تاریخچه مخابرات نوري :
در طول سالهاي گذشته شکلهاي مختلفی از سیستمهاي مخابراتی عرضه شده است علت اصلی این حرکت و پیشرفت ،ارسال و انتقال اطلاعات و پیامها به فاصله هاي دورتر و افزایش سرعت انتقال و حجم بیشتري از اطلاعات در واحد زمان (ظرفیت سیستم) بوده است.
سیستمهاي مخابراتی که تا قرن نوزدهم وجود داشت ، در یک سطح ابتدائی و با ظرفیت بسیار پایین بود. آشنائی بشر با نور به زمانهاي بسیار دیرین باز می گردد و حتی می توان گفت که بشر از همان آغاز پیدایش به کمک چشم خود که آشکار ساز نوري بسیار حساسی است بوجود نور پی برده است. آتش را می توان یکی از اولین سیستمهاي ارتباط نوري دانست که براي علامت دادن در بین یونانیها و ایرانیان باستان در جنگ متداول بود و معنی و مفهوم آن بستگی به قراردادي داشت که بین ارسال کننده و دریافت کننده گذاشته شده بود.
فیبر نوري از تمام محیط هاي انتقال شناخته شده داراي پهناي باند وسیعتر و افت کمتري می باشد این دو مزیت دو عامل عمده در ارزیابی سیستمهاي مخابراتی بشمار می رود فیبر نوري که تا چند سال پیش (سال 1980) صرفاً جنبه آزمایشگاهی داشت امروز نه تنها به مرحله تولید و ساخت رسیده بلکه تا پایان سال 1985 در حدود 1.5 میلیون کیلومتر کابل نوري در سراسر گیتی نصب شده است. کابل هاي نوري مانند کابلهاي مسی می توانند بصورت هوائی ، کانالی ، خاکی و یا در زیر دریاها نصب شوند ولی بعلت محدودیت هایی که در موقع نصب و یا ساخت کابل بوجود می آید طول کابل نیز محدود خواهد بود. معمولاً طول کابل نوري بر حسب کاربرد آن بین چند صد متر تا چند کیلومتر متفاوت می باشد ، طول هاي کوتاهتر براي موقعی که کابل در کانال کشیده می شود و کابل هاي با طول بلندتر بصورت هوائی و خاکی قابل نصب است براي خطوط انتقال بلندتر از طول کابل نوري ، قطعات کابل و فیبر نوري به یکدیگر پیوند زده می شود.
براي اولین بار در آمریکا در سال 1983 یعنی بین دو شهر واشنگتن و نیویورك بطول 400km فیبر نوري بعنوان محیط انتقال بکار گرفته شد و در تابستان سال 1984 مورد بهره برداري قرار گرفت. در ایران نیز اولین بار در سال 1367 بین تهران و کرج فیبر تک مدي بطول 45km با همکاري شرکت زیمنس آلمانی و با افت 0.36db/km در طول موج 1310nmبه صورت کانالی کشیده شد.
فیبر نوري در زمینه زیردریایی نیز جاذبه زیادي از خود نشان داده است بطوریکه در سال 1988 دو قاره اروپا و آمریکا از طریق کابل نوري زیر دریائی بهم مربوط گردیده اند با این اقدام بار ترافیکی ماهواره ها نیز کاهش خواهد یافت مشاهدات روزانه نشان می دهد که ارتباطات همواره در حال توسعه بوده و بخصوص در سال هاي اخیر تکامل بیشتري یافته و صحنه رقابتی براي کسانیکه دست اندر کار تهیه تسهیلات جدیدي از قبیل سیستم سوئیچینگ و تکنیک هاي مدرن انتقال و محیط انتقال در زمینه مخابراتی می باشند گشته است. در حقیقت نوع سرویس هاي جدیدي که ابداع گردیده استفاده صحیح از پهناي باند مفید و نیز ساختمان شبکه ها که بتدریج پیچیده تر و به فرم دیجیتال تغییر یافته و در دراز مدت بصورت ISDN(Inte grated . Service Digital . Network) در خواهد آمد ، موجب گشته که محیط هاي انتقال مورد مطالعه و بررسی بیشتر قرار گیرد که یکی از نتایج این مطالعه در زمینه هاي محیط هاي انتقال فیبر نوري می باشد.
شاید با جرأت بتوان گفت که بشر قرن بیست و یکم را که قرن کامپیوتر و مخابرات دانسته اند ، سیستمهاي مخابرات نوري را بعنوان زیر بناي اصلی شبکه هاي مخابراتی جهانی خود تدارك دیده است.
مزایاي سیستم انتقال فیبر نوري
.1پهناي باند بسیار زیاد
پهناي باند بسیار زیاد، در نتیجه ظرفیت انتقال بیشتر Band Width ،فرکانس این سیستم در محدوده 1012 تا 1016 هرتز است و در مقایسه با سیستم کابلهاي فلزي قابلیت بسیار زیادي را ارائه می دهد فرکانس نور مورد استفاده در این سیستم ارتباطی معمولاً نزدیک به اشعه مادون قرمز و حدود HZ1014 یا GHZ105 می باشد لازم به یادآوري است که سیستم ارتباط از طریق کابل کواکسیال داراي پهناي باند حدود 500MHZ بوده و سیستم امواج میلیمتري رادیویی در حدود 700MHZ پهناي باند دارد. بنابراین حجم اطلاعاتی که توسط کابل هاي فیبر نوري قابل انتقال است خیلی بیشتر از بهترین سیستم کابل هاي مسی می باشد. با توجه به اینکه در کابل هاي کواکسیال هنگامی که فرکانس از 100MHZ بیشتر شود انتقال تنها در مسافت چند کیلومتر امکان پذیر است.
.2تضعیف بسیار کم Attenuation
تضعیف بسیار کم فیبرهاي نوري از امتیازات مهم آن بشمار می رود و این فیبرها را در مسافت زیاد بدون استفاده از ریپیتر می توان مورد استفاده قرار داد. تضعیفی در حدود 0.2db/km در مورد فیبرهایی که هم اکنون بطور معمول مورد استفاده قرار می گیرند وجود دارد تضعیف در طول موج هاي مختلف متفاوت است و بستگی به عوامل زیادي دارد که در بحث مربوط به تضعیف مفصلاً شرح داده خواهد شد ولی در طول موج هاي 1600-1100 نانومتر کمترین تضعیف بدست آمده است مثلاً در طول موج µm1.55 و تضعیف 0.2db/km و در طول موج 1.3 تضعیف حدود 0.3db/km را داریم.
3. وزن کم و قطر کوچک Small size and weight
مزیت دیگر ، کوچک بودن قطر کابل که باعث کمتر اشغال نمودن کانال می گردد. قطر رشته هاي فیبر نوري در حدود قطر موي سر بوده و هنگامیکه تعدادي از این رشته ها بطور مجتمع در یک پوسته قرا گرفته و بعنوان کابل مورد استفاده قرار می گیرد باز هم قطر بسیار کمی را دارا خواهد بود. قطر فیبرها با توجه به نوع آنها متفاوت است. مثلاً براي فیبر تک مدي قطر هسته بین 12(-3) میکرومتر و قطر پوشش (غلاف) بین 125(-05) میکرومتر می باشد و بطور کلی با توجه به قطر کم داراي وزن بسیار کمی نیز می باشد که طول زیادي از کابل روي یک قرقره بسته می شود و به سادگی حمل می گردد اگر یک مقایسه نسبی بین فیبر نوري و کابل مسی داشته باشیم. 40 کیلومتر فیبر نوري داراي وزنی معادل 1kg است در صورتیکه یک و نیم کیلومتر سیم مسی با قطر 0.32 میلی متر داراي وزن 1kg می باشد. همچنین در هواپیما که وزن کم اهمیت ویژه اي دارد از فیبر نوري می توان استفاده کرد. بطور مثال در هواپیماي جنگی میراژ 2000 حدود 16km فیبر نوري بکار رفته است.
4. ایزولاسیون کامل الکتریکی Electrical Isolation
عدم تأثیر جریانات القائی الکتریکی بر روي موج برهاي نوري نیز یکی از خواص مهم فیبر نوري می باشد. میدان هاي ناشی از تشعشع کابل هاي برق تأثیري در این موج برها ندارند و می توان رشته هاي سیم مسی را هم در کابل نوري پیش بینی کرد و برق مورد نیاز تقویت کننده هاي بین راه را از این طریق تأمین کرد و یا می توان خطوط فیبر نوري را در روي دکل هاي برق فشار قوي نصب کرد.
5. مصونیت در برابر تداخل و هم شنوایی Immunity to inter ference and crosstalk
امواج الکترو مغناطیس و امواج با فرکانس رادیوئی اثري بر روي کابل هاي فیبر نوري ندارند بنابراین سیستم ارتباطات نوري در مقابل محیط آلوده به نویز مصون بوده علاوه بر این کابل هاي فیبر نوري که در مجاور هم هستند نیز بر روي یکدیگر اثرات القایی ندارند و بر خلاف کابل هاي مسی ، پدیده کراستاك در آنها بسیار ناچیز است و استفاده در کاربردهاي نظامی که مسئله تداخل با دیگر امواج الکترو مغناطیس اهمیت دارد. طبیعت عایق فیبر نوري امکان هر نوع تداخل را از بین می برد و در فیبر نوري نگرانی از اتصال به زمین براي موج بر وجود ندارد.
6. امنیت سیگنال Signal Security
نوري که از فیبرهاي نوري عبور می کند فاقد پدیده تشعشع بوده و بنابراین اطلاعات ارسالی از طریق سیستم ارتباطات فیبر نوري در مسیر انتقال قابل بهره برداري و استفاده هاي استراق سمع نمی باشد و براي مقاصد نظامی ایده آل می باشد.
7. فراوانی و ارزان بودن موارد Potential Low Cost
یکی دیگر از مزایاي فیبر نوري این است که ماده اولیه آن شیشه سیلیکا است و آن را در همه جا می توان یافت. چرا که منبع اصلی سیلیکا ، سنگ و شن و ماسه است. در نتیجه قیمت کابل هاي فیبر نوري بسیار ارزانتر از کابل هاي مسی تمام می شود.
8.نگهداري آسان Eeasy of maintenance
با توجه به تضعیف کم این کابل ها نیاز کمتري به وجود ریپتر در طول مسیر می باشد. یعنی فاصله تکرار کننده ها نسبت به سیستم هاي کابل هاي مسی بیشتر است در نتیجه تعمیرات این کابل ها ساده تر و با هزینه و وقت کمتري انجام پذیر است و چون تعداد مفصل ها نسبت به کابل مسی کمتر است و در هر مفصل مقداري تضعیف داریم در نتیجه خرابی کمتر و نصب نگهداري آسانتر می باشد ، طول هر کابل فیبر نوري در حدود چندین کیلومتر می باشد.
9. ظرافت و قابلیت انعطاف Ruggedness and Flexibility
ظرافت و قابلیت خمش این رشته هاي موئین ضمن بوجود آوردن تسهیلاتی در امر جابجایی و انبار نمودن و کابلکشی ، وجود روکش هاي محافظ را جهت این کابل ها شایسته اهمیت می سازد.
10. مصونیت در مقابل عوامل جوي و رطوبت
فیبرهاي نوري در محیط هاي مرطوب و در درجه حرارت هاي ( -30 ocتا - 70oc) بازدهی خود را از دست نمی دهد.