تفاوت کابل فیبر نوری و کابل شبکه مسی در چیست؟ بررسی مزایا، معایب و کارایی

کابل کواکسیال، کابل فیبر نوری و کابل شبکه مسی سه نوع عمده کابل شبکه در سیستم های ارتباطی هستند که هر کدام برای کاربرد های مختلف مناسب می باشند. از آنجا که هر کدام از آنها به یک اندازه در ارتباطات شبکه استفاده می شوند، قصد داریم در این مقاله به تفاوت های کابل فیبر نوری و کابل شبکه مسی و مزایا و معایب کابل فیبر نوری بپردازیم.

کابل فیبر نوری چیست و چرا در شبکه‌های امروزی اینقدر پرطرفدار شده است؟ مزایا و معایب فیبر نوری کدامند؟ آیا آینده کابل‌های شبکه به سمت فیبر نوری می‌رود؟

کابل فیبر نوری (Optical Fiber Cables)

کابل فیبر نوری(Optical Fiber Cables)

کابل فیبر نوری یا تار نوری به انگلیسی Optical Fiber رشته باریک و بلندی از یک ماده شفاف مثل شیشه یا پلاستیک است که می‌تواند نوری را که از یک سرش به آن وارد شده، از سر دیگر خارج کند.

کابل فیبر نوری یک نوع کابل شبکه است که از یک یا چند تار فیبر نوری برای انتقال دیتا تشکیل شده است. کابل فیبر نوری دیتا را بصورت پالس های نوری در تار فیبر نوری، انتقال می دهد. ظرفیت انتقال داده در کابل فیبر نوری حدود 26 هزار برابر بیشتر از کابل شبکه ی مسی است.

فیبر نوری دارای پهنای باند بسیار بالاتر از کابل‌های معمولی می‌باشد.

با فیبر نوری می‌توان داده‌های تصویر، صوت و داده‌های دیگر را به راحتی با پهنای باند بالا تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه و بالاتر انتقال داد.

امروزه مخابرات فیبر نوری، به دلیل پهنای باند وسیعتر در مقایسه با کابل‌های مسی، و تاخیر کمتر در مقایسه با مخابرات ماهواره‌ای از مهم‌ترین ابزار انتقال اطلاعات محسوب می‌شود.

انواع کابل های فیبر نوری:

کابل فیبر نوری از لحاظ عملکرد انتقال با توجه به حالت های نور به دو دسته ی کلی تقسیم بندی می شود:

1. کابل های فیبر نوری مالتی مد (MMF): دارای یک هسته ی بزرگ در مقایسه با کابل فیبر نوری سینگل مد می باشد و برای انتشار همزمان چندین اشعه یا بعبارتی حالت نور طراحی شده است.
2. کابل های فیبر نوری سینگل مد (SMF): دارای یک هسته با قطر بسیار کوچک است که تنها اجازه ی انتشار یک حالت نور را بصورت هم زمان می دهد.

کابل فیبر نوری مالتی مد دارای 5 مدل OM1 ، OM2 ، OM3 ، OM4 و OM5 می باشد در حالی که کابل فیبر نوری سینگل مد تنها در دو نوعOS1 ، OS2 ارائه می شود.

مسافت انتقال کابل فیبر نوری مالتی مد در شبکه G 10 تا 550 متر است، در حالی که مسافت انتقال کابل فیبر نوری سینگل مد چندین کیلومتر است.

کابل شبکه مسی (twisted pair cables)

کابل شبکه مسی (twisted pair cables)

کابل شبکه مسی بیشتر در ارتباطات تلفنی و شبکه های اینترنت مسی مدرن استفاده می شوند. ساختار این کابل ها از سیم های مسی تشکیل شده است که به دور یکدیگر تاب خورده اند و با اسم زوج کابل های به هم تابیده شده نیز معرفی می شوند که در اصل این جفت سیم های به هم تابیده شده نوعی ساختار هستند که در آن دو کنداکتور از یک مدار واحد به هم تابیده شده اند و یک جفت سیم مداری را تشکیل می دهند که دیتا ها را انتقال می دهد. (برای مشاهده انواع ساختار کابل شبکه به مقاله مربوط به آن در قسمت بلاگ سایت پی اف سی مراجعه فرمایید.)

زوج کابل های به هم تابیده شده به دو دسته تقسیم بندی می شوند:

1. زوج سیم های به هم تابیده شده بدون محافظ  (UTP): که در انواع  Cat5 ،Cat5e ، Cat6 ،Cat6a  مورد استفاده قرار می گیرند.
2. زوج سیم های به هم تابیده محافظت شده  (STP): این زوج سیم های محافظت شده از چهار جفت سیم مسی به هم تابیده شده تشکیل شده اند که هر زوج آن توسط پوشش فویلی محافظت می شود. 4 جفت سیم مسی در یک فویل و کابل 150 اهم پیچیده می شود.

مقایسه فیبر نوری و سیم مسی :

مقایسه فیبر نوری و سیم مسی

1. مواد اولیه ی فیبر نوری نسبت به مس ارزان تر است اما در مقابل تقویت کننده های نوری گران تر است.
2. به دلیل اینکه افت سیگنال های نوری بسیار کم است، در نتیجه تعداد تقویت کننده ها نیز کمتر بوده و قیمت تمام شده در مناطق وسیع کمتر خواهد بود.
3. قطر وزن فیبر نوری نسبت به سیم مسی کم تر است اما پهنای باند آن برای ارسال اطلاعات بسیار بیشتر است.
4. فیبر ‌های نوری در کابل ‌های نوری تأثیری بر روی یکدیگر ندارند و میدان های شدید مغناطیسی و الکتریکی هیچ تاثیری بر فیبر های نوری ندارند. در نتیجه می توان آن ها را از کنار کابل های فشار قوی ویا ژنراتور های برق عبور داد.
5. فیبر های نوری انعطاف پذیر تر از سیم های مسی هستند. در نتیجه به دلیل مقاومت بیشتر در برابر فرسودگی و رطوبت، طول عمر بیشتری نسبت به سیم های مسی دارند.

امتیازات و برتری‌های مس:

امتیازات و برتری‌های مس

1. رسانایی بالا
2. شکل‌پذیری بالا
3. استحکام کششی بالا

این ویژگی هایی که در بالا ذکر شد، برای کاربرد های الکتریکی مفید هستند، اما زمانی که صحبت از شبکه و مخابرات است فیبر های نوری مطرح می شوند.

امتیازات فیبر نوری نسبت به کابل مسی :

امتیازات فیبر نوری نسبت به کابل مسی

• مصرف برق پایین: به دلیل اینکه سیگنال‌ های موجود در فیبر نوری کمتر ضعیف می شوند، از فرستنده هایی که برق مصرفی کمتری دارند استفاده می شود.
• پایداری: در کابل‌ های فیبر نوری از تأثیرگذاری انواع نویز های الکترو مغناطیسی جلوگیری می شود. در نتیجه تار های نوری از تداخل با سایر کانال ‌های ارتباطی، به خوبی محافظت شده هستند.
• ارتقا آسان: در آینده می توان با پیشرفت تکنولوژی فقط لوازم الکترونیکی را ارتقا داد.
• اندازه نازک‌تر: فیبر های نوری نازک تر از سیم های مسی هستند. در نتیجه قطر آن ها به مراتب کمتر از سیم‌های مسی است.
• وزن سبک کابل فیبر نوری نسبت به کابل مسی هم ‌رده ی ‌آن  : وزن کابل فیبر نوری کمتر از کابل مسی هم ‌رده ی ‌آن است و این عامل در نگهداری، نصب و کارکردن فیبر تاثیر بسزایی دارد.
• قیمت ارزان‌تر: فیبر های نوری در مقایسه با سیم های مسی، در مقیاس های بالا هزینه ی کمتری دارند.
• امنیت: چون تارها انرژی را تشعشع نمی‌کنند و برای یک مزاحم، آشکار سازی سیگنال ارسالی مشکل است، فیبر های نوری درجه ای از امنیت را عرضه می کنند.
• ظرفیت بالا: فیبر نوری پهنای باند بیشتری نسبت به سیم مسی دارد؛ در نتیجه فیبر نوری میتواند داده ‌های بیشتری را انتقال بدهد.
• تضعیف ناچیز: در فیبر های نوری تضعیف سیگنال به مراتب کمتر از سیم های مسی است.
• اشتعال ‌زا نبودن: به دلیل اینکه در فیبر نوری الکتریسیته وجود ندارد، امکان وقوع آتش سوزی نیز در مورد آن وجود نخواهد داشت.
• فاصله: فیبر نوری در ارتباط شبکه ‌هایی که فاصله ی زیادی از هم دارند کاربرد دارد.
• سرعت: فیبر های نوری توانایی انتقال اطلاعات با سرعت و مقدار زیاد نسبت به کابل شبکه مسی را دارند.
• عدم استفاده از الکتریسیته برای ارتباط: به دلیل اینکه در ابتدای مسیر نور تولید و در انتهای مسیر دریافت می‌شود، نیازی به نیروی الکتریکی نیست و در نتیجه ایمنی بالایی در مقابل نویز دارد.
• ترویج نوری: نیاز به زمین مشترک بین فرستنده و گیرنده را منتفی می‌کند.
• امکان تعمیر فیبر: در صورتی که سیستم روشن باشد، تار نوری بدون اینکه احتمال اتصال کوتاه شدن مدار های الکتریکی در فرستنده یا گیرنده باشد وجود دارد.
• انعطاف‌پذیر بودن: با توجه به انعطاف‌پذیری فیبر نوری و قابلیت ارسال و دریافت نور از آن، در مواردی مانند دوربین های دیجیتال استفاده می شود.
• پهنای باند بالا: این پهنای باند اکنون ۱۷۰ گیگابایت در ثانیه است. همچنین دانشمندان بر این باورند که قابلیت ارتقاء تا چند صد ترابایت را نیز دارد.
• عدم تداخل : عبور سیگنال ‌های نوری در یک فیبر، (بر خلاف سیگنال‌ های الکتریکی در یک سیم مسی)، تأثیری بر فیبر دیگر نخواهد داشت و تداخل الکترو مغناطیسی نیز ایجاد نمی شود.
• عدم برقراری انشعاب غیرمجاز: به دلیل اینکه برای برقراری انشعاب باید ابتدا فیبر قطع شود و گیرنده ی فیبر نصب شود، و از آنجا که این عمل بسیار زمان بر است، نگهدارنده ‌های بستر به سرعت محل مورد نظر را شناسایی می کنند.

برای مشاهده دقیقتر مزایا و معایب کابل فیبر نوری می توانید مقاله مربوط به ان را در سایت پی اف سی مطالعه فرمایید.

به طور کلی محافظت فیبر نوری کم هزینه تر بوده و خرابی کمتری نیز دارد. همچنین به دلیل ظرفیت بالا، فیبر نیاز به کابل کشی مجدد برای عملکرد بهتر شبکه را ندارد. به علاوه در محاسبات کوتاه مدت فیبر گران ‌تر از مس بوده، اما در دراز مدت بسیار ارزان‌تر است.