تولد فیبر نوری
استفاده از نور بعنوان وسیله ای برای ارتباط ، پدیده جدیدی نیست . بشراولیه از نور برای ارسال پیام استفاده میکرد و با
فرستادن علائم بصورت دود که خود نوعی ارتباط نوری بود مقاصد خاصی رابه دیگران ابراز مینمود.تا مدتها دود تنها وسیله ارتباطی میان افراد قبایل دور از هم بشمار میرفت . بشر پس از مدتی دریافت که از نور میتوان برای فرستادن پیام و رمز از طربق فانوسهای دریائی نیز بهره بگیرد. تجربیات اولیه و ابتدائی بشر در قرون بعد بصورت پیشرفته تری بکار گرفته شد . برای برقراری ارتباط و انتقال پیام وجود فرستنده و گیرنده و محیط انتشار ضروری است. در سیستمهای مخابراتی، کابل بعنوان
یکی از محیطهای انتشار و انتقال اطلاعات از فرستنده به گیرنده بکار میرود. بشر از مدتها پیش فکر استفاده از کابلهای دیگر
بجای کابل فلزی را در سر میپروراند و برای جایگزینی سیستم کم هزینه اما دارای کیفیت بهتر و کاربرد بیشتر “شیشه و نور” را
برای ارسال اطلاعات ، راه حل منطقی و مناسبی یافت و در نهایت الیاف نوری را مناسب تر از کابلهای فلزی تشخیص داد . اولین کسانی که در قرون اخیر به فکر استفاده از نور افتادند ، انتشار نور را در جو زمین تجربه کردند. اما وجود موانع مختلف نظیر
گردوخاک، دود، برف ، باران ، مه و … انتشار اطلاعات نوری در جو را با مشکل مواجه ساخت . بعدها استفاده از لوله و کانال برای هدایت نور مطرح گردید . نور در داخل این کانالها بوسیه آینه ها و عدسی ها هدایت میشد ، اما از آنجا که تنظیم این آینه ها و
عدسی ها کار بسیار مشکلی بود این کارها هم غیر عملی تشخیص داده شد و مطرود ماند . کاکو و کوکهام انگلیسی برای اولین بار استفاده از شیشه را بعنوان محیط انتشار مطرح ساختند. آنان مبنای کار خود را بر آنگذاشتند که به سرعتی حدود ۰۱۱ مگابیت بر ثانیه و بیشتر بر روی محیط های انتشار شیشه دست یابند. این سرعت انتقال با تضعیف زیاد انرژی همراه بود .این دو محقق انگلیسی ، کاهش انرژی را تا آنجا میپذیرفتند که کمتر از ۲۱ سی بل نباشد . اگر چه آنان در رسیدن به هدف خود ناکام ماندند ، اما شرکت آمریکائی ) کورنینگ گلس ( به این هدف دست یافت. در اوایل سال ۰۶۵۱ میلادی با اختراع اشعه لیزر ارتباطات فیبرنوری ممکن گردید . بنحویکه طرح یک منبع نوری تعدیل شده که بتواند اطلاعات را انتقال دهد ارائه شد. در سال ۰۶۵۵ میلادی ، دانشمندان در این نظریه که نور در الیاف شیشه ای هدایت میشود پیشرفت کردند که حاصل آن از کابلهای معمولی بسیار سودمندتر بود . چرا که
فیبرنوری بسیار سبکتر و ارزانتر از کابل مسی است و در عین حال ظرفیت انتقالی تا چندین هزار برابر کابل مسی دارد . توسعه فناوری فیبرنوری از سال ۰۶۳۱ میلادی به بعد باعث شد که همواره مخابرات نوری بعنوان یک انتخاب مناسب مطرح باشد.
تا سال ۰۶۳۰ میلادی در دنیا نزدیک به ۲ میلیون کیلومتر کابل نوری نصب شده و مورد بهره برداری قرار گرفته است . فیبر نوری در ایران : اولین فیبرنوری بین شهری بطول ۰۵ کیلومتر بین تهران و کرج در سال ۰۸۵۳ اجرا گردید و در ادامه آن طرح فیبرنوری چهار مسیر باطول ۰۰۵ کیلومتر در مسیرهای تهران ساوه ، تهران گرمسار تهران قزوین و ارتباط بین ساختمان میدان امام خمینی و – – – –
مجتمع مخابراتی انقلاب اسلامی به اجرا گذاشته شد. بخشی از شبکه اصلی فیبرنوری بال بر ۲۰۸۱ کیلومتر مربوط به پروژه
فیبرنوری بین المللی TAE است که با نصب و راه اندازی این پروژه ، آسیا و اروپا از طیق کابل نوری به یکدیگر متصل شده اند و
ایران در این مسیر یکی از مهمترین مراکز ترانزیت مخابراتی است . دراینجا میتوان به نصب و راه اندازی پروژه فیبرنوری TAE داخل کشور از باجگیران تا مرز بزرگان و نصب و راه اندازی پروژه رادیوئی TAE و سیستم پشتیبان فیبرنوری در ترکمنستان اشاره کرد . فن آوری مورد استفاده برای سیستمهای انتقال SDH میباشد که ظرفیت آن برای تجهیزات رادیوئی ۰۰۰ مگابیت در ثانیه و برای ۲ مگابیت در ثانیه است و با به خدمت گرفتن این فن آوری انتقال ۰۵۵۱ هزار کانال صوتی روی هر زوج تار / تجهیزات فیبرنوری ۵۲۲ فیبرنوری امکان پذیر خواهد بود . شایان ذکراست شرکت کابلسازی شهید قندی از سال ۰۸۵۳ در راستای خودکفائی صنعتی تولید کابل فیبرنوری را با ظرفیت ۵۱ هزار کیلومتر در سال آغاز کرد . مهمترین پروژه های فیبرنوری ایران : مهمترین پروژه های فیبرنوری در کشور اعم از ارتباطات بین الملل و داخل کشور بشرح ذیل است : ۱- پروژه TAE پروژه مذکور یک شبکه مخابراتی فیبرنوری میان کشورهای اروپائی و آسیائی میباشد که طراحی و اجرا گردیده است و از
شانگهای چین شروع و در فرانکفورت آلمان خاتمه مییابد.این پروژه علاوه بر تامین ارتباط مخابرات داخل کشورهای عضو ، ارتباط
بین المللی کشورهای عضو را نیز برقرار مینماید. مسیر اصلی که پروژه در ایران طی کرده است ۲۰۸۱ کیلومتر میباشد که ورودی آن از مرز بازرگان در آذربایجان غربی و خروجی آن باجگیران در استان خراسان میباشد و از شهرهای تبریز ، زنجان ،قزوین ، تهران ،سمنان ، شاهرود ، سبزوار و قوچان میگذرد . ۲- پروژه جاسک فجیره –
این پروژه در سال ۰۸۰۱ به طول ۰۵۱ کیلومتر فیبرنوری بین جاسک و فجیره در کشور امارات مورد بهره برداری قرار گرفت و باعث سهولت در امر ارتباطات بین المللی بین ایران و کشورهای حوزه خلیج فارس گردید . ۳- پروژه فیبرنوری برنامه پنج ساله اول ، دوم و سوم در راستای پیگیری جدی شبکه فیبرنوری بعنوان زیرساخت اصلی شبکه انتقال کشور ، برنامه پروژه های فیبرنوری در قالب خطوط اصلی ، بین الملل ، خطوط فرعی و بین مراکز شهری بمنظور تامین نیاز روزافزون ارتباطات مخابراتی ) تلفن ثابت همراه دیتا و – –
…( تنظیم گشته و در جهت تحقق اهداف قدمهای موثری برداشته شده است . بطوریکه طی سالهای برنامه پنج ساله اول حدود ۰۰۰۰ کیلومتر فیبرنوری ) خطو اصلی ، خطوط بین الملل و بین مراکز شهری( ودربرنامه پنج ساله دوم حدود ۰۸۰۰ کیلومتر )خطوط اصلی و بین مراکز شهری( نصب و راه اندازی شده است. همچنین در برنامهپنج ساله سوم) ۰۶ ۳۸ ( نصب و راه اندازی ۰۰۰۸۲ کیلومتر فیبرنوری پیش بینی شده بود که با تلاش شبانه روزی پرسنل -متخصص شرکت مخابرات ایران تا پایان برنامه ، ۰۵۲۵۶ کیلومتر آماده بهره برداری گردیدچک لیست استفاده از محصولات ارتباطی فیبر نوری ) مبدلهای فیبر نوری ): این چک لیست به عنوان یک مرور کلی و نصب و راه اندازی برای تمام مدیران و مهندسان در فرایند کلی طراحی، نصب و راه
اندازی یک سیستم ارتباطات فیبر نوری در نظر گرفته شده است. فیبر نوری مزیت های عمده ای برای سیستم های ارتباطی از
جمله امنیت، مسافت زیاد و پهنای باند ارائه می دهد. استفاده مناسب از تکنولوژی فیبر نوری باعث بوجود آمدن یک سیستم با
قابلیت بالا می شود. این در صورتیست که کاربر محصولات مناسب، طراحی بهینه و کابل درست را انتخاب کرده باشد و مطمئن
شود که تک تک اجزا آزمایش شده و تمام استانداردهای متناسب رعایت شده است. این مقاله جهت راهنمایی کاربران طراحی
شده است و به ارائه اطلاعات لازم برای اطمینان از نصب صحیح و استفاده از سیستم های فیبر نوری پرداخته شده است .
۳٫۱ بررسی اجمالی طراحی شبکه فیبر نوری و نصب و راه اندازی
۳٫۱٫۱٫ یک ماژول ارتباطی و یا مبدل فیبر نوری که متناسب با فرمت سیگنال و داده مورد نظر جهت انتقال است، انتخاب کنید
اولین گام این است که نوع سیستم مورد نیاز خود را انتخاب کنید. محصولات ارتباطات فیبر نوری تقریبا برای هر نوعی از سیستم
های ارتباطی وجود دارد، از تلفن با سرعت بالا و سیستم های CATV گرفته تا سیستمهای با سرعت کمتر RS-232 یا لینک های
مربوط به سیستمهای رله ای ، و یا بسیاری مدیا کانورتر ها ( مدیا کانورتر های SAE را ملاحظه نمایید ) با نرخ داده متفاوت جهت
انتقال استاندارد اترنت. همچنین بعضی از لینک های اختصاصی برای تجهیزات تخصصی مورد استفاده برای نظارت بر ابزار، کنترلصنعتی، نظارت تصویری، و غیره طراحی شده و در دسترس می باشند .
۳٫۱٫۲ یک مبدل فیبر نوری که طیف وسیعی ازکار شما را پوشش میدهد را انتخاب نمایید.
توجه داشته باشید نوع فیبر و سایر .قطعات مانند نوع کانکتور برای انتخاب این مبدلها اهمیت دارد .
الف: برد فاصله لینک خود را که برروی انتخاب مبدل و نوع کابل شما تاثیر می گذارد، را در نظر بگیرید .
ب. در لینک های کوتاه از فیبر Multi-mode و ارسال کننده های LED استفاده می شود در حالی که در لینک های طولانی تر ازلیزر و فیبر Single- mode استفاده می شود .
ج . محصولات ارتباطی فیبر نوری دارای انواع متنوعی است که می تواند فواصل مختلفی را تحت پوشش قرار دهد .
د. همچنین، اگر کابل کشی فیبر نوری انجام شده باشد، باید محصولی را انتخاب کنید که متناسب با بستر فیبر نوری شما باشد.
نوع کابل و فاصله باید در نظر گرفته شود .
۳٫۱٫۳ کابل فیبر نوری خود را متناسب با عملکرد انتخاب نمایید .
الف: محیط کاری که فیبر نوری در آنجا کشیده میشود را مورد بررسی قرار دهی. برخی از اجراها در محیط های اداری، برخی درکف کارخانه، بالاتر از سقف ها و به صورت Outdoor هستند .
ب. در حالت Outdoor ، برخی به صورت کابلهای هوایی نصب می شود . و در برخی از آنها به طور مستقیم در زیر خاک قرار داده می شود و برخی نیز در زیر آب اجرا می شود .
ج: همه کابلهایی که در فضای باز نصب می شوند، نیاز به حفاظت از ورود آب و هر گونه عوامل محیطی خارجی دیگر دارند .
د. در هر پروژه اجرایی، پارامترهای متعددی در انتخاب کابل دخیل هستند که باید با تولید کنندگان کابل مورد بحث قرار گیرد تا
منجر به انتخاب کابل مناسب برای آن پروژه گردد .
و. در نظر داشته باشید تولیدکنندگان کابل فیبر نوری همه نوع کابلی را تولید نمی کنند، پس با چند فروشنده در مورد کابل انتخابی خود صحبت کنید تا مناسب ترین کابل از نظر قیمت و عملکرد را پیدا کنید .
ه. نصب چندین فیبر اضافی را در نظر داشته باشید تا در صورت هر گونه آسیب دیدگی و یاگسترش شبکه در آینده به مشکل
برنخورید. حتی در بعضی کاربردهای حساس مثل مکانهای نظامی و دولتی توصیه میشود که یک لینک پشتیبان در یک مسیر
متفاوت نصب شود، تا احتمال قطعی سیستم به حداقل برسد .
ی: در اغلب مواردی که نیاز به افزایش پهنای باند وجود دارد، کابل Single-mode به کابل Multi- mode اضافه میشود. به این نوع طراحی هیبریدی گفته می شود .
ک: در این قسمت درمورد سخت افزارهای مورد نیاز نیز تصمیم گیری میشود مثل کانالها و داکتهای داخلی برای نصب کابلها .
۳٫۱٫۴٫ احتیاجات اتصالات کابل فیبر نوری را از قبل برنامه ریزی کنید .
الف: مسیرهای طولانی کابل کشی عموما نیاز به اسپلایسینگ )اتصال کابلها به یکدیگر( دارد.بنابراین به هنگام اتصال کابلها به یکدیگر در فواصل بیش از چند کیلومتر ملاحظات وزن و اصطکاک را در نظر داشته باشید ..
ب. اگر فیبر نیاز به اسپلایسینگ داشته باشد، تعیین چگونگی پیوند فیبر )فیوژن کردن و یا اتصال مکانیکی( و انتخاب نوع سخت
افزار و سازه های مناسب برای این عملکرد باید به درستی انجام شود .
۳٫۱٫۵٫ کانکتور و ترمینال مناسب را برای انجام عملیات انتخاب نمایید .
الف: کابلهای فیبر نوری نیاز به ترمینال جهت ارتباط با تجهیزات و مبدلهای فیبر نوری دارند . ب: کانکتورها و پچکوردها باید سازگار با تجهیزات ارتباطی فیبر نوری که قرار است به آنها متصل شوند، انتخاب گردند .
ج: اتصال های فیبرنوری دارای چندین نوع هستند، بعضی با چسب، بعضی با فیوژن و….. که هر کدام مزایا و معایبی در مقایسه
با هم دارند .
د: قبل از انتخاب کانکتورها حتما با تولید کنندگان و نصابها بحث و بررسی انجام دهید .
۳٫۱٫۶٫ اطمینان پیدا کنید که مقدار سیگنال از دست رفته به طور حتم کمتر ازحد مجاز مورد نیاز محصولات ارتباطی است
الف: مقدار حجم لینک پرتی را محاسبه نمایید .
ب: مشخصات خاص عملیات را در نظر بگیرید و بستر کابل را طراحی کنید. نوع کابل، طول آن، طول موج انتقالی، تعداد کانکتورهاو اسپلاسینگها. شما میتوانید به صورت حدودی، مقدار لینک پرتی را محاسبه نمایید .
ج: حاشیه لینک مورد نیاز برای اتصال به مبدلهای فیبرنوری که انتخاب کرده اید را در نظر بگیرید وبا مقدار پرتی لینک مقایسه
کنید .
د. با فروشندگان تجهیزات ارتباطی فیبر نوری در مورد مسایل مربوط به حد ارسال سیگنال بحث کنید .
۳٫۲ بستر فیبر نوری را نصب نمایید
. الف:طراحی بهبود یافته را در این فرایند به کار بگیریدو بستر فیبر نوری را مهیا نمایید.
ب. بعضی از کاربران خودشان نصب و نگهداری را یاد میگیرند و انجام میدهند و بعضی دیگر آن را به پیمانکاران محول می نمایند .
ج. نصابان و پیمانکاران باید آموزش دیده باشند و تجربه نصب را داشته باشند و گواهینامه از موسسات معتبر داشته باشند .
د. در هر نصب و راه اندازی از استانداردهای ارایه شده تولید کننده جهت راهنمایی استفاده نمایید .
ه. کابل های اضافی را دور نریزید و آن را برای مصارف آینده در صورت خرابی های محتمل نگهداری نمایید .
۳٫۳ بستر فیبر نوری خود را انتها به انتها تست نمایید .
الف. بستر کابل را از جهت از دست دادن نور با توجه به استانداردهای صنعت مورد تست قرار دهید. اکثرا این تست ها بر اساس
استانداردهای TIA/EIA-526-14 فیبر multi-mode و TIA/EIA-526-7 برای single-mode انجام میشود. مقدار تقریبی تلفات را قبل از تست محاسبه نمایید . کابلهای بلند اسپلایس شده نیزباید با یک OTDR جهت اطمینان از کیفیت اسپلایس تست شود .
ج. کابلهای هوایی یا کابلهایی که در مکانهایی نصب می شوند که احتمال لرزش وجود دارد نیز باید با OTDR مورد تست قرار
بگیرند . د. هرکابلی که تلفات نوری بالایی دارد باید تعمیر شده و مشکلش برطرفش گردد .
۳٫۴٫ محصولات ارتباطی نصب شده و عملکرد آنها تست میگردد .
الف. بعد از انکه بستر فیبر نوری تست گردید و همه چی درست تشخیص داده شد، محصولات ارتباطی فیبر نوری) مبدلهای فیبر
نوری( نصب شده و عملکرد آتها تست میگردد .
ب.با استفاده از گزینه های تست ، عملکرد هریک از محصولات را چک کنید. از BERT برای تشخیص خطاهای پهنای باند سیستم
استفاده نمایید .
ج. زمانی که یک شبکه به خوبی عملکرد دارد، نیازی به تعمیرات و نگهداری ندارد. در واقع افراد غیر حرفه ای به بهانه نگهداری وتعمیرات ممکن است منجر به خرابی سیستم بشوند. پس بهتر است تجهیزات فیبر نوری قفل شده و خارج از دسترس همگان
باشد .
د.فضاهای خارجی بستر فیبر نوری به صورت متناوب نیاز به بازرسی داشته تا خرابی های بالقوه کشف و برطرف گردد .
۳٫۵٫ مدارک شبکه فیبر نوری
الف. شاید مهمترین قسمت هر نصب و راه اندازی، مدارک و مستندات آن می باشد .
ب. مدارک و مستندات جهت ارتقا و توسعه سیستم، عیب یابی و تعمیرات سیستم، بسیار حیاتی می باشد . مدارک شامل شناسنامه قطعات، مسیر هریک از کابلها، نوع کابلهای مصرفی، مکانهایی که کابل اضافی جهت توسعه سیستم
ذخیره سازی شده است، طول کابلها، محل اسپلایس ها یا ترمینالها و همچنین مقدار تلفات نوری اندازه گیری شده در هر مکان
در زمان راه اندازی می باشد .
ج. اگر نتایج OTDR تهیه شده باشد، بهتر است آنها نیز با مستندات نگهداری گردد .
د. کپی همه مدارک باید در پایان هر لینک نگهداری شود و بک آپ آن نیز در جای امنی ذخیره سازی شود .
اتصالات شبکه فیبر نوری
پچ پنل فیبر نوری
محفظه ای است قابل نصب در رک که اتصالات فیبر نوری را نگهداری می کند.
پچ کورد فیبر نوری
برای اتصال بین پچ پنل فیبر نوری و سوئیچ شبکه از پچ کورد استفاده می کنیم. این پچ کورد ها بایستی متناسب با
فیبر نوری انتخاب شوند. مثلا پچ کورد سینگل مود برای فیبر سینگل مود و پچ کورد مالتی مود برای فیبر مالتی
مود. پچ کورد ها دارای کانکتورهای مختلفی هستند که در کارخانه بر روی آنها نصب شده است . مانند : MT – Rj و
LC و SC و ST و VF – ۴۵ . بر حسب کاربرد در برخی پچ کوردها کانکتور های یک سر پچ کورد با سر دیگر متفاوت
است، برای مصارف گوناگون مثلا پچ کورد : SC به LC و … پچ کوردها معمولا دارای قابلیت انعطاف بسیاربالایی هستند و براحتی نمی شکنند. .
کانکتورهای فیبر نوری
کانکتور فیبر نوری بر روی فیبر نوری توسط ابزارهای خاص نصب می شود و امکان انتقال داده را به ما می دهد . برخی از انواع این
کانکتورها عبارتند از MT – Rj و LC و SC و ST که به دو گروه مالتی مود و سینگل مود نیز تقسیم می شوند.
آداپتور فیبر نوریآداپتور فیبر نوری واسط بین فیبر نوری که کانکتور بر روی آن نصب شده و پچ کورد فیبر نوری می باشد . این آداپتور عموماداخل پچ پنل مخصوص فیبر قرار می گیرد . و انواع مختلف آن متناسب با نوع کانکتور بصورت ۲ پورت Duplex یا تک پورتSimplex وجود دارد .
کیف ابزار فیبر نوری
کیف ابزار فیبر نوری مخصوص نصب کانکتورهای فیبر است .
فیوژن
دستگاه فیوژن برای اتصال فیبرنوری بکارمی رود.
مبدل فیبر نوری چیست و چه استفاده ای در دوربین های مدار بسته دارد؟
سیستم ارتباط بوسیله فیبرنوری : برای پی بردن به اینکه فیبرهای نوری چگونه در سیستم های ارتباطی مورد استفاده قرار می گیرند، اجازه دهید نگاهی بیاندازیم به فیلم یا سندی که مربوط به جنگ جهانی دوم است. دو کشتی نیروی دریایی را درنظر بگیرید که از کنار یکدیگر عبور می کنند ولازم است باهم ارتباط برقرار کنند درحالی که امکان استفاده از رادیو وجود ندارد و یا دریا طوفانی است. کاپیتان یکی از کشتی هاپیامی را برای یک ملوان که روی عرشه است می فرستد. ملوان آن پیام را به کد مورس ترجمه می کند و از نورافکنی ویژه که یکپنجره کرکره جلو آن است برای ارسال پیام به کشتی مقابل استفاده می نماید. ملوانی که در کشتی مقابل است این پیام مورسرا می گیرد، ترجمه می کند و به کاپیتان می دهد. )ملوان کشتی دوم عکس عملی را انجام
می دهد که ملوان کشتی اول انجام داد .) حالا فرض کنید این دو کشتی هر یک در گوشه ای از اقیانوسند و هزاران مایل فاصله دارند و در فاصله بین آنها یک سیستمارتباطی فیبرنوری وجود دارد . سیستم های ارتباط بوسیله فیبرنوری، شامل این قسمت هاست : • فرستنده: سیگنال های نور را تولید می کند و به رمز در می آورد . • فیبرنوری: سیگنال های نور را تا فواصل دور هدایت می کند . • تقویت کننده نوری: ممکن است برای تقویت سیگنال های نوری لازم باشد. )برای ارسال سیگنال به فواصل خیلی دور ) • گیرنده نوری: سیگنال های نور را دریافت و رمزگشائی می نماید . فرستندهنقش فرستنده شبیه ملوانی است که روی عرشه کشتی فرستنده پیام ایستاده و پیام را ارسال می کند. فرستنده ابزار تولید نوررا در فواصل زمانی مناسب خاموش یا روشن می کند . فرستنده درعمل به فیبر نوری متصل می شود و حتی ممکن است دارای لنزی برای متمرکز کردن نور به داخل فیبر هم باشد.
قدرت اشعه لیزر بیش از LED هاست اما با کم و زیاد شدن دما شدت نورشان تغییر می کند و گرانتر هم هستند. متداول ترین
طول موج هایی که استفاده می شود عبارتند از: ۳۰۱ نانومتر، ۰۸۱۱ نانومتر و ۰۰۰۱ نانومتر. )مادون قرمز و طول موج های نامرئیطیف ).
تقویت کننده نوری
همانطور که قبلا هم به آن اشاره شد، نور حین عبور از فیبر ضعیف می شود. )مخصوصا در فواصل طولانی بیش از نیم مایل یا
حدود یک کیلومتر مثلا در کابل های زیر دریا( بنابرین یک یا بیش از یک تقویت کننده نوری در طول کابل بسته می شوند تا نور
ضعیف شده را تقویت کنند . یک تقویت کننده نوری دارای فیبرهای نوری با پوشش ویژه ای است. نور ضعیف شده پس از ورود به این تقویت کننده تحت تاثیراین پوشش خاص و نیز نور لیزری که به این پوشش تابیده می شود تقویت می شود. مولکول های موجود در این پوشش ویژه باتابش لیزر به آنها، سیگنال نوری جدید و قوی تولید می کنند که مشخصات آن مشابه نور ورودی به تقویت کننده است. درواقعتقویت کننده نوری یک آمپلی فایر لیزری برای نور ورودی به آن است .
گیرنده نوری
گیرنده نوری مشابه ملوانی که روی عرشه کشتی گیرنده پیام بود عمل می کند. این گیرنده سیگنال های نوری ورودی را می گیرد،
رمزگشائی می کند و سیگنال های الکتریکی مناسب را برای ارسال به کامپیوتر، تلویزیون یا تلفن کاربر تولید و به آنها ارسال می
نماید. این گیرنده برای دریافت و آشکارسازی نور ورودی از فتوسل یا فتودیود استفاده می کند .
سیستم انتقال اطلاعات در دوربین های مدار بسته :
کابل کاواکسیال یا فیبر نوری؟
در ذهن همه ما اولین فضای انتقال سیگنال ویدئو، کابل کواسیال یا همان کابل هم محور می باشد. کابل کواکسیال که از یک
مغزی و شیلد محافظ آن به همراه عایق واسطه تشکیل یافته است طبق خاصیت مقاومتی فلزات هادی، باعث افت سیگنال در
طول مسیر می گردد. هر چند با به کارگیری تقویت کننده های میانی و یا مدارات گیرنده حساس تا حدودی در جهت افزایش طول
مسیر تلاش شده است ولی در یک تخمین مناسب بیش از حدود یک کیلومتر غیرعملی می نماید. همچنین در سیستم های
امنیتی کابل های کواکسیال به راحتی مورد تأثیر نویزهای محیط و دستگاه های مجاور قرار می گیرد و لذا باعث ایجاد تصویر
اصطلاحا نویزی می شود. گاها حذف نویز روی کابل های مسی غیرممکن است . اما همانطور که پیشتر توضیح دادیم تمام نقاط ضعف این کابل را فیبر نوری با توجه به ساختاری که دارد بر طرف می نماید. امانکته این است که مبدلهای فیبر نوری گران هستند و باید با توجه به ویژگیها و گستردگیهای پروژه انتخاب بهینه را انجام داد .
انتخاب بهینه : استفاده از کابل کواکسیال و یا فیبرنوری بر اساس نوع سیستم و گستردگی آن صورت می گیرد. در پروژه هایی که فاصله دوربین ها از محل کنترل و دستگاه مرکزی زیاد می باشد از فیبر نوری )تک مدی و یا چند مدی ( استفاده می شود. این استراتژیعلاوه بر افزایش کیفیت تصویر و کنترل بدون تأخیر دوربین، در افزایش امنیت سیگنال ها نیز موثر است. در هر حال در مسافت هایکوتاه و در شرایطی که کیفیت تصویر حفظ می گردد می توان از کابل کواکسیال مناسب استفاده نمود . نکته دیگر اینکه تا قبل از این لینکهای ارتباطی فیبر نوری بدلیل وارداتی بودن بسیار پر هزینه بوده و فقط درپروژه های بزرگ استفاده میشد، ولی خوشبختانه با تولید لینکهای ارتباطی با کیفیت و قیمت مناسب در ایران، استفاده از فیبر نوری دارای صرفه اقتصادی بیشتری شده و شرکتهای مجری توانسته اند بدون دغدغه از این محصولات در طراحی های خود بهره ببرند .
مبدل فیبر نوری در انتقال تصویر و داده در دوربینهای مدار بسته : شبکه فیبر نوری مانند سایر شبکه های ارتباطی از سه جزء اصلی فرستنده، گیرنده و خط انتقال تشکیل یافته است. در سیستمدوربین های مداربسته سیگنال ویدئو، اطلاعات کنترل و … را از دوربین تحویل فرستنده نوری می گردد. فرستنده نوری می تواندورودی های صدا، تصویر و اطلاعات را بر روی موج حامل با مدولاسیون های آنالوگ و یا دیجیتال تحویل فیبر نوری دهد. قبل از ورودیاطلاعات به فیبر نوری و در طبقه آخر فرستنده، منابع نوری وجود دارند که وظیفه تبدیل اطلاعات الکتریکی به سیگنال نوری را برعهده دارند. منابع نوری رایج شامل دیود نوری موسوم به Edge Emitting Led و یا دیود لیزری است که پرتوهای همگرا تولیدمی کنند. در طرف دیگر خط و در گیرنده نوری، اولین طبقه با کمک عناصر نیمه هادی نظیر Avalanche Photo diode و یا Pin Photo diode سیگنال نوری را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند و بعد از دمودله نمودن سیگنال حامل، سیگنال صدا، ویدئو واطلاعات را استخراج نموده و به مانیتور و کنترلگر دوربین و یا در سیستم های گسترده به مرکز سوئیچ دوربین و کارت های ورودیاطلاعات و تصویر تحویل می دهد. معمولا فرستنده های نوری دارای چندین ورودی و گیرنده های نوری دارای چندین خروجیمی باشند. بدین طریق اطلاعات کنترلی به مانند RS-485 و سیگنال ویدئو را می توان بر روی یک فیبر منتقل نمود . در دوربین های مداربسته می توان شکل زیر را در سیستم مبتنی بر فیبر نوری در نظر گرفت :
روش های انتقال تصویر
مقدمه : در حال حاضر برای دیدن تصاویر از فاصله های زیاد بیشتر از تجهیزات انتقال تصویر که با خط تلفن کار می کند استفاده می شود.
در این روش احتیاج به تجهیزات مخصوص می باشد و عمده مشکل آن سرعت پایین انتقال اطلاعات و در نتیجه کیفیت پایین
تصاویر می باشد.اما با پیشرفت دوربین ها و دستگاههای ضبط تصویر امکان انتقال تصویر از بستر شبکه فراهم شده است.در این
مقاله سعی شده است بطور مختصر این روشها معرفی شود تا بتوان بعنوان یک راه حل صحیح در بحث طراحی انتقال تصویر
استفاده شود و امید است در مقالات آینده هر کدام از این روشها بطور کامل توضیح داده شود .
بستر کابل
معمو لا در شبکه های محلی از کابل بعنوان محیط انتقال استفاده می گردد.متداولترین نوع کابلی که در انتقال اطلاعات استفاده
می گردد کابل های بهم تابیده می باشند.با توجه به نوع (cat5, cat6 ) و همچنین استاندارد آن (UTP , STP, FSTP ) کابل
هاحداقل سرعت شبکه ۰۱۱ مگا بیت بر ثانیه می باشد.با توجه به این پهنای باند می توانیم تعداد زیادی دوربین را بر روی شبکه
بطور همزمان داشته باشیم .اما در شرایطی که از این بستر بخواهیم بطور همزمان شبکه دیتا نیز داشته باشیم و یا از
سرویسهای دیگر شبکه مثل Voip نیز استفاده کنیم بایستی توسط سویچهای مدیریتی پهنای باند را کنترل کنیم .بزرگترین
محدودیت استفاده از این بستر فاصله ارتباطی می باشد چون با توجه به استاندارد TIA/EIA568 ما می توانیم از این نوع کابل
برای فاصله ۰۱۱ متر استفاده نماییم . بنابراین محدود به استفاده در داخل ساختمان هستبم .
بستر فیبر نوری
با توجه به اینکه در شبکه های با کابل مسی محدودیت فاصله وجود دارد برای فواصل طولانی می توان از بستر فیبر نوری
استفاده کرد.فیبر نوری به دو صورت مالتی مود و سینگل مود موجود می باشد.برای فاصله کوتاه ) زیر ۲۱۱۱ متر ( معمولا از فیبر نوری مالتی مود استفاده می شود و برای فاصله های بیشتر از فیبر نوری سینگل مود استفاده میگردد.درحال حاضر با توجه به
اینکه تجهیزات فعال ( Active ) برای هر دو نوع فیبر نوری تقریبا یکسان می باشد بهتر است در طراحی خود از فیبر نوری سینگل مورد استفاده نماییم تا در آینده بتوانیم در صورت نیاز به پهنای باند بیشتر احتیاج به تعویض بسترنباشد.برای انتقال تصویر بر رویفیبر در صورت آنالوگ بودن دوربین بعد از ارتباط دوربین ها بوسیله کابل کواکسیال به دستگاه ضبط تصویرکه دارای پورت شبکه ( Ethernet ) می باشد از طریق پورت شبکه و بوسیله یک سویچ که دارای ماژول فیبر نوری است یا بوسیله یک مبدل (Media Converter ) تصاویر را بر روی فیبر انتقال داد.البته مبدلهای سوکت BNC به فیبر نوری نیز در بازار موجود می باشد که می توان ازآنها استفاده نمود . اما برای دوربین های تحت شبکه موضوع فرق می کند و می توان دوربین را بصورت مستقیم و بوسیله کابل شبکه به سویچ انتقال دادو از روی سویچ نیز تصویر را بر روی شبکه فرستاد .
بستر اینترنت
در حال حاضر با گسترش شبکه اینترنت در سراسر کشور و امکان دسترسی به اینترنت سرعت بالا می توان از این روش بعنوان
یکروش انتقال تصویر استفاده نمود.با توجه به اینکه دوربین های تحت شبکه و همچنین دستگاههای ضبط تصویر که دارای
خروجی شبکه هستند و استانداردهای شبکه راپشتیبانی می کنند می توانند بعنوان یک دستگاه تحت شبکه با گرفتن آدرس
واقعی (Ip Public) در دنیای اینترنت شناخته شوند .البته بایستی در نظرداشته یاشیم که چون در کشور ما پهنای بانداینترنت
گران قیمت است هزینه استفاده از این روش بالا است اما میتواند بعنوان یک راه حل در مناطقی که استفاده از دیگر بستر ها
امکان پذیر نیست مطرح باشد
نکته مهم برای استفاده از این روش این است که چون محدودیت پهنای باند وجود دارد باید از دوربین ها یا دستگا های ضبط
تصویری استفاده شود که بتوانند تصویر را فشرده ترنمایند تا پهنای باند کمتری را اشغال کنند .بعنوان مثال از تجهیزاتی استفاده
شود که کدک H.264 را پشتیبانی کنند . بستر بی سیم (Wireless) تکنولوژی شبکه های بی سیم با استفاده از انتقال داده ها توسط امواج رادیویی در ساده ترین صورت به تجهیزات سخت افزاریامکان می دهد تا بدون استفاده از بسترهای فیزیکی همچون سیم و کابل با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.مهمترین مزیت ارتباط بیسیم نسبت به شبکه های کابلی راحتی پیاده سازی آن می باشد. ما برای ارتباط چندین ساختمان که در داخل شهر می باشند
امکان ایجاد شبکه خصوصی بوسیله فیبر نوری را نداریم و اگر هم داشته باشیم هزینه آن بسیار بالا می باشد بنابراین برای این
موارد می توان از تکنولوژی بی سیم استفاده کنیم . پهنای باندی که توسط شبکه های بی سیم رایج دربازار می توان تهیه کرد
بین اا تا ۰۱۳ مگابیت بر ثانیه می باشد البته امکان رسیدن به پهنای باند های بالاتر نیز امکان پذیراست ولی هزینه تجهیزات آن
بصورت صعودی بالا می رود. پس با توجه به این توضیحات می توان برای ارتباطاتی که فاصله آنها تا حدود ۰۱ کیلومتر می باشد ازاین روش استفاده نماییم البته باید در نظر داشته باشیم که عوامل محیطی و همچنین فاصله تاثیر مهمی در پهنای باند دارند . مهمترین عیب استفاده از این روش امنیت آن می باشد در واقع هک کردن شبکه های بی سیم نسبت به شبکه های سیمی
آسان تر است .
بستر مخابرات
شرکت مخابرات ایران با ایجاد یک شبکه گسترده ( WAN) در سراسر کشور و فراهم نمودن بستر ارتباطی در مراکز کلیه استان
ها و همچنین قابلیت دسترسی کلیه شهر ها به این شبکه از طریق شبکه های دسترسی استانی سرویسی بنام اینترانت را
فراهم نموده است.بنابراین برای شرکتها و سازمانهایی که دارای دفاتر پراکنده در سطح کشور می باشند و احتیاج به کنترل
متمرکز بوسیله دوربین را دارند استفاده از این بستر می تواند بهترین راه حل باشد.البته سرویسهای ارائه شده در این روش با
توجه به محدوده شهری و بین شهری متنوع می باشد که عمده سرویسهای قابل ارائه به شرح زیر می باشد . سرویس ارتباط نقطه به نقطه (PTP)این سرویس از نوع سرویس های TDM Base می باشد وقابل ارائه بین دو نقطه در هر استان می باشد و به متقاضیانی که نیازبه پهنای باند اختصاصی (Bandwith Dedicated) دارند قابل ارائه می باشد.این سرویس بصورت کانالهایی با پهنای باند ثابت ازابتدا تا انتهای نقطه مورد درخواست تعریف و در اختیار متقاضیان قرار می گیرد.سرویس نقطه به نقطه درلایه یک )ازبستر TDM ) و در برخی استانها در لایه ۲ )ازبستر ATM ) قابل ارائه می باشد . سرویس نقطه به چند نقطه (PTMP) این سرویس مشابه سرویس نقطه به نقطه می باشد با این تفاوت که به دلیل تمرکز لینک های مورد درخواست مشتری در یک
نقطه ارتباطات هر نقطه مبدا با پهنای باندی کمتر یا مساوی ۲ مگابیت بر ثانیه به صورت متمرکز بر روی یک لینک (G.SHDSL ) تحویل سایت مرکزی مشتری می گردد . سرویس شبکه خصوصی مجازی VPN / MPLS مخابرات با راه اندازی این سرویس امکان ارائه سرویس VPN مبنی برتکنولوژی را در مراکز ۸۱ استان کشور فراهم آوردهاست که این بستر می تواند برای سازمانهایی که در مراکز استان قرار دارند یک سرویس ایده آل باشد چون با توجه به پروتکل های مسیر یابی (Routing ) در داخل این شبکه مشتری می توانددر مرکز خود با استفاده از ساده ترین تجهیزات لایه ۸ (Layer 3) و بدون نیاز به اعمال پروتکل های Dynamic Routing از این شبکه استفاده کند . بزرگترین مزیت این سرویس Full Mesh بودن آن
است که باعث بالا رفتن اطمینان از عدم قعطی شبکه می گردد.نکته دیگر اینکه اگر از بستر شبکه بجزانتقال تصویر بخواهیم از
سرویسهای Voice , Data نیزاستفاده کنیم امکان تعریف Quality of Service QOS نیز وجود دارد .
کانکتور فیبر نوری در انتهای یک رشته تار فیبر نوری متصل می شود و باعث اتصال و جدا شدن سریع تر فیبر نوری به تجهیزات در مقایسه با فیوژن کردن می شود. کانکتور های فیبر نوری انواع مختلفی دارند که هرکدام کاربردهای خاص خود را دارد، مثلا از کانکتور نوع FC در تجهیزات و مکان هایی که در معرض ضرفه و لرزش قرار دارند استفاده می شود.
این نکته نیز قابل ذکر است که کانکتور ها باعث ایجاد مقداری افت در مسیر فیبر نوری ما می شوند.
محدوده حفاظت:
