فهرست
خلاصه
بخش اول
كليات
2-1-1 پارامترهاي انتخاب سيستمهاي مخابراتي
الف- مسائل فني و تكنيكي
بخش دوم
كاربرد فيبر در شبكه مشتركين
1-2-1 مقدمه
2-2-1 مقايسه انواع سيستمهاي شبكه مشتركين
3-2-1 نحوه به كار گيري فيبر نوري در شبكه مشتركين ايران
بخش سوم
كاربرد فيبر در شبكه بين مراكز
1-3-1 مقدمه
2-3-1 بررسي انواع سيستمهاي شبكه بين مراكز و مقايسه آنها
1-2-3-1 قابليت اطمينان
2-2-3-1 كيفيت سيستم
3-2-3-1 ضريب اشتغال فضا
4-2-3-1 سهولت نصب و نگهداري
بخش چهارم
كاربرد فيبر در شبكه راه دور
1-4-1 مقدمه
2-4-1 عملكرد انواع سيستمهاي شبكه راه‌دور
نوع سرويس، حجم پر ترافيك واستعداد توسعه آتي
كيفيت سيستم
شرايط محيطي
وضعيت جغرافيايي
3-4-1 نحوه به كار گيري فيبر نوري در شبكه راه دور
نتيجه‌گيري كلی
1-استفاده از فيبر نوري در شبكه مشتركين
2-استفاده از فيبر نوري در شبكه بين مراكز
3-استفاده از فيبر نوري در شبكه راه دور
خلاصه
در بخش اول جايگاه فيبر نوري در شبكه مخابراتي ايران مشخص خواهد شد. در اين راستا شبكه مخابراتي به چهار زير شبكه مشتركين- بين مراكز – راه دور و روستائي تقسيم شده و امكان كاربرد فيبر در هر يك از اين شبكه‌ها مورد بررسي قرار خواهد گرفت. در بخش دوم اصول طراحي و مهندسي سيستمهاي فيبر نوري شامل:
اصول طراحي شبكه ارتباطي شهري و راه دور دور مورد بررسي قرار گرفته و نهايتاً را طرح چنيدين نمونه فرضي نحوه محاسبه تعداد سيستم‌ها و رشته‌ها و رشته‌هاي فيبر نوري مورد نياز بين مراكز در يك شبكه شهري ارائه خواهد شد.
بخش اول :
كليات
- مقدمه:
- هر چند نظر فني استفاده از فيبر نوري در كليه قسمتهاي يك شبكه مخابراتي مسير مي‌باشد. اما در حال حاضر به علل اقتصادي در بعضي قسمتها از آن جاذبه داشته و كاربرد آن در بعضي قسمتهاي خصوصاً براي كشورهاي جهان سوم مصلحت مي‌باشد.
2-1-1 پارامترهاي انتخاب سيستمهاي مخابراتی
در انتخاب هر سيستم مخابراتي لازم است دو پارامتر فني و اقتصادي را مد نظر داشته و با بررسي دقيق آنها نوع سيستم را تعيين نمود. تدوين يك برنامه دراز مدت مخابراتي صحيح نخواهد بود مگر از دو بعد اقتصادي و فني سيستمهاي موجود با يكديگر مقايسه گشته و مناسبترين سيستم انتخاب گردد.
الف- مسائل فني و تكنيكي
با توجه به اينكه مخابرات يك مسئله جهاني بوده وما نمي‌توانيم تافته جدا بافته از ديگران باشيم بايد در برنامه‌ريزي‌هاي دراز مدت از تمايل جهاني در انتخاب نوع سيستم دقيقاً وطلع بوده و آگاهانه نوع سيستم را انتخاب نمائيم در حال حاضر به علل مختلف از جمله نفوذ هر چه بيشتر انتقال ديتا در شبكه‌هاي مخابراتي و غيره چنين تمايلي به سمت ديجيتال مي‌باشد. سيستمهاي ديجيتال به دو صورت رادئويي و كابلي قابل اجرا ميباشند. با توجه با اينكه سيستم كابل كواكسيال اصلي بين دو نه تنها از نظر كيفي ازجحيتي بر فيبر نوري منحصر خواهد بود. فاصله تكرار كننده‌هاي راديو ديجيتال در خيلي موارد كمتر از فاصله لازم براي نوع آنالوگ مي‌باشد چنين اختلالي در شبكه فعلي ايران باعث ايجاد ايستگاه‌هاي تكرار كننده جديد مي‌شود كه علاوه بر افزايش قيمت تمام شده مشكلات نگهداري ايستگاه به طور مستمر را همراه خواهد داشت. در صورتيكه روشهاي فيبر نوري مشكلات كمتري دارند.
از طرفي چون مخابرات فيبر نوري يك پديده جديد بوده و مسلماً از نظر نيروي انساني نسبت به سيستمهاي رادئويي كه از سابقه زيادتري برخوردار هستند در مظيقه بيشتري خواهد بود با توجه به جوان بودن تكنولوژي فيبر نوري اگر از هم اكنون فاصله در آينده جلوگيري نمود.
ب- هر چند در انتخاب يك سيستم مخابراتي محدوديت‌هاي فني و تكنيكي عانل مهمي به شمار مي‌رود. اما به علت گستردگي و هزينه سرمايه‌گذاري زياد آن شايد مهمترين و عمده‌تري عامل تعيين كننده مسائل اقتصادي مي‌باشد. در حال حاضر قيمت كابلهاي فيبر نوري و المانهاي آن مانند فرستنده و گيرنده و بقيه ملزومات عليرغم تورم جهاني يك سير نزولي را طي ميكنند. واضح است كه در صورت افزايش توليد و اتوماتيك شدن هر چه بيشتر آن در مراحل توليد زمينه‌هاي فراوانيبراي تقليل قيمت وجود دارد. در حاليكه در مورد كابل مسي به علت وايستگي شديد آآنها به منابع مسئوليت نه تنها امكان كاهش قيمت وجود ندارد بلكه هر ساله ژبر قيمت آنها افزوده مي‌شود.
بخش دوم
كاربرد فيبر در شبكه مشتركين
1-2-1 مقدمه
پيشرفتهاي اخير در تكنولوژي ساخت فيبر نوري و لوازمات الحاقي آن امكان استفاده از فيبر را در كليه سطوح شبكه مخابراتي ولو به طور آزمايشي مسير مي‌سازد. به طوريكه ميتوان حتي از آن در شبكه‌هاي محلي و در سطح مشتركين هم استفاده نمود مشخصه عرض باند وسيع فيبر امكان ايجاد شبكه‌هاي مجتمع با سرويس‌هاي متنوع باند باريك و وسيع راميسر مي‌سازد. به دليل حجم زياد و مسائل فنيف اقتصادي و نگهداري لازم است شبكه مشتركين بدون تكرار كننده طراحي مي‌شوند . بلافاصله كوتاه كابلهاي شبكه‌هاي مشتركين حتي ميتوان با استفاده از فيبرهاي چند مدي و دستگاه‌هاي پايانه ارزان قيمت شبكه مشتركين را بدون تكرار كننده طراحي نمود
در طراحي شبكه مشتركين بايد امكان استفاده از WDM را براي استفاده‌هاي آتي در نظبر گرفت. كابلهاي مورد استفاده در شبكه مشتركين به دو بخش عمده كابل مركزي كه بين مركز سوئيچينگ و تقسيم‌كننده‌هاي بين راه «كافو» كشيده شده‌اند و كابل آبونه كه مشتركين را به تقسيم‌كننده‌ها وصل مي‌نمايد تقسيم مي‌شوند.
هر مشترك توسط مدار جداگانه‌اي به مركز متصل مي‌گردد. بنابراين كابل مشتركين در نزديكي مركز محلي خود تعداد زيادي زوج خواهد داشت و در مسير خود به تدريج از تعداد آن كاسته مي‌شود. در قسمت شبكه مركزي كه از كابلهاي پرزوج تشكيل شده است عموماً از كابلهاي كانالي استفاده مي‌شود. ولي در قسمتت شبكه آبونه از كابلهاي خاكي و در شبكه مشترك تا تقسيم پست از كابلهاي هوایی استفاده مي‌گردد. در صورت استفاده از نوع كانالي لازم است در فواصل مختلف براي نگهداري و نصب راحت‌تر جوضچه‌هايي داير نمود.
2-2-1 مقايسه انواع سيستم‌های شبكه مشتركين
در شبكه مشتريكن از دو نوع كابل مسي و فيبر نوري ميتوان استفاده نمود و حجم و وزن كم كابلهاي نوري امكان نصب آنها را ساده‌تر و هزينه‌هاي حمل و نقل انبارداري و غيره را كاهش مي‌دهد.
كابلهاي فيبر نوري بر عكس نوع مسي در محل اتصالات افت قابل توجهي از خود نشان مي‌دهن اتصال دو كابل فيبر نوري به يكديگر به زمان و تخصص بيشتري نسبت به كار مشابه در مورد كابلهاي فيبر نوري بايد شرايط محيطي را تحمل كرده و نيروي كشش و فشار تحمل آن حداقل به اندازه كابل مسي باشد. شيشه به تنهايي داراي مقاومت مكانيكي خيلي زيادي مي‌باشد. بنابراين كابلهاي نوري مورد استفاده داراي مقاومت مكانيكي زياد بوده و اين امر باعث سهولت در عمليات كابل كشي است. به عنوان مثال يك رشته فيبر 125 ميكروني مي‌تواند حتي نيروهاي بيشتر از 50 نيوتن راهم تحمل نمايد. مشروط بر آن كه در روي شيشه ترك يا خراش وجود نداشته باشد. اما متاسفانه براثر تماس سطح فيبر با اجسام خارجي خراشخاي سطحي ايجاد مي‌گردد كه اين خراشها ياتركهاي بسيار ريز ميزان تحمل فشارهاي مكانيكي فيبر را به شدت پايين مي‌آورد. به طوريكه حتي اگر نيروهاي كمتر ا مقدار پارگي هم به مدت طولاني به فيبر اعمال نمائيم بالاخره فيبر پاره خواهد شد. بايد توجه داشت كه هنگام عمليات كابل كشي بايد حداقل شعاع مجاز خمش و حداكثر فشار وارده به كابل رعايت شود.
3-2-1 نحوه به كار گيري فيبر نوري در شبكه مشتركين ايران
استفاده از فيبر در شبكه مشتركين حتي در كشورهاي پيشرفته هم به صورت آزمايشي و تحقيقي مي‌باشد تا اجراي آن به عنوان بك پروژه كاملاً تجاري استفاده از فيبر در شبكه مشتركين وقتي مفهوم دارد كه مراكز سوئيچينگ ديجيتال يكپارچه براي كليه سرويسها، جاي مراكز سوئيچ فعلي رابگيرند. اين كار احتياج به زمان و سرمايه‌گذاري وسيع دارد. مضافاً اينكه در كشورهايي كه نياز به ارسال اطلاعات تلفني ، ديتا، ويدئو، تلويزيون، كامپيوتر و تلكس به صورت توام آنچنان اولويت نداشته و احتمالاً فقط در سطوح و امكان بسيار خاص و نادر ممكن است چنين ضرورتي حس شود. استفاده از شبكه‌هاي يكپارچه باقابلين حمل كليه سرويس‌هاي مختلف از يك خط واحد تا زماني كه سطح سرمايه‌گذاري به ازاء هر مشترك به مقدار معقول نرسد غير قابل اجرا و يا حداكثر در سطح بسيار محدودي قابل اجرا مي‌باشد. در مقدمه اين فصل امكان استفاده از WDM مطرح گرديد. اينك به بررسي بيشتر اين روش مي‌پردازيم.
- مالتي پلسينگ تقسيم طول موج (WDM ) Wave length Divion muitiplex سيستمهاي مخابراتي فيبر نوري داراي پهناي باند بسيار وسيعي ميباشند. به طوريكه حتي استفاده كامل از وسايل مالتي پلكس نمي‌تواند جوابگوي چنين پهناي باند گسترده‌اي باشد. لذا لازم است براي استفاده بيشتر از عرض باند سيستمهاي فيبر نوري از روشهاي مالتي پليسينگ تقسيم نوري بهره گرفت كه عبارتند از :
- مالتي پلكسينگ تقسيم طول موج WDM
- مالتي پلكسينگ تقسيم فركانس نوري OFDM
- مالتي پلكسينگ تقسيم زاويه ADM
در حال حاضر از سه روش فوق روش WDM از پيشرفت بيشتري برخوردار مي‌باشد. در اين روش خروجي نهايي چند فرستنده نوري با طول موجهاي مختلف بايكديگر ادغام شده و روي يك فيبر احد منتقل مي‌شوند، در قسمت گيرنده طول موجهاي مختلف را از يكديگر جدا نموده و توسط فتو ديودهاي مختلف آشكار مي‌شوند تكنولوژي WDM روش مفيدي است كه با آن از مشخصه افت كم فيبرهاي نوري در يك منطقه استفاده كامب مي‌شود، ايده اصلي استفاده از WDM براي اولين بار در سال 1970 مطرح گرديد. اما تحقيقات اساسي در مورد اين ايده از اواسط سال شروع گرديده است سيستمهاي انتقال WDM را ميتوان به دو دسته عمده زير تقسيم نمود.
- انتقال يك جهته
- انتقال دو جهته
- در انتقل يك طرفه اطلاعات ارسالي از طريق فيبر نوري فقط در يك جهت انجام مي‌گيرد در حالي كه در وع دو طرفه ميتوان اطلاعات را به طور همزمان در هر دو جهت ارسال و دريافت نمود.
در مسيرهاي با ترافيك كم مانند خطوط مشتركين كه ارسال يك كانال در هر كدام از جهت‌ها كافي مي‌باشد استفاده از روش دو طرفه بسيار مفيد بودهو در مسيرهاي پر ترافيك مانند شبكه‌هاي بين‌شهري روش اول ترجيح داده مي‌شود. در طرح سيستمهاي انتقال WDM و براي داشتن يك انتقال باكيفيت مطلوب لازم است مقادير همشنوائي و افت دستگاه WDM از حد مجاز تجاوز ننمايد.
اگر مقدار تضعيف اضافي ايجاد شده بر اثر استفاده از دستگاه هاي WDM را WDM بناميم (مجموع افت داخلي دستگاه‌هاي مالتي پلكس و دمالتي پلكس )در اين صورت مقدار تضعيف اضافي باعث كاهش فاصله بين تكرار كننده‌ها مي‌گردد، مثلاً هر گاه مقدار WDM براي يك سيستم دو كاناله Db 5 باشد مفهوم آن به معني تقليل فاصله تكرار كننده‌هاي بين 10 ؟ 5 كيلومتر مي‌باشد. حداقل فاصله‌اي كهبعد از آن استفاده از فيبر جداگانه‌اي به جاي WDM ترجيح داده مي‌شود بستگي به قيمت تمام شده سيستم دارد و به طور كلي در فواصل دو به علت افزايش بيش از اندازه تكراركننده‌ها استفاده از WDM مشكلات فني، مالي، نگهداري بيشتري را ايجاد خواهد نمود وسائل عمده در يك ارتباط نوري راه دور با استفاده از WDM به شرح زير مي‌باشد:
الف- قسمت فرستنده داراي چند ديود ليزري با طول موجهاي متفاوت ميباشند، اين منابع نوري ممكن است به صورت جداگانه و يا به صورت يك دار مجتمع باشند، عرض باندتشعشعي اين ديودهاي ليزري روي انتخاب نوع فيبرهاي تك موي اثر مي‌گذارد، اگگر عرض باند تشعشعي براي هر ديو كمتر از mn 1 باشد در آن صورت احتياجي به فيبر مخصوص براي كقابله با پراكندگي رنگي وجود ندارد وگرنه لازم است از فيبرهاي مخصوصي استفاده گردد.
ب- وسائل مخصوص WDM كه همان مالتي پلكس‌ها ميباشند اين دستگاه‌ها بايد در مقابل طيف فركانس، بسيار سلكتيو باشند تا نور حاصله از چنين منبع موري با طول موجهاي مختلف با تضعيف كم با يكديگر ادغام شده و سپس در طرف ديگر گيرنده براحتي قابل تفكيك باشد. مشخصه ديگر اين وسائل علاوه بر افت حداقل بودن مقدار همشنوائي بين كانالها مي‌باشد.
ج- در قسمت گيرندهاز چند فتوديود با طول موجهاي مختلف براي جداسازي كاريرهاي مختلف استفاده مي‌شود.
بخش سوم
كاربرد فيبر در شبكه بين مراكز
1-3-1 مقدمه
در شبكه‌هاي بين مراكز به علت حجم زياد و فاصله كم خطوط، استفاده از روشهاي راديوئي متداول نبوده و از انواع سيستمهاي كابلي شامل كابل مسي پر زوج، كابلهاي كم زوج با مالتي پلكسينگ PCM و يا كابلهاي فيبر نوري بايد استفاده نمود.
2-3-1 بررسي انواع سيستمهاي شبكه بين مراكز و مقايسه آنها
1-2-3-1 قابليت اطمينان
در سيستمهاي كابل مسي قطع ارتباط صرفاً به خرابي كابل بستگي دارد در صورتيكه سيستمهاي فيبر و PCM قابليت اطمينان علاوه بر كابل به احتمال خرابي دستگاه‌هاي به كار رفته نيز بستگي دارد و در سيستمهاي پيسيام بايد احتمال خرابي تكرار كننده‌هي را هم در نظر گرفت.
به طور كلي اگر در سيستمي تعداد وسائل و دستگاه‌هاي استفاده شده بيشتر باشد قابليت اطمينان آن نيز كاهش مي‌يابد مگر آنكه از روشهاي Stannd by – Hot استفاده گردد. در ايستگاه‌هاي پايانه سيستم فيبر نوري به وسائل اضافي شامل مبدلهاي نوري به الكتريكي و الكتريكي به نوري نسبت به پيسيام احتياج دارد، با استفاده از روشهاي 1+1 و يا غيره ميتوان احتمال ارتباط ناشي از دستگاه‌هاي فوق را به حداقل رساند، در ضمندر صورت حذف تكرار كننده فيبر نوري ضريب اطمينان آن نسبت به پيسيام افزايش مي‌يابد.
2-2-3-1 كيفيت سيستم
در شبكه‌هاي بين مراكز به علت تورم بيش از اندازه خطوط در مجاورت يكديگر امكان كوپلينگ بين كابلها و ايجاد همشنوائي وجود داشتهو تاثيرپذيري آنها نسبت به نويزهاي القائي زياد مي‌باشد. براي حذف اثرات كوپلينگ بين دو سيستم PCM و كاهش BER خطوط ارتباطي آنها به صورت پراكنده و از نقاط مختلف يك يا دو كابل انتخاب مي‌گردند، بنابراين امكان استفاده از PCM كابلي در حجم زياد در يك مسير محدود خواهد بود در سيستمهاي فيبر نوري به علت آنكه محيط انتقال از نوع دي‌الكتريك مي‌باشد نه تنها مسئله‌اي به نام كوپلينگ و همشنوائي وجود نخواهد داشت بلكه اثرات القاء نويزهاي اطراف نيز وجود نداشته و مزاحمتي براي ساير سيستم‌ها نخواهد بود. در كابلهاي مسي براي كاهش اثرات خارجي از روشهاي شيبلدلينگ كابل استفاده مي‌شود، در صورتي كه در كابلهاي فيبر نوري احتياجي به شيلدلينگ كابل وجود ندارد.
3-2-3-1 ضريب اشتغال فضا
به علت استفاده از روشهاي مالتي پلكسينگ با ظرفيت زياد در كابلهاي فيبر نوري و حجم كم آنها نسبت به نوع كابل مسي بهره اشتغال فضا در سيستمهاي نوري بسيار كمتر از دو نوع پيسيام و سيم مسي مي‌باشد، كاهش حجم علاوه بر صرفه‌جويي در تعداد كانالها و تقليل قيمت تمام شده در مواقعي كه جاي خالي براي توسعه شبكه وجود ندارد حائز اهميت مي‌باشد در سيستمهاي فيبر نوري به علت حذف تكرار كننده در فضاي حوضچه‌ها نيز صرفه‌جويي خواهد شد.
4-2-3-1 سهولت نصب و نگهداري
كابلهاي فيبر نوري به علت وزن و حجم كم از سهولت نصب بيشتري برخوردار بوده وو هزينه‌هاي حمل و نقل و انباردار آنها كمتر مي‌باشد. هر چند مفصل‌بندي آنها به تخصص بيشتري احتياج دارد. اما به علت طول بيشتر آنها نسبت به كابل مسي (حداقل چهار برابر) و تعداد رشته كم آنها (در يك سيستم 34 مگابيت نسبت آنها 480/1 مي‌باشد.) تعداد اتصالات لازم در يك كيلومتر 1920 مرتبه خواهد بود.
حذف تكرار كننده در سيستمهاي فيبر نوري نصب و نگهداري سيستم را آسانتر نموده و مشكلات تغذيه را از راه دور تكرار كننده‌ها وجود نخواهد داشت.
يكي از پارامترهاي معم در هنگام نصب ماكزيمم نيروي كششي لازم مي‌باشد، مقدار اين نيرو بستگي به وزن كابل و اصطكاك بين كابل و كانال و شكل هندسي مسير دارد. در صورت استفاده از مواد كاهنده اصطكاك و صاف بودن سطح داخلي كانال مقدار نيروي كششي حداقل خواهد بود.
ميتوان تحقيق كرد كه كابلهاي مسي حتي براي طولهاي كمتر به مقدار نيروي بيشتري نسبت به نوع فيبر احتياج دارند. در مورد كابل‌كشي در داخل كانال در مناطق شهري به علت وجود كابلهاي مسي بهتر است در داخل كانال از لوله‌هاي فرعي استفاده نموده و از داخل آن كابلهاي فيبر نوري را عبور داد. با اين كار قابليت انعطاف كابل‌كشي در حضور كابلهاي قديمي افزايش مي‌يابد، نگهداري سيستم كابل مسي ساده‌تر بوده و به تخصص كمتري نياز دارد، در صورتيكه نگهداري PCM و فيبر به افراد متخصص نياز دارد، مخصوصاً به علت پيچيدگي بيشتر فيبر آموزش و تخصص بيشتري نياز مي‌باشد.
جدول (1-1) مقايسه‌اي از كابلهاي فيبر نوري، مسي و كواسيال را نشان مي‌دهد.
| فيبر نوري | كابل مسي | كابل كواكسيال |
| قطر | Mm 1% | Mm 9% تا 32% | Mm10 |
| وزن | Kg/km 100 (كابل 144 رشته‌اي) | Kg/km 400 (كاابل 400 زوجي) | Tone / km 11 (18 رشته‌اي) |
| مصونيت در برابر القاء | دارد | ندارد | كمي دارد |
| مصونيت در مقابل عوامل شيميائي | كمي دارد | ندارد | ندارد |
| پهناي باند | MHZ 100 GHZ10 | MHZ 2 | MHZ |
| فاصله تكرار كننده‌ها | Km 50-20 | Km 2-5/1 | Km5/1 |
جدول (2-1) نيز مقايسه‌اي بين انتقال توسط فيبر نوري و انتقال توسط كابلهاي فلزي را نشان مي‌دهد:
| كابلهاي فيبر نوري | كابلهي فلزي |
| تضعيف انتقال | dB/ km 6-2/0 | (MHZ 60) dB / km 18 |
| پهناي باند سيگنالي ارسالي | بيش از يك گيگاهرتز (براي فيبرهاي تك مدي ) | چند صد مگاهرتز ) |
| خواص مكانيكي | قطر : mm125/0 وزن يك رشته : kg 1 (km40) | قطر : mm95/ وزن يك زوج : kg 1 (km7/0) |
| ماده اعظم تشكيل دهنده | سيليكون (بسيار فراوان) | مس(داراي منابع محدود) |
| كيفيت انتقال و امنيت | بدون القاء بدون اثر كراستاكك عدم امكان استراق سمع | تاثيرپذيري از خطوط برق داريا اثر كراستاك امكان استراق سمع |
بخش چهارم
كاربرد فيبر در شبكه راه دور
1-4-1 مقدمه
از شبكه راه دور براي ارتباط شهرهاي مختلف به يكديگر استفاده مي‌شود خطوط راه‌دور بايد قابليت حمل ترافيك پرحجمي را دارا باشند، انتخاب مقدار ظرفيت به هزينه سرمايه‌گذاري اوليه، تعداد كانال مورد نياز، رشد و تلفن‌هاي شهري، توسعه آتي شبكه، انتقال تصاوير تلويزيوني و ديتا و غيره دارد، عموماً ميزان رشد شبكه‌هاي راه‌دور بسيار سريع ميباشند و بهتر است هميشه امكانات اوليه طوري انتخاب شوند كه با كمي افزايش سرمايه‌گذاري در آينده بتوان شبكه را به راحتي توسعه داد.
محيط انتقال در شبكه راه‌دور ممكن است يكي از انواع سيستمهاي راديوئي، فيبر نوري، كواكسيال، و ماهواره با روشهاي ديجيتال و يا آنالوگ باشند. به علت حجم ترافيك زياد و اصلي بودن مسيرهاي شبكه راه‌دور عموماً در اين شبكه‌ها لازم است سيستمهاي Stand by نيز پيش‌بيني كرده و به صورت‌هاي مختلف مثلاً 1+1 يا 1+2 و يا تركيب ديگر طراحي گردند.
2-4-1 عملكرد انواع سيستمهاي شبكه راه‌دور
نوع سرويس، حجم پر ترافيك واستعداد توسعه آتی
طبعاً نوع سيستم انتقال در درجه اول بستگي به نوع اطلاعات ارسالي دارد، مثلاً اگر هدف انتقال برنامه تلويزيوني باشد سيستم انتقال را طوري بايد انتخاب نمود كه داراي عرض باند وسيعي باشد و يا اگر برنامه راديوئي باشد لازم است سيستم انتقال را طوري انتخاب نمود كه داراي مشخصه تعيين شده براي كيفيت پخش صدا از نظر :AM , FM و غيره باشد. سيستم انتخابي بايستي نهتنها جوابگوي سرويس و ترافيك مورد نياز فعلي باشد بلكه بايد احتياجات آينده را هم با هزينه حداقل برآورد نمايد. امروزه با ايجاد انواع سرويس‌هاي مخابراتي و استفاده بيشتر مردم از مخابرات، احتياج به سيستمهاي پرظرفيت بيشتر احساس مي شود.
در سيستمهاي راديوئي اين عمل با كاهش طول موج امكان‌پذير است ولي عملي نبودن ساخت فرستنده‌هاي با طول موج كمتر 4/0 ميليمتر ارتباطات راديوئي را به مرحله بن‌بست كشانيده است و در كابلهاي كواكسيال نيز مقدار افت متناسب باجذر فركانس افزايش مي‌يابد، به طوري كه براي ظرفيت‌هاي زياد لازم است از كابلهاي قطور با فاصله تكرار كننده كم استفاده شود.
با زياد شدن تعداد تكرار كننده‌ها علاوه بر اين كه مسئله تغذيه ولتاژ از راه دور با مشكلات همراه مي‌شود لازم است المانهاي مصرفي در مدار هر تكرار كننده طوري انتخاب شود كه احتمال خرابي آنها كمتر باشد. كه به نوع خود باعث افزايش قيمت تكرار كننده مي‌گردد. شكل صفحه بعد تابع انتقال چند نوع فيبر نوري را در مقايسه با خطوط كواكسيال براي طول يك كيلومتر نشان مي‌دهد، به طوري كه ملاحظه مي‌شود هر فيبر نوري بسته به نوع آن در يك محدوده فركانس وسيعي داراي پاسخ ثابت مي‌باشد كه از آن براي انتقال اطلاعات استفاده مي‌شود.
اعوجاج سيگنال در لينك‌هاي نوري بسيار كم و قاب صرف‌نظر كردن مي‌باشد. بنابراين در گيرنده‌هاي نوري بر عكس سيستمهاي كابلي احتياجي به متعادل كننده‌هاي سيگنال نخواهد بود. با توجه به مطالب فوق ميتوان استنباط نمود كه اگر حجم ترافيك و رشد آتي آن زياد باشد از نظر فني فيبر بهتر از ساير محيطهاي انتقال مي‌باشد.
كيفيت سيستم
يكي از مزاحمت‌هاي اصلي در سيستمهاي مخابراتي نويزوپارازيت‌هاي القاي مانند تداخل فرمانس‌هاي راديوئي، القاء امواج الكترومغناطيسي، مزاحمت‌هاي ناشي از ولتاژهاي زياد زودگذر مانند رعد وبرق، نويز ناشي از كابلهاي فشار قوي، نويز ناشي از محل سوئيچ‌ها، موتورهاي كارخانجات، راه‌آهن برقي وغيره مي‌باشد. در فيبرهاي نوري به علت آنكه محيط انتقال از نوع دي‌الكتريك مي‌باشد. هيچكدام از موارد فوق مزاحمتي نخواهد داشت. بنابراين در سيستم‌هي نوري برعكس ساير كابلها احتياجي به شيلد كردن كابل نخواهد بود و براحتي قابل نصب در روي تيرهاي برق و دكلهاي فشار قوي مي‌باشد.
شرايط محيطی
سيستمهاي مايكروويو و ماهواره تحت تاثير باران، درجه حرارت و رطوبت قرار داشته و دكلهاي آنتن مايكروويو در مناطق بادخيز لازم است بسيار مستحكم انتخاب شوند در صورتيكه سيستمهاي فيبر نوري مستقل از چنين پارامترهايي ميباشند .
استفاده از مايكروويو در مناطقي كه در خطر سيل قرار دارند نسبت به روشهاي كابلي ارجحيت دارد در مناطق سردسير كه زمستاني همراه با برف و پخبندان شديد دارند نگهداري جاداه‌هاي فرعي ايستگاه‌هاي ساليانه مقدار متنابهي هزينه خواهند داشت در صورتي كه روشهاي كابلي چنين مشكلاتي را كمتر دارند.
طول مسير عامل عمده‌اي در تعيين نوع سيستم مي‌باشد. افت كم فيبرهاي نوري باعث افزايش فاصله بين تكراركننده‌ها شده و حتي در بعضي شرايط، شبكه بدون تكرار كنندهرا ميسر مي‌سازد.
شكل صفحه بعد فاصله تكرار كننده‌ها را براي چند سيستم انتقال كابلي مختل به صورت تابعي از طظرفيت انتقال نشان مي‌دهد. به طوري كه از شكل ملاحظه مي‌شود فاصله تكرار كننده‌هاي نوري در كليه موارد بيش از كابل كواكسيال مي‌باشد.
وضعيت جغرافيايی
هر كشوري شكل و محدوده مرزي خاص خود را دارد. برنامه‌ريزي مخابراتي ضرورتاً بايد بر اساس محدوديت‌ها و امكانات آن كشور باشد. انتخاب يك سيستم انتقال براي يك كشور ممكن است براي كشور ديگر مناسب نباشد، در طرح شبكه كخابراتي لازم است به وضعيت جغرافيايي منطقه توجه گردد. به طور مثال انتخاب سيستمهاي كابلي در مناطق باتلاقي، كوهستاني سخت به طوري كه حفر زمين براي كابل‌كشي مشكل باشد صحيح نمي‌باشد، در صورتي كه در مناطق دشت و هموار كه داراي فيدينگ زيادي بوده و ارتباطات راديوئي مستلزم صرف هزينه‌هاي گزاف براي ايجاد دايورسيتي ميباشند، استفاده از فيبر احتمالاً از سهولت بيشتري برخوردار خواهد بود.
3-4-1 نحوه به كار گيري فيبر نوري در شبكه راه دور
فيبر نوري به عنوان يك محيط انتقال ديجيتال كليه محاسن راديو ديجيتال را داشته و معايب آن را تقريباً دارا نمي‌باشد. به طور مثال عرض باند كه يكي از عوامل بازدارنده در سيستمهاي راديو ديجيتال محسوب مي‌شود در سيستمهاي فيبر نوري مشكل عمده‌اي را ايجاد نمي‌نمايد.
فاصله كم بين تكرار كننده‌هاي راديو ديجيتال نسبت به آنالوگ در مواردي باعث اختلال در شبكه شده و به ماجار بايد از تكراركننده‌هاي جديد استفاده نمود. كه هزينه‌هاي سرسام‌آوري را به دنبال دارد به طور كلي از نظر فني و اقتصادي سيستمهاي فيبر نوري نسبت به راديو ديجيتال و آنالوگ ارجحيت بيشتري دارد از ديدگاه اقتصادي كاربرد فيبر در شرايط مختل متفاوت بود و ميتوان حالتهاي زير را از يكديگر تفكيك نمود.
حالت اول: اگر ارتباط بين دو نقطه مورد نظر بوده و امكان توسعه بعدي ضعيف باشد در اين صورت اگر تسهيلات عام از قبيل ساختمان و جاده و غيره از قبل وجود داشته باشد در فواصل كمتر از حدود 80 كيلومتر (بسته به شرايط مسير از نظر سنگلاخي بودن و غيره) استفاده از فيبر ارزانتر از راديو خواهد بود، و اگر تسهيلات عام براي راديو موجود نباشد در اين صورت بهتر است كلاً از فيبر استفاده مي‌گردد.
حالت دوم: اگر ارتباط بين دو نقطه از امكان توسعه اتي برخوردار باشد در اين صورت اگر تسهيلات عام موجود نباشد تقريباً هميشه فيبر بهتر است و اگر تسهيلات عام موجود باشد استفاده از فيبر در فواصل كمتر از 150 كيلومتر اقتصادي خواهد بود. از فيبر نوري به دو صورت ميتوان در شبكه راه دور ايران استفاده نمود.
در روش اول توسعه جديد شبكه را به وسيله فيبر تامين نمود و در روش موازات شبكه مايركوويو در مسيرهاي اصلي و استراتژيكي براي افزايش قابليت اطمينان سيستم از فيبر نوري به عنوان مسير آلترناتيو استفاده نمود. در صورت استفاده از فيبر مسير كابل‌كشي، به طوري انتخاب شود كهامكان كندوكاو در اين نقاط وجود نداشته باشد به عنوان مثال قسمت وسط اتوبان‌ها براي اين كار بهترين مسير مي‌باشد در صورت نبودن اتوبان قسمتي از شانه خاكي كه در معرض خطر كمتري است بايد انتخاب شود.
نتيجه‌گيري كلی
امروزه كوشش اصلي كشورهاي دنيا مبتني بر ايجاد سرويس اطلاعاتي جهاني مي‌باشد بدين معني كه مشتركين در هر نقطه از جهان بتوانند به هر نوع اطلاعات اعم ا صدا، ديتا و تصوير به هر شكل ممكنه، در هر زمان با حداكثر ضريب اطمينان و حداقل هزينه دسترسي داشته باشد. ايجاد سرويس اطلاعات جهاني و شبكه ISDN با پيشرفت در تكنولوژي فيبر نوري، مدارات مجتمع و نرم‌افزار امكان‌پذير مي‌باشد.
فيبر نوري كه در سال 1980 صرفاً جنبه تحقيقاتي و آزمايشگاهي داشت اكنون در زمينه‌هاي مختلف به مرحله سرويس تجاري رسيده است و با وجود مزاياي بي‌شماري كه در حال حاضر از نظر عملكرد نسبت به ساير سيستمهاي مخابراتي دارد هنوز در ابتداي راه بوده و استعدادهاي فراواني براي رشد آن وجود دارد.
امروزه فيبر نوري به عنوان يك محيط انتقال كاملاً موثر. مطرح مي‌باشد و تقريباً كيه مشكلات تكنيكي مربوط به آن مرتفع شده و عملاً به تدريج شبكه‌هاي مخابراتي را در دنيا به خود اختصاص مي‌دهد، فيبر نوري برعكس ساير محيطهاي انتقال كه شامل مقاطع محدودي از شبكه مخابرات مي‌باشد در كليه سطوح شبكه از خطوط مشتركين تا ارتباط راه درو بين‌المللي مي‌تواند كاربرد داشته باشد.
در بررسي امكان استفاده از فيبر در شبكه مخابراتي ايران شبكه را به چهار زير شبكه مشتركين، بين‌المراكز، راه دور و روستايي تقسيم نموده و هر كدام با سيستمهاي موجود مقايسه گرديدند از نظر فني با توجه به مطالب عنوان شده به طور كلي كيفيت كار سيستمهاي فيبر نوري نسبت به ساير محيطهاي انتقال داراي ارجحيت بيشتري مي‌باشد بنابراين بحث اصلي در انتخاب سيستم بر محور مسائل اقتصادي استوار بوده و نتيجه حاصله براي چهار زير شبكه به شرح زير مي‌باشد.
1- استفاده از فيبر نوري در شبكه مشتركين
در حال حاضر استفاده از فيبر نوري در اين قسمت بيشتر جنبه تحقيقاتي داشته وتا زماني كه مراكز سوئيچينگ ديجيتال يكپارچه جاي مراكز سوئيچ فعلي را نگرفته‌اند استفاده از فيبر نوري در شبكه مشتركين غير مفيد مي‌باشد.
2- استفاده از فيبر نوري در شبكه بين مراكز
بررسي‌هاي به عمل آمده در مورد امكان كاربرد فيبر نوري در شبكه بين مراكز نشان مي‌دهد كه فيبر نوري اصولاً نسبت به پيسيام اقتصادي‌تر مي‌باشد و در مقايسه با روش كابل مسي برحسب اينكه جديدالاحداث و يا توسعه شبكه فعلي باشد به ترتيب در فواصل بيش از 5 كيلومتر و 6 كيلومتر فيبر مقرون به صرفه است.
3- استفاده از فيبر نوري در شبكه راه دور
در شبكه راه دور ايران از سيستمهاي راديوئي و كابل كواكسيال و فيبر نوري استفاده شده است. كابل كواكسيال به طور كلي گرانتر از فيبر بوده و مقايسه فيبر با مايكروويو در صورت جود تسهيلات عام از قبيل ساختمان و جاده و غير به طور متوسط در فواصل كوتاه (كمتر از 80 كيلومتر ) مقرون به صرفه بوده و اگر امكان توسعه آتي وجود داشته باشد اين فاصله 150 كيلومتر افزايش مي‌يابد. هر گاه شبكه به صورت جديد الاحداث باشد در هر شرايط فيبر نوري به صلاح مي‌باشد.
