مشخصات کلیدی شبکه فیبر نوری

مشخصات کلیدی شبکه فیبر نوری، در طراحی یک سیستم فیبر نوری، ابتدا بایستی الزامات کاربردی خود را تعریف نماییم تا بتوانیم اجزای مورد نیاز خود را مشخص کنیم. البته، اغلب اوقات، این فرایند بسیار ساده است: ما یک برنامه کاربردی مانند OptiSystem یا نرم افزار های مشابه را میتوانیم به کار گیریم. با مشخص نمودن مشخصات کلیدی شبکه فیبر نوری و تمامی اجزای استاندارد می توان به راحتی شبکه نوری گیگابیت را پیاده سازی نمود و می توانیم بسیار مطمئن باشیم که سیستم به درستی فعالیت می نماید. از این رو، کمیته‌های استاندارد فرایند را برای ما انجام داده‌اند و تمام ویژگی‌های حیاتی لینک را تعریف نموده اند.

سوالات اصلی در طراحی لینک نوری مربوط به نرخ داده و فاصله است. چقدر سریع؟ تا چه مسافتی؟ پاسخ به این سؤالات محدودیت های کاربردی اساسی را به ما ارائه می دهد.

هنگامی که ما نیازهای اصلی سرعت و مسافت را داشته باشیم، می‌توانیم سایر عوامل دخیل در برآوردن برنامه را ارزیابی نماییم:

1. نوع فیبر نوری “Type of fiber”
2. طول موج عملیاتی “Operating wavelength”
3. توان فرستنده “Transmitter power”
4. نوع منبع: LED، لیزر DFB، VCSEL و …
5. حساسیت گیرنده
6. کد مدولاسیون
7. BER
8. سازگاری اینترفیس (رابط) “Interface compatibility”
9. نگرانی های زیست محیطی
10. نگرانی های مکانیکی
11. تعداد و نوع اتصالات
12. بودجه افت “Loss budget”
13. جریمه های توان سیستم

در کاربردهای مبتنی بر استاندارد، کمیته‌های استاندارد پیش تر تمامی این الزامات را شناسایی و ارائه نموده اند. دلیل آن به اندازه کافی ساده است. کاربران می‌خواهند تجهیزات فیبر نوری را خریداری و نصب نمایند، کابل‌ های فیبر نوری را متصل نمایند و سیستم را بدون مهندسی گسترده فعال سازند. در شبکه‌های LAN (شبکه های پیش از روتر)، به طور معمول چنین است. محدودیت‌های سیستم و مشخصات کلیدی شبکه فیبر نوری به خوبی تعریف شده‌اند. در سیستم‌های پیچیده‌تر، مانند شبکه های مترو metro و یا شبکه‌های با مسافت طولانی long-haul، زمان مهندسی قابل‌توجهی به طراح سیستم داده می‌شود تا از کارکرد آن اطمینان حاصل شود.

در یک شبکه ساده، مانند یک شبکه LAN در سطح سازمانی، بیشتر اتصالات لینک های نقطه به نقطه “point-to-point” هستند. نگرانی اصلی پیروی از قوانین کابل کشی و اتصال سربندی سیستم به یکدیگر است تا اطمینان حاصل شود که توان نوری کافی به گیرنده می رسد. این کار نسبتا ساده است. به طور کلی، ما می دانیم که چه مقدار توان به فیبر نوری وارد می شود. ما می دانیم که چه مقدار افت در طول مسیر مجاز است. بنابراین، می توانیم محاسبه کنیم که چه مقدار توان به گیرنده می رسد.

اما در شبکه های پیچیده، عوامل زیادی محاسبات را پیچیده تر می کنند،‌ شامل:

1. باند طول موج های متعدد، که هر کدام ممکن است کمی متفاوت توسط سیستم بحث شوند
2. مالتی پلکسرها مضاعف “Add-drop multiplexers”
3. تقویت کننده های نوری که توان را در طول فواصل افزایش می دهند
4. سایر مؤلفه‌ها در طول مسیر که به افت (یا بهره “gain”) کمک می‌کنند
5. چندین مسیر (مانند شبکه های ring و مش mesh برای محافظت از خطا)، که به معنای رسیدن سطوح مختلف توان نوری به گیرنده است.
6. کنترل کننده های مانیتورینگ و دستگاه‌های مشابهی را که مقدار کمی از توان نوری را حذف می‌کنند،
7. اثرات غیرخطی در سیستم‌های پرتوان و پرسرعت، که محدودیت‌های بیشتری بر روی توان مورد نیاز در گیرنده ایجاد می‌نماید.

سیستم های پیچیده و مقیاس بزرگ در سطح بین قاره ای خارج از محدوده بحث ما در اینجا قرار می گیرند. طراحی شبکه فیبر نوری بین قاره ای بسیار پیچیده تر است، با این حال، ما به روش اساسی ارزیابی مسیر نوری خواهیم پرداخت.

به عبارت ساده تر، مشکل اصلی ارائه و رساندن توان کافی نزد گیرنده جهت رسیدن به BER مناسب در سرعت مورد نظر می باشد. بنابراین، سه نگرانی اصلی عبارتند از توان خروجی فرستنده، حساسیت گیرنده، و افت کمتر در طول مسیر نوری بین فرستنده و گیرنده. فرض نمایید که ما یک سیستم را بررسی می نماییم و در آن BER به اندازه کافی پایین‌ نیست، چراکه توان کافی به یک گیرنده خاص منتقل نمی‌شود. ما می توانیم چندین کار را انجام دهیم:

1. الزامات BER را تغییر دهید تا توان گیرنده به میزان کافی باشد (استراتژی نقطه گذاری)
2. از فرستنده ای با توان خروجی بالاتر استفاده نماییم
3. از گیرنده حساس تری استفاده کنیم
4. از یک فیبر با افت کمتر استفاده کنیم تا توان کمتری از دست برود، طول لینک کوتاه‌تر را دوباره جهت افت مسیر کمتر مشخص نماییم،
5. از کانکتورها یا فیوژن های کمتری با افت قرارگیری کمتر استفاده کنیم

کابل های فیبر نوری

کابل های شبکه مسی

تجهیزات فیبر نوری