انواع کابل فیبر نوری

فیبر نوری یا تار نوری به اصطلاح لاتین Optical Fiber رشته باریک و بلندی است که از یک ماده مثل شیشه یا پلاستیک ساخته شده و می‌تواند نور را از یک سر وارد کرده و سر دیگر خارج نماید. کابل فیبر نوری پهنای باند بسیار بیشتری نسبت به کابل‌های معمولی دارد، با کابل فیبر نوری می‌توان داده‌های تصویری، صوتی و ... را با پهنای باند بالا تا 10 گیگابیت بر ثانیه و بالاتر منتقل کرد.

به بیان دیگر کابل فیبر نوری نوعی از همان کابل شبکه بوده که از جنس شیشه تشکیل شده و بصورت رشته‌هایی نازک است که درون یک محفظه عایق قرار دارند. کابل فیبر نوری برای استفاده در مسافت‌های طولانی و برای شبکه‌های داده با عملکرد بالا و ارتباطات از راه دور مورد استفاده قرار می‌گیرد. کابل‌های نوری در مقایسه با کابل‌های مسی، پهنای باند بیشتری داشته و داده‌ها را در مسافت‌های طولانی‌تری انتقال می‌دهد.

در اینجا پیشنهاد می‌کنم درباره تاریخچه پیدایش فیبرهای نوری نگاهی بیندازید تا اطلاعات تکمیلی دریافت کنید.

ساختار کابل‌های فیبر نوری

برای کار با کابل فیبر نوری لازم است که از ساختار آن باخبر شوید. فیبر نوری از یک هسته یا Core و یک لایه روکش یا Cladding تشکیل شده و به دلیل تفاوت در ضریب شکست بین کور و لایه روکش آن، برای انعکاس داخلی کامل به درستی انتخاب شده است. جنس این روکش از پلیمر آکریلات یا پلی آمید بوده از فیبر در برابر آسیب محافظت می‌کند. فیبرهای روکش دار تکی یک لایه حائل شده از رزین سخت یا تیوب  هسته‌ای شکل در اطراف خود دارند تا کور کابل ایجاد شود.

چندین لایه غلاف محافظ، بسته به نوع کاربرد کابل، برای تعیین فرم کابل اضافه می شود. در مونتاژ فیبر نوری گاهی شیشه‌های جذب نور را بین فیبرها قرار می‌دهند تا از نوری که از یک فیبر به داخل فیبر دیگر نشت می‌کند، جلوگیری شود.

1-فیبر نوری تک حالته ( Single-Mode) : ایــن نــوع از فیبرهــا، هســته هــاي کــوچکی دارند (9 میکـرون)  و مـی تواننـد نـور لیـزر مـادون قرمـز (بــا طــول مــوج  1300 تــا  1550 نــانومتر) را درون خــود هــدایت کننــد. حداکثر طول مورد استفاده تا 70 کیلومتر و با تجهیزات خاص تا 150 کیلومتر

2- فیبر نوری چند حالته ( Multi-Mode ): این نوع از فیبرها هسته هاي بزرگتري دارند (قطـري در 62/5 میکرون) و نور مادون قرمـز گسـیل شـده از دیودهـاي نـوري (LED) را (با طول موج  850 تا  1300 نانومتر) درون خود هدایت مـی کننـد.

کابل SM بسیار گران‌تر است و در مقایسه با کابل MM شعاع انحناي نسـبتا بـالایی دارد، کـه کـار بـا آن را سخت تر می کند. بیشتر LAN هاي فیبر نوري از کابل چندحالته استفاده می کنند، که علیرغم کـارایی کمتـر نسبت به کابل تک حالته باز هم از کابل مسی بسیار بهتر است.

انواع کابل فیبر نوری براساس ساختار مواد آنها

1-فیبرنوري شیشه اي: همان‌طور که از نامش پیداست جنس این نوع فیبر نوری از شیشه است. این نوع فیبر ظریف بوده و امکان بریدن آن وجود ندارد از طرفی قابلیت اصطلاح و تقسیم ندارد. همچنین از انعطاف‌پذیری کمتری برخوردار است. این نوع کابل‌های شیشه‌ای تنوع زیادی داشته و ترکیبی از تنظیمات، اتصالات انتهایی و دارای انواع آداپتور هستند. فیبرهای نوری شیشه‌ای در برابر حرارت بالا، استرس مکانیکی و مواد شیمیایی عملکردی طبیعی دارند.

2- فیبرنوري پلاستیکی: نوعی فیبر نوری است که از مواد پلیمری یا به اصطلاح POF ساخته شده و هسته آن از اکرلیک یا PMMA است. همین امر سبب انتقال آسان و سریع نور می‌شود. فیبرهای نوری پلاستیکی از نور سبز یا قرمز بی‌ضرر استفاده می‌کنند که با چشم به راحتی می‌توان آن‌ها را مشاهده کرد و هیچ ضرری ندید. الیاف فیبر نوری پلاستیکی را می‌توان برای مصارف خانگی مورد استفاده قرار داد بدون اینکه ضرری برای کودکان و سایر افراد حساس ایجاد کند.

3-فیبرنوري سیلیکا با روکش پلاستیکی: این نوع فیبر نوری از جنس سیلیکا و دارای یک روکش پلاستیکی از جنس پلیمر است. این نوع فیبرها دارای مزایای اضافی برای سنجش هستند. از جمله محدودیت کرنش الاستیک بالا، چقرمگی بالای شکستگی، انعطاف پذیری بالا در خمش، حساسیت بیشتر به کرنش نسبت به سیلیس و ضریب منفی گرماسنجی. علاوه بر این، بسیاری از مواد پلیمری دارای زیست سازگاری بالایی هستند.

انواع کابل فیبر نوری بر اساس ترکیب مواد مربوط به هسته

1. فیبرنوري با ضریب شکست پله اي : در ایـن  نـوع  فیبـر کـه  اصـطلاحا  بـه Step index مشهورند، ابتدا لایه هسته را با ضریب شکست و قطر مشخص می سازند، و سپس بر روي آن  یک لایه روکش با ضریب شکست کمتر می نشانند. بـدین  ترتیـب  فیبـري  پدیـد  مـی‌آیـد  کـه  ضـریب شکست آن در مرز بین هسته و روکش به صورت ناگهانی (پلکانی) تغییر می کند.
2. فیبرنوري با ضریب شکست مرحله‌اي ( تدریجی ) : در این نوع فیبر کـه  اصـطلاحا  بـه Graded Index شهرت یافته اند، ضریب شکست هسته به آرامی و با دور شدن از مرکز رو به کاهش می‌گذارد و در مرز 50 تا 5.622 میکرون از مرکز هسته، به حداقل خود می رسد. چنین وضعیتی باعث خواهد شد که مرز بین ناحیه هسته و روکش به صورت یـک  سـطح  آینـه‌اي عمل نکند بلکه پرتوهاي نور همانند پدیده سراب به صـورت  منحنـی  وار شکسـته  شـده  و پـس  از رسیدن به زاویه بحرانی مجددا بر روي منحنی مشابه به سوي هسته برگردند.

انواع کابل فیبر نوری بر اساس محیط

1- کابل‌هاي فیبر نوري جهت کاربرد در بیرون ساختمان (Outdoor): این فیبرها جهت ارتباط بین ساختمان ها در خارج ازساختمان بکار می رود،  حداکثر فاصـله  اي کـه مجاز است این کابل در داخل ساختمان وارد شود 10 متر است.

2- کابل‌هاي فیبر نوري جهت کاربرد در درون ساختمان ( Indoor) : از این کابل‌ها جهت استفاده از Backbone  شبکه در داخل ساختمان استفاده می شود، داراي محافظت هاي فیزیکی مناسبی می باشند، می توان از 6 تا 144 تیوب استفاده کرد که در هر تیوب 24 فیبر نوري قرار دارد، داخل هر تیوب ژل بی رنگ قرار دارد تا باعث شود قابلیت انعطاف فیبر بالا رفته و در برابر ضربه مقاوم باشد. ویژگی‌هاي عمومی این نوع از کابل عبارتند از، پوششی که در صورت آتش گرفتن، گاز سمی از خود متصاعد نکند، مقاوم در مقابل شعله ور شدن، مقاوم در مقابل خمش و در عین حال ظریف و منعطف.

اصطلاحات فیبر نوری

• Loose tube : در برخی از انواع فیبر نوری با توجه به اینکه تا حد امکان باید از  از خمیدگی بیش از حد هسته مرکزی  فیرنوری جلوگیری نماییم در لایه‌های محافظ فیبر از یک پوسته که در درون آن یک نوع ژل مایع وجود دارد استفاده می‌شود. این لایه اجازه می‌دهد که هسته مرکزی حد فاصل جدار در برگیرنده ژل معلق باشد و در هنگام خمش با حرکت دادن کابل از فشار به هسته مرکزی جلوگیری می‌کند.
• Armored (زره) : پوشش فلزی که در خارجی‌ترین لایه فیبر و در زیر ژاکت قرار می‌گیرد تا از لایه‌های داخلی فیبر حفاظت کند
• self supported (مهار) : یک سیم بکسل که زیر ژاکت و در یک سمت یا دو سمت فیبر قرار می‌گیرد و معمولا برای بستن کابل به تیر در فیبرهای هوایی متداول است.
• Anti rodent (ضد جونده)