کتاب مفاهیم و کاربردهای FTTX

قبل از استفاده گسترده از اینترنت مشتریان خدمات مخابراتی فقط از تلفنهای استاندارد دستگاه های دورنگار یا مودم های کم سرعت برای برقراری ارتباطات بین المللی استفاده میکردند. برای اتصال به دنیای خارج در این کاربردها نوعاً از شبکه PSTN استفاده میشد که شامل پیونده های خطوط مسی بوده که مشتری را از مکان خود به مراکز تلفن وصل میکرد بجز برای تعطیلات وقتی که استفاده در اوج بوده ترافیک PSTN با یک الگوی قابل پیش بینی دارای محدودیت زمانی در اتصال بوده است. در این سناریو شرکتهای تلفن کار خود را بر روی ساخت شبکه های پرظرفیت تا نقطه توزیع محلی متمرکز کردند در ورای این نقطه اتصالها به مکانهای مشتری توسط سیمهای مسی کم سرعت انجام می شد. این وضعیت با ظهور رایانه های شخصی پر قدرت تغییر کرده و به رشد تقاضا برای کاربردها و خدماتی منجر شد که نیازمند پهنای باند زیادی در محدوده چند مگابیت در ثانیه بوده است. علاوه بر تقاضا برای استفاده گسترده الگوی ترافیک متناظر ماهیت رگباری و غیر قابل پیش بینی به خود گرفت و زمان اتصال در مقایسه با PSTN طولانی تر شد این موضوع نیاز جدیدی را برای قابلیتهای شبکه های دسترسی رقم زد که در برگیرنده اتصالهایی بوده که مراکز تلفنی را به هر یک از مکانهای تجاری سازمانها و خانه ها متصل کنند. این کتاب مفاهیم اساسی شبکه نوری غیر فعال (PON) را ارائه میدهد که برای درک طراحی و ساخت شبکه های دسترسی پرظرفیت مورد نیاز است توالی عنوانها خواننده را به طور سامانه ای از اصول و اجزای پیونده مخابرات فیبرنوری از طریق توصیفهای اصول شبکه های PON به کاربردهای آنها در شبکه های فیبر تا ساختمان (FTTP) و در نهایت به اندازه گیریها و رویه های آزمونهای مورد نیاز در زمان نصب و نگهداری آشنا میسازد. ویژگیهای کلیدی این کتاب به شرح زیرند:

. مقایسه چند فناوری مورد استفاده در شبکه های دسترسی پرسرعت مرور انواع و رفتارهای فیبرهای نوری کابلها جفتگرها اتصالگرها و تراگیرنده های مورد نیاز برای پیاده سازی شبکه های FTTP

. بحث اجزای پایه و عملیات یک PON نظیر خدمات سه گانه روی فیبرنوری استفاده از شکافنده های توان نوری و کارکردهای تجهیزات انتقال شبکه های نوری غیر فعال

. شرح اختلاف ساختاری سه نوع PON اساسی و استانداردهای مربوطه و واقعیت های توسعه

شبکه بیرونی کابل نوری استفاده نمیشود اما در دفتر مرکزی برای تقویت سطح سیگنال های ویدئویی آنالوگ قبل از ورود به فیبرنوری به کار گرفته میشود. در فصل ۱۰ جزییات بیشتری در این زمینه ارائه خواهد شد. عنصر فعال تعداد زیادی عنصرهای فعال نوری در یک پیونده فیبرنوری به کار میروند که نیاز مبرمی به کنترل الکترونیکی برای عملیات خود دارند. این عنصرها شامل مدوله ساز سیگنال نوری فیلترهای نوری کوک پذیر تضعیف کننده های نوری متغیر و سوده های نوری هستند چون این عنصرها در شبکه PON کاربرد ندارند به جزییات آنها در این کتاب نمی پردازیم. اتصالگرها و هم بافتگرها اتصالگرها و هم بافتگرها با تلفات خیلی پایین در شبکه PON برای اتصال کابلها و فیبرهای نوری به وفور استفاده میشوند در فصل ۵ برخی اتصالگرهای نوری و روشهای هم بافتن فیبرها شرح داده خواهند شد.

۳-۲- فیبرهای نوری

فیبرنوری یک قسمت کلیدی سیستم مخابرات نوری است. فیبرنوری یک موجبر دی الکتریک استوانه ای است که انرژی نوری را در خود محصور و در امتداد خود محور هدایت میکند بجز در برخی موردهای خاص، فیبرهای نوری برای استفاده در سیستمهای مخابرات نوری اساساً دارای ساختار فیزیکی مشابه هستند. تنوع در مواد و اندازه این ساختارها مشخصات انتقال سیگنال نوری فیبر را تعیین میکنند و بر پاسخ فیبر به عاملهای بیرونی مانند تنش خمش و دما اثر می گذارند.

۱-۳-۲- ساختار فیبرنوری

شکل (۲-۷) سطح مقطع های عرضی و طولی یک فیبر استاندارد را نشان میدهد که شامل یک مغزی شیشه ای استوانه ای با ضریب شکست که توسط یک لایه موسوم به غلاف با ضریب شکست 712 محصور شده است. این دو لایه توسط یک لایه پلیمری بیرونی موسوم به پوشش پوشانده شده اند تا از اثرات مکانیکی و محیطی محفاظت شوند تقریباً در تمام فیبرهای نوری مورد استفاده در مخابرات نوری مغزی و غلاف از شیشه سیلیکا ساخته میشوند.

برای انتشار نور در امتداد محور فیبرنوری لازم است که ضریب شکست غلاف 12 اندکی از ضریب شکست مغزی کمتر باشد. اختلاف بین و نوعاً ۲۰ تا ۳۰ درصد است که بستگی به نوع فیبرنوری دارد اصولی که چگونه نور در امتداد محور فیبرنوری منتشر میشود بر نظریه بازتابش و شکست نور استوار است. این نظریه ها با استفاده از انتشار پرتو نور به آسانی قابل درک هستند.