فیبر نوری و چگونگی عملکرد آن

فیبر نوری و چگونگی عملکرد آن

در تعریف فیبر نوری optical Fiber اگر بخواهیم به زبان ساده بگوییم، یک رشته بلند و باریک از یک ماده شفاف همچون پلاستیک یا شیشه است که می تواند نوری را که از یک سر آن وارد شده است را از سر دیگرش خارج کند. که البته خصوصیت ویژه آن، پهنای باند بالا و به واسطه آن سرعت انتقال داده ها تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه و بالاتر است. این سرعت انتقال داده ها بسیار بالاتر از کابل های معمولی است و به همین جهت نیز کابل های فیبر نوری بسیار پراستفاده و محبوب هستند. امروز فیبر نوری به عنوان یکی از مدرن ترین و مطمئن ترین ابزارهای انتقال داده در هنگام نصب و پیکربندی شبکه های محلی شناخته می شود. یک کابل فیبر نوری معمولا از تعداد معینی هسته تشکیل شده که در یک نوار مخصوص پیچیده شده است.

پارامترهای فیزیکی فیبر نوری

فیبرهای نوری بسیار پیچیده تر از آن چیزی هستند که اکثر مردم درباره آنها فکر می کنند. آنها ساختاری منحصر به فرد و متشکل از ۵ بخش دارند که عبارتند از:

•  هسته
• پوسته بازتابی
•  لایه ای از لاک محافظ
• پوشش محافظ ویژه (بافر)
• بافر ثانویه تقویت شده

طراحی کابل فیبر نوری

کابل نوری یک ماژول از ۱-۲۸۸ فیبر است. پوسته ای که با آن پوشانده شده است از محصول در برابر اثرات منفی رطوبت، تغییرات ناگهانی دما و همچنین آسیب های مکانیکی محافظت می کند. همچنین طراحی یک کابل نوری به روش و شرایط استفاده بستگی دارد که بر این اساس عبارتند از:

• کابل های فیبر نوری برای استفاده داخلی با یک پوسته پلاستیکی محافظ متمایز می شوند. آنها دارای حداقل عناصر و اجزای تقویت کننده هستند که از فرآیند احتراق پشتیبانی نمی کنند.
• کابل های فیبر نوری برای استفاده در فضای باز دارای عناصر تقویت کننده هستند و با سطح بالایی از محافظت در برابر پدیده های منفی جوی متمایز می شوند.
• کابل های فیبر نوری برای قرار دادن در زمین و سازماندهی فاضلاب با نوار راه راه فولادی، لایه ای از نخ های آرامید یا سایر غلاف های پوششی مجهز شده اند. این لایه محافظ، محافظت قابل اعتمادی را در برابر آسیب های مکانیکی، جوندگان و رطوبت فراهم می کند.
• کابل های نوری سیستم تعلیق، ترکیبی از یک کابل و یک هسته با فیبرهای نوری هستند که همه عناصر در یک پوسته قرار می گیرند. اغلب چنین محصولاتی دی الکتریک هستند. در موارد نادر آنها ممکن است وجود عناصری را برای محافظت در برابر رعد و برق فراهم کنند.

انعطاف پذیری و استحکام مکانیکی

هر کابل نوری مدرن ویژگی های طراحی خاص خود را دارد که بر ایمنی استفاده و دوام  آن تاثیر می گذارد. این به دلیل وجود یک پوشش محافظ است که از اپوکسی آکریولات ساخته شده است.  ضخامت بافر ممکن است در محدوده ۱۵+-۲۵۰ میکرومتر باشد. برای محافظت بهتر از الیاف از طرح هایی با بافر ثانویه استفاده می شود که ضخامت آن به ۹۰۰ میکرون می رسد.

عملکرد فیبر نوری

انتقال اطلاعات در کابل های نوری با استفاده از  نور یعنی سریعترین عنصر در جهان انجام می شود. لذا اگر بخواهیم فرآیند عملکرد آن را شرح دهیم عبارتند از:

• یک سیگنال الکتریکی در کابل مسی ظاهر می شود
• این سیگنال به یک مبدل ویژه می رود
• مبدل این پالس را به نور تبدیل می کند
• نور از رشته های سیمی منعکس می شود و به سمت جلو حرکت می کند
• سپس وارد دستگاه گیرنده می شود
• در پایان تبدیل معکوس سیگنال نور به الکتریکی انجام می شود.

منبع نور منتشر شده یک لیزر نیمه هادی یا LED است. کدگذاری به دلیل تغییر دو سطحی در شدت نور (از ۰ تا ۱) انجام می شود. اما یکی از اجزای اصلی این سیستم هنوز یک آشکارساز گیرنده است که سیگنال های دریافتی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. با اینحال انتقال اطلاعات از طریق فیبر نوری با سرعت کمتر از سرعت نور (۱ میلیارد کیلومتر در ساعت) انجام می شود. این به این دلیل است که میکرولیزرهایی که برای انتقال استفاده می شوند، نور با فعالیت کمتر تولید می کنند. همچنین به دلیل شکست پرتوها است.

مزایای کابل فیبر نوری

مهمترین مزیت فیبر نوری، کاربردهای گسترده آن است. لذا با توجه به این واقعیت که کابل نوری متعلق به دی الکتریک است، می توان از آن در شرایط های نسبتا خاص هم استفاده کرد. بنابراین می توان از آن برای انتقال داده ها هم در مکان های انفجاری و هم در تولید نفت استفاده کرد و کاملا ایمن باشد. همچنین هنگام استفاده از پوسته های ویژه اضافی، می توان کابل های فیبر نوری را در آب یا زمین قرار داد. به علاوه امکان انتقال داده در فواصل طولانی وجود دارد و همینطور وضوح و دقت بالای سیگنال داده شده و از دست دادن نادر انرژی و عدم تضعیف سیگنال از مزایای آن است. ضمن اینکه برای فواصل طولانی استفاده از کابل فیبر نوری بسیار ارزان تر از کابل های مسی خواهد بود.