فیبر نوری

در دنیای امروز از تکنولوژی فیبر نوری در صنایع مختلف و بسیاری استفاده میشود و از جمله این زمینه ها میتوان به ایجاد شبکه های کامپیوتری، برقراری ارتباط تلفنی و اینترنتی، علم پزشکی، تجهیزات نظامی و غیره اشاره کرد.

در ادامه این مقاله با ما همراه باشید تا با تکنولوژی فیبر نوری و ویژگی های آن بیشتر آشنا شوید و اطلاعات به روز و مفیدی را کسب کنید.

تعریف فیبر نوری

فیبر نوری فناوری ای است که برای انتقال اطلاعات به عنوان پالسهای نور از طریق رشته های فیبر ساخته شده از شیشه یا پلاستیک در فواصل طولانی استفاده می شود.

فیبرهای نوری تقریباً به قطر یک تار موی انسان هستند و وقتی در کابل فیبر نوری قرار می گیرند ، می توانند داده های بسیار زیادی را در فواصل طولانی تر و سریعتر از سایر رسانه ها منتقل کنند.

این فناوری همچنین خدمات فیبر نوری اینترنت ، تلفن و تلویزیون را به خانه ها و مشاغل ارائه می دهد.

کابلهای فیبر نوری

یک کابل فیبر نوری حاوی چند تا صدها فیبر نوری در یک پوشش پلاستیکی است. همچنین به عنوان کابل های نوری یا کابل های فیبر نوری شناخته می شوند و سیگنال های داده را به صورت نور منتقل می کنند و صدها مایل را به طور قابل توجهی سریعتر از آنچه در کابل های الکتریکی سنتی استفاده می شود طی می کنند.

از آنجا که کابل های فیبر نوری غیر فلزی هستند تحت تأثیر تداخل الکترومغناطیسی (یعنی آب و هوا) قرار نمی گیرند که می تواند سرعت انتقال را کاهش دهد. کابل های فیبر نیز ایمن تر هستند زیرا جریان را حمل نمی کنند و بنابراین نمی توانند جرقه ایجاد کنند.

شبکه فیبر نوری چیست

چندین نوع مختلف از شبکههای فیبر نوری وجود دارد اما همه آنها با کابل های نوری شروع می شوند که از مرکز شبکه به محدوده نزدیک خانه شما یا مستقیماً به خانه شما منتقل می شوند تا اتصال فیبر نوری به اینترنت ایجاد شود.

سریعترین نوع شبکه فیبر Fiber to the Home (FTTH) یا Fiber to the Premises (FTTP) نامیده می شود زیرا 100٪ فیبر نوری با کابل های فیبر نوری نصب شده، در پایانه هایی است که مستقیماً به خانه ها، ساختمان های آپارتمانی و مشاغل و صنایع متصل هستند.

مزایا و معایب شبکههای فیبر نوری

کابل های فیبر نوری عمدتا به دلیل مزایای خود نسبت به کابل های مسی بیشتر استفاده می شوند. این مزایا عبارتند از:

پشتیبانی از ظرفیت های پهنای باند بالاتر

نور می تواند بدون نیاز به افزایش سیگنال بیشتر حرکت کند

آنها کمتر مستعد تداخل هستند، مانند تداخل الکترومغناطیسی

آنها می توانند در آب غوطه ور شوند

کابل های فیبر نوری قوی تر ، نازک تر و سبک تر از کابل های مسی هستند

آنها نیازی به نگهداری یا تعویض مکرر ندارند

با این حال مهم است که توجه داشته باشید که فیبر نوری دارای معایبی است که کاربران باید در مورد آنها بدانند. این معایب عبارتند از:

سیم مسی اغلب ارزان تر از فیبر نوری است

الیاف شیشه به محافظت بیشتری در داخل یک کابل خارجی نیاز دارد تا مس

نصب کابل کشی جدید کار پرهزینه ای است

کابل های فیبر نوری اغلب شکننده تر هستند به عنوان مثال در صورت خم شدن کابل در شعاع چند سانتی متری، الیاف می توانند شکسته شوند و یا سیگنال از بین برود.

تاریخجه فیبر نوری

اولین افرادی که در قرنهای اخیر به فکر استفاده از نور برای انتقال دادن اطلاعات افتادند، در جو زمین انتشار نور را تجربه کردند. وجود موانعی چون گرد و خاک، برف، باران، دود و مه انتشار اطلاعات نوری در جو را با مشکل روبهرو کرد.

در طی زمان استفاده از کانال و لوله برای هدایت کردن نور مطرح شد. نور، درون این کانالها توسط عدسیها و آینهها هدایت میشد اما تنطیم اینها هم بسیار مشکل بود و در حقیقت غیر عملی بود.

اولین تلاش در مسیر تکامل سیستم ارتباط نوری توسط الکساندر گراهام بل صورت گرفت که در سال 1880 و بعد از 4 سال از اختراع تلفن، اختراع تلفن نوری که صدا را تا فاصلههای صدها متر منتقل میکرد، صورت داد.

گسترش فناوری فیبر نوری پس از سال 1980 میلادی باعث شد تا همواره مخابرات نوری به عنوان یک گزینه و انتخاب مناسب مطرح شود.

تا سال 1985 میلادی در سراسر جهان حدودا 2 میلیون کیلومتر کابل نوری نصب شد و یا مورد بهره برداری قرار گرفت.

ساختار فیبر نوری چگونه است

فیبر نوری که جنس آن به صورت معمول از جنس سیلیسیم دی اکسید میباشد برای انتقال دادن دادهها بوسیله نور لیزر استفاده میشود.

قطر یک کابل فیبر نوری کمتر از یک اینچ است و از جمعی از فیبرها تشکیل شده است که قابلیت این را دارد که صدها هزار مکالمه صوتی را حمل کند.

ظرفیت فیبرهای نوری تجاری هم، 2 و نیم گیگابایت در ثانیه تا 10 گیگابایت در ثانیه میباشد. فیبرهای نوری از چندین لایه ساخته شدهاند که لایه درونی را هسته مینامند.

هسته به شکل معمول از یک تار کاملا بازتاب کننده شیشهای تشکیل شده است که در بعضی از کابلها هم، جنس آن از پلاستیک کاملا بازتابنده میباشد که البته هزینه ساخت را هم بسیار پایین میاورد.

هسته پلاستیکی، کیفیت نوع شیشهای آن را ندارد و در اکثر موارد برای حمل دادهها در فاصلههای کوتاه مورد استفاده قرار میگیرد.

اطراف هسته را بخش پوسته فرا میگیرد که آن هم از شیشه یا پلاستیک ساخته شده است که هسته و پوسته در کنار هم یک رابط بازتابنده را تشکیل میدهند و باعث میشود نور در هسته تابیده شده و از سطح به سمت مرکز هسته بازتابییده شود. بازتاب داخلی کلی نام عمل بازتاب نور به مرکز هسته میباشد.

در نوع رایج فیبر نوری قطر هسته و پوسته روی هم حدودا 125 میکرون است که این اندازه با یک تار موی انسان برابری میکند. اطراف پوسته نیز چندین لایه محافظ که شامل یک پوشش اغلب پلاستیکی است فرا میگیرد.

لایه بیرونی را هم یک پوشش محافظ پلاستیکی سخت پوشانده است که این لایه کل کابل را در خود نگه میدارد و میتواند صدها فیبر نوری مختلف را در خود جای داده و نگه دارد.

دسته بندی فیبرهای نوری

در حالت کلی فیبرهای نوری به دو دسته تک حالتی و یا سینگل مود و، چند حالتی یا مالتی مود تقسیم میشوند.

فیبر سینگل مود: این قابلیت را دارد که یک سیگنال نوری را در هر زمانی انتشار بدهد مانند تلفن.

فیبرمالتی مود: این بخش هم میتواند صدها حالت از نور را همزمان انتقال دهد مانند شبکههای کامپیوتری.

رنگ روکشهای فیبر نوری

از رنگ روکشهای فیبر نوری میتوانیم متوجه شویم که چه نوع فیبری را در اختیار داریم، برای مثال روکش زرد نشانه فیبر سینگل مود یا تک حالتی است و رنگ نارنجی فیبر مولتی مود یا چند حالتی را نشان میدهد.