کابل فیبر نوری، نسل جدیدی از کابل شبکه است که پهنای باند و سرعت انتقال داده در آن افزایش یافته است. این کابل ها می توانند داده ها و سیگنال ها را با برد طولانی تری منتقل کنند.
این کابل ها نسبت به کابل های قدیمی (سنتی)، از نظر ساختار و شکل ظاهری سبک تر و نازکتر هستند. کابل های فیبر نوری رشتههای یک ماده شفاف شبیه به شیشه هستند، که امکان انتقال داده در مسیرهای طولانی را فراهم می سازد. کابل های فیبر نوری از نظر نحوه عملکرد و کاربردشان در دسته بندی های متفاوتی قرار می گیرند.
این کابل ها اطلاعات و سیگنال ها را از طریق پالس های نور انتقال می دهند. مواد تشکیل دهنده این کابل ها دو لایه شیشه است که لایه پوششی به دور هسته پیچیده می شود. این لایه وظیفه محافظت از هسته را بر عهده دارد و سبب می شود تا سیگنال ها بدون افت و تضعیف سرعت به مسافت های طولانی منتقل شوند.
اجزای کابل های فیبر نوری مانند سایر کابل ها شامل چند بخش هسته، پوسته و عایق است. هسته بخش اصلی را تشکیل می دهد و غالبا از جنس شیشه یا پلاستیک است. پوسته فیبرهای نوری؛ پوششی است که هسته دورن آن واقع شده و مانند هسته جنس شیشه یا پلاستیک دارد. این پوشش سبب بازتاب نور در درون هسته می شود.
برای آشنایی بیشتر با انواع کابل های فیبر نوری آنها را از نظر نحوه عملکرد و جنس مورد بررسی قرار می دهیم.
انواع کابل فیبر نوری از نظر نحوه انتقال سیگنال یا داده
دسته بندی کابل های فیبر نوری از نظر نحوه انتقال سیگنال (داده) شامل :
کابل فیبر نوری تکحالته (Single-mode fiber)
کابل فیبر نوری چندحالته (Multimode fiber)
فیبر نوری تکحالته (Single-mode fiber)
به کابل های فیبر نوری تک حالته single-mode هم می گویند. این کابل ها دارای تارهای نازک تری نسبت به فیبرهای نوری چندحالته هستند. کابل های فیبر نوری تک حالته شامل یک هسته با قطر حدود 9 میکرون هستند. این کابل ها تنها قادر به انتشار یک حالت نور از طریق هسته هستند. هسته فیبرهای نوری تکحالته قطر کمتری دارد، بنابراین احتمال تضعیف سیگنال در آنها کمتر است.
فیبرهای نوری تک حالته به دلیل اینکه دارای هسته با قطر کمتری هستند، بنابراین احتمال تضعیف سیگنال در آنها کمتر است. پس هرچه قطر هسته کمتر باشد، هم دفعات و هم شدت انعکاس سیگنال کاهش مییابد و سیگنال طی حرکت خود، مسیر مستقیمتر و طولانیتری را طی میکند.
در فیبرهای نوری تکحالته چون قطر هسته کم است، نور عمدتا مانند یک پرتو منفرد طول کابل را طی میکند. چون سیگنال نوری تقریبا در مسیر مستقیمی حرکت می کند، مسافت بیشتری را هم طی میکند. ضمنا فیبر نوری تکحالته پهنای باند بسیار بیشتری دارد. معمولا منبع نور فیبرهای تکحالته، لیزر است. فیبرهای نوری تکحالته از نظر قیمت گرانتر هستند، چون برای تولید لیزر در ورودی هسته کوچک آنها محاسبات دقیقتری لازم است.
فیبر نوری چندحالته (Multimode fiber)
هسته کابل های فیبرهای نوری چندحالته (Multimode ) نسبت به تک حالته قطر بیشتری دارد. بنابراین سیگنالهای نوری در طول مسیر دفعات بیشتری به دیوارههای هسته برخورد کرده و منعکس میشوند. حرکت این سیگنال ها به شکل زیگزاگی است.
این بازتابهای پیاپی سیگنال، سبب تضعیف بیشتر آنها می شوند. هرچه قطر هسته بیشتر باشد، پالسهای نوری بیشتری درون کابل شروع به حرکت می کنند. درنتیجه امکان انتقال همزمان دادههای بیشتری را فراهم می کنند.
در حالیکه در فیبرنوری چندحالته، احتمال از دست رفتن سیگنال و نیز تداخل سیگنالها افزایش پیدا می کند. کابل های فیبر نوری چندحالته مناسب انتقال داده در مسافتهای کوتاهتر هستند. برای ایجاد پالس نوری در فیبرهای نوری چندحالته معمولا از LED استفاده میشود.
فیبر نوری شیشهای (GOF)
فیبر نوری شیشهای یا GOF (مخفف Glass Optical Fiber)، دارای هسته و غلاف از جنس شیشه هستند. فیبرهای نوری شیشهای از مرغوبترین و اصیلترین نوع فیبر نوری بشمار می روند. پهنای باند فیبر نوری شیشهای بسیار زیاد است و دارای ظرفیت انتقال داده در حد گیگابیت برثانیه است. علت آن کمتر بودن نرخ تضعیف سیگنال (attenuation) در فیبرهای شیشهای است.
کابل های فیبر نوری شیشه می توانند سیگنال ها را در مسافت های طولانی تری ارسال کنند. سیگنالها در فیبرهای نوری شیشهای میتوانند تا بیش از ۱۰ کیلومتر نیز پیش بروند. اما فیبرهای نوری شیشهای معایبی نیز دارند. برای مثال، تولید و نصب فیبرهای نوری شیشهای پرهزینهتر و سختتر است. از طرفی چون هسته و غلاف این فیبرها از جنس شیشه است بنابراین شکننده تر هستند. همین عامل سبب شد تا پلیمر یا پلاستیک جای شیشه را بگیرد و فیبرهای POF و PCF تولید شوند.
فیبر نوری پلیمری (POF)
در فیبر نوری پلیمری یا POF (مخفف Polymer Optical Fiber) هسته و غلاف هر دو از پلیمر شفاف است. برتری فیبر نوری پلیمری مقاومت در برابر خمیدگی و کشیدگی بیشتری نسبت به فیبر نوری شیشهای دارد که خود این عامل سبب برتری آن می شود. گاهی کابلهای فیبر نوری پلیمری (POF) را فیبر نوری مصرفی (consumer) نیز مینامند زیرا خود کابلها و هم لینکها، کانکتورها و نصبشان ارزانتر است.
فیبرهای نوری POF در مقایسه با فیبرهای نوری شیشهای انعطاف پذیری بالاتری دارند. ولی فیبرهای POF کیفیت پایین تری از فیبرهای شیشهای هستند و لذا در فواصل طولانی، درصد اعواج و تضعیف سیگنالشان بیشتر است. سرعت انتقال داده در کابلهای POF کمتر است، بنابراین در فواصل کوتاه تر (تا ۱۰۰ متر) کارایی بیشتری دارند. شبکههای خانگی و صنعتی از جمله موارد کاربرد فیبر نوری POF است. در ساخت حسگرها نیز از این فیبرها استفاده میشود، زیرا در مقایسه با فیبرهای نوری شیشهای، کمهزینهتر و مقاومتترند.
فیبر نوری با غلاف پلیمری (PCF)
فیبر نوری با غلاف پلیمری یا PCF (مخفف Polymer-Clad Fiber)، دارای هسته از جنس شیشه و غلاف از جنس پلیمر است. این نوع کابل، ویژگی های فیبر نوری شیشهای و پلیمری را یکجا دارد. طول موج سیگنال ها در فیبر نوری با غلاف پلیمری (PCF)، متوسط و نرخ انتقال داده در آن کمتر از ۱۰۰ مگابیت برثانیه است. فیبرهای نوری PCF حداکثر ۲ کیلومتر کارایی دارند. از فیبرهای نوری PCF عموما در شبکههای محلی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. فیبر نوری PCF از نظر پهنای باند و طول کابل در جایگاه بالاتری نسبت به فیبر نوری POF و پایینتر از فیبر نوری GOF قرار می گیرند.
قوانین ارسال دیدگاه در سایت