طرح توجیهی تولید فیبر نوری سال 1400 + word + pdf

تیم تحریریه 1 طرح های توجیهی صنایع برق و الکترونیک 08 شهریور 1399

Optical fiber

جهت سفارش طرح توجیهی تولید فیبر نوری سال 1402 با نرم افزار کامفار به صورت فایل word و pdf این مقاله را مطالعه نموده و سپس با ما تماس بگیرید ضمنا میتوانید فایل طرح توجیهی تولید کابل فیبر نوری را که آرشیوی و مربوط به سالهای گذشته میباشد ، صرفا جهت مطالعه از انتهای همین صفحه دریافت نمایید.

فیبرهای نوری رشته های بلند و نازکی از شیشه بسیار خالص اند ، که ضخامتی در حدود قطر موی انسان دارند .

فیبرهای نوری در کابل های نوری کنار یکدیگر قرار داده می شوند و برای انتقال سیگنال های نوری در فواصل دور مورد استفاده قرار می گیرند .

مهمترین مزیت فیبر نوری این است که از تمام محیط های انتقالی که وجود دارد اعم از وایرلس و سیمی و هدایت شده و هدایت نشده ، پهنای باند بیشتری فراهم می آورد ، یعنی به زبان ساده تر می تواند اطلاعات بیشتری ارسال کند .

معرفی محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید کابل فیبر نوری

فیبرهای نوری رشته های بلند و نازکی از شیشه بسیار خالص اند که ضخامتی در حدود قطر موی انسان دارند . فیبرهای نوری در کابل های نوری کنار یکدیگر قرار داده می شوند و برای انتقال سیگنال های نوری در فواصل دور مورد استفاده قرار می گیرند . استفاده از فیبر نوری نسبت به سیم های مسی و ماهواره ها مزایایی دارد .

برخی از این مزیت های کابل فیبر نوری به شرح ذیل می باشند :

ارتباطات ماهواره ای تنها فناوری ای است که می تواند با فیبر نوری در زمینه انتقال داده ها رقابت کند ولی چون فرکانس لیزری که استفاده می شود از فرکانسی که در امواج ماهواره ای استفاده می شود بیشتر است بنابراین داده های بیشتری از طریق فیبر نوری انتقال داده می شوند .

استفاده از فیبر نوری یک روش نسبتاً ایمن برای انتقال داده است زیرا برعکس کابل های مسی که دیتا را به صورت سیگنال های الکترونیکی حمل می کنند ، فیبر نوری در مقابل سرقت اطلاعات آسیب پذیر نیست .

به بیان دیگر نمی توان کابل فیبر نوری را قطع کرد و اطلاعات را به سرقت برد . مسئله دیگر ارزان قیمت بودن فیبر نوری به خصوص در مقایسه با ارتباطات ماهواره ای است .

یکی دیگر از مزایای فیبر نوری در مقایسه با کابل های مسی ، سبکی و راحتی تعبیه آن در بین دو نقطه است .

نکته دیگر این است که سیستم های کابلی در طول انتقال نیاز به تکرار کننده یا رپیتر زیادتری برای تقویت امواج دارند ، در حالی که در مورد یک سیستم کابل نوری ، به علت افت بسیار اندکی که در آن وجود دارد ، تعداد تکرار کننده کمتری استفاده می گردد .

در واقع هرچه فیبر خالص تر و دارای طول موج بیشتری باشد پورت های نور کمتری جذب و تضعیف سیگنال کمتر می شود و در نتیجه نیاز به تکرار کننده که یک سیگنال را دریافت کرده و قبل از ارسال به قطعه ی بعدی فیبر ، آن را تقویت می کند کاهش می یابد و همین امر موجب می شود قیمت تمام شده سیستم کاهش یابد .

فیبرهای نوری از عوامل طبیعی کمتر تاًثیر می پذیرند . بدین صورت که میدان های مغناطیسی و یا الکتریکی شدید بر آنها هیچ تاثیری نمی گذارد و خطر تداخل امواج وجود ندارد .

به همین دلیل می توان آنها را برخلاف کابل های مسی از کنار کابل های فشار قوی یا ژنراتورهای برق عبور داد . همچنین خواصی مانند ضد آب بودن موجب شده تا استفاده از آن روز به روز گسترده تر شود .

در مقابل این مزایا ، استفاده از فیبرهای نوری نسبت به کابل های مسی و ماهواره ها دشواری هایی نیز دارد . برخی از ایرادات و دشواری های استفاده از فیبر نوری به شرح ذیل می باشند :

به دلیل اینکه در فیبر نوری با سیگنال الکتریکی سر و کار نداریم ، باید در از ادواتی مانند تقویت کننده ها و آشکارسازهای نوری استفاده کنیم که این ابزارها تا حدودی گران هستند .

از فیبر نوری تنها می توان برای انتقال اطلاعات ، آن هم به صورت شعاع های نوری استفاده کرد و نمی توان برای انتقال الکتریسیته از آن استفاده نمود .

اتصال فیبرهای نوری به یکدیگر بسیار مشکل و وقت گیر است و نیاز به یک کادر فنی و متخصص سطح بالا دارد .

یکی دیگر از ایرادهای مهمی که به فیبر نوری وارد می شود این است که به راحتی نمی توان کابل ها را پیچ و تاب داد زیرا زاویه تابش نور در داخل آن تغییر کرده و این امر موجب می شود نور از سطح آن خارج شود و از طرف دیگر نمی توان آنها را به راحتی قطع کرد و برای قطع کردن آنها نیاز به تخصص ویژه ای است زیرا در غیر این صورت زاویه شکست تغییر می کند .

مشخصات فنی کابل های فیبر نوری

یک فیبرنوری یک موجبر دی الکتریک استوانه ای است که از موادی با اتلاف کم ساخته شده است که معمولاً از سیلیس یا شیشه با خلوص بالا تهیه می گردد .

یک فیبر نوری از سه بخش متفاوت تشکیل شده است :

هسته (Core)

هسته نازک شیشه ای در مرکز فیبر که سیگنالهای نوری در آن حرکت می نمایند .

روکش (Cladding)

بخش خارجی فیبر بوده که دور تا دور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نور منعکس شده به هسته میگردد .

بافر رويه (Buffer Coating)

روکش پلاستیکی که باعث حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و سایر موارد آسیب پذیر است . صدها و هزاران نمونه از رشته های نوری فوق در دسته هایی سازماندهی شده و کابلهای نوری را بوجود می آورند . هر یک از کلافهای فیبر نوری توسط روکشهایی با نام Jacket محافظت میگردند .

طبقه بندی محصول

فیبرهای نوری در دو گروه عمده ارائه میگردند :

فیبرهای تک حالته (Single-Mode) : به منظور ارسال یک سیگنال در هر فیبر استفاده میشود ( نظیر: تلفن )

فیبرهای چند حالته (Multi-Mode) : به منظور ارسال چندین سیگنال در یک فیبر استفاده میشود ( نظیر : شبکه های کامپیوتری )

فیبرهای تک حالته دارای یک هسته کوچک ( تقریباً 9 میکرون قطر ) بوده و قادر به ارسال نور لیزری مادون قرمز ( طول موج از 1300 تا 1550 نانومتر ) میباشند . فیبرهای چند حالته دارای هسته بزرگتر ( تقریباً 5/62 میکرون قطر ) هستند و قادر به ارسال نور مادون قرمز از طریق LED میباشند .

بسته به تعداد مدهای الکترومغناطیسی قابل حمل توسط فیبر ، فیبر نوری به دو صورت تک حالته و چند حالته مورد استفاده قرار می گیرد .

علاوه بر این ، بسته به نحوه تغییرات ضریب دی الکتریک موجبر ، فیبرها به دو نوع ضریب شکست تدریجی و ضریب شکست پله ای تقسیم می شوند . در نوع اول ( فیبر پله ای ) ، ضریب شکست درکل مقطع هسته فیبر ثابت است ولی در نوع دوم ( فیبر تدریجی ) ضرریب شکسرت از مقدار ماکزیمم خود در مرکز تار ، به صورت تدریجی ، تا بدنه تار کاهش می یابد .

فیبر تک حالته به صورت پله ای و فیبر چند حالته به دو صورت پله ای و تدریجی استفاده می شود . فیبر تک حالته دارای بیشترین سرعت انتقال اطلاعات و کمترین تضعیف و فیبر چند حالته پله ای دارای کمترین نرخ انتقال اطلاعات و بیشترین تضعیف است . فیبر های نوری همچنین بسته به مصارف مختلفی که دارند ، در انداز ه ها و با مشخصات متفاوت ساخته می شوند و طبعاً مشخصات فیزیکی کابل نوری از لحاظ پوشش و محافظ برای کاربردهای کانالی , خاکی ، هوایی و دریایی متفاوت خواهد بود .

انواع کابل فیبرهای نوری

قطر خارجی فیبرها معمولاً 125میکرومتر است و آنها در مقابل کشش بسیار مقاومند حتی مقاوم تر از فولاد ولی وقتی فشار افقی به آنها وارد شود خیلی راحت می شکنند لذا باید درون کابلها قرار گیرند .

فشار در فیبرها تضعیف را بالا می برد و نیز اثرات نامطلوب دیگری در پی دارد و کابل های فیبر نوری بسته به محیطی که در آن به کار می روند انواع بسیار مختلفی دارند .

خمیدگی ها

اگر شعاع خمش خیلی کوچک باشد ( کمتر از 10 سانتی متر ) تلفات ناشی از خمیدگی قابل ملاحظه خواهد بود گرچه خمیدگی های کوچک نیز تلفاتی در پی دارند .

یکی از خصوصیات کابل ها جلوگیری از خمیدگی های با شعاع کوچک است . در فیبر های طولانی و زیر دریایی خود به خود این اتفاق نمی افتد .

شرایط محیطی مانند رانرش زمین ، ماشین آلات حفراری ، جانوران جونده و ... همواره فیبرر های outdoor را تهدید می کنند و کابل ها باید طوری طراحی شوند که فیبرها حداقل آسیب پذیری را در برابر این عوامل داشته باشند .

از دیگر موارد می توان از آسیب های حین کابل کشی مخصوصاً در نقاط صعب العبور نام برد . بر خلاف انتظار ضد آب کردن کابل های فیبرهای نوری مهمتر از کابل های الکتریکی است .

فیبرهای غوطه ور در آب به مرور یون های ئیدروکسیل را جذب می کنند و وجود این یون ها جذب نور را در طول فیبر افزایش می دهد .

علاوه بر این ، نفوذ آب ترک های بسیار ریزی نیز در طول فیبر ایجاد می کند که این مسأله باعث پراکندگی نور می شود .

از طرفی این ترک ها با تضعیف فیبر به طور قابل توجهی فیبر را آسیب پذیر می کنند ، به همین دلیل آب بدترین دشمن سیستم های فیبر نوری است .

حفاظت در برابر رعد و برق

رعد و برق برای کابل های حاوی مواد رسانا مشکل ساز است . در برخی مناطق شدت رعد و برق ها به حدی است که تا عمق 10متر به کابل و تجهیزات مخابراتی زیر زمینی صدمه می زند .

عموماً کابل های الکتریکی که توان مورد نیاز برای تقویت کننده ها و repeater های بین راه برای مسیرهای طولانی و مخصوصاً کابل های زیر دریا را منتقل می کنند ، در معرض صدمات ناشی از رعد و برق قرار دارند .

با توجه به موارد فوق بسته به محیط مورد استفاده ، کابل های فیبر نوری به انواع ذیل تقسیم می شوند

کابل های فضای باز زيرخاکی طولانی (Outdoor Buried Cable (Long Distance

این گروه شامل بسیاری از فیبرهای تک حالته بالای 100 کیلومتر هستند . این کابل ها ضد آب می باشند و دارای تجهیزات استحکام دهنده و غلاف هستند .

کابل های فضای باز زيرخاکی اقامتگاهی (Outdoor Buried Cable (Campus Area

این نوع کابل ها در مسافت کمتری نسبت به دسته قبل استفاده می شوند و هم از نوع تک حالته و هم از نوع چند حالته می باشند . این نوع کابل ها هم باید ضد آب باشند ولی تجهیزات استحکامی آنها کمتر از دسته قبلی است . از طرفی چون در معابر از درون لوله های فولادی یا کانالها عبور داده می شوند دیگر لازم نیست مانند کابل های بین شهری غلاف دار شوند .

کابل های فضای باز هوايی (Outdoor Overhead Cable )

این کابل ها باید در مقابل کشش بسیار مقاوم باشند . این کابل ها غالباً دارای تجهیزات جداگانه ای برای جلوگیری از وارد شدن نیروی کشش به فیبر می باشند .

کابل های فضای باز هوايی با استفاده از کابل Earth دکل های فشار قوی

یکی از مکان های معمول برای انتقال فیبرهای نوری استفاده از فضای درون کابل Earth دکل های فشار قوی است که معمولاً خطوط 132 کیلو ولت می باشند . اغلب جهت جلوگیری از خراب کاری ، بالاترین کابلی که از راس دکل می گذرد کابل Earth است . این نوع کابل ها Optical Ground Wire(OPGW) نامیده می شوند .

کابل های زير دريايی

ساخت کابل های زیر دریایی مشکل ترین نوع کابل سازی فیبر نوری است . تحمل فشار زیر آب شور چالش دشواری برای این نوع کابل ها محسوب می شود و لذا از این نوع کابل 6 تا 20 نوع بیشتر موجود نیست . بر خلاف تنوع بسیار زیاد کابل های دیگر ، مشکلات نگهداری کابل های الکتریکی تأمین کننده توان repeate ها و آمپلی فایرهای طول مسیر نیز به پیچیدگی های موضوع می افزاید .

کابل های Indoor ( درون ساختمانی )

معمولاً دو نوع بیشتر نیستند و اغلب چند حالته می باشند . در این نوع کابل ها نیاز چندانی به ضد آب کردن و افزایش استحکام و غلاف دار کردن کابل وجود ندارد . در مورد این کابل ها باید اقداماتی درجهت حفاظت در برابر جوندگان و تصادفات صورت گیرد . ضمن اینکه باید از موادی استفاده گردد که در صورت بروز آتش سوزی بخارات سمّی ایجاد نکنند .

طول این کابل ها در حدود 300 متر است و لازم است که سبک و قابل انعطاف باشند . معمولاً انتهای هر کابل به کانکتورهای قابل جدا شدن وصل می شود .

کشور های عمده تولید کننده و مصرف کننده محصول مورد بررسی در طرح توجیهی تولید کابل فیبر نوری

به دلیل محدودیت در تکنولوژی تولید ، بیشتر تولید کنندگان کابل های فیبر نوری در کشورهای ژاپن ، آمریکا و کشورهای اروپایی مانند آلمان و فرانسه متمرکز شده اند و دیگر کشورها از طریق واردات از این محصول بهره می برند .

در چند سال اخیر کشور چین نیز به یکی از تولیدکنندگان عمده در این زمینه تبدیل شده است .

:: دانلود فایل طرح توجیهی تیپ احداث کارخانه تولید فیبر نوری