فیبر نوری چیست؟ فواید و کاربرد فیبر نوری چیست؟

فیبر نوری

آشنایی با فیبر نوری

  • فیبر نوری یکی از محیط‌های انتقال داده با سرعت بالا است.
  • فیبر نوری در موارد مختلفی مانند شبکه‌های تلفن شهری و بین شهری، اینترنت و شبکه‌های کامپیوتری بکار گرفته می شود.
  • فیبر نوری رشته‌ای از تارهای شیشه‌ای بوده که ضخامت هر یک از تارها برابر تار موی انسان است.
  • از فیبر نوری به منظور ارسال سیگنال‌های نوری در مسافت‌های طولانی استفاده می‌شود.

فیبرهای نوری در واقع رشته های بلند و نازکی از شیشه شفاف و خالص با ضخامتی به نازکی یک تار موی انسان هستند. فیبر های نوری در بسته هایی بنام کابل‌های نوری در کنار یکدیگر قرار داده می‌شوند و برای انتقال سیگنال‌های نوری در فواصل دور مورد استفاده قرار می‌گیرند.

یکی از کاربردهای ابتدایی فیبر نوری در اوایل کشف (دهه 1950 میلادی)، استفاده در سیستم‌های اندوسکوپی برای رصد داخل بدن انسان بود. با بهبود ساختار فیبرهای نوری، در دهه 1960 میلادی، از فیبر نوری برای انتقال تماس تلفنی با سرعت نور استفاده کردند.

فیبر نوری از بخش های زیر تشکیل می شود:

هسته: هسته از جنس یک ماده بی‌نهایت شفاف شیشه‌ای یا پلاستیکی تشکیل شده که سیگنال ها، پیام های نوری در آن حرکت می‌کند.
روکش: بخش خارجی فیبر است که دور تادور هسته را احاطه می‌کند و باعث برگشت نور منعکس شده به هسته می‌گردد. این قسمت از فیبر نوری از جنس شیشه یا پلاستیک است اما با ضریب شکنندگی متفاوتی با جنس بکار گرفته شده در Core.

بافر رویه: روکشی رنگی پلاستیکی است که از Core و Cladding در مقابل رطوبت و عوامل خارجی محافظت می‌کند.

صدها و هزاران نمونه از رشته‌های نوری فوق در دسته‌هایی سازمان دهی شده و کابل‌های نوری را به وجود می‌آورند.

فیبر نوری چگونه کار می‌کند؟

اساس کار و چکونگی انتشار نور در فیبر نوری اصلاً بحث پیچیده‌ای نبوده و بر اساس قانون بازتاب کامل (داخلی کلی) کار می‌کند.

فیبر نوری

فیبرهای نوری در دو نوع هستند:

فیبرهای نوری تک وجهی: این نوع از فیبرها، دارای هسته های کوچکی هستند که می‌توانند نور لیزر مادون قرمز را درون خود هدایت کنند.

فیبرهای نوری چند وجهی: این نوع از فیبرها هسته های بزرگتری دارند و نور مادون قرمز گسیل شده از دیودهای نوری موسوم به LED ها را درون خود هدایت می‌ نمایند. برخی از فیبرهای نوری از پلاستیک ساخته می‌شوند. این فیبرها هسته بزرگی  دارند و نور مرئی قرمزی را که از LED ها گسیل می‌شود انتقال می دهد.

روکش‌های فیبر نوری نشانگر چه چیزی هستند؟

با توجه به رنگ روکش‌های فیبر نوری می توانیم بفهمیم با چه نوع فیبری سروکار داریم. به عنوان مثال اگر روکش فیبر زرد بود، فیبر single mode است و اگر نارنجی بود، فیبر multimode است.

فیبر نوری

کاربردهای فیبر نوری

  • در صنعت پزشکی
  • در صنایع نظامی
  • در سیستم‌های نقل و انتقال هوشمند
  • در سیستم‌های مخابرات نوری
  • در کارخانجات بین المللی
  • در بخش فضایی، حمل و نقل و صنعت
  • در شرکت‌های تلویزیون کابلی
  • در سیستم‌های پر سرعت نظیرGigaBit Ethernet ,FDDI ,MultiMedia , ATM ,SONET ,Fiber Channel
  • در سازمان‌های محلی بمنظور انتقال سرویس در میان بخش‌های مختلف

 

محدودیت‌ها و نقاط ضعف فیبرهای نوری

  • محدود بودن میزان کشش برای فیبرهای با ظرفیت مختلف
  • ضرورت دقت کامل در هنگام کابلکشی
  • محافظت کامل در برابر ضربه، برای فیبرهایی که از درون حوضچه می‌گذرند.
  • امکان شکستن در صورت گذشتن زاویه فیبر از یک حد معین

فیبر نوری

مزایای فیبر نوری در مقایسه با سیم ها مسی

  • تضعیف ناچیز: تضعیف سیگنال در فیبر نوری کمتر از سیم مسی است.
  • سیگنال های نوری: برخلاف سیگنال های الکتریکی در یک سیم مسی، سیگنال های نوری در یک فیبر تاثیری بر فیبر دیگر ایجاد نخواهند کرد.
  • مصرف برق پایین: با توجه به سیگنال ها در فیبر نوری که کمتر ضعیف می گردند، می توان از فرستنده های با میزان برق مصرفی پایین نسبت به فرستنده های الکتریکی که از ولتاژ بالایی استفاده می نمایند، استفاده نمود.
  • سبک وزن: وزن یک کابل فیبر نوری بسیار کمتر از کابل مسی می باشد.
  • انعطاف پذیر: با توجه به انعظاف پذیری فیبر نوری و قابلیت ارسال و دریافت نور از آنان، در موارد مختلفی استفاده می گردد.
  • ظرفیت بالا: پهنای باند فیبر نوری بمنظور ارسال اطلاعات بیشتر از سیم مسی می باشد.
  • سیگنال های دیجیتال: فیبر نوری مناسبتر از سیم های مسی برای انتقال اطلاعات دیجیتالی است.
  • غیر اشتعال زا: عدم وجود الکتریسیته در فیبر نوری موجب خواهد شد تا امکان بروز آتش سوزی وجود نداشته باشد.
  • نازک تر: قطر فیبرهای نوری نسبت به سیم های مسی کمتر است.
  • ارزانتر: هزینه چندین کیلومتر کابل نوری در قیاس با سیم های مسی کمتر است.

انواع فیبر نوری

فیبر نوری، سیگنال‌های نوری را در حالت‌های مختلفی انتشار می دهد. این حالت‌های مختلف به مُد یا مود (Mode) معروف هستند. به عبارتی دیگر به حالت‌های مختلف انتشار موج درون یک موجبر مانند فیبر نوری یا کاواک (در لیزر) مُد می‌گویند. همچنین به مسیری که پرتو نور در یک فیبر نوری سیر می‌کند نیز مُد می‌گویند. البته که تعریف اول در خصوص مُد، دقیق‌تر و علمی‌تر است.

ساده‌ترین نوع فیبر نوری، مدل تک مد (Single Mode) است. فیبرهای نوری سینگل مد بطور معمول هسته‌ای به قطر کمتر از 10 میکرو‌متر دارند. برای ارسال حجم‌ زیادی از اطلاعات نظیر کانال‌های تلویزیونی HD و اینترنت پر سرعت و همچنین مسافت‌های طولانی (در حدود 100 کیلومتر)، معمولآ از فیبر نوری تک مد یا همان سینگل مود استفاده می‌شود.

نوع دیگر فیبرهای نوری مالتی مد (Multi Mode) نامیده می‌شوند. همان‌طور که از نام این فیبر نوری مشخص است، سیگنال اپتیکی در چند حالت مختلف می‌تواند از طریق فیبر ارسال شود. هسته ی یک فیبر مالتی مد (چند حالته – مد) می‌تواند تا 10 برابر بزرگتر از هسته یک فیبر تک مد باشد. از فیبرهای مالتی مد معمولا در فاصله‌های کوتاه و یا در شبکه‌های کامپیوتری یک سازمان کوچک استفاده می‌شود.

فیبر نوری

تجهیزات فیبر نوری

تجهیزاتی که برای راه اندازی شبکه های مبتنی بر فیبرنوری بکار میرود شامل:

ماژول فیبرنوری

پچ پنل فیبرنوری: محفظه‌ای قابل نصب در رک که اتصالات فیبر نوری را نگهداری می‌کند.

کانکتور فیبر نوری: کانکتورهای فیبرنوری جهت اتصال به کابل فیبر بکار می روند.

پچ کورد فیبر نوری: پچ کورد فیبرنوری به کابلی گفته اطلاق می شود که دو سر انتهایی آن کانکتور فیبرنوری اتصال می یابد. برای اتصال بین تجهیزات در شبکه فیبرنوری از پچ کورد فیبر نوری استفاده می شود.

کابل فیبرنوری: پچ پنل فیبرنوری همانند پچ پنل کابل شبکه بمنظور مدیریت، آرایش راحت تر و اتصال کابل و پچ کورد فیبرنوری مورد استفاده قرار می گیرد. محافظت از فیوژن های زده شده و کابل فیبر لخت شده از وظایف پچ پنل است.

آداپتور فیبر نوری: آداپتور یا کوپلر فیبرنوری قطعات کوچکی می باشند کهجهت اتصال کابل های فیبر نوری به یکدیگر استفاده می شود. از آداپتورهای فیبر نوری معمولا در پچ پنل های فیبرنوری بکار برده می شود.

پیگتیل فیبرنوری: پیگتیل یا رابط فیبر نوری یک نوع کابل فیبر بوده که فقط یک طرف آن کانکتور متصل می خورد و طرف انتهایی آن که کانکتور وصل نشده، معمولا فیوژن می شود. پیگتیل ها معمولا داخل پچ پنل مورد استفاده قرار می گیرند.

دیدگاه خود را ثبت کنید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. زمینه های مورد نیاز ساخته شده است.