فیبر نوری چیست و چگونه کار میکند؟ معرفی انواع آن

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 امارات رایان همراه باشید.

فهرست:

بررسی ساختار فیبر نوری

فیبر نوری چگونه کار می‌کنند؟

انواع کابل فیبر نوری از نظر نحوه انتقال سیگنال

انواع کابل فیبر نوری از نظر جنس مواد

مزایای فیبر نوری

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.

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.

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.

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.

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.

مزایا و معایب فیبر نوری

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.

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.