شبکه فیبر نوری چیست؟

به شبکه‌های مبتنی بر فیبر نوری و تکنولوژی‌های مرتبط با آن شبکه فیبر نوری می‌گویند. فیبر نوری از شیشه‌های شفاف و خالص ساخته می‌شود. درست است که نقش اصلی فیبر نوری توسعه شاه‌راه‌های ارتباطی بین‌المللی و بین‌قاره‌ای می‌باشد اما در شبکه‌های شهری و محلی هم به کار برده می‌شود. با توجه به اینکه کاربران در جهان نیاز به اینترنت پرسرعت و باند پهن دارند فیبر نوری درحال گسترش است، زیرا فیبر نوری از لحاظ پهنای باند، سرعت انتقال داده و اطمینان‌پذیری نسبت به اتصالات بی‌سیم و ماهواره‌ای بهتر است به همین دلیل برای مصارف خانگی و کسب‌وکارها بسیار کارآمد است.

فیبر نوری در منازل

یکی از گونه‌های رو به ‌رشد شبکه‌های فیبر نوری، ارتباط فیبری خانگی یا FTTH مخفف Fiber to the Home است که آن را FTTP مخفف Fiber to the Premises نیز می‌نامند. در شبکه FTTH یا FTTP، فیبر نوری از یک نقطه مرکزی مستقیما به ساختمان‌هایی نظیر خانه‌، آپارتمان و شرکت‌ کشیده می‌شود تا کاربران به اینترنت پرسرعت دسترسی یابند. شبکه FTTH عمدتا پرسرعت‌تر از دیگر فناوری‌های فعلی است. سرعت انتقال داده در FTTH تا ۱۰۰ مگابیت ‌بر‌ثانیه، یعنی ۲۰ تا ۱۰۰ برابر سرعت مودم‌های کابلی یا DSL است. در اماکنی که از این زیرساخت پشتیبانی ‌کنند، سرعت FTTH بیشتر هم می‌شود و می‌تواند به ۳۳۰ تا ۳۵۰ مگابیت ‌برثانیه برسد.

پیاده‌سازی FTTH در مقیاس وسیع پرهزینه است، چون نیازمند کابل‌کشی فیبر نوری است. به‌همین علت گاهی به‌جای FTTH از شبکه‌های FTTC (مخفف Fiber to the Curb/Cabinet) استفاده می‌شود. در شبکه FTTC کابل فیبر نوری نه تا خود ساختمان بلکه تا جعبه کابل‌ در محوطه منازل و ساختمان‌ها کشیده می‌شود و از جعبه کابل تا خود ساختمان از کابل مسی بهره می‌برند. به عبارت دیگر، در شبکه FTTC بخشی از اتصال، مسی و بخش دیگر، فیبر نوری است. مسلما سرعت شبکه نیمه‌فیبری‌ FTTC کمتر از شبکه تمام‌فیبری FTTH است اما باز در مقایسه با شبکه‌های تماما کابل مسی، سریع‌تر است. 

فیبر نوری در ایران

در سال ۱۳۶۷ نخستین واحد تولید فیبر نوری ایران در کارخانه شهید قندی در یزد تاسیس شد. سپس نخستین فیبر نوری بین‌شهری در سال ۱۳۶۸ در مسیری به‌طول ۵۴ کیلومتر تهران و کرج را به هم متصل کرد. پس از آن، شبکه فیبر نوری کشور از طریق چهار مسیر دیگر به‌طول ۵۱۶ کیلومتر از تهران به شهرهای اطراف توسعه یافت.

در ادامه روند توسعه شبکه فیبر نوری، بندر جاسک ایران در سال ۱۳۷۰ با ۱۶۰ کیلومتر فیبر نوری به فجیره در امارات متحده عربی متصل شد تا ارتباط بین‌المللی ایران و کشورهای حوزه خلیج فارس تسهیل شود. یکی از بخش‌های شبکه اصلی فیبر نوری ایران، مسیری به طول ۲۰۰۰ کیلومتر است که کشورمان را به آسیا و اروپا متصل می‌کند.

در حال حاضر بزرگ‌ترین سرویس‌دهنده فیبر نوری به مشترکان در ایران، شرکت مخابرات است. شرکت‌های خصوصی کشور نیز می‌توانند وارد حوزه فیبر نوری شوند. اما چون پروژه‌های فیبر نوری سرمایه زیادی می‌طلبند و از سوی دیگر، دیربازده هستند، حضور شرکت‌های خصوصی در این حوزه با چالش مواجه شده است.

با این حال، فیبر نوری در ایران همچنان رو به گسترش است. در سال ۱۳۹۸ واحد دیگری برای تولید فیبر نوری در منطقه ویژه اقتصادی سلفچگان استان قم راه‌اندازی شد. در فروردین ۹۹، مدیرکل وقت ارتباطات و امور بین‌الملل شرکت مخابرات از ۹۰ هزار مشترک فیبر نوری در ایران خبر داد.

تاریخچه فیبر نوری در یک نگاه

جایگاه فعلی فیبر نوری، حاصل کوشش‌ها و پژوهش‌‌های گوناگونی است. یکی از اقدامات اولیه در تاریخچه فیبر نوری، در دهه ۱۸۴۰ و زمانی صورت گرفت که دانیل کولادون، فیزیکدان سوئیسی و و ژاکوس بابینه، فیزیکدان فرانسوی نشان دادند می‌توان با کمک شکست نور و انعکاس (پیاپی) آن درون آب (یا موادی مثل شیشه)، نور را در مسیر مشخصی هدایت کرد.

در سال ۱۸۷۰، جان تیندال، فیزیکدان و مخترع ایرلندی، در انجمن سلطنتی لندن آزمایش مشابهی به نمایش گذاشت. او نور را به ظرف شیشه‌ای حاوی آب تابانید. سپس وقتی بخشی از آب ظرف را خالی ‌کرد، نور نیز هم‌‌راستا با مسیر ریزش آب، خم شد. این پدیده، یعنی کج شدن نور، همان‌چیزی است که در فیبر نوری نیز اتفاق می افتد. 

در دهه ۱۹۳۰، دو دانشجوی آلمانی موسوم به هاینریش لام و والتر گرلاک، کوشیدند با استفاده از لوله‌های نوری  (optical tube)، گاستروسکوپ بسازند.

در دهه ۱۹۵۰ ناریندر کاپانی، فیزیکدان هندی‌الاصل و هارولد هاپکینز فیزیکدان انگلیسی تصویری ساده را به درون لوله‌ای نوری متشکل از هزاران رشته شیشه‌ای فرستادند. کاپانی سپس در سال ۱۹۵۲ اولین کابل فیبر نوری عملیاتی را اختراع کرد.

در سال ۱۹۵۷ سه دانشمند دانشگاه میشیگان به نام‌های لورنس کورتیس، باسیل هیرشوویتس و ویلبور پیترس اولین گاستروسکوپ عملیاتی مبتنی بر فیبر نوری را ساختند.

در سال ۱۹۶۵ چارلز کائو، فیزیکدان چینی‌الااصل و همکار انگلیسی‌اش جورج هاکمن، دریافتند که علت تضعیف سیگنال در فیبر‌های نوری، خلوص پایین شیشه‌های به کار رفته در آن‌هاست. کائو توصیه کرد که اگر در کابل‌های فیبر نوری از شیشه‌ با درجه خلوص بالا استفاده شود، می‌توان سیگنال‌های تلفن را تا فواصل بسیار دورتر انتقال داد. او به خاطر این یافته مهم، همراه دو دانشمند دیگر برنده نوبل فیزیک ۲۰۰۹ شد.

طی دو دهه بعد، در نتیجه پژوهش‌ها نرخ تضعیف سیگنال در فیبر نوری تا حدی کاهش یافت که فیبر نوری پرکاربردترین رسانه برای انتقال اطلاعات الکترونیک شد. اولین کابل تلفن فیبر نوری در سال ۱۹۷۷ بین لانگ‌بیچ و آرتسیا در ایالت کالیفرنیا کار گذاشته شد. در سال ۱۹۹۷ نیز کابل تلفن فیبر نوری بزرگی موسوم به FLAG (مخفف Fiber-Optic Link Around Globe) بین لندن و توکیو کشیده شد.

امروزه فیبر نوری ستون فقرات زیرساخت‌های مدرن ارتباطی را تشکیل می‌دهد.