فیبر نوری در مقایسه با کابل‌ مسی در ارتباطات و شبکه چه مزایایی دارد؟

برای انتقال داده‌ها در شبکه باید رسانه‌ای داشته باشیم که داده‌ها از طریق آن انتقال یابند. مثلا در شبکه‌های بی‌سیم، هوا (توسط امواج رادیویی) این‌کار را برای‌مان انجام می‌دهد. در شبکه‌های ثابت کابلی نیز کابل‌ها عهده‌دار چنین وظیفه‌ای هستند و می‌توان آن‌ها را به دو دسته اصلی کابل‌های مسی و فیبرهای نوری تقسیم کرد. 

کابل‌های مسی (در استاندارد اترنت) حاوی رشته‌های مسی نازکی هستند که دو‌به‌دو به‌هم‌ بافته شده‌اند. کابل‌های مسی قدمت بیشتری دارند و در گذر سال‌ها استانداردهای دقیقی درباره‌شان تدوین شده است. کابل‌های فیبرنوری (fiber optics یا fibre optics) حاوی رشته‌‌های نازکی از الیاف شیشه (اصطلاحا فایبرگلاس و در برخی موارد نیز پلیمر) هستند که داده‌ها را با علائم نوری ارسال و دریافت می‌کنند. هر کدام از این‌دو نوع کابل مزایای خاص خود را دارند. اما در مقاله‌ی حاضر، بیشتر به مزایای فیبر نوری می‌پردازیم.

هم کابل مسی و هم فیبر نوری وظیفه‌ی یکسانی دارند؛ کار آن‌ها انتقال داده است اما همین کار را به دو روش متفاوت انجام می‌دهند. کابل مسی پالس‌های الکتریکی را در طول رشته‌های مسی اما فیبر نوری پالس‌های نوری را در طول رشته‌های شیشه‌ای نرم حمل می‌کند.

مزایای فیبر نوری در مقایسه با کابل مسی

فیبر نوری در مقایسه با کابل مسی مزایایی دارد که به بعضی از آن‌ها اشاره می‌کنیم:

1. فیبر نوری داده‌ها را سریع‌تر منتقل می‌کند

معیار سنجش نرخ انتقال داده، پهنای باند است. امروزه ظرفیت پهنای باند را با مقیاس گیگابیت‌برثانیه یا حتی ترابیت‌برثانیه می‌سنجند. حداکثر پهنای باند کابل‌های مسی فعلی 40 گیگابیت‌برثانیه است، اما فیبرهای نوری می‌توانند داده‌ها را تقریبا با سرعت نور جابه‌جا کنند. در آزمایش‌ها تا سرعت چندصد ترابیت‌برثانیه نیز حاصل شده است.

2. فیبر نوری برد بیشتری دارد

هم سیگنال‌های الکتریکی در کابل مسی و هم سیگنال‌های نوری در فیبر نوری در معرض تضعیف (attenuation) و اعوجاج (distortion) هستند، یعنی با افزایش فاصله، سیگنال ضعیف‌تر می‌شود و شکل‌موجش تغییر می‌کند که باید با سازوکارهایی اصلاح شود. اما کابل‌های فیبر نوری داده‌ها را تا مسافت بسیار بیشتری انتقال می‌دهند.

با استانداردهای موجود، طول کابل مسی حداکثر می‌تواند 100 متر باشد. البته بیشتر از آن هم به لحاظ نظری ممکن است، اما احتمالا مشکلات دیگری پدید می‌آورد و اطمینان‌پذیری کابل مسی در مسافت‌های بیشتر از 100 متر کاهش می‌یابد. اما فیبر نوری بسته به نحوه ارسال‌ علائم و نوع کابل می‌تواند تا بیش از 38 کیلومتر نیز کشیده شود.

3. کابل فیبر نوری در برابر تداخل الکترومغناطیسی نفوذناپذیر است

علائم الکتریکی وقتی در کابل‌های مسی حرکت می‌کنند، ماهیتاً در اطراف کابل میدان الکترومغناطیسی ایجاد می‌کنند. لذا وقتی چند کابل مسی کنار هم باشند، میدان‌های الکترومغناطیسی آن‌ها با هم تداخل می‌یابد و ممکن است میدان یکی در دیگری نفوذ کند و انتقال داده مخدوش شود. به چنین پدیده‌ای هم‌گویی یا هم‌شِنَوی (crosstalk) می‌گویند که شاید به لزوم بازفرستیِ پیغام بیانجامد یا حتی خطرات امنیتی در پی داشته باشد.

انتقال نور در فیبرهای نوری هیچ‌نوع تداخل الکترومغناطیسی ایجاد نمی‌کند و لذا فیبر نوری امن‌تر است و کمتر پیش می‌آید که ناچار شوید پیغامی را مجددا ارسال کنید.

4. فیبر نوری فضای کمتری اشغال می‌کند و مدیریتش آسان‌تر است

رشته‌های فیبر نوری بسیار نازک هستند. در واقع، قطر آن‌ها را با مقیاس میکرون (یعنی یک‌میلیونیم متر) می‌سنجند. قطر هر رشته فیبرنوری رایج هم‌اندازه تار مو است، اما ظرفیت انتقال داده زیادی دارد و سیگنال‌ها را سریع‌تر و تا مسافت طولانی‌تری ارسال می‌کند. هرچند فیبرهای نوری هم به روکش محافظ نیاز دارند، قطرشان حتی با احتساب روکش فقط حدود 2 میلی‌متر می‌شود. هر رشته کابل مسی نوع Cat6 تقریبا چهار برابر قطورتر اما ظرفیت انتقال داده‌اش کمتر است. فیبر نوری فضای کمتری اشغال می‌کند و منعطف‌تر و لذا مدیریتش آسان‌تر است.

وقتی کابل نازک‌تر باشد، درون محفظه‌های سرورها و تجهیزات شبکه فضای باز بیشتری باقی می‌ماند و هوا راحت‌تر جریان می‌یابد. خنک‌سازی مناسب تجهیزات شبکه به بهبود کارایی‌شان کمک می‌کند. ضمنا وقتی فضای باز بیشتری وجود داشته باشد، دسترسی به تجهیزات و کابل‌های شبکه و تعمیر یا مدیریت آن‌ها آسان‌تر می‌شود.

5. کابل‌های فیبرنوری آینده‌دار هستند

مردم دنیا هر سال داده‌های بیشتری تولید، مصرف و جابه‌جا می‌کنند و نیازشان به پهنای باند بیشتر می‌شود. لذا سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های فیبر نوری نیازهای آتی مردم، شرکت‌ها و سازمان‌ها را نیز پوشش می‌دهد. ستون‌ فقرات شبکه‌ی فیبرنوری اگر درست بنا شود، تا سال‌ها پاسخگوی نیازها خواهدبود.

مزایای کابل مسی

موضوع مقاله‌ی پیشِ رو، مزایای کابل‌های فیبر نوری بود فلذا بر امتیازهای آن تاکید کردیم اما باید اضافه کنیم که کابل‌های مسی نیز مزایای خاص خود را دارند و همچنان در حوزه ارتباطات و شبکه، بویژه شبکه‌های کوچک و حتی متوسط پرکاربرد هستند.

برای مثال، نصب و نگهداری کابل‌های مسی ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر است. درنتیجه، استفاده از کابل‌های مسی در شبکه‌های کوچکتر گزینه منطقی، باصرفه و مناسبی است. فیبرهای نوری برای همه اماکن باصرفه نیستند. از فیبرهای نوری می‌توان در شبکه‌های بزرگتر و برای متصل کردن شبکه‌های موجود در نقاط مختلف شهر یا مرتبط کردن چند ساختمان به یکدیگر بهره برد.

از زمان تایید استاندارد اترنت در سال 1983، کابل‌های مسی اترنت تدریجا در حوزه شبکه جایگاه استواری یافتند، زیرا استانداردهای‌شان به‌خوبی تثبیت شده و کار کردن با آن‌ها آسان است. شبکه‌های کابل مسی علاوه بر داده، علائم صوتی بین دو خط تلفن را هم منتقل می‌کنند. با استاندارد اترنت و اتصال‌ها یا اصطلاحا کانکتورهای RJ-45 (که برای کاربران اینترنت ثابت خانگی آشناست) می‌توان با سرعت 10 مگابیت‌برثانیه نیز داده‌ جابه‌جا کرد. ضمنا کابل‌های مسی مقاومت کششی بیشتری دارند اما فیبرهای نوری نسبتا آسیب‌پذیرترند.

پس، در انتخاب بین کابل مسی و فیبر نوری باید به حوزه‌ی کاربرد آن‌ها نیز توجه کرد.