فیبر نوری

ظهور شبکه های ارتباطی و مخابراتی و لزوم دسترسی سریعتر و بهتر به این شبکه برای انتقال دیتا از جمله موارد مهمی است که بهره گیری از فناوری های نو را در دسترسی به اطلاعات و ارتباطات سریعتر، بیشتر از گذشته محسوس می کند.

از جمله این  ابزارها می توان به کابل های فیبرنوری اشاره کرد که ایده بکارگیری آن پس از اختراع لیزر شکل گرفت و از سال 1977 به بعد بخاطر قابلیت های ویژه آن در شبکه مخابرات به کار گرفته شد.


فیبر نوری ، رشته ای از تارهای بسیار نازک شیشه ای بوده که قطر هر یک از تارها نظیر قطر یک تار موی انسان است . تارهای فوق در کلاف هائی سازماندهی و کابل های نوری را بوجود می آورند. از فیبر نوری بمنظور ارسال سیگنال های نوری در مسافت های طولانی استفاده می شود.
یک فیبر نوری از سه بخش متفاوت تشکیل شده است :
• هسته (Core) هسته نازک شیشه ای در مرکز فیبر که سیگنا ل های نوری در آن حرکت می نمایند.
• روکش (Cladding) بخش خارجی فیبر بوده که دورتادور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نورمنعکس شده به هسته می گردد.
• بافر رویه (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 هائی سازماندهی شده و کابل های نوری را بوجود می آورند. هر یک از کلاف های فیبر نوری توسط یک روکش هائی با نام Jacket محافظت می گردند.
فیبر های نوری در دو گروه عمده ارائه می گردند:
• فیبرهای تک حالته (Single-Mode) بمنظور ارسال یک سیگنال در هر فیبر استفاده می شود( نظیر : تلفن )
• فیبرهای چندحالته (Multi-Mode) بمنظور ارسال چندین سیگنال در یک فیبر استفاده می شود( نظیر : شبکه های کامپیوتری)

 مزایای فیبر

 باتوجه به اینکه سرعت، دقت و تسهیل از مهمترین ویژگی های شبکه فیبر نوری است، آسانی انتقال در ارسال و دریافت دیتای الکترونیکی را می توان یکی از موارد مهم استفاده از این شبکه دانست.

 توانایی پردازش اطلاعات در حجم وسیع و رهایی از نویزهای الکتریکی از جمله مزایای استفاده از کابل های فیبر نوری است که در مقایسه با سیم های مسی از کارآیی بالاتری در شبکه مخابراتی برخوردار هستند و می توانند اطلاعات را در حجم وسیعی پردازش کنند.

 یکی از عوامل تاثیر گذار بر فیبرنوری

می دانیم هر گاه نور از محیط اول به محیط دوم که غلیظتر است وارد شود دچار شکست میشود.واگر نور از محیط غلیظ با بیش از زاویه حد به سطح آن برخورد کندسطح ماده همانند یک آینه تخت عمل می کند و نور بازتابش می کند.

 

از این خاصیت در فیبرهای نوری استفاده شده است.نکته قابل ذکر این است که مشخصات یک محیط (ماده) را با پنج عامل &(سیکما)،u(میو)، 'u(میو پریم)،E(اپسیلن)و'E(اپسیلن پریم) تعریف میکنند.حال فیبر نوری را با یک Eی یعنی از جنسی می سازند تا نور با هر زاویه ای هم که به سطح مقطع آن برخورد کرد از آن خارج نشود و در طول فیبر حرکت کند.فرایند انتقال سیگنال بدین صورت است که یک سیگنال را توسط چند عمل مدولاسیون به فرکانس ۶۴kHz می رسانند سپس توسط لیزر آن را به فرکانس نور تبدیل و به داخل فیبر می تابانند.چون فر کانس نور در حد گیگابایت است یک پهنای باند فوق العاده زیاد برای انتقال سیگنال در اختیار ما قرار می دهد وهمچنین با مالتی پلکس کردن سیگنالها میتوان ۱۹۲۰ کانال را همزمان از داخل فیبر عبور داد.این خاصیت باعث شده تا ارتباط بین دو مرکز مخابرات تنها با یک رشته فیبر بر قرار شود.اتلاف توان سیگنال در ۱ کیلومتر از فیبر نوری در فرکانس ۴۰۰ گیگا هرتز ۱۰dB است در مقایسه با کابل هم محور به قطر ۱ سانتی متر که در فرکانس ۱۰۰ کیلو هرتز ،۱dBو در فرکانس ۳مگاهرتز dB ۱/ ۵ اتلاف دارد .این اتلاف کم کم فیبرها باعث شده تا در میان راه ازrepeater کمتری استفاده شود و از هزینه ها کاسته شود.همچنین ارزان بودن فیبر وخواصی همچون ضد آب بودن آن باعث شده تا از فیبر روز به روز به طور گسترده تری استفاده شود.تنها ایرادی که به فیبر وارد است اینست که به راحتی سیمها نمیتوان آنها را پیچ وخم داد زیرا زاویه تابش نور در داخل آن تغییر میکند و باعث می شود نور از سطح آن خارج شودو اینکه اتصال دو رشته فیبر نیز احتیاج به دقت ولوازم خاص خود را دارد.

انواع فیبر نوری متاثر

 (single mode fiber)ـ smf:قطر هسته ۹ میکرون و طول موج ۳/۱ میکرومتر

 

۲-(multi mode fiber)ـ mmf:خود بر دو نوع است:

الف:multi mode stop index:زاویه شکست در سراسر کابل یکسان است ودارای پهنای باند ۲۰ تا ۳۰ مگاهرتز است.
ب:multi mode graded index:سرعت انتشار نور در این کابل در جایی که شکست نور تحت زاویه کمتری صورت می گیرد نسبت به جایی که تحت زاویه بزرگتری صورت می گیرد،بیشتر است.پهنای باند آن ۱۰۰مگا هرتز تا ۱ گیگا هرتز است.

 

کابل نوری و انواع آن :

1 – کابل نوری ژله فیلد کانالی (OCFC) : عمومآ در شبکه های درون شهری و بین مراکز مخابراتی مورد استفاده قرار می گیرد.

2 – کابل نوری ژله فیلد خاکی (OBFC) : معمولا در شبکه های زیر ساخت و بین شهری در مساحت های طولانی استفاده می شود.

3 – کابل نوری مهار دار هوایی (OSSC) : در مناطق روستایی و مخابراتی مورد استفاده قرار می گیرد و شکل کابل به صورت 8 می باشد.

در حال حاضر امکان تولید انواع کابلهای نوری از 2 تا 288 core وجود دارد.

در شکل زیر ساختمان فیبر نوری را مشاهده می کنید.