فیبر نوری چیست ؟ معرفی انواع فیبر و مزایای استفاده از آن

حتما شما هم بارها و بارها شنیده اید که برای سرعت بیشتر در انتقال اطلاعات مثلا برای اینترنت پرسرعت و یا ایجاد شبکه های سریع تر باید از فیبر نوری استفاده کنید. اما مگر فیبر نوری چیست و چه کاری انجام می‌دهد که سرعت رد و بدل کردن اطلاعات را بالا می‌برد؟

در این مقاله قرار است با هم به بررسی کاربرد فیبر نوری و اینکه چگونه کار می‌کند بپردازیم. قبل از هر چیز بپردازیم به اینکه این کابل چیست

کابل فیبر نوری چیست ؟

فیبر یا تار نوری کابلی شامل رشته هایی باریک و بلند از الیاف شیشه ای درون یک پوشش عایق بندی شده است. این الیاف می‌توانند نور را با سرعت از یک سمت خود به سوی دیگر کابل ارسال کنند.

این کابلها می‌توانند اطلاعات را با سرعت بالاتر و همچنین در مسافت های طولانی تری به نسبت سیم های مسی انتقال دهند.

ساختار این مدل سیم ها طوری است که درون آن به نازکی موی انسان است و در مخابرات برای تلفن ها همچنین در منازل برای وصل بعضی وسایل مانند تلویزیون و …. استفاده می‌شود.

اجزای داخلی فیبر نوری چیست؟

فیبرها از یک هسته (Core) و یک لایه روکش (Cladding) تشکیل می‌شوند که به دلایل متفاوت در ضریب شکست بین این دو، برای انعکاس داخلی کامل انتخاب شده است.

در این کابل ها، روکش معمولاً با لایه ای از پلیمر آکریلات یا موادی به نام پلی آمید پوشانده می شود. این پوشش از فیبر در برابر ضربات و آسیب های احتمالی محافظت می کند اما به خواص موج نوری آن کمک نمی کند.

در نوع مرسوم فیبر نوری قطر هسته و پوسته با هم حدود ۱۲۵ میکرون است. بسته به سازنده، اطراف پوسته چند لایه محافظ، شامل یک پوشش معمولاً از جنس پلاستیک قرار می‌گیرد.

• هسته: درونی‌ترین لایه را هسته می‌نامند.

هسته شامل یک تار کاملاً بازتاب کننده از شیشه خالص است. در بعضی از کابل‌ها از پلاستیک کاملاً بازتابنده ساخته می‌شود، که این کار هزینه ساختن این کابل ها را پایین می‌آورد.

• پوسته:  که از شیشه یا پلاستیک ساخته می‌شود.

هسته و پوسته به همراه هم یک رابط بازتابنده را تشکیل می‌دهند که باعث تابیده شدن نور در هسته می شود تا از سطحی به طرف مرکز هسته باز تابیده شود که در آن دو ماده به هم می‌رسند.

فیبر های نوری چگونه کار می کنند؟

کابل فیبر نوری سیگنال‌های ارتباطی را با استفاده از پالس‌های نوری را توسط لیزرهای کوچک یا ال‌ای‌دی‌ها انتقال می‌دهند.

همانطور که گفته شد مرکز هر کابل نوری یک هسته وجود دارد که مسیر نور برای حرکت را فراهم می‌کند. core با یک لایه شیشه به نام cladding (روکش) که نور را انتقال می‌دهد پوشانیده شده تا از هدر رفتن سیگنال ها جلوگیری کند و نور در تمام طول کابل حرکت کند.

کاربرد فیبر نوری در کجاست؟

• اولین کاربرد آن این است که اطلاعات سریعتر و بدون تداخل از مبدا به مقصد می‌رسد، چرا که عملکرد این نوع کابل ها نسبت به کابل های مسی بسیار بهتر است.
• به دلیل این که پهنای باند  بیشتری دارند، از خطوط مبتنی بر تار نوری، برای انتقال داده های زیاد و سنگین استفاده می شود و می توانید اطلاعات را ده ها و صدها کیلومتر آن طرف تر ارسال کند.
• به دلیل طی کردن مسافت های طولانی در شرکت های مخابراتی امروزه در بسیاری از کشورهای جهان و از جمله ایران، در حال به روز رسانی اتصالات شبکه های مبتنی بر کابل هستند و این کابل ها را جایگزین موارد قدیمی تر می‌کنند تا ارتباط شبکه ای امن تر، سریع تر و قابل اعتمادتر را پیاده کنند.
• استفاده مهم دیگر آن در صنعت پزشکی است. تصاویری مانند تصاویر رادیولوژی بیماران، از مراکز به دست پزشکان دیگر که در فاصله دوری هستند، برای بررسی برسد که استفاده از کابل های تار نوری برای ارسال چنین تصاویری باعث شده علاوه بر اینکه اطلاعات سریعتر منتقل شود.

مزایای استفاده از فیبر نوری چیست ؟

1. ظرفیت بالای انتقال
2. تضعیف ناچیز، افت سیگنال ها در این مدل کابلها بسیار پایین است.
3. سیگنال های نوری: برعکس سیگنال های دیگر در سیم مسی، سیگنال های نوری در یک فیبر تاثیری زیادی بر فیبر دیگر نخواهند داشت.
4. مصرف برق پایین
5. ارزانتر: هزینه چند کیلومتر تار نور نسبت به سیم مسی کمتر است .
6. نازک تر : حجم کمتری را اشغال می‌کنند.
7. غیر اشتعال زا
8. انعطاف پذیری بیشتر
9. وزن سبک : وزن یک کابل نوری به مراتب کمتر از کابل مسی است.
10. سیگنال های دیجیتال

معایب فیبر نوری چیست؟

• ضرورت دقت بسیار زیاد در زمان کابل کشی
• ایجاد محافظت کامل در برابر ضربه، برای فیبرهایی که از درون حوضچه می گذرند.
• محدود بودن میزان کشش برای فیبرهای با ظرفیت مختلف
• امکان شکستن در صورت گذاشتن زاویه فیبر از یک حد معین

انواع کابلهای فیبر نوری

کابل‌های فیبر نوری مطابق با استاندارد به دو دسته تک‌حالته (Single mode) و چندحالته (Multi mode) تقسیم بندی می‌شوند.

نوع اول یا تک حالته:

این نوع کابل‌هایی هستند که نور را بطور مستقیم و بدون شکست از خود عبور می‌دهند. منبع نوری این دسته از کابل‌ها لیزر می‌باشد و شدت نور بالایی دارند. همچنین قطر هسته این کابل‌ها بسیار کم و برابر 9 میکرومتر (µm) است.

نوع دوم یا چند حالته:

کابل‌های چند حالته (Multi mode) که قطر هسته آنها در مقایسه با نوع تک حالته بسیار بزرگتر و برابر با 50 یا 62.5 (الي ١٠٠) میکرومتر هستند. منبع نوری این مدل ها LEDها هستند و نور را در پرتوهای متعدد با طول موج‌های متفاوتی منتشر می‌کنند که این پرتوها بسته به نوع کابل، شکل انتشارهای مختلفی را در طول کابل دارند.

اجزای اصلی کابل فیبر نوری چیست؟

کابل فیبر نوری دارای شش جز essential اساسی است:

1. عنصر کشنده
2. هسته
3. بافر
4. روکش
5. لایه آلومینیومی
6. پوشش

عنصر کشنده (Central member) چیست؟

کار عنصر کشنده جلوگیری از کشش زیاد و بیش از حد کابل فیبر در اجرای آن است. کاربرد دیگر این قطعه پیچش بافرهای حاوی تارهای فیبر بدور آن طبق استاندارد های تولید کابل فیبرنوری است.

هسته چیست؟

هسته یک یا چند عدد تار (CORE) است که معمولا از شیشه خالص تشکیل می‌شود و کار آن بازتاب نمودن نور است. محل این تارها درون بافر (در ادامه توضیح خواهیم داد) در مرکز فیبرنوری می‌باشد که با استاندارد خاصی بدور عنصر کششی تابیده شده.

در برخی موارد هسته فیبر از پلاستیک کاملا بازتابنده ساخته می‌شود که اختلاف آن با شیشه در پهنای باند و مسافت کمتر نسبت به شیشه است. یکی دیگر از تفاوتهای دیگر پلاستیک با شیشه میزان قطر هسته تار فیبرنوری است که قطر آن 52.5 یا 62.5 میکرون می‌باشد که اصطلاحا آن را کابل مالتی مد (MULTI MODE) می نامند.

بافر چیست؟

یک روکش پلاستیکی است که باعث حفاظت و جلوگیری از آسیب فیبر در برابر رطوبت و سایر موارد آسیب‌پذیر است.

هر لایه ای که در فیبر نوری اضافه می‌شود بیشتر به منظور حفاظت از هسته بوجود آمده است. کابلهای نوری از نظر لایه‌های محافظ به دو دسته :

• الف) کابل‌های لوله شل
• ب) کابل های با ضربه‌گیر محکم، تقسیم می‌شوند.

از مدل های شل بیشتر در فضاهای باز و از نوع دوم در برقراری اتصالات تجهیزات پایانه‌ای و در ارتباطات میان وسایل مختلف در شبکه‌های بزرگ و همچنین در کابل‌کشی درون ساختمان استفاده می‌شود.

سوالات متداول:

فیبر نوری بهتره یا کابل های مسی؟

بهتر از نظر شما چیست؟  اینکه کدام کابل بهتر است کاملا به دیدگاه شما بستگی دارد. اگر از لحاظ سرعت، امنیت و کارایی بخواهید بگوییم که کدام بهتر است، مشخص است که فیبرنوری توان و کارایی بیشتر و بهتری در انتقال اطلاعات و سرعت در اینترنت دارد. اما از لحاظ قیمت و اینکه بستر مناسب خود را باید داشته باشد کابل های مسی در بسیاری از موارد جایگزین این کابلها می‌شود .

پس نمیتوان گفت که کدام بهتر یا کدام بدتر است. همه چیز به نوع دید شما و کارایی که نیاز دارید بستگی داد.

سرعت اینترنت فیبر نوری در مقایسه با اینترنت کابلی چقدر سریع است؟

فناوری کابل های معمولی در حال حاضر تقریباً از پهنای باند ۱۰۰۰ مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کند، در حالی که اینترنت فیبر نوری از سرعت تا 2000 مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کند. با سرعت 1000 مگابیت در ثانیه، می توانید یک فیلم HD دو ساعته را در حدود یک دقیقه بارگیری کنید. با سرعت 2000 مگابیت بر ثانیه، دانلود یک فیلم HD دو ساعته تقریباً 17 ثانیه طول می کشد.

جمع بندی

در این مطلب با هم به بررسی اجزا و کاربرد این کابل های پر کاربرد در صنعت های مختلف پرداختیم. همچنین با هم بررسی کردیم که سرعت اینترت فیبر نوری بهتر است یا کابل های قدیمی مسی. اینکه شما کدام مدل را انتخاب کنید بسته به نوع صلاح دید شما و زیرساخت موجود دارد.