کابل فیبر نوری: طرز کار، کاربردها و موارد دیگر

نیاز به همیشه در ارتباط ماندن، برای افراد و همچنین برای شرکت‌ها، تقاضا را برای سرعت بالای اینترنت با کیفیت و ثبات بالا تعیین کرده است. علاوه بر این، نوآوری‌ها در بخش مخابرات، استقرار معماری‌های شبکه مبتنی بر پهنای باند را افزایش داده است. همه اینها فرصت رشد بزرگی را برای صنعت کابل های فیبر نوری فراهم کرده است.

علم پشت کابل‌های فیبر نوری

فیبر ماده ای نازک به اندازه مو است که از شیشه ساختـه شـده است. به طور کلی، فیبرنوری دارای قطر 125 میکرومتر (μm) است. که در واقع قطر روکش یا لایه بازتابنده بیرونی است. هسته یا سیلندر انتقال دهنـده داخلی، ممکن است قطر بسیار کمتری داشتـه باشد (گاهی اوقات 10 میکرومتر). پرتوهای نور از طریق فرآیند انعکاس کامل داخلی به فیبر درون هسته می تابند. این می تواند برای فواصل دور با تضعیف یا کاهش چگالی کم اتفاق بیفتد. درجه تضعیف با توجه به طول موج با میرایی اندک در شدت متفاوت است.

کابل فیبر نوری (Optical Fiber Cable) چیست؟

کابل فیبرنوری از رشته های بسیار نازک شیشه ای یا پلاستیکی به نام فیبر نوری تشکیل شـده است. یک کابل می تواند چند رشته یا چند صد رشته داشتـه باشد. این کابل های فیبر نوری با استفاده از فناوری نوری یا مبتنی بر نور، اطلاعات را به شکل داده بین دو مکان حمل می کنند. هنگامی که پرتوهای نور از کابل فیبرنوری (OFC) عبور می کنند، در انتهای دیگر ظاهر می شوند. یک سلول فوتوالکتریک برای تبدیل پالس های نور به اطلاعات الکتریکی که کامپیوتر می تواند درک کند مورد نیاز است.

در حین حرکت کابل فیبر نوری، نور را به طور مکرر از دیوارها جدا (دور) می شود. پرتو نور از لبه ها نشت نمی کند. زیرا در زوایای بسیار کم به شیشه برخورد می کند. و سپس دوباره منعکس می شود که انگار شیشه واقعاً یک آینه است. به این ، انعکاس درونی کامل می گویند. عامل دیگری که آن را در لوله نگه می دارد ساختار کابل است.

فیبر مزایای زیادی دارد که مهمترین آنها پهنای باند و دسترسی بالاتر است. کابل‌های فیبر نوری (OFC) در حال حاضر بر کابل‌های مخابراتی مسی قدیمی ترجیح داده می‌شوند. زیرا خدمات پهنای باند پرسرعت را ارائه می‌دهند. فیبر نوری 3 درصد سیگنال را در فاصله 100 متری از دست می دهد. در حالی که سیم های مسی 94 درصد سیگنال را از دست می دهند. علاوه بر این، فیبرهای نوری در مقایسه با سیم های مسی که بسیار شکننده هستند، ماندگاری بیشتری دارند. سیم مسی را می توان به راحتی کوبید، در حالی که فیبرهای نوری سیگنال هایی را منتشر نمی کنند که بتوان به آن ضربه زد. فیبر نوری در مقایسه با سیم های مسی تأخیر بسیار کمتری (مدت زمان لازم برای انجام انتقال داده ها) ارائه می دهد.

کابل فیبر نوری برای چه مواردی استفاده می شود؟

کابل های فیبر نوری می توانند حجم عظیمی از داده ها را با سرعت بسیار بالا حمل کنند. به همین دلیل، فناوری فیبر نوری اهداف مختلفی را دنبال می کند.

• اینترنت پرسرعت

کابل‌های فیبر نوری در مقایسه با کابل‌های مسی حجم کمتر، سبک‌تر، انعطاف‌پذیرتر و انتقال داده‌های بیشتری دارند.

• شبکه سازی

کابل فیبر نوری همیشه یک حالت ترجیحی برای شبکه سازی سریعتر است. چه بین کامپیوترهای داخل ساختمان باشد و چه در سراسر ساختمان ها.

• مراکز داده

برای اتصال مراکز داده لبه یا برای کابل کشی ساخت یافتـه در مراکز داده نیز استفاده می شود.

• نرم افزار دفاعی

سطح بسیار بالایی از امنیت داده در برنامه های نظامی و هوافضا مورد نیاز است. کابل های فیبر نوری راه حل ایده آلی برای انتقال داده ها در بخش دفاعی ارائه می دهند.

انواع کابل های فیبر نوری چیست؟

کابل فیبر نوری بر اساس 3 عامل طبقه بندی می شود : ضریب شکست، مواد اولیه مورد استفاده و نحوه انتشار نور.

اساس ضریب شکست OFC دو نوع است:

• فیبرهای شاخص مرحله ای:
  این شامل یک هسته محصور شـده توسط روکش است که دارای یک ضریب شکست یکنواخت است.

• فیبرهای شاخص درجه بندی شـده:
  با افزایش فاصله شعاعی از محور فیبر، ضریب شکست فیبر نوری کاهش می یابد.

بر اساس مواد اولیه مورد استفاده، OFC دارای 2 نوع است:

• فیبرهای نوری پلاستیکی: پلی (متیل متاکریلات) به عنوان ماده اصلی برای انتقال نور استفاده می شود.
• فیبرهای شیشه ای: از الیاف شیشه ای بسیار ظریف تشکیل شـده است.

بر اساس نحوه انتشار نور، OFC به موارد زیر تقسیم می شود:

• فیبرهای تک حالته: برای انتقال سیگنال از راه دور استفاده می شود.
• فیبرهای چند حالته: برای انتقال سیگنال در فواصل کوتاه استفاده می شود.

نوع دیگری از فیبرهای نوری تحت عنوان فیبرنوری پلاستیکی (POF) شناختـه می شوند. فیبرنوری پلاستیکی (POF) یک فیبر نوری پلیمری است. سیگنال های نور را از طریق هسته خود منتقل می کند اما از فیبر شیشه ای قوی تر است. زیرا در برابر کشش و خم شـدن کاملاً مقاوم است. از یک ماده پلیمری برای روکش استفاده می شود. در POF، 96 درصد هسته می تواند انتقال سیگنال های نور را تسهیل کند. می توانید از آن برای مسافت های کوتاه استفاده کنید.

تفاوت بین کابل فیبرنوری چند حالته و تک حالته

بر اساس نوع محصول، بازار را می توان به فیبر تک حالته و فیبر چند حالته تقسیم کرد. فیبر تک حالته امکان انتشار یک نوع حالت نور را در یک زمان می دهد. با این حال، کابل فیبر چند حالته می تواند چندین حالت را منتشر کند. فیبر نوری چند حالته را می توان برای دویدن در مسافت های کوتاه استفاده کرد. در حالی که کابل فیبر حالت تک حالت را می توان برای برنامه های مسافت طولانی استفاده کرد. از این رو، انتظار می‌رود که بخش فیبر تک حالته به دلیل کاربردهای طولانی مدت و هزینه نصب پایین در مقایسه با فیبر چند حالته، در طول دوره پیش‌بینی بسیار سریع‌تر رشد کند.

قطر هسته فیبر تک حالته (9 میکرومتر) بسیار کوچکتر از فیبر چند حالته (50 میکرومتر و 62.5 میکرومتر) است. قطر هسته معمولی آن 9 میکرومتر است. این فیبر چند حالته را قادر می‌سازد تا توانایی «جمع‌آوری نور» بالاتری داشتـه باشد و اتصالات را ساده‌تر کند. قطر روکش فیبر تک حالته و چند حالته 125 میکرومتر است.