فیبر نوری، یک فناوری مبتنی بر استفاده از نور برای انتقال اطلاعات است. این فناوری، به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردش از جمله سرعت بالا، پهنای باند بزرگ، مقاومت در برابر اختلالات الکترومغناطیسی و عدم تداخل الکترومغناطیسی، از دسترسی آسان به منابع نوری و نیز سبکی و انعطاف‌پذیری بالا، در بسیاری از زمینه‌ها از جمله ارتباطات، پزشکی، صنعت و ساختمان‌ها استفاده میشود. در این مقاله، بررسی کاربرد های فیبر نوری در ساختمان‌ها و نقش آن در بهبود عملکرد و کارایی ساختمان‌های هوشمند و پایدار انجام میشود.
شناخت فیبر نوری و ساختار آن
فیبر نوری یا تار نوری (optical fiber) به صورت رشته‌ای باریک و بلند شبیه به پلاستیک شفاف یا شیشه‌ای که نور را از یک سر به سر دیگر جابجا می کند. به دلیل پهنای باند بسیار بالاتر از از کابل های معمولی می باشد می تواند داده ها را با سرعت بالا تا 10 گیگا بایت به راحتی انتقال دهد. فیبر نوری، به دلیل پهنای باند وسیع تر در مقایسه با کابل‌های مسی، از جمله مهمترین ابزار انتقال اطلاعات محسوب میشود.
این تکنولوژی داده ها را از طریق نور لیزر می کند. فیبر نوری معولا جنس سیلیسیم دی‌اکسید است. یک کابل فیبر نوری با حدود یک اینچ قطر از مجموعه ای از این فیبرها تشکیل شده و می‌تواند صدها هزار مکالمه صوتی را جابجا کند. فیبرهای نوری تجاری ظرفیت 2٫5 گیگابایت در ثانیه تا 10 گیگابایت در ثانیه را دارند.
فیبر نوری دارای سه بخش هسته، پوسته، رابط بازتابنده هست. هسته شامل یک تار کاملاً بازتاب کننده از شیشه خالص و گاهی اوقات پلاستیک است. هسته با جنس پلاستیک کیفیت پایین تری دارد اما مقرون به صرفه می باشد. پوسته ازجنس شیشه یا پلاستیک ساخته میشود. هسته و پوسته به همراه هم یک رابط بازتابنده را تشکیل می‌دهند که باعث میشود که نور در هسته تابیده شود.
کاربرد فیبر نوری در ساختمان
فیبر نوری دارای کاربردهای زیادی هست از جمله: کاربردهای نظامی، حسگرها، پزشکی، روشنایی اما در حوزه زیر ساخت‌های مخابرات شناخته شده‌تر است.
اما در ساختمان‌ها این فناوری با نام «FTTU» و “fiber to the unit” شناخته میشود که مهمترین کاربرد آنها در زیرساخت‌های مخابراتی ساختمان است. زیرساخت کابل‌کشی ساختاریافته فیبر نوری در سراسر مجتمع آپارتمانی شما قابل‌نصب است و افراد را قادر می‌‌‌سازد، اینترنت پرسرعت را در واحد خود دریافت کنند. همچنین، کابل‌کشی فیبر نوری به شما این امکان را میدهد که به نحو آسان و مقرون‌به‌صرفه‌ای سیستم مخابراتی منزل خود را ارتقا دهید. از دیگر مزایای فیبرهای نوری میتوان به اتصال چندین دستگاه مانند آسانسور، تلفن و سیستم های هشدار به‌طور همزمان به شبکه فیبر نوری اشاره کرد.
کاربردهای اصلی فیبر نوری در ساختمان
همانطور که گفتیم اصلی‌ترین کاربرد فیبر نوری در ساختمان‌ها مربوط به شبکه و مخابرات است، اما فیبر نوری کاربردهای دیگری نیز دارد که در این بخش به معرفی و بررسی تک تک آنها می‌پردازیم.
۱- سیستمهای ارتباطی:
استفاده از فیبر نوری در سیستمهای ارتباطات داخلی ساختمان‌ها به دلیل سرعت بالا و پهنای باند بزرگ، راهکاری مناسب برای انتقال اطلاعات صوتی، تصویری و داده‌ها می‌باشد. این سیستم‌ها می‌توانند در ارتباطات داخلی ساختمان‌ها، شبکه‌های کامپیوتری، سیستمهای امنیتی و مدیریت هوشمند ساختمان مورد استفاده قرار بگیرند.
معمولا برای شبکه و مخابرات ساختمان از FTTH یا FTTB استفاده میشود. در این روش‌ها فیبر نوری تا جلوی خانه یا ساختمان آورده میشود که در زیرمجموعه تانوما قرار می‌گیرد. FTTH مخفف Fiber to the home است. این تکنولوژی پهنای باند بیشتری را به مشتریان خود ارائه میدهد. سرعت انتقال اطلاعات در آن بسیار بالاتر است. به خصوص برای کسب و کارهای بزرگ این قابلیت را دارد تا تعداد زیادی تماس تلفنی را به صورت همزمان و با سرعت بالا انتقال دهد.
شرکت سهند ارتباط در این راستا، خدمات اجرای اینترنت بر بستر فیبر نوری و تلفن ثابت بر بستر فیبر نوری را ارائه میدهد.
۲- نورپردازی:
فیبر نوری یا FAO به عنوان یک روش منحصر به فرد برای نورپردازی ساختمان، استفاده میشود. این فناوری امکان ایجاد افکت‌های نوری شگفت‌انگیز را در ساختمان‌ها فراهم می‌کند. از جمله کاربردهای فیبر نوری در نورپردازی ساختمان میتوان به نور پردازی استخر، نورپردازی اتاق‌ها و همچنین استارفیلد اشاره کرد.
از مزایای FAO نسبت به سایر روش‌های نورپردازی میتوان به کاهش گرمای حاصل از سیم کشی، ایمنی الکتریکی، نورپردازی دقیق، دوام بالا، قابلیت تغییر رنگ و تعمیر و نگهداری ساده‌تر اشاره کرد.
۳- سیستمهای سمعی و بصری
در سیستمهای سمعی بصری یا همان آنتن مرکزی بر پایه فیبر نوری در عین حال امکان انتقال اطلاعات به صورت محدود میسر می‌گردید. استفاده از فیبر نوری در سیستمهای صوتی و تصویری یک ساختمان نسبت به روش‌های قدیمی مزایایی دارد که عبارتند از: سرعت بالاتر، امنیت بیشتر، عدم تداخل مغناطیسی و پهنای باند بیشتر
با پیشرفت نرم افزارهای ارتباطی و اطلاعاتی و صنعت مخابرات در دنیا، همواره نیاز بشر به پهنای باند سریع و امن گسترش یافته است. در کشورهای توسعه یافته راه‌کارهای FTTH در جهت انتقال اطلاعات بر روی بستر فیبر نوری تا کاربران واحد‌های مسکونی معرفی و اجرا شده است.
روش‌های کابل کشی و اجرای فیبر نوری در ساختمان
معمولا برای اجرای فیبر نوری در ساختمان‌های مسکونی و اداری از یکی از این ۳ روش استفاده میشود.
- اجرا از کف سالن
- اجرا داخل سقف و دیوار
- اجرا رو کار
مشخص است که این نوع کابل کشی‌ها در زیر زمین انجام میشود و با توجه به حساسیت بالای فیبر نوری، باید با احتیاط انجام شود. در این نوع کابل کشی باید شعاع خم در کابل، دما و تحت فشار بودن برای جلوگیری از لهیدگی را بررسی کنید.
به کار بردن فیبر نوری در یکپارچه سازی ساختمان (BMS)
یکی از بزرگ‌ترین کاربرد های فیبر نوری در ساختمان و خانه، فراهم کردن قابلیت یکپارچه سازی کل ساختمان است. سیستم یکپارچه سازی ساختمان سعی دارد با استفاده از فناوری‌های کنترلی، منابع و اتفاقات ساختمان را بسته به نوع کاربری آن (مسکونی، اداری، تجاری و …) در دست بگیرد. هوشمندسازی موجب یکپارچگی عملکرد ساختمان میشود و انرژی مصرفی ساختمان را به حداقل ممکن می‌رساند. در ساختمان های بزرگ مانند ساختمان‌های اداری و هتل‌ها که امکان خطای نیروی انسانی وجود دارد و ممکن است اتلاف انرژی ساختمان بسیار بالا باشد.
کنترل سرمایش و گرمایش و دیگر منابع انرژی توسط سیستم مدیریت ساختمان بسیار مقرون به صرفه خواهد بود و باعث اطمینان از عملکرد صحیح تجهیزات و تاسیسات مکانیکی و الکترونیکی ساختمان خواهد شد. امکان تعریف و اضافه نمودن سیستمهای جدید و عملکردهای نو در ساختمان، این سیستم به کاربر اجازه میدهد که همواره از یکپارچه بودن عملکرد ساختمان اطمینان داشته و آسایش ساکنین آن همیشه تامین میشود.
system Building management یا مدیریت هوشمند ساختمان، مجموعه سخت افزارها و نرم افزارهایی اطلاق می شود که با هدف مانيتورینگ و کنترل یکپارچه قسمتهای مهم و حياتی درساختمان نصب مي شوند. سیستم مدیریت ساختمان وظیفه یکپارچه سازی اجزای ساختمان را بر عهده دارد.
در واقع سیستم مدیریت ساختمان با کمک فناوری‌های کنترلی، منابع و اتفاقات ساختمان را بسته به نوع کاربری آن (مسکونی، اداری، تجاری و …) در یکپارچه کند. این یکپارچه سازی مصرف انرژی را به حداقل می رساند. در ساختمان های بزرگ و اداری ممکن است مدیریت وسایل گرمایشی و سرمایشی زمان بر و پرهزینه باشد اما با کمک سیستم یکپارچه سازی ساختمان در زمان و هزینه صرفه جویی میشود.
وظایف BMS در ساختمان‌ها
به طور کلی وظیفه این نوع از سیستم‌ها بررسی و پایش مداوم تمام بخش‌های ساختمان به طوریکه تمام بخش‌های ساختمان به صورت یکپارچه و در شرایط بهینه با هدف کاهش و یا صرفه جویی مصرف انرژی عمل کنند.
اهداف سیستم مدیریت هوشمند
- ایجاد محيطی مطلوب برای افراد حاضر در ساختمان
- استفاده بهينه از تجهيزات و افزایش عمر مفيد آنها
- ارائه سيستم کنترلی با قابليت برنامه ریزی زمانی عملکرد
- کاهش چشمگير هزینه های مربوط به نگهداری و بهينه سازی و صرفه جویی در مصرف انرژی
- عدم نياز به پيمانکار دائمی ساختمان
- امکان مانيتورینگ و کنترل تمامی نقاط تحت کنترل از طریق یک PC و یا اینترنت
- با توجه به یکپارچه سازی ساختمان ، تمام تجهيزات بصورت هماهنگ کارکرده و امکان تداخل و بروز مشکلات ناشی از عدم هماهنگی از بين می رود
- امکان گرفتن گزارش های آماری از تمامی تجهيزات و عملکرد آنها به منظور بهينه سازی مصرف و عملکرد
در این مقاله سعی کردیم در مورد کاربرد فیبر نوری در ساختمان توضیح دهیم، روش‌های اجرای آن در ساختمان‌ها و همچنین مزایای استفاده از فیبر نوری در ساختمان نسبت به سایر رورش‌ها را بررسی کردیم.
