در این مقاله به بررسی و تشریح و توضیح اینکه کابل فیبر نوری چیست و اینکه کابل فیبر نوری چه کاربردی دارد، می پردازیم .
کابل فیبر نوری در واقع یک کابل شبکه است که از رشته های شیشه ای بلند و نازک تشکیل شده است این رشته ها بسیار باریک و ضخامت آن در حد قطر مو است و این رشته ها درون یک پوشش عایق به نام کابل های نوری در کنار هم قرار می گیرند. فیبر نوری از شیشه بسیار شفاف و خالص ساخته می شود
کابل های فیبر نوری برای استفاده در مسافت های طولانی و شبکه های داده با عملکرد بالا و ارتباطات از راه دور ساخته شده اند.این کابل ها همچنین برای تصویر برداری های پزشکی ( از اعضای توخالی بدن مانند معده و مثانه ) و تصویر برداری ماشینی و لوله کشی (بررسی مجاری فاضلاب ) استفاده می شود. فیبر نوری مزایای بیشماری دارد که موجب گردیده در صنایع مختلف و در حوزه ارتباطات و شبکه های کامپیوتری بسیار استفاده شود. به عنوان مثال گاهی هنگام تلفن زدن احساس می کنید که صدایتان دچار انعکاس می شود. اما در صورتی که از کابل فیبر نوری استفاده شود ارتباطی مستقیم و بدون انعکاس حاصل می شود.
مقایسه کابل فیبر نوری با کابل مسی
در مقایسه با کابل های مسی ، کابل فیبرنوری پهنای باند بیشتری دارد و داده ها را در مسیرهای طولانی منتقل می کند.
کابل های فیبر نوری در تلویزیون های کابلی و سیستم های تلفنی و اینترنت کاربرد بیشتری دارد.
کابل های فیبر نوری از کابل های مسی ارزان تر هستند که این مطلب باعث کاهش هزینه های شما در پروژهای مختلف می شود.
همچنین کابل های فیبر نوری ضخامت بسیار کمتر و ظرفیت انتقال بالاتر نسبت به سیم های مسی دارند. مثلا با استفاده از کابل فیبر نوری امکان عبور تعداد خطوط بیشتری از تلفن فراهم می شود. یا می توان تعداد کانال های تلویزیونی بیشتری را عبور داد.
در کابل های فیبر نوری سیگنال های عبوری کمتر تضعیف می شوند و میزان تداخل در آن بسیار کاهش می یابد. همچنین مهمترین کاربرد کابل های فیبر نوری برای منتقل کردن داده های دیجیتال است که در شبکه های کامپیوتری بسیار مفید واقع شده است.
این کابل ها کم مصرف هستند و باعث صرفه جویی در هزینه ها می شوند.
این کابل ها اشتعال ناپذیر و سبک هستند و فضای کمی را اشغال می کنندو همچنین نسبت به کابل های مسی بسیار انعطاف پذیرند.
کابل های فیبر نوری چگونه عمل می کند؟
کابل های فیبر نوری سیگنال های ارتباطی را با استفاده از پالس های نوری تولید شده توسط لیزرهای کوچک یا الی ای دی ، انتقال می دهند.
همان طور که گفتیم این کابل ها شامل رشته های شیشه ای است که تنها هر کدام کمی از موی انسان ضخیم تر است.
قسمت های مختلف فیبر نوری
هسته: مرکز هر رشته هسته یا core نامیده می شود که مسیر نور را برای حرکت فراهم می کند.
لایه روکش: واسطه شفافی که هسته مرکزی فیبر نوری را پوشش می دهد و موجب منعکس شدن نور به داخل هسته فیبر میشود.
روکش محافظ: این روکش همان ظور که از نامش پیداست فیبر نوری را از موارد آسیب زا و طوبت های محیطی حفاظت می کند
بیشتر بخوانید : مزایا و معایب کابل فیبر نوری
تقسیم بندی کابل فیبر نوری
تک حالتی Single Mode
چند حالتی Multi Mode
فیبر نوری Single Mode
فیبر نوری تک حالتی برای ارسال یک سیگنال در هر فیبر کاربرد دارد مانند تلفن و عموما دارای قطر ۹میکرومتر است و برای ارسال و دریافت داده نیاز به تکنولوژی لیزر دارد.
که اجازه می دهد تنها یک حالت یا اشعه ی نور در فاصله ی ۱۳۱۰ nm یا ۱۵۵۰nm انتقال پیدا کند.
می توانید سیگنال را تا چند مایل جا به جا کنید، که برای تامین کنندگان تلفن ها و تلویزیون های کابلی مناسب است.
در نوع چند حالته همان طور که از نامش پیداست اجازه می دهد که سیگنال در حالت های مختلف یا چند مسیر متفاوت ، در داخل هسته (کابل) جا به جا شوند.
این نوع کابل با فیبر نوری ای با قطر ۶۲٫۵µm یا ۵۰ µm (میکرومتر) موجود است. فیبر سینگل مود دارای قطر کوچکی است، کمتر از ۱۰ µm) به همین دلیل هنگامی که نور در هسته ی فیبر نوری single mode جا به جا می شود، یک انعکاس کم تولید می شود. این باعث می شود که ضریب استهلاک فیبر کاهش پیدا کند و این توانایی را ایجاد می کند که سیگنال بتواند جلوتر برود.
در نتیجه فیبر سینگل مود در فواصل طولانی و برنامه های کاربردی ای که دارای پهنای باند بیشتری هستند، استفاده می شود.
فیبر نوری Multi Mode
فیبرهای مالتی مود دارای هسته ی بزرگتری هستند ۶۲٫۵µm و ۵۰ µm که چند حالت را به صورت همزمان جهت می دهد، و به منظور ارسال چندین سیگنال در یک فیبر کاربرد دارد مانند شبکه ها و زیر ساخت های کامپیوتری
و به این منظور است که داده های بیشتری می توانند از هسته ی فیبر مالتی مود در یک زمان عبور کنند.
به همین دلیل انعکاس نور و پراکندگی و نرخ استهلاک بیشتری ایجاد می شود، که باعث کاهش کیفیت سیگنال در فاصله ی طولانی می شود.
معمولا فیبر های مالتی مود در فواصل کوتاه، برای انتقال داده و برنامه های کاربردی صوتی / تصویری در شبکه های LAN بکار گرفته می شوند.
تفاوت فیبر های نوری single Mode , Multi Mode
- تفاوت در انتشار نور
- تفاوت های بصری
- تفاوت در هزینه های گسترش
نحوه ارسال نور در فیبر نوری
برای تشریح این وضعیت مثالی را ذکر می کنیم اگر یک چراغ قوه را در یک راهرو مستقیم روشن کنید نور به صورت مستقیم تابیده شده و مسیر را روشن می کند اما اگر این راهرو پر و پیچ و خم باشد باید در محل پیچ از آیینه استفاده کرد و اگر پیچ ها بسیار زیاد باشد کل مسیر باید آینه کاری شود این آمایش مانند عملیاتی است که در فیبر نوری اتفاق می افتد. نور در کابل فیبر نوری توسط هسته و از طریق جهش های پیوسته حرکت می نماید. سطح آبکاری شده قادر به جذب نور موجود درهسته نخواهد بود و نور می تواند در مسافت طولانی حرکت کند .
سیستم رله فیبر نوری
به منظور تشریح چگونگی استفاده از فیبر نوری در مخابرات مثالی را برای شما بازگو خواهیم کرد. این مثال مربوط به یک مستند مربوط به جنگ جهانی دوم می باشد . در این فیلم دو ناوگان دریایی در یک وضعیت بسیار بحرانی نیاز به ارتباط با یکدیگر دارند. یکی از ناو ها پیامی را برای ملوانی در ناو دیگر می فرستد و ملوان پیام دریافتی را به مجموعه ای از کدهای مورس که متشکل از نقطه و فاصله است ترجمه می نماید در ادامه فیلم ملوان با استفاده از یک نور افکن پیامی دیگر را ارسال می کند ملوان روی عرشه کدهای مورس را مشاهده و آن را تبدیل به زبان می کند و آن را برای کاپیتان ناو ارسال می نماید اگر فاصله این دو ناو از یکدیگر بسیار زیاد بود باید از سیستمی مبتنی بر فیبر نوری استفاده کرد.
اجزای تشکیل دهنده سیستم رله فیبر نوری به شرح ذیل است: فرستنده: مسیول تولید رمزنگاری سیگنا های نوری می باشد. فیبر نوری: سیگنال های نوری را دریک مسافت مدیریت می کند. بازیاب نوری: برای تقویت سیگنال های نوری کاربرد دارد. دریافت کننده نوری: سیگنال های نوری را دریافت و ترجمه و یا به اصطلاح رمزگشایی می نماید.
