فیبر نوری

فیبر نوری Fiber Optic

فیبر نوری ، یک رسانه انتقال می باشد که می تواند با سرعت بسیار بالا به انتقال اطلاعات بپردازد. فیبرهای نوری امروزه در سراسر جهان بهترین رسانه در انتقال دیتا می باشند ولی یک رقیب سرسخت هم دارند که آن هم امواج بی سیم یعنی WiFi می باشند.

مزایای فیبر نوری:

فیبرنوری از موادی مانند شیشه و پلاستیک ساخته شده اند که با ورود نور از یک طرف می تواند از طرف دیگر آن خارج شود.

فیبرهای نوری از پهنای باند بسیار بالاتری نسبت به کابل های مسی برخوردار هستند که این پهنای باند بر اساس نوع فیبر می تواند از 10 گیگابایت تا 1 ترابایت متفاوت باشد. البته باید گفت که با وجود محدودیت ها و پورت های تجهیزاتی مانند سوئیچ و روتر این حجم اطلاعات قابل انتقال نمی باشد و در حد گیگا باید قادر به انتقال داده خواهیم بود.

استفاده از فیبر نوری به دلیل پهنای بالای باند آن که از کابل های مسی بیشتر می باشد و همچنین تاخیر بسیار کم آن در مقابل ماهواره و امواج بی سیم ، یکی از بهترین رسانه های انتقال اطلاعات می باشد.

فیبر نوری از جنس سیلیسیم دی اکسید می باشد که یک منبع فراوان در سراسر کره زمین می باشد. از سیلیسیم برای ساخت فیبر به جنس شیشه استفاده می شود که جهت پایین آوردن هزینه در تولید فیبر از پلاستیک هم استفاده می شود.

باید به خاطر داشت که کیفیت پلاستیک نسبت به شیشه بسیار پایین بوده و فیبرهایی که بصورت پلاستیک ساخته می شوند جهت انتقال اطلاعات در فواصل کوتاه مورد استفاده قرار می گیرند و همپنین حجم انتقال داده در اینگونه از فیبرها پایینتر از نوع شیشه ای آن می باشد.

فناوری ساخت فیبر نوری :

جهت ساخت فیبر نوری بایستی همانند ساخت شیشه از جنس سیلیکا میله هایی تولید شود و این میله ها آنقدر کشیده شده و نازک می شوند که به فیبر تبدیل گردند.

فیبرهای نوری می تواند در حد یک تار مو نازک شوند و به دلیل نازکی بیش از حد ، به راحتی قابلیت خمش دارند که البته این خم شدگی در فیبر نوری بایستی بر اساس اصولی خاص رعایت شود که باعث شکست نور نشده و حتی آسیبی به فیبر نرسد.

اجزای تشکیل دهنده فیبر نوری :

فیبر نوری همانند کابل های شبکه از اجزای متفاوتی تشکیل شده اند. در تصویر زیر به اجزای فیبر نوری را به اختصار معرفی می کنیم.

Core : هسته مرکزی یا همان فیبر نوری می باشد که می تواند بر اساس فیبر نوری به هسته های مختلف تولید گردد. همانند کابل های مسی ، فیبرهای نوری می تواند تعداد Core های مختلفی داشته باشد.

Cladding : همان روکش فیبر می باشد که نقش مهم در اجزای فیبر نوری ایفا می کند. روکش در فیبر نوری علاوه بر محافظت از فیبر و هسته مرکزی مانع از خروج نور در فیبر شده و به بازتاب و انعکاس نور در فیبر کمک می کند.

تصویر زیر حرکت نور در فیبر و چگونگی بازتاب آن توسط Cladding را نشان می دهد.

strength member : یک لایه مستحکم می باشد که از هسته و روکش محافظت می کند. این لایه می تواند از جنس های مختلفی ساخته شده باشد که معمولا از جنس پلاستیک می باشد.

Outer Jacket : این قسمت از فیبر نوری ، یک روکش محافظ نهایی می باشد که در نوع و سرنوشت فیبر نوری تاثیر زیادی دارد.

در فیبر های نوری که در کف دریا استفاده می شوند این روکش از جنس فلز می باشد که مانع از له شدگی و حتی گازگرفتی حیوانات دریایی شود و در نمونه های که در بر روز زمین در زیر خاک استفاده می شود از جنس هم فلز و هم پلاستیک فشرده می باشد که به موادی سمی و دفع کننده آغشته می باشند که مانع از نفوذ حشرات و حیوانات جونده مانند موش می گردد.

تصویر زیر نمونه ای از فیبر نوری که در زیر آب استفاده می شود را نشان می هد. اینگونه از فیبر ، از استقامت فوق العاده بالایی برخوردار است و البته چگونگی اتصال آن بسیار سخت بوده و نیازمند تجربه و تخصص بالایی دارد.

همانطور که در تصویر مشاهده می کنید ، روکش فلزی که از مفتول های فلزی تشکیل شده است از جنس آلومینیوم می باشدد که علاوه بر سبکی رسوب نکرده و همچنین از کشیدگی فیبر جلوگیری می کند.

انواع فیبر نوری :

به طور کلی فیبر نوری به 2 نوع تقسیم می شود :

Single-Mode : معمولا اینگونه از فیبر ها از هسته های نازکتری تشکیل شده اند و جنس آن از شیشه می باشد که به دلیل نازک بودن جنس فیبر و متمرکز کردن نور بایستی از لیزر استفاده کرد. به وسیله این نوع فیبر می توان نور را به مسافت ها بسیار طولانی منتقل نمود. تصویر زیر انتقال نور در این نوع از فیبر را نشان می دهد.

Multi-Mode : در این نوع از فیبر نوری ، هسته مرکزی آن بزرگتر از فیبر تک مد می باشد. این رسانه قیمت کمتری با نوع فیبر قبلی که در مورد آن صحبت کردیم دارد ولی می تواند پرتو های متعددی از نور را همزمان انتقال دهد.

در این نوع از فیبر می توان علاوه بر لیزر از LED هم استفاده کرد ولی باید گفت که فیبر نوری Multi-Mode مسافت کمی را جهت انتقال اطلاعات پوشش می دهد.

کاربردهای فیبر نوری :

فیبر های نوری ، بر اساس مکان و تجهیزات کاربردهای متفاوتی دارند.

مخابرات و انتقال اطلاعات : فیبرهای نوری جهت انتقال داده در مخابرات از نوع Single استفاده می کنند. استفاده از فیبر نوری در مخابرات باعث افزایش سرعت انتقال داده و حجم پهنای باند بالا در اینترنت شده که می تواند آینده سرعت بالا در استفاده از اینترنت را تضمین کند.

کاربرد نظامی : استفاده فراوان از آنتن ها و رادار های نظامی و همچنین هدایت جنگ افزارهای بکار رفته در صنعت نظامی از جمله زیر دریایی ها ، استفاده از فیبر نوری بسیار حائز اهمیت می باشد.

کاربرد فیبر در روشنایی: با به وجود آمدن فیبر نوری می توان نور را از زوایای مختلف به راحتی به نقاط دیگر انتقال داد که این کاربرد در انتقال نور خورشید به اتاق های خانه و سازمان ها بسیار مورد استقبال واقع شده که باعث کاهش مصرف انرژی می شود. البته باید گفت متاسفانه این فناوری در ایران ما هنوز عرضه نشده است.

کاربرد پزشکی : از طریق فیبر نوری می توان بسیار از بیماری ها از جمله غدد های سرطانی را تشخیص و با استفاده از انتقال نور لیزر و پرتو درمانی بدون جراحی و ایجاد زخم های بزرگ در بدن ، بیمار را درمان نمود.

کاربردی در حسگر ها : در مکانهایی مانند دریاها ، سطح مایعات و یا میدان مغناطیسی ، محیط های حرارت بالا و … می توان از فیبر نوری به عنوان یک عنصر بسیار خوب جهت تشخیص و اندازه گیری استفاده کرد که می توان دقت بالایی را در محاسبات و اندازه گیری دقیق بدست آورد.

• جهت آشنایی بهتر با فیبر نوری و اتصالات آن و همچنین دستگاه های مربوطه مانند جوش فیبر و تست و اندازه گیری ، از شما دعوت می کنم که به آموزش مفید و بسیار کاربردی Network پلاس مراجعه کرده و دانش خود را در مورد شبکه ها و زیرساخت آن ارتقا دهید.

امیدوارم این مقاله آموزشی مورد پسند شما علاقه مندان به شبکه واقع شده باشد.

موفق باشید.