فیبر نوری چیست و چگونه کار میکند؟ معرفی انواع آن

فیبر نوری چیست و چگونه کار میکند؟

آیا با کابل فیبر نوری آشنایی دارید؟ کابل فیبر نوری یکی از تجهیزات فیبر نوری است که کاربردهای فراوانی دارد. توجه داشته باشید ما در این مقاله قصد داریم شما را با فیبر نوری به طور کامل آشنا کنیم. حتی تصمیم داریم بررسی کنیم که فیبر نوری چگونه کار می‌کند و چه کاربردهایی دارد. در نتیجه هر شخص با مطالعه این مقاله می‌تواند اطلاعات دقیقی نسبت به فیبر نوری به دست بیاورد. در ادامه بهتر است ذکر کنیم که ما قصد داریم در ابتدا مبحث فیبر نوری چیست را به طور کامل مورد بررسی قرار دهیم. از سوی دیگر ساختار فیبر نوری، نحوه کارکرد فیبر نوری، انواع فیبر نوری، مزایا و معایب فیبر نوری و غیره را نیز مورد بررسی قرار خواهیم داد. حال اگر قصد دارید اطلاعات کاملی نسبت به فیبر نوری به دست بیاورید پیشنهاد می‌کنیم تا پایان این مقاله با ما در برقچی همراه باشید.

فهرست:

فیبر نوری چیست؟

به رشته‌های شفاف شیشه‌ای و پلاستیکی که در کابل فیبر نوری قرار دارند فیبر نوری یا فایبر اپتیک گفته می‌شود. توجه داشته باشید اکثر افراد به جای کلمه کابل فیبر نوری از عبارت فیبر نوری استفاده می‌کنند. این عبارت در حوزه شبکه و ارتباطات معنای وسیع‌تری دارد که در ادامه با آن آشنا خواهید شد. در واقع فیبر نوری به فناوری گفته می‌شود که در انتقال اطلاعات با استفاده از پالس‌های نوری که در رشته‌های شفاف شیشه ای یا پلیمری انجام می‌شود سرکار دارد. به این مسئله هم توجه کنید کابل فیبر نوری از سرعت انتقال و برد بیش‌تری نسبت به کابل‌های مسی برخوردار است. البته پهنای باند آن هم نسبت به کابل مسی بیش‌تر می‌باشد.

فیبر نوری چیست؟
فیبر نوری چیست؟

تاریخچه فیبر نوری

فیبر نوری یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌های انتقال داده و ارتباطات است که در ارتباطات عصر حاضر بسیار پرکاربرد است. این فناوری بر اساس اصل انتشار نور درون یک رشته نازکی از شیشه یا پلاستیک بهره می‌برد. در اینجا به تاریخچه فیبر نوری و تحولاتی که از زمان ابتدای ایجاد این فناوری تاکنون رخ داده است، می‌پردازیم:

  • دهه 1950: تحقیقات نخستین در حوزه فیبر نوری در دهه 1950 آغاز شد. در این دهه، علماء و محققان با استفاده از شیشه‌های نازکی که قابل انعطاف بودند، توانستند نشان دهند که نور می‌تواند از طریق انتشار داخلی در شیشه حرکت کند و تا حدی حفظ شود.
  • دهه 1960: در این دهه، فیبرهای نوری اولیه با استفاده از شیشه‌های صنعتی و شیشه‌های نورانی به صورت اساسی توسعه یافتند. تحقیقات بیشتر در زمینه جذب و انتقال نور در فیبرها انجام شد و مشکلات مربوط به افت نور و پراکندگی در این فناوری مورد بررسی قرار گرفت.
  • دهه 1970: در این دهه، فیبرهای نوری به طور گسترده در ارتباطات استفاده شدند. انتقال اطلاعات با سرعت‌های بالا و مسافت‌های طولانی با استفاده از فیبرهای نوری به دستاوردی مهم تبدیل شد. در این دهه، فیبرهای نوری تک حالته (Single-mode) که برای انتقال نور به مسافت‌های بزرگ بهینه شده بودند، معرفی شدند.
  • دهه 1980: در این دهه، تکنولوژی فیبر نوری به طور گسترده در شبکه‌های ارتباطات استفاده شد. با توسعه تکنولوژی تولید و نصب فیبرهای نوری، ارتباطات سریعتر، پایدارتر و با ظرفیت بیشتر فراهم شد.
  • دهه 1990: در این دهه، بهبودهای بزرگی در فیبرهای نوری اتفاق افتاد. فیبرهای مولتی مد (Multi-mode) با قابلیت انتقال اطلاعات در فواصل کوتاه‌تر و به سرعت‌های بالاتر عرضه شدند. علاوه بر این، تکنولوژی DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) که به انتقال همزمان اطلاعات در باندهای مختلف نوری می‌پردازد، توسعه یافت.
  • دهه 2000 به بعد: در این دوره، فیبرهای نوری بهبود یافته و پیشرفت‌های بزرگی در زمینه سرعت و قابلیت انتقال داده‌ها انجام شد. استفاده از فیبرهای نوری در شبکه‌های FTTH (Fiber to the Home) و اینترنت سریع تغییرات عمده‌ای را در حوزه ارتباطات ایجاد کرد.

به طور خلاصه، فیبر نوری در طول سالیان گذشته تحولات چشمگیری را تجربه کرده است و از یک تکنولوژی نوآورانه تبدیل به یکی از اصلی‌ترین روش‌ها برای انتقال داده و ارتباطات در عصر حاضر شده است. با پیشرفت‌های مستمر در فناوری فیبر نوری، انتظار می‌رود که در آینده نیز نقش مهمی در ارتقاء سرعت، پایداری و کارایی شبکه‌ها و ارتباطات ایفا کند.


بیشتر بخوانید: مناطق تحت پوشش اینترنت فیبر نوری + جدول مناطق


فیبر نوری در ایران

فیبر نوری به عنوان یک تکنولوژی پیشرفته برای انتقال سریع اطلاعات و دسترسی آسان به منابع گسترده اطلاعات شناخته می‌شود. یکی از ویژگی‌های برجسته این تکنولوژی، امنیت بسیار بالاست که در حفظ ارتباطات و محافظت از اطلاعات نقش اساسی دارد. در ایران، پس از 10 سال توسعه، شبکه ملی فیبر نوری به نتیجه نهایی رسیده و به عنوان یک زیرساخت حیاتی برای ارتباطات کشور شناخته می‌شود. این شبکه که تمامی ارتباطات کشور از جمله تلفن ثابت، تلفن همراه و بخش IT از آن بهره می‌برند، اهمیت زیادی در توسعه اقتصادی و اجتماعی دارد. با مدیریت هوشمندانه و کنترل دقیق ترافیک و کیفیت شبکه، این شبکه از 56 هزار کیلومتر در سال 84 به 120 هزار کیلومتر افزایش یافته و نقش محوری در اتصال به شبکه‌های کشورهای همجوار و حتی دیگر نقاط جهانی ایفا کرده است.

تاریخچه ورود فیبر نوری به ایران

در اوایل دهه‌ی شصت، پژوهش‌های مربوط به فیبر نوری در ایران آغاز شد و با ایجاد مجتمع فیبر نوری در منطقه پونک تهران، این فناوری در کشور جایگاه خود را گسترش داد. ایستگاه تولید فیبر نوری در شهر یزد نیز از سال 67 به بهره‌برداری رسید و با ظرفیت 500 هزار کیلومتر در سال 73 به تولید فعالیت خود ادامه داد. این توسعه‌ها، زمینه را برای اجرای پروژه‌های بزرگ‌تر و گسترده‌تر در زمینه فیبر نوری فراهم کرد. ایجاد اولین خط مخابراتی فیبر نوری بین تهران و کرج در سال 67 نشان از پیشرفت این فناوری در کشور داشت و پروژه‌های دیگری نیز با طول کابل‌ها و کانال‌های بسیار بالا در سال‌های بعدی اجرا شدند. این پروژه‌ها نقش مهمی در ایجاد شبکه ملی مخابرات نوری با پوشش گسترده در سرتاسر کشور و اتصال شهرها به یکدیگر ایفا کردند که از آن زمان به عنوان یکی از ستون‌های اصلی زیرساخت ارتباطات ایران شناخته می‌شود.

تاریخچه ورود فیبر نوری به ایران
تاریخچه ورود فیبر نوری به ایران

وضعیت فعلی فیبر نوری در ایران

در ادامه پیشرفت فناوری ارتباطات و نیاز مبرم جامعه به دسترسی سریع و امن به اطلاعات، پروژه فیبرنوری به عنوان یکی از اولویت‌های اصلی دولت سیزدهم و وزارت ارتباطات در دستور کار قرار گرفته است. این پروژه با هدف ایجاد امنیت بالا در ارتباطات و ارتقاء سرعت دسترسی به منابع اطلاعاتی گسترده، به عنوان یک نقطه کلیدی در توسعه زیرساخت‌های ارتباطی جهانی محسوب می‌شود. با سرمایه‌گذاری دولت، شبکه فیبرنوری بیش از 70 هزار کیلومتر را به شهرها و استان‌های مختلف متصل کرده ولی در داخل شهرها هنوز شبکه دسترسی با تجهیزات قدیمی و به‌عنوان شبکه مسی شناخته می‌شود. آغاز اجرای پروژه ملی فیبرنوری منازل و کسب‌وکارها با هدف ارتقاء سرعت اینترنت پهن باند ثابت به خانوارها و کسب‌وکارها، اقدامی مهم است که با پوشش سه میلیون خانوار تاکنون اجرا شده و تا پایان دولت، این پروژه به تعداد بیشتری از خانوارها گسترش خواهد یافت.

شرکت‌های پشتیبان فیبر نوری

مخابرات ایران به عنوان اولین اپراتور اینترنت فیبر نوری در کشور شناخته می‌شود و با سرویس “تانوما” با سرعت حداکثر ۵۰ مگابیت، خدمات اینترنت فیبر نوری را ارائه می‌دهد. در حال حاضر، این شرکت تنها اپراتوری است که اینترنت فیبر نوری را ارائه می‌نماید، و این انحصار همچنان وجود دارد. تفاهم‌نامه‌های اخیر به برخی اپراتورهای اینترنتی اجازه داده تا سرویس‌های ADSL را بر روی خطوط فیبر نوری ارائه دهند، اما مخابرات ایران به عنوان اپراتور اصلی در این زمینه تشخیص داده می‌شود. همچنین، شرکت‌هایی نظیر شاتل، های وب، و آسیاتک با توافقات با مخابرات ایران، خدمات ADSL خود را بر روی زیرساخت فیبر نوری ارائه می‌دهند، اما این شرکت‌ها همچنان به عنوان اپراتورهای اینترنتی فیبر نوری در کشور شناخته نمی‌شوند.

بررسی ساختار فیبر نوری

در این بخش از مقاله فیبر نوری چیست تصمیم داریم اطلاعاتی را در مورد ساختار فیبر نوری در اختیار شما قرار دهیم. در گام اول بهتر است بدانید که هر تار فیبر نوری از یک هسته برخوردار می‌باشد که جنس آن شیشه یا پلاستیک شفاف است. این تارها مسیر حرکت نور هستند. در مرحله بعد باید به سراغ جزء دوم ساختار فیبر نوری برویم. لازم به ذکر است بدانید لایه شیشه دیگری وجود دارد که هسته شیشه‌ای را احاطه می‌کند. به این جزء از ساختار فیبر نوری، غلات می‌گویند.

همانطور که می‌دانید باید امنیت هسته و غلاف را در نظر گرفت. بر روی هسته‌ شیشه‌ای و غلاف، روکش محافظ قرار می‌گیرد که به آن روکش ضربه گیر گفته می‌شود. در واقع روکش ضربه‌گیر از هسته و غلاف محافظت می‌کند. در انتها برای اینکه مقاومت کابل افزایش پیدا کند از لایه‌ای دیگر به نام روکش خارجی استفاده می‌شود. درنتیجه می‌توان به این استنباط رسید که ساختار فیبر نوری از چهار جزء هسته، غلاف، روکش ضربه گیر و روکش خارجی تشکیل شده است.

ساختار روکش‌های فیبر نوری

با توجه به انواع مختلف محیط‌ها، از روکش‌های متنوعی برای کابل‌های فیبر نوری استفاده می‌شود. در محیط‌های خارجی، که تحت تأثیرات آب، گرد و غبار، دماهای متفاوت، و شرایط جوی قرار دارند، روکش‌های مقاوم به آب و UV معمولاً انتخاب می‌شوند. در مقابل، در محیط‌های داخلی ممکن است از روکش‌هایی با ویژگی‌های حرارتی و مکانیکی خاص استفاده شود. بنابراین، در انتخاب و استفاده از کابل‌های فیبر نوری، نه تنها نوع فیبر بلکه نوع و ویژگی‌های روکش نیز به دقت باید مورد بررسی قرار گیرد تا به عملکرد بهینه در شرایط محیطی خاص دست یابیم. روکش‌های فیبر نوری انواع مختلفی دارند که بر اساس محیط استفاده و نیازهای خاص متفاوت هستند. در زیر به برخی از انواع روکش‌های فیبر نوری اشاره می‌شود:

  • روکش PE: روکش‌های با جنس PE (پلی‌اتیلن) به علت مقاومت بالا در برابر آب و رطوبت، همچنین دارا بودن خواص الکتریکی مناسب در طیف گسترده‌ای از دماها، توجه ویژه‌ای جلب کرده‌اند. این نوع روکش همچنین در مقابل سایش مقاومت دارد و به عنوان یک روکش خارجی استاندارد برای کابل‌های مورد استفاده در فضاهای باز به کار می‌رود.
  • روکش PVC: پوشش‌های PVC به عنوان گزینه‌های با هزینه مناسب شناخته می‌شوند؛ این پوشش‌ها انعطاف‌پذیری بالا، مقاومت در برابر نفوذ روغن و شعله آتش، و ساختاری تقریباً سفت دارند. این پوشش‌ها برای هر دو نوع استفاده داخلی و خارجی از کابل‌های فیبر نوری بهره می‌برند.
  • روکش PVDF: پوشش‌های PVDF معمولاً برای کابل‌های پلنوم (plenum) به کار می‌روند. این پوشش دارای ویژگی‌های ضد حرق بهتر نسبت به پوشش‌های PE است و در صورت بروز حرارت یا آتش، کمترین میزان دود تولید می‌کند.
  • روکش LSZH: پوشش‌های LSZH (Low Smoke Zero Halogen) در ترکیب ساختار خود دارای مواد هالوژنه نمی‌باشند. این به معنای این است که در صورت اشتعال، مواد سمی و مسموم‌کننده تولید نمی‌شوند و به هوا منتشر نمی‌شوند. به همین دلیل، این نوع پوشش گزینه‌ای مناسب برای کاربردهای داخلی فیبرهای نوری است. کابل‌هایی که از پوشش LSZH استفاده می‌کنند، به عنوان کابل‌های LSZH شناخته می‌شوند و معمولاً قیمت بالایی دارند.
روکش LSZH
روکش LSZH

بررسی مواد اولیه ساخت انواع فیبر نوری

تکنولوژی تولید فیبرهای نوری به دلیل گام‌های پیچیده‌ای که در جریان آن استفاده می‌شود، یک فرآیند پیچیده محسوب می‌شود. در ابتدا، ساختار اولیه فیبر نوری یعنی پیش‌سازه درون یک میله شیشه‌ای شکل گرفته و سپس این میله در فرآیند کشش به یک فیبر نوری تبدیل می‌شود. از دهه 1970 به بعد، روش‌های متعددی بر پایه رسوب‌دهی لایه‌های شیشه‌ای در داخل لوله برای ساخت پیش‌سازه‌ها به کار گرفته شده‌اند. سه دسته اصلی از روش‌های فرآیند فاز بخار برای ساخت پیش‌سازه فیبر نوری عبارت‌اند از:

  1. رسوب‌دهی داخلی
  2. رسوب‌دهی بیرونی
  3. رسوب‌دهی محوری

در هر یک از این روش‌ها، موادی نظیر تتراکلرید سیلیکون، تتراکلرید ژرمانیوم، اکسید کلرید فسفوریل، گاز فلوئور، گاز هلیم، و گاز کلر به عنوان مواد لازم در فرآیند ساخت پیش‌سازه به کار گرفته می‌شوند. این مواد جهت افزایش ضریب شکست، کاهش دما، حباب‌زدایی، و آب‌زدایی در طول فرآیند به کار می‌روند. برای کسب اطلاعات بیشتر و بهره‌مندی از خدمات مشاوره فیبر نوری، می‌توانید با شرکت پودسان تماس بگیرید تا اطلاعات جامع‌تری در این زمینه دریافت نمایید.


بیشتر بخوانید: انواع اسپلیتر فیبر نوری (اسپلیتر کاستی FBT و اسپلیتر قلمی PLC)


فیبر نوری چگونه کار می‌کنند؟

این سوال یکی از متداول ترین سوالاتی است که توسط بسیاری از افراد مطرح می‌شود. لازم به ذکر است بدانید فیبر نوری داده‌ها را به شکل ذرات جابجا می‌کند. نام هر ذره که توسط فیبر نوری جابجا می‌شود فوتون می‌باشد. فوتون‌ها مسیر درون کابل نوری را طی می‌کنند و از نقطه‌ای به نقطه دیگر منتقل می‌شوند. زمانی که سیگنال‌های نوری در داخل کابل فیبر نوری به حرکت در می‌آیند در واقع از سطح هسته و غلاف انعکاس پیدا می‌کند و مسیر را به صورت زیگزاگی در طول کابل فیبر نوری طی می‌نمایند.

در ادامه بهتر است بدانید سیگنال‌های نوری با 30 درصد سرعت کمتر نسبت به نور در فیبر نوری حرکت می‌کنند. زیرا لایه‌های شیشه‌ای دارای چگالی هستند که این چگالی نمی‌گذارد که سیگنال‌ها با سرعت بیش‌تری حرکت کنند. اما در هر شرایطی سرعت سیگنال‌های فیبر نوری نسبت به سیگنال‌های الکتریکی در کابل‌های مسی چندین برابر می‌باشد.

فیبر نوری چگونه کار می‌کنند؟
فیبر نوری چگونه کار می‌کنند؟

کاربرد فیبر نوری

فناوری فیبر نوری با انتقال سریع و کم نویز اطلاعات، بهبود کارایی و کیفیت ارتباطات را فراهم کرده است. این تکنولوژی، مقاومت در برابر تأثیرات مخرب میدان‌های مغناطیسی دارد و با استفاده از کابل‌های فیبر نوری، مشکلات تداخل‌های الکتریکی را کاهش می‌دهد. این سیستم‌ها عملکرد بهتری نسبت به روش‌های مبتنی بر سیم‌های مسی دارند و در نتیجه در صنعت تجهیزات ارتباطی و مخابراتی جایگاه مهمی دارند. به طور کلی کاربرد فیبر نوری به شرح زیر است:

  • فیبر نوری در روشنایی: فیبر نوری به عنوان فناوری روشنایی از منابع نور طبیعی و مصنوعی استفاده کرده و نور را بدون مضرات الکتریکی و تشعشعات خطرناک به داخل ساختمان هدایت می‌کند.
  • فیبر نوری در مخابرات: در مخابرات، این فناوری از نور لیزر برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کند و به عنوان جایگزین مناسبی برای کابل‌های مسی در سیستم‌های کامپیوتری شناخته می‌شود.
  • فیبر نوری در حسگرها: فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی حسگرها برای اندازه‌گیری مقدارهای فیزیکی مختلف، از جمله جریان الکتریکی، فشار، حرارت، جابه‌جایی، و میدان مغناطیسی استفاده می‌شود.
  • صنایع نظامی: فیبر نوری در صنایع دفاعی برای ارتباطات، کنترل آنتن‌های رادار، هدایت موشک‌ها، و ارتباطات زیردریایی استفاده می‌شود. این سیستم در صنایع نظامی مختلف از جمله نیروهای زمینی، هوایی، دریایی و فضایی بهره می‌برد.
  • پزشکی: در حوزه پزشکی، فیبر نوری برای تشخیص بیماری‌ها، انجام آزمایش‌ها، شناسایی نارسایی‌های داخلی بدن، جراحی لیزری، دُزیمتری غدد سرطانی، دندانپزشکی و آندوسکوپی (بررسی داخلی بافت‌ها) مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • فیبر نوری در شبکه‌های کامپیوتری: از اصلی‌ترین کاربردهای فیبرنوری در شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود. این سیستم با پهنای باند بالا و کاهش تداخل، در انتقال داده‌ها با کیفیت بیشتری نسبت به کابل‌های مسی ارائه می‌دهد.

انواع کابل فیبر نوری از نظر نحوه انتقال سیگنال

آیا قصد دارید با انواع فیبر نوری از نظر نحوه انتقال سیگنال آشنا شوید؟ توجه داشته باشیم فیبر نوری از نظر نحوه انتقال سیگنال به دو نوع (فیبر نوری تک حالته و فیبر نوری چند حالته) تقسیم می‌شود. اگر تصمیم دارید نسبت به هر کدام از انواع فیبر نوری اطلاعاتی را به دست بیاورید پیشنهاد می‌کنیم پاراگراف مربوط به هر یک از موارد ذکر شده را با دقت مطالعه کنید.

فیبر نوری تک حالته (Single mode)

فیبر نوری تک حالته دارای قطر کمتری نسبت به فیبر نوری چند حالته می‌باشد. با استفاده از فیبر نوری سینگل مود یا تک حالته احتمال ضعیف شدن سیگنال کاهش پیدا می‌کند. زیرا یکی از دلایل ضعیف شدن سیگنال در فیبر نوری برخورد مدام سیگنال‌ها با دیواره شفاف هسته‌ می‌باشد. از سوی دیگر انعکاس مجدد سیگنال‌ها باعث می‌شود تا مسیر مستقیم حرکت سیگنال‌ها به حالت زیگزاگی تغییر کند. در انتها بهتر است بدانید که از فیبر نوری سینگل مود یا تک حالته بیش‌تر در مسافت‌های طولانی استفاده می‌شود.

فیبر نوری چند حالته (Multi mode)

فیبر نوری چند حالته همان فیبر نوری مالتی مود است. توجه داشته باشید که این نوع از فیبر نوری دارای قطر بیش‌تری نسبت به فیبر نوری تک حالته می‌باشد. از سوی دیگر تعداد دفعات برخورد و منعکس شدن فیبر نوری در طول مسیر به دیواره‌های هسته بیش‌تر می‌باشد. همچنین حرکت سیگنال‌ها در این نوع از فیبر نوری به شکل زیگزاگی است. این موارد باعث می‌شود تا سیگنال‌ها ضعیف‌تر شوند. البته باید این نکته را هم در نظر گرفت که هرچه قطر هسته بیش‌تر باشد تعداد پالس‌های نوری هم بیش‌تر است. این مسئله موجب می‌شود تا انتقال داده‌های بیش‌تری صورت بپذیرد. در پایان باید بدانید که در فیبر نوری چند حالته بر خلاف فیبر نوری تک حالته امکان تداخل و از دست رفتن سیگنال بیش‌تر می‌باشد به همین دلیل از فیبر نوری چند حالته در مسافت‌های طولانی استفاده می‌شود.


بیشتر بخوانید: کابل فیبر نوری چیست؟


انواع کابل فیبر نوری از نظر جنس مواد

کابل فیبر نوری از لحاظ جنس مواد به سه دسته کابل فیبر نوری پلیمری، کابل فیبر نوری شیشه‌ای و کابل فیبر نوری با غلاف پلیمری تقسیم می‌شود. در قسمت زیر قصد داریم هر سه نوع فیبر نوری را مورد بررسی قرار دهیم. اگر دوست دارید اطلاعات کاملی را نسبت به انواع فیبر نوری از نظر جنس مواد به دست بیاورید پیشنهاد می‌کنیم با ما همراه باشید.

فیبر نوری شیشه‌ای (GOF)

بهترین و اصیل‌ترین فیبر نوری موجود در جهان فیبر نوری شیشه‌ای است. هسته و غلاف این نوع از فیبر نوری از جنس شیشه می‌باشد. لازم به ذکر است بدانید که فیبر نوری از ابتدا همه فیبر نوری‌ها از نوع شیشه‌ای بودند. زیرا این نوع از فیبر نوری دارای پهنای باند بسیار زیادی است. از سوی دیگر ظرفیت انتقال داده‌ها در آن بسیار بالا می‌باشد. این سرعت به اندازه‌ای است که در اکثر موارد می‌توانید با سرعت گیگابیت بر ثانیه انتقال داده‌ها را انجام دهید. فیبر نوری شیشه‌ای اکثرا برای انتقال داده‌ها در فواصل طولانی مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا سیگنال‌های فیبر نوری شیشه‌ای این قدرت را دارند که تا ۱۰ کیلومتر پیش بروند. البته بهتر است بدانید فیبر نوری شیشه‌ای دارای معایبی هم است. برای مثال تولید و نصب فیبر‌های نوری شیشه‌ای بسیار پر هزینه هستند. از سوی دیگر به دلیل اینکه جنس هسته و غلاف آن شیشه‌ای است، شکننده‌تر می‌باشند.

فیبر نوری پلیمری (POF)

در این بخش از مقاله فیبر نوری چیست تصمیم داریم شما را با فیبر نوری پلیمری بیش‌تر آشنا کنیم. در گام اول بهتر است بدانید به کابل‌های فیبر نوری که جنس هسته و غلاف آن‌ها از پلیمر شفاف باشد فیبر نوری پلیمری گفته می‌شود. این نوع از فیبر نوری مقاومت بالاتری نسبت به فیبر نوری شیشه‌ای دارند. لازم به ذکر است بدانید هزینه تولید، نصب و راه اندازی فیبر نوری پلیمری بسیار پایین است. انعطاف آن‌ها نسبت به فیبر شیشه بالاتر می‌باشد اما کیفیت پایین‌تری نسبت به فیبر نوری شیشه‌ای دارند. در ادامه بهتر است ذکر کنیم که این نوع از فیبر نوری برای فواصل طولانی مناسب نمی‌باشد زیرا درصد تضعیف امواج و سیگنال ها در فیبر نوری پلیمری بیش‌تر است. البته سرعت انتقال هم در فیبر نوری پلیمری کمتر می‌باشد.

فیبر نوری با غلاف پلیمری (PCF)

فیبر نوری که دارای هسته شیشه‌ای و عایق پلیمری است فیبر نوری PCF می‌باشد. لازم به ذکر است بدانید که این نوع از فیبر نوری از مزایای فیبر نوری پلیمری و فیبر نوری شیشه‌ای به صورت یکجا برخوردار است. این نوع از فیبر نوری طول موج سیگنال متوسط دارد‌، از سوی دیگر نرخ انتقال داده‌ها کمتر از 100 مگابیت در ثانیه است. سیگنال‌های فیبر نوری پلیمری می‌توانند تا دو کیلومتر پیش بروند که این میزان برای شبکه های صنعتی و محلی بسیار مناسب می‌باشد.

فیبر نوری با غلاف پلیمری (PCF)
فیبر نوری با غلاف پلیمری (PCF)

مزایای فیبر نوری

فیبر نوری دارای مزایای بسیار زیادی می‌باشد که ما قصد داریم به چند نمونه از ویژگی‌های آن اشاره کنیم. برای مثال بهتر است بدانید که پهنای باند فیبر نوری از پهنای باند کابل‌های مسی که هر دو دارای ضخامت یکسان باشند بیش‌تر است. توجه داشته باشید برخی از کابل‌های فیبر نوری امکان انتقال داده‌ها با نرخ ۱۰ گیگابیت، ۴۰ گیگابیت و حتی 100 گیگابیت بر ثانیه را در اختیار شما قرار می‌دهند. در ادامه بهتر است به قوی تر بودن، نازک تر بودن و سبک تر بودن کابل‌های فیبر نوری نسبت به کابل‌های مسی اشاره کنیم. در انتها هم بهتر است بدانید کابل های فیبر نوری نسبت به کابل‌های مسی نیاز به مراقبت‌های مستمر و تعویض ندارد.


بیشتر بخوانید: آشنایی با انواع کابل فیبر نوری


معایب فیبر نوری

همانطور که می‌دانید تمام کابل‌ها دارای معایب هستند و کابل فیبر نوری هم از این مسئله مستثنا نیست. توجه داشته باشید قیمت سیم مسی از فیبر نوری در اغلب مواقع ارزان‌تر است که این مسئله یکی از معایب فیبر نوری محسوب می‌شود. از سوی دیگر اگر رشته‌های شیشه‌ای یا همان فیبر نوری را به صورت روکار استفاده کنید باید بیش از کابل‌های مسی از آنها مراقبت نمایید. در ادامه بهتر است ذکر کنیم که نصب فیبر‌های نوری جدید نیاز به کارگر یدی بیش‌تری دارد. در انتها بهتر است ذکر کنیم کابل‌های فیبر نوری به علت جنس هسته که از شیشه می‌باشد در مقایسه با کابل‌های مسی شکننده تر هستند.

مقایسه کابل فیبر نوری با سیم مسی

کابل فیبر نوری از مزایای زیادی در مقایسه با کابل مسی برخوردار است که در اینجا به برخی از آنها اشاره می‌شود. درست است که مواد اولیه فیبر نوری ارزان‌تر از مس هستند، اما آشکارسازها و تقویت‌کننده‌های استفاده شده در محیط فیبر نوری گران‌تر هستند. با این حال، به دلیل تعداد کمتر از این تجهیزات در محیط فیبر، هزینه کل سیستم در مسیرهای بلند پایین‌تر است، در حالی که در راه‌حل کابل مسی، پهنای باند کمتر است و بنابراین سرعت انتقال داده کمتری دارد.

مقایسه کابل فیبر نوری با سیم مسی
مقایسه کابل فیبر نوری با سیم مسی

جریان الکتریکی

واضح است که کابل‌های حامل جریان الکتریکی میدان مغناطیسی تولید می‌کنند. این میدان‌ها بر جریان الکتریکی تأثیر می‌گذارند و برعکس نوری که هیچ میدانی تولید نمی‌کند. بنابراین، سیگنال‌های نوری مشکل تداخل با یکدیگر ندارند و میدان‌های الکتریکی قوی که در برخی از محیط‌های صنعتی مانند نیروگاه‌ها و ایستگاه‌های برق فشار قوی وجود دارند، بر سیگنال‌های نوری در محیط فیبر تأثیر نمی‌گذارند.

اتعطاف

فیبر نوری انعطاف‌پذیر است و به دلیل مقاومت بیشتر در برابر رطوبت و فرسایش، طول عمر آن بیشتر از کابل‌های مسی است. همچنین، خطر ایجاد آتش‌سوزی و تولید گرما در کابل‌های حامل جریان الکتریکی وجود دارد که در فیبر نوری به هیچ وجه امکان‌پذیر نیست. در کابل‌های مسی، پهنای باند یک خصوصیت ثابت است و تحت تأثیر عوامل خارجی قابل تغییر نیست، اما در فیبر نوری با افزایش فرکانس نوری، پهنای باند انتقال داده افزایش می‌یابد.

پهنای باند

فیبر نوری نسبت به دیگر مدل‌های انتقال داده مانند بی‌سیم و مس، پهنای باند بیشتری دارد. همچنین، کابل‌های نوری به دلیل قطر کم فیبر، می‌توانند شامل چندین فیبر در یک کابل باشند و به‌همین دلیل عملکرد بهتری دارند.

ایمنی

فیبر نوری از نظر امنیتی نیز از کابل‌های مسی برتر است؛ زیرا در کابل‌های نوری هیچ امکان شنود سیگنال در حال انتقال داده‌ها وجود ندارد، در حالی که در کابل‌های مسی این امکان به‌طور کامل ممکن است.

انرژی

مصرف برق در سیستم‌های نوری نسبت به سیستم‌های مسی کمتر است و از نظر وزن نیز کابل‌های نوری سبک‌تر از کابل‌های مسی هستند.

به طور کلی، مزایای فیبر نوری بسیار بیشتر از کابل‌های مسی است، با این حال باید به معایبی همچون هزینه اتصال و رفع عیب دقت کرد.

سیستم رله فیبر نوری چیست؟

سیستم رله فیبرهای نوری را می‌توان با یک مثال توضیح داد: فرض کنید دو ناو دریایی در اقیانوس با هزاران کیلومتر فاصله از یکدیگر هستند و می‌خواهند ارتباط برقرار کنند. در این حالت، ناو شماره یک تصمیم می‌گیرد پیامی را به ناو شماره دو ارسال کند. ابتدا، کاپیتان ناو شماره یک پیام را به یک ملوان انتقال می‌دهد تا آن را به کدهای مورس ترجمه کند. سپس، این ملوان با استفاده از یک نورافکن، پیام را به ناو شماره دو منتقل می‌کند. در طرف دیگر، یک ملوان در ناو شماره دو پیام را دریافت کرده و به کمک کدهای مورس، آن را به زبان مد نظر ترجمه کرده و سپس به کاپیتان ناو تحویل می‌دهد. اگر فاصله بسیار بزرگ باشد، استفاده از فناوری فیبرهای نوری برای انتقال سریع و با کیفیت پیام امکان‌پذیر خواهد بود. این مثال نشان می‌دهد که چگونه فیبرهای نوری در انتقال اطلاعات در فواصل بزرگ به عنوان یک راهکار موثر به کار می‌روند.


بیشتر بخوانید: آموزش تست تجهیزات فیبر نوری با 4 روش ساده!


نحوه ارسال نور در فیبر نوری

در کابل‌های فیبر نوری، نور از طریق هسته با جهش‌های پیوسته در سطح آبکاری شده حرکت می‌کند، که به انعکاس داخلی منجر می‌شود و برای انتقال نور در مسافت‌های طولانی ایده‌آل است. با این حال، به دلیل عدم خلوص کامل شیشه، برخی از سیگنال‌های نوری تضعیف می‌شوند. برای مثال، در کابل فیبر نوری Single Mode با طول موج 1310 نانومتر، تضعیف در هر کیلومتر 0.35 دسی‌بل بر کیلومتر است. از تجهیزات تست OTDR با Dynamic Range 38 دسی‌بل برای اندازه‌گیری توان استفاده می‌شود که امکان بررسی مسافت تا 120 کیلومتر را در این طول موج فراهم می‌کند. بنابراین، ادعاهای مسافت‌های تست 230 کیلومتر یا بیشتر به نظر علمی قابل اعتماد نمی‌آید و مسافت‌های بیشتر از 120 کیلومتر قابل تحلیل نمی‌باشند.

نتیجه گیری

تا قبل از مطالعه این مقاله مطمئنا اطلاعات کاملی نسبت به فیبر نوری در اختیار نداشته‌اید. اما در حال حاضر می‌دانید که فیبر نوری چیست و با انواع فیبر نوری، مزایا و معایب آن آشنا شده‌اید. در نهایت امیدواریم مطالب موجود در این مقاله برای شما مفید بوده باشد.

4.1/5 - (9 امتیاز)
اشتراک
اطلاع از
guest
0 دیدگاه
Inline Feedbacks
دیدن همه دیدگاه ها