرت نوری را از انتهای یک فیبر اندازه گیری می‌کند.

Light Source: ابزاری که از لیزر یا LED برای ارسال سیگنال نوری به فیبر استفاده می‌کند.  

(Optical Loss Test Set (OLTS: ابزاری برای اندازه‌گیری افت نوری.

(Optical time domain reflectometer (OTDR: وسیله‌ای که از طریق backscattered (پراکندگی نور) اشکالات فیبر را تشخیص می‌دهد.

Mating Adapter: به آن coupler نیز گفته می‌شود، دو کابل با کانکتور را  با هم  جفت می‌کند.

Fiber Tracer: ابزاری که امکان بررسی بصری از پیوستگی و ردیابی کانکشن‌های صحیح را می‌دهد.

 Visual Fault Locator: دستگاهی که مانند Fiber Tracer ردیابی بصری و آزمایش پیوستگی را امکان پذیر می‌کند.

Jumper cable - کابل جامپر: کابل فیبر منفرد کوتاه همراه با کانکتور در هر دو انتها که برای اتصال به کابل‌های دیگر یا آزمایش استفاده می‌شود.

Reference Test Cables - کابل‌‌های تست مرجع: کابل‌‌های فیبر کوتاه، تک و دارای کانکتور در هر دو سر که برای آزمایش کابل‌های ناشناخته استفاده می‌شوند.

Launch cable: یک کابل جامپر با کیفیت بالا که به منبع متصل می‌شود و به عنوان مرجع برای تست افت نوری کالیبره می‌شود. 

تجهیزات انتقال

Erbium-doped fiber amplifier - EDFA:  تقویت کننده تمام نوری برای سیستم‌های انتقال سینگل مود 1550 نانومتر.

Fiber Amplifier - تقویت کننده فیبر: تقویت کننده تمام نوری برای افزایش توان خروجی سیگنال بدون تبدیل الکتریکی.

Optical amplifier تقویت کننده نوری: وسیله‌ای برای افزایش توان خروجی سیگنال بدون تبدیل الکتریکی.

Scrambler Mode: وسیله‌ای است که قدرت نوری را در فیبر تقسیم می‌کند تا توزیع انرژی برابر در همه مود‌ها حاصل شود.

Network - شبکه: سیستم متشکل از کابل ها، سخت افزار و تجهیزات مورد استفاده برای ایجاد ارتباطات.

Optical switch - سوئیچ نوری: دستگاهی که یک سیگنال نوری را از یک یا چند پورت ورودی به یک یا چند پورت خروجی هدایت می‌کند.

Receiver - گیرنده: وسیله‌ای که در لینک‌های فیبر نوری، نور را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند.

Talkset, fiber optic: وسیله ارتباطی است که امکان ایجاد ارطباط صوتی را در از طریق فیبرهای استفاده نشده فراهم می‌کند.

Repeater, regenerator: دستگاهی که در لینک‌های فیبر نوری بسیار طولانی استفاده می‌شود. سیگنال فیبر نوری را دریافت کرده و آن را برای انتقال مجدد، بازسازی می‌کند.

Detector: یک فتودیود است که سیگنال‌‌های نوری را به سیگنال‌‌های الکتریکی تبدیل می‌کند.

موارد دیگر

CATV: مخفف "Community Antenna Television" یا تلویزیون کابلی.

Cutback method – روش کات‌بک: تکنیکی برای اندازه گیری میزان فیبرِ لختِ از دست رفته.

Loss budget: ماکسیمم افت قابل قبول در یک لینک مشخص.

Margin - حاشیه: مقدار افت اضافی است که در یک لینک قابل تحمل است.

(Wavelength division multiplexing (WDM: تکنیکی برای ارسال سیگنالِ چندین طول موج مختلف نور به طور همزمان به فیبر.