کابل فیبر نوری چیست؟ هر آنچه لازم است بدانید!

کابل فیبر نوری یک نوع پیشرفته از کابل شبکه است. این عملکرد از نظر پهنای باند و انتقال داده نسبت به گزینه های رسانای فلزی سنتی به طور قابل توجهی بهبود یافته است.

کابل فیبر نوری کابل شبکه ای است که شامل رشته هایی از الیاف شیشه در داخل یک پوشش عایق بندی شده است. آن ها برای شبکه داده های از راه دور، با کارایی بالا و ارتباطات از راه دور طراحی شده اند.

در مقایسه با کابل های سیمی، کابل های فیبر نوری پهنای باند بیشتری را ارائه می دهند و داده ها را در فواصل طولانی تر منتقل می کنند. کابل های فیبر نوری بیشتر اینترنت، تلویزیون کابلی و سیستم های تلفنی جهان را پشتیبانی می کنند.

فیبر نوری چیست؟

فیبر یا فناوری فیبر نوری یک سیستم ارتباطی مبتنی بر کابل است. قابل اعتماد، همه کاره و به طور گسترده ای در بسیاری از برنامه ها و صنایع مورد استفاده قرار می گیرد.

از کابل کشی فیبر نوری برای انتقال اطلاعات از طریق پالس های نوری که از امتداد یک یا چند لوله پلاستیکی یا شیشه ای شفاف عبور می کنند، استفاده می شود. یک کابل فیبر نوری از یک یا چند رشته شیشه تشکیل شده است که هر کدام فقط کمی ضخیم تر از موی انسان است.

مرکز هر رشته هسته نامیده می شود که مسیر حرکت نور را فراهم می کند. هسته توسط لایه ای از شیشه به نام روکش پوشان احاطه شده است که نور را به سمت داخل منعکس می کند تا سیگنال از دست نرود و نور را از طریق خم های کابل عبور دهد.

انواع آن

انواع مختلفی از کابل های فیبر نوری وجود دارد و درک تفاوت بین هر یک از این موارد مهم است. هر کدام مزایای مشخصی دارند و برای محیط های مختلف، برنامه ها یا صنایع متناسب خواهند بود.

برخی از انواع اصلی آن عبارت اند از:

کابل فیبر شیشه ای

از نظر خمش و انعطاف پذیری، فیبر نوری شیشه ای ظریف تر از نمونه های پلاستیکی آن است. همچنین بدان معنی است که بیشتر در معرض آسیب است. قابل برش، ترمیم یا اتصال نیست، در نتیجه برای کاربردهایی که به انعطاف پذیری بالایی نیاز است، مناسب نیست.

علیرغم این، کابل های فیبر نوری شیشه ای از نظر مقاومت مکانیکی و مقاومت کلی در برابر مواد شیمیایی، رطوبت، دمای نوسان و محیط بسیار محکم و بادوام هستند. با توجه به اتصالات، آداپتور ها و پیکربندی های مختلف موجود، به دلیل قابلیت انعطاف پذیری نیز مورد توجه قرار گرفته است.

از الیاف شیشه به طور منظم در کاربرد هایی با مسافت بیشتر استفاده می شود. خرید و نصب اغلب هزینه بیشتری نسبت به پلاستیک های مقرون به صرفه تر دارد که همچنین دارای انعطاف پذیری بیشتر و سهولت استفاده در بیشتر برنامه های غیر تخصصی است.

کابل های تک حالت

فیبر های نوری تک حالت و چند حالته انواع مختلفی از پیکربندی کابل را دارند. آن ها سطوح مختلف عملکرد بالقوه را از راه دور ارائه می دهند. کابل های فیبر نوری تک حالت از یک رشته الیاف شیشه با قطر هسته نسبتاً باریک تشکیل شده اند.

با عبور اشعه های نور از آن، بازتاب داخلی بسیار کمتری درگیر می شود، بنابراین میرایی را کاهش می دهد و امکان انتقال داده با سرعت بالاتر در مسافت های طولانی را فراهم می کند. این پیکربندی معمولاً برای انتقال سیگنال از راه دور استفاده می شود.

کابل های چند حالته

کابل های چند حالته دارای هسته های بزرگتری هستند که بسیاری از حالت ها را به طور همزمان هدایت می کنند. کابل کشی الیاف چند حالته انعکاس را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. این نتایج در میرایی و پراکندگی بالاتر است، بنابراین افزایش پهنای باند را در فواصل کوتاه افزایش می دهد.

برنامه های کاربردی که نیاز به حجم زیادی از داده ها دارند که با اجرای برنامه های کوتاه تر ارسال می شوند (مانند داده های ارتباطی در یک منطقه محلی یا بین آن ها) معمولاً از کابل کشی فیبر نوری چند حالته استفاده می کنند.

موارد استفاده از کابل فیبر نوری

کابل های نوری معمولاً در انواع برنامه ها مانند اینترنت و پهنای باند، تلفن های مخابراتی، شبکه و ارتباطات از راه دور یافت می شوند. موارد دیگر استفاده از این کابل در خانه و محل کار شامل روشنایی و دکوراسیون داخلی است.

کابل فیبر نوری می تواند در مقایسه با کابل کشی سنتی فضای بیشتری را ذخیره کند. این توانایی آن همچنین باعث محبوبیت آن برای بسیاری از ویژگی های ایمنی و روشنایی در وسایل نقلیه شده است. فن آوری های فیبر نوری به طور گسترده ای در بسیاری از زمینه های حرفه ای دیگر نیز مورد استفاده قرار می گیرند، از جمله در برنامه های پزشکی، برای بازرسی های دقیق مکانیکی و به عنوان سنسور هایی برای نظارت و کنترل جریان انواع جریان های الکتریکی، صدا ها و مواد شیمیایی.

فیبر نوری چگونه کار می کند؟

اولاً، برای انتقال پالس های اطلاعاتی در امتداد رشته های شفاف رشته های لوله های پلاستیکی یا شیشه ای در هسته کابل، به یک منبع نور نیاز است. این امر معمولاً توسط لیزر کوچک یا منبع LED ایجاد می شود که سیگنال ورودی را از مدار فرستنده نوری دریافت می کند و آن را به یک پالس نور تبدیل می کند قبل از آن که در امتداد هسته فیبر باشد.

ثانیا، الیاف شیشه خود باید توسط یک لایه روکش شیشه ای یا پلاستیکی اضافی احاطه شوند. این ضریب شکست برای عبور نور از آن نسبت به رشته های اصلی متفاوت است. این اختلاف شکست بین روکش و الیاف شیشه ای که در اطراف آن احاطه شده است، باعث می شود پالس های نور ورودی هنگام حرکت در طول کابل، در زاویه های خاصی خم شوند.

پس از طی تقریباً 70٪ سرعت نور در بیشتر زمان سفر، سرانجام می توان سیگنال های نوری را به عنوان ارتباطات یا سیگنال های داده ای تفسیر کرد، زیرا به مقصد مورد نظر رسیدند. تجهیزات گیرنده برای تبدیل آن ها به خروجی مورد نظر استفاده می شود.

مشخصات کابل فیبر نوری

کابل کشی فیبر نوری دارای طبقه بندی ها و خصوصیات بی شماری است. این ها مستقیماً روی کارایی آن از نظر سرعت خط، قدرت سیگنال و پهنای باند تأثیر می گذارند.

در زیر تعدادی از عوامل موثر بر عملکرد کلی کابل نوری آورده شده است.

سرعت انتقال

سرعت انتقال داده فیبر نوری معمولاً به چندین جنبه متصل است - عمدتا حالت کابل. الیاف نوری را می توان به صورت تک حالته یا چند حالته پیکربندی کرد. این آرایش ها برای ارائه سرعت پهنای باند استاندارد کم یا بیشتر (در مگابیت بر ثانیه اندازه گیری شده) در محدوده های مشخصی از مسافت طراحی شده اند.

با این وجود، بدون توجه به اینکه از کابل چند حالته یا تک حالت استفاده می کنید، سرعت فیبر نوری همچنان بسیار بالا است. کابل های فیبر نوری سریع ترین حالت تجاری را برای انتقال داده های ارتباطی و اتصال به اینترنت موجود در دسترس دارند.

پهنای باند فیبر نوری

پهنای باند فیبر نوری فرکانسی است که در آن مقدار پاسخ به نیمی از مقدار فرکانس صفر آن کاهش یافته است. این به فرکانس انتقال نیرو و مقدار داده قابل انتقال در یک بازه زمانی مشخص اشاره دارد.
داده ها می توانند با استفاده از طیف وسیعی از فرکانس ها بدون میرایی، سریع و کارآمد منتقل شوند.

مزایای کابل های فیبر نوری

از مزایای اصلی فیبرهای نوری می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. پهنای باند و انتقال داده: فیبر نوری از ظرفیت بالاتری پشتیبانی می کند. مقدار پهنای باند شبکه ای که یک کابل فیبر می تواند حمل کند به راحتی از یک کابل مسی با ضخامت مشابه بیشتر است. این کابل ها با نرخ 10 گیگابیت بر ثانیه، 40 گیگابیت بر ثانیه و 100 گیگابیت بر ثانیه استاندارد هستند.
2. سرعت: کابل های فیبر نوری قادر به انتقال سیگنال های نوری در مسافت بسیار طولانی تر از کابل های قدیمی هستند. با ترکیب ایده آل تنظیم شبکه، مواد و طول موج، برخی از فیبر های نوری تک در انتقال سیگنال های بیش از صدها کیلومتر موثر هستند.
3. تداخل: فیبر نوری کمتر در معرض تداخل است. یک کابل شبکه مسی برای محافظت از داده ها در برابر تداخل الکترومغناطیسی به محافظ نیاز دارد.
   این محافظ می تواند موثر باشد، اما برای جلوگیری از تداخل در زمانی که بسیاری از کابل ها در مجاورت یکدیگر قرار دارند کافی نیست. خصوصیات فیزیکی کابل های فیبر نوری از اکثر این مشکلات جلوگیری می کند.
4. قابلیت اطمینان و ایمنی: گرچه کابل های فیبر نوری معمولاً بسیار سبک و نازک هستند، اما محکم تر نیز هستند.
   این بدان معناست که می توانند نیرو های بسیار بیشتری را تحمل کنند و بنابراین احتمال ایجاد شکستگی یا خرابی آن ها در طولانی مدت کمتر است. از آن جا که الیاف شیشه ای جریان ندارد، در صورت آسیب دیدن، خطرات آتش سوزی ندارد.

سوالات متداول

منبع: lifewire - uk.rs-online