تحولی جدید در شبکه فیبر نوری

امتیاز کاربران

ستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعال
 

مخابرات نوری عبارت است از هر فرم انتقال اطلاعات که در آن نور واسط انتقال داده باشد. کانال چنین ارتباطی می‌تواند فضای ازاد، هوا یا فیبر نوری باشد. این فناوری با پیدایش و اختراع لیزر و فیبر نوری ایجاد شد. تا اواسط دهه‌ی 1970 میلادی تمام ارتباطات بر مبنای پیام‌رسانی توسط سیم‌های الکتریکی و یا بسامدهای رادیویی میکروموج و یا موج رادیویی بود که آن‌هم از طریق انتشار موج الکترومغناطیسی در فضا صورت می‌گرفت. روشن بود که موج نور باید این کار را انجام دهد اما این مهم انجام نشده بود. دو عامل مهم برای به تاخیر افتادن این امر یکی اختراع وسیله‌ای بود که منبع نوری‌ای باشد که نور را با آهنگ بسیار بالایی روشن و خاموش کند تا سیگنال پیام تولید شود. عامل دیگر مانع‌های بر سر راه نور است که باعث از بین رفتن پیام می‌شوند. این عامل‌ها مانند ابر و گرد و غبار و دود و مه می‌باشند.

 بر خلاف موج رادیویی و میکرو، نور برای ارسال در فضا مناسب نیست. ارتباطات نوری امروزه به جایگاه ویژه‌ای دست پیدا کرده است. امروزه در کابردهای بسیار ترجیح بر ارتباط نوری است. این کاربردها انتقال داده، صوت و ویدئو، دورسنجی و شبکه‌های محلی، ارتباط‌های راه دور و شبکه‌ی اینترنت است.فناوری موج نوری به کاربر این قابلیت را می‌دهد که حجم زیادی از داده را جابه‌جا کند و از تابش الکترومغناطیسی در امان بماند و نصب ساده‌ای هم داشته باشند. فناوری انتقال داده توسط فیبرنوری به خانه‌ها همFTTH نامیده می‌شود. دو اختراع در حوزه‌ی دانش فوتونیک بوده است که راه مخابرات نوری را هموار کرده است. پیش‌برد دیودهای نورگسیل و توسعه‌ی فناوری فیبر نوری کم‌اتلاف به عنوان رسانای نوری، این دو امر هستند. دریابه‌های نوری( حسگر) نیز گرچه از مدت‌ها پیش استفاده می‌شدن اما امروزه آن‌ها هم بسیار پیشرفته‌تر شده‌اند.

اختراع لیزر در 1960 نخستین گام مهم ارتباطات نوری است که بعدها اولین نسل فیبرهای ارتباط نوری با به کارگیری LED ها به عنوان منبع نوری شروع به کار کردند. با این حال اکثر سامانه‌های ارتباط نوری مانند فیبرهای نوری تک مدارتباط راه دور و ارتباط راه کوتاه فضایی به این صورت هستند که از ویژگی‌هایی مانند توان بالای اپتیکی و پهنای پالس باریک و مستقیم بودن بهره می‌برند.

در مخابرات فیبر نوری، نور مورد استفاده عموماً لیزر با طول موج حدود ۱۵۰۰ نانومتر است که بسته به کاربرد، بردهای مختلفی دارد. مخابرات نوری به صورت اشتراک فرکانسی و اشتراک زمانی انجام می‌شود و فیبر می‌تواند تک-مد یا چند-مد باشد.یک فناوری جدید بر پایه نانو است که می تواند سرعت کامپیوتر ها و اینترنت را صدها برابر افزایش دهد. البته پیش بینی میشود که این امر بین 5 تا 10 سال آینده محقق گردد. این فناوری توسط دکتر کوبی اسچور ابداع شده است.

 دکتر اسچور یک فناوری جدید بر پایه پلاستیک را برای تولیدکنندگان دستگاه ها و قطعات نانو اپتیک ارائه کرده است. فیلترِ بر پایه پلاستیک ساخته شده توسط آن که از شیارهای نانومتری در یک قطعه پلاستیکی تشکیل شده است، زمانی که در سوئیچ های فیبر نوری استفاده می گردد، میتواند وسایل ارتباطی را کوچکتر، انعطاف پذیر تر و قدرتمندتر سازد.

دکتر اسچور می گوید: "روزی میرسد که در ایالات متحده یک کابل فیبر نوری وارد هر خانه میشود و تمامی وسایل مخابرانی مثل تلویزیون کابلی، تلفن و اینترنت از طریق همین کابل مهیا می گردند. اما برای جلوگیری از تداخل این اطلاعات، ما نیازمند جدا کردن آنها از یکدیگر و قرار دادن هریک در کانال مربوطه هستیم. وسیله پلیمری که ما ساخته ایم توانایی انجام این جداسازی را در حوزه نور با سرعت و کیفیت بسیار بالا و هزینه پایین (بطوریکه صنعت نیمه هادی حتی توان تصور آن را هم ندارد) خواهد داشت."

هر وسیله اپتیکی که در وسایل ارتباطی امروزی استفاده میشود دارای یک فیلتر است. این وسیله خواه درایو نوری موجود در لپ تاپ شما باشد یا کابلی که ارتباط تلفنی از راه دور را میسر میسازد، هر سیستم نیازمند فیلترهایی است تا سیگنال را تصفیه نمایند و پیغام های متفاوت را تفسیر کند. تا ده سال آینده فیبر نوری هایی که امروزه ارتباط مخابراتی بین شهرها را ممکن میسازند، مستقیماً به داخل منازل خواهند آمد. زمانی که این امر میسر گردد، سوئیچ های بر پایه پلاستیک ساخته شده توسط دکتر اسچور و تیمش انقلابی در مخابره اطلاعات بوجود خواهند آورد.

سازنده این سیستم همچنین می افزاید: "در حال حاضر میتوان تمامی اطلاعات متنی نوشته شده موجود در دنیا را از طریق تنها یک رشته فیبر نوری در مدت چند ثانیه از جایی به جای دیگر رسال نمود، اما برای اینکه بتوانیم این حجم عظیم از اطلاعات مخابره شده را به درستی دریافت و کنترل نماییم، نیاز به فیلترهایی داریم تا بتوانیم محتویات دریافتی را تفسیر کنیم. شیوه فیلترینگ طراحی شده توسط ما از یک سوئیچ بر پایه پلاستیک برای فیلتر کردن استفاده میکند که جایگزین نیمه هادی های گران قیمت و با فناوری ساخت بالا خواهد شد.

نیمه هادی ها که میان شبکه های کریستالی در آزمایشگاه های فوق استریل شکل گرفته و در کوره های مخصوص فرآوری میگردند، روزها و در برخی موارد به ماه ها زمان برای ساخت آنها نیاز است. آنها همچنین شکننده و غیرقابل انعطاف اند. استفاده از روشی خاص به نام stamping، هر آزمایشگاهی را قادر به ساخت دستگاه های اپتیکی و انعطاف پذیر ساخته شده از محلولی مایع درون قالب های پلاستیکی- سیلیکونی تولید شده توسط تیم ما می گرداند.

بر روی قالب پلاستیکی - سیلکونی شیار هایی نامرئی و با عرضی در ابعاد میکرومتر ایجاد گردیده و با ریختن یک محلول پلاستیکی خاص در این قالب، سوئیچ در تنها چند دقیقه آماده خواهد شد. زمانی که این سوئیچ در یک شبکه فیبر نوری قرار داده میشود، شیار های موجود بر روی آنها نور موجود در کابل فیبر نوری را مدوله کرده و به این ترتیب اطلاعات فیلتر، کدشده و قابل استفاده میگردد.

تنها مشکلی که ما با آن مواجه هستیم، قانع کردن صنعت مخابرات برای استفاده از این فناوری است، چراکه آنها می پندارند پلاستیک ماده ای ناپایدار است، اما در حقیقت این فناوری خیلی دور از روشی که امروزه دی وی دی ها توسط آن ساخته میشوند نیست، تنها تفاوت در این است که ما در مقیاس نانو کار میکنیم و آنها در مقیاس بسیار بزرگ میکرو!