کابل فیبر نوری چیست

فیبرنوری و مزایا و کاربردهای آن

در این مقاله به انواع و کاربرد های فیبرنوری میپردازیم.

کابل فیبر نوری از رشته شیشه ای یا پلاستیکی استاندارد برای انتقال سیگنال داده به وسیله نور استفاده می کند .

بدین ترتیب که داده ها در غالب پالس های نوری منتقل میگردد. برخلاف انواع کابل های مسی کابل فیبر نوری ماهیت الکتریکی ندارد .

البته تار پلاستیکی همانند تار شیشه ای نمی تواند داده را منتقل کند و پهنای باند پایین تری دارد .

نور از طریق فیبر نوری توسط دیود و یا لیزر منتقل میگردد که امروزه برای مسافت های طولانی بیشتر از لیزر استفاده می شود .

این کابل از تار شیشه ای ( به قطر 8.3,50 و یا 62.5 میکرون ) که بسته به نوع آن دارد تشکیل شده است توجه داشته باشید که اندازه های فوق از قطر موی انسان نیز کوچکتر است و توسط یک روکش (Cladding) احاطه شده است .

و روکش که اندازه معمول آن ۱۲۵ میکرون می باشد دارای پوشش الیاف محافظ و عایق غیر رسانا است و نهایتا ژاکت (Jacket) که برروی تمامی موارد فوق کشیده می شود .

کاربردهای فیبر نوری

کابل فیبر نوری به دلیل ساختار باریک و وزن کم در مکان های زیادی کاربرد دارد از جمله صنعت مخابرات، شبکه های کامپیوتری، انتقال نور به مکان های دیگر،‌ اسکنرهای پزشکی، تجهیزات نظامی و … .

کاربرد شبکه های مخابراتی و کامپیوتری

این کابل بیشترین استفاده را در صنعت مخابرات دارد. تمامی سرور‌های اطلاعاتی دنیا و شبکه های جهانی اینترنت از طریق کابل فیبر نوری بهم متصل هستند.

حتی اگر در در خانه از ADSL استفاده میکنید اما در واقع ارتباط شما و مرکز مخابرات با کابل های مسی و ارتباط بین مرکز مخابرات و شبکه جهانی اینترنت با فیبر نوری است.

کاربرد پزشکی

به دلیل اینکه فیبرهای نوری نازک هستند و تا زمانی که هسته ی آن ها شکسته نشود قابل خم شدن هستند و وسیله خوبی برای رصد در داخل بدن انسان هستند.

کاربرد صنایع هوایی و نظامی

فیبرهای نوری به دلیل قیمت کم نسبت به سیم های مسی و همچنین نازکی، پهنای باند و امنیت بالا برای ارتباط بین پایگاه و ایستگاه های نظامی به کار برده میشود.

مزایای کابل فیبر نوری

برخی از مزایا کابل فیبر نوری نسبت به کابل شبکه مسی عبارتست از :

1- فاصله ای که کابل فیبر نوری پشتیبانی می کند بسیار بیشتر از کابل شبکه مسی می باشد .
2- پهنای باند کابل فیبر نوری بصورت چشمگیری بالاتر از کابل شبکه مسی می باشد .
3- کابل فیبر نوری نسبت به نویز الکترو مغناطیس و همشنوایی حساس نیست و البته هیچ از آن دو را نیز تولید نمی کند .

روکش روی تار فیبر نوری با ضریب شکست کمتری که دارد باعث می شود که نور درون تار جاری گردد و به اطراف پراکنده نگردد.

امروزه دو نوع کابل فیبر نوری وجود دارد سینگل مود (Single Mode) و مالتی مود (Multi Mode) که به آنها تک حالته و چند حالته نیز گفته می شود .

مود یا همان حالت را می توان به عنوان دسته پرتوهای نوری که وارد تار فیبر نوری می شوند تصور کرد که این پرتوهای نور هرکدام در زاویه خاصی وارد تار فیبر نوری می شوند.

عنوان کلیدی کلمه فیبر تیره (dark Fiber) نوع جدیدی از فیبر نوری نمی باشد .

شرکتهای مخابراتی و مشاغل خصوصی هرگز تعداد دقیقی از تارهای فیبر نوری را در نظر نمیگیرند و معمولا دو یا سه برابر مقدار مصرفی خود کابل کشی می کنند که باعث می شود تعدادی از تارهای فیبر نوری بدون مصرف باقی بمانند که هیچ نوری از آنها عبور نمی کند به همین دلیل به این دسته از تار های فیبر نوری فیبر تیره گفته می شود .

انواع کابل فیبر نوری

• کابل فیبر نوری سینگل مود

کابل فیبر نوری سینگل مود بیشتر توسط شرکت های مخابراتی و جهت ایجاد ارتباطات راه دور مورد استفاده قرار میگیرد .

کابل فیبر نوری سینگل مود برای کابل کشی افقی و ارتباط کامپیوترها باهم بکار نمیرود و بیشتر برای ارتباط طبقات با اتاق تجهیزات اصلی در ساختمان بکار میرود .

نور در کابل سینگل مود در یک مسیر مستقیم تا انتهای کابل حرکت می کند و همانطور که در شکل ذیل می بینید ارتعاشی به سمت روکش عایق تار شیشه ای ندارد . طول موج کابل سینگل مود معمولا ۱۳۱۰ و ۱۵۵۰ نانو متر می باشد .

• کابل فیبر نوری مالتی مود

کابل فیبر نوری مالتی مود معمولا برای کاربردهای سرعت بالا 10Gbps ، 40Gbps و 100Gbps و البته کابل کشی افقی و عمودی در مسافت های خیلی کوتاهتر نسبت به کابل سینگل مود مورد استفاده قرار میگیرد .

کابل مالتی مود اجازه میدهد تا به جای یک پرتو نور بخشی از پالس نور از طریق فیبر نوری منتقل گردد. طول موج در کابل های فیبر نوری مالتی مود ۸۵۰ و ۱۳۰۰ نانومتر می باشد .

انواع کابل فیبرنوری مالتی مود

بطور کلی دونوع کابل فیبر نوری مالتی مود وجود دارد شاخص درجه بندی شده (Graded Index) و شاخص پله ای (Step Index) .

در شاخص پله ای ضریب شکست روکش نسبت به تار بسیار زیاد بوده و نور را در مسیر خود قرار می دهد .

در فیبر نوری مالتی مود درجه بندی شده که استفاده از آن بسیار رایج تر می باشد کُر (Core)‌ یا هسته از لایه های شیشه ای بسیاری تشکیل شده است که هرلایه به سمت بیرون دارای ضریب شکست کمتری نسبت به لایه داخلی است .

هردو نوع کابل فیبر نوری مالتی مود اجازه انتشار دسته ای پرتو نور را همانطور که در شکل میبینید می دهند .

فیبر نوری مالتی مود درجه بندی شده در خمش ها نور کمتری نسبت به نوع پله ای از دست می دهد بنابراین در این نوع کابل تضعیف سیگنال کمتر بوده و پهنای باند بالاتری به دست می دهد .

قطر هسته در کابل فیبر نوری مالتی مود 50 میکرون و یا 62.5 میکرون است و قطر روکش آن 125 میکرون می باشد .

تفاوت کابل های فیبر نوری، کابل کواکسیل و کابل جفت بهم تابیده

این سه کابل از انواع کابل های شبکه هستند که در سیستم ارتباطی مدرن مورد استفاده قرار میگیرند.  در زمان ارسال اطلاعات، سرعت انتقال داده ها و امنیت این سه کابل با یکدیگر متفاوت هستند.

کابل جفت بهم تابیده از دو کابل دیگر ارزانتر بوده و قیمت کنتری دارد. این کابل پهنای کمتری نسبت به‌دو کابل دیگر دارد و امنیت سیگنال را نیز تضمین نمیکند.

کابل فیبر نوری دارای پهنای باند زیاد و سرعت بیشتری نسبت به دو کابل دیگر است و به دلیل مدرن تر بودن از امنیت بسیار بیشتری برخورددار است.

کابل های کواکسیال از دو کابل قبلی قیمت و هزینه بیشتری دارداین کابل پهنای باند کمتری نسبت به کابل فیبر نوری داشته و امنیت سینگنال را نیز تضمین نمیکند.

انقباض کابل فیبر نوری

در کابل های فیبر نوری به دلیل سرعت سریع در انتقال داده بوسیله‌ نور حرارت زیادی تولید میشود که باعث انقباض و انبساط کابل فیبر نوری میشود.

کابل نوری از چندین لایه تشکیل شده است که ضریب انبساط هرلایه با لایه دیگر متفاوت است.

این انقباض و انبساط مشکلاتی را به وجود می آورد از جمله اینکه در زمان انبساط طول کابل اضافه شده و بعد زمانی که در اثر از بین رفتن حرارت یا سرما منقبض میشود کابل بیرونی برجسته میشود.انقباض کابل فیبر نوری به دو دسته برگشت پذیر و برگشت ناپذیر تقسیم میشود.

طریقه نصب کابل فیبرنوری

نصب کابل فیبر نوری سخت تر از نصب کابل شبکه مسی می باشد و نیاز به دقت بسیار دارد .

با این حال هزینه های مربوط به یک لینک فیبر نوری شامل کابل و اتصالات کاهش یافته است و تقریبا برابر با هزینه یک لینک کابل مسی شده است .

کانکتور های بهبود یافته و روشهای نصب نوین استفاده از کابل فیبر نوری و نصب آنرا راحت تر نموده است بطوریکه اگر از کارشناسان نصب با تجربه امروز سوال شود که نصب فیبر نوری ساده تر است یا کابل شبکه مسی خواهند گفت کابل فیبر نوری .

علت اصلی بکار نگرفتن فیبر نوری در تمامی مسیر تا حتی روی میز کاربر گران بودن تجهیزات الکترونیکی مربوطه از قبیل کارت شبکه و سوییچ های شبکه می باشد که باعث میشود هزینه آن چندین برابر استفاده از کابل شبکه مسی شود .

با این حال توپولوژی های مربوط به ارتباطات مخابراتی و کابل شبکه مسی می تواند فیبر نوری را تا جایی که امکان دارد به میز کاربر( ایستگاه کاری ) نزدیک نماید.