توسط در ۷ام شهریور, ۱۴۰۰ منتشر شد.دسته بندی: مقالات آموزشیبدون دیدگاه
فیبر نوری

یک فیبر نوری یک فیبر انعطاف‌پذیر و شفاف است که با کشیدن شیشه (سیلیس) یا پلاستیکی به قطر کمی ضخیم‌تر از موی انسان ساخته می‌شود. این فیبر، یک فناوری ارتباطی با انتقال داده‌ها با استفاده از پالس‌های نوری است که در امتداد فیبر بلندی که معمولاً از پلاستیک یا شیشه ساخته شده است حرکت می‌کند و می‌تواند داده‌ها را از خود عبور دهد. این مطلب از مجموعه مقالات آموزشی ارتباط لند میباشد. امیدواریم مورد توجه شما قرار گیرد.

optic-fiber

آشنایی با انواع کابل فیبر نوری

ساختار فیبر نوری در این کابل‌ها به‌صورت رشته‌هایی مانند شیشه و پلاستیک است و به دلیل سرعت بالا در انتقال داده‌ها بسیار کاربردیتر و مناسبتر از کابلهای معمولی هستند. به‌وسیله کابلهای فیبر نوری می‌توان امواجی مانند ویدئوکنفرانس، تلفن، تلویزیون و سایر دادهها را انتقال داد.
همچنین، بسیاری از خدمات زیرساخت فناوری اطلاعات امروزی برای انتقال سریع‌تر، دورتر و در مقادیر بیشتر از گذشته به فیبر نوری متکی هستند؛ بنابراین فیبر نوری محبوبیت بیشتری در اینترنت امروزی ما دارد.
سیستم رله فیبر نوری از اجزای مختلفی تشکیل شده که به شرح زیر است:
فرستنده: سیگنال‌های نوری را تولید می‌کند و آنها را کدگذاری می‌کند تا برای انتقال مناسب باشند.
فیبر نوری: وسیله‌ای برای انتقال پالس نور (سیگنال) است.
گیرنده نوری: پالس نوری (سیگنال) را دریافت می‌کند و آنها را برای استفاده مناسب رمزگشایی می‌کند.
بازسازی‌کننده نوری: برای انتقال داده‌های طولانی‌مدت ضروری است.

دسته بندی کابل فیبر نوری

کابلهای نوری را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد. فیبرهای تک حالت SINGLE MODE و فیبرهای چند حالت MULTI MODE.
انواع single mode کابل‌های فیبر نوری معمولاً نور را یکدست بدون شکست و کاملاً مستقیم از خود عبور میدهند. در این دسته از کابل‌ها معمولاً از منابع لیزری استفاده میشود و همین امر باعث تولید نور بیشتر در این نوع کابلها است.
فیبر تک حالت سرعت انتقال بالاتر و تا ۵۰ برابر بیشتر از فیبرهای چندحالته را به شما می‌دهد، اما هزینه بیشتری نیز دارد. فیبر تک حالت دارای هسته بسیار کوچک‌تر از فیبر چندحالته است معمولاً ۵ تا ۱۰ میکرون.
در این نوع کابل فیبر نوری تنها یک موج نوری واحد می‌تواند در یک‌زمان معین منتقل شود. هسته کوچک و امواج عملاً هرگونه کسری سیگنال ناشی از هم‌پوشانی پالس‌های نور را از بین می‌برد و کمترین تضعیف سیگنال و بیشترین سرعت انتقال را در هر نوع کابل فیبر ایجاد می‌کند.
بسته به تفاوت در طول موج و همچنین شیوه انتشار نور در هسته کابل single mode میتوان این دسته از کابلها را به دو بخش تقسیم کرد.OS1 ,OS2.
در نوع دوم یعنی کابل‌های multi mode میتوان این دسته از کابل‌ها را به پنج بخش تقسیم کرد:
Mo1 .mo2 .mo3 .mo4 .mo5

فیبرهای چند حالته

فیبرهای چندحالته پهنای باند بالایی را در سرعت‌های بالا و در مسافت‌های طولانی به شما می‌دهد. امواج نور در مسیرها یا حالت‌های متعددی پراکنده می‌شوند، زیرا از طریق کابل عبور می‌کنند.
قطرهای اصلی فیبر چندحالته ۵۰ ، 62.5 و ۱۰۰ میکرومتر است. بااین‌حال، در کابل‌های طولانی (بیش از ۳۰۰۰ پا (914.4 میلی‌لیتر)) ، چندین مسیر نور می‌تواند باعث کسری سیگنال در انتهای دریافت‌کننده شود، و در نتیجه انتقال اطلاعات نامشخص و ناقص است.
فیبر نوری یک کابل متشکل از فیبرهای نوری است که در دو طرف آن با اتصال‌دهنده‌هایی بسته شده است که امکان اتصال سریع و راحت آن به CATV ، سوئیچ نوری یا سایر تجهیزات مخابراتی را فراهم می‌کند.
لایه ضخیم حفاظتی آن برای اتصال فرستنده نوری، گیرنده و جعبه پایانه استفاده می‌شود. این به‌عنوان “کابل‌کشی به سبک متصل” در میان اهل‌فن شناخته می‌شود.

فیبر نوری چیست و چه کاربردهایی دارد؟

برای اتصال فیبر نوری از چه نوع کانکتورهایی باید استفاده کرد

تعدادی از سبک‌های اتصال‌دهنده در بازار وجود دارد از جمله LC ، FC ، MT-RJ ، ST و SC. همچنین اتصالات سبک MT/MTP نیز وجود دارد که حداکثر ۱۲ رشته فیبر را در خود جای‌داده و فضای بسیار کمتری را نسبت به سایر اتصالات اشغال می‌کند.
این اتصال‌دهنده برای استفاده در ساختارهای کابلی بدون ژل لوله داخلی شل در نظر گرفته شده است. بااین‌حال، متداول‌ترین اتصال‌دهنده‌ها SC هستند که هنگام نشستن بر روی کار آنها را فشار می‌دهند و سپس ST را فشار می‌دهند، و ST که به سبک سرنیزه‌ای نیز معروف است، به داخل فشرده و پیچیده می‌شود تا کاملاً قفل شود.
هنگام انتخاب محصولات فیبر نوری، این موضوع باید موردتوجه قرار گیرد. این که آیا شما در یک محیط مسکونی یا تجاری کار می‌کنید. طیف وسیعی از کابل‌های فیبر و سایر محصولات مربوط به کابل‌های فیبر نوری مانند کابل فیبر، کانکتور فیبر نوری، فرستنده فیبر در بازار موجود است.

کارکرد فیبر نوری

فیبر نوری بر اساس اصل بازتاب داخلی عمل می‌کند. هنگامی که نور در یک محیط متراکم نوری به مرز با زاویه تند (بزرگ‌تر از زاویه بحرانی مرز) برخورد می‌کند، نور کاملاً منعکس می‌شود. به این اتفاق بازتاب داخلی کلی می‌گویند.
این اثر در فیبرهای نوری برای محدودکردن نور در هسته استفاده می‌شود. نور از طریق هسته فیبر عبور می‌کند و از مرز بین هسته و روکش جلو و عقب می‌رود. ازآنجاکه نور باید با زاویه‌ای بزرگ‌تر از زاویه بحرانی به مرز برخورد کند، تنها نوری که در محدوده خاصی از زوایا وارد فیبر می‌شود می‌تواند بدون نشت به داخل فیبر حرکت کند.
این محدوده زاویه را مخروط پذیرش فیبر می‌نامند. اندازه این مخروط پذیرش تابعی از تفاوت ضریب شکست بین هسته فیبر و روکش آن است. به عبارت ساده‌تر، حداکثر زاویه‌ای از محور فیبر وجود دارد که در آن نور ممکن است وارد فیبر شود تا در هسته فیبر پخش شود و یا حرکت کند. سینوس این حداکثر زاویه، دیافراگم عددی NA فیبر است.
فیبر با NA بزرگ‌تر نسبت به فیبر با NA کوچک‌تر به چسبندگی و کار با دقت کمتری نیاز دارد. فیبر تک حالت دارای یک NA کوچک است.

فیبر نوری چیست و چه کاربردهایی دارد؟

اصطلاحات کلیدی مورداستفاده در فیبر نوری

تعریف و درک فیبر نوری بدون اصطلاحات کلیدی که برای توصیف طراحی و کارکرد آن استفاده می‌شود، ناقص است. همه اصطلاحات مهم مورداستفاده در فیبر نوری در زیر شرح داده شده است:
1. زاویه بحرانی
2. زاویه پذیرش
مقدار حداکثر زاویه برخورد با محور فیبر در هوا که تمام نور تصادفی به طور کامل منعکس شده است، به‌عنوان زاویه پذیرش شناخته می‌شود.
3. دیافراگم عددی
قابلیت جمع‌آوری نور یک فیبر نوری به دیافراگم عددی آن مربوط می‌شود. این به‌عنوان سینوس زاویه پذیرش آن تعریف شده است.
4. تضعیف فیبر
در عمل، بخش بسیار کمی از انرژی نور از طریق یک فیبر نوری از بین می‌رود. این کاهش انرژی نور را تضعیف می‌نامند.

تعریف کاملی از انواع فیبر نوری

الیاف نوری بر اساس پارامترهای مختلفی مانند ضریب شکست، مواد مورداستفاده و نحوه انتشار نور طبقه‌بندی می‌شوند. بیایید هر طبقه‌بندی را با جزئیات ببینیم.
بر اساس ضریب شکست
1. فیبر نوری حالت مونو یا تک حالت: دارای هسته بسیار باریکی به قطر حدود ۵ میلی‌متر یا کمتر است، روکش آن نسبتاً بزرگ است.
2. فیبر نوری چندحالته: دوباره دو نوع است:
فیبر نوری چندحالته:
در این مدل قطر هسته در حدود ۵۰ میلی‌متر است. هسته دارای یک R ثابت است. ضریب شکست تا مقدار کمتر از changes تغییر می‌کند که از طریق روکش آن ثابت می‌ماند.

درجه‌بندی فیبر چندحالته

در فیبرهای چندحالته معمولاً ضریب شکست به‌آرامی از مرکز خود به سطح خارجی فیبر (روکش) کاهش می‌یابد. هیچ مرز قابل‌توجهی بین هسته و روکش وجود ندارد.
طبقه‌بندی این مدل از کابل‌ها بر اساس مواد مورداستفاده به شرح زیر است:
الیاف نوری پلاستیکی:
در این مدل از ماده پلی متیل متاکریلات به‌عنوان ماده اصلی برای انتقال نور استفاده می‌شود.
الیاف شیشه:
فیبر دارای الیاف شیشه همان‌طور که از نامش پیداست از الیاف شیشه بسیار ظریف تشکیل شده است.
طبقه‌بندی فیبر نوری بر اساس نحوه انتشار نور به شرح زیر است:
الیاف تک حالت:
از این الیاف برای انتقال سیگنال در مسافت‌های طولانی استفاده می‌شود.
الیاف چندحالته:
از این الیاف برای انتقال سیگنال در مسافت کوتاه استفاده می‌شود.

فیبر نوری چیست و چه کاربردهایی دارد؟

مزایای فیبرهای نوری نسبت به سیم

استفاده از فیبرهای نوری مزایای زیادی نسبت به سیم‌های سنتی دارد. برخی از مزایا در زیر ذکر شده است:
این نوع کابل‌ها هزینه بسیار کمتری در درازمدت دارند به این معنا که ممکن است هزینه خرید و راه‌اندازی آنها مقداری بالاتر از سیم‌های معمولی باشد اما در طولانی‌مدت هزینه نگهداری و تعویض بسیار ناچیزی خواهند داشت.
کاهش سیگنال کمتر
معمولاً کمتر از 0.3 دسی‌بل بر کیلومتر؛ بنابراین، انتقال بدون تکرارکننده در مسافت طولانی امکان‌پذیر است.
ظرفیت حمل اطلاعات زیاد
این کابل‌ها می‌توانند ظرفیت انتقال داده را تا هزاران بار بیشتر و رسیدن به‌سرعت تا 1.6 ترابایت بر ثانیه در سیستم استقراریافته و تا ۱۰ ترابایت بر ثانیه در سیستم‌های آزمایشگاهی را داشته باشند.
بدون تابش الکترومغناطیسی
استراق سمع و شنود داده‌ها در این نوع کابل به‌سادگی اتفاق نمی‌افتد و بسیار دشوار است.
مقاومت الکتریکی بالا
بنابراین، ایمن برای استفاده در نزدیکی تجهیزات ولتاژ بالا یا بین مناطق با پتانسیل‌های مختلف زمین
وزن کم
سیگنال‌ها دارای وزن بسیار کمی هستند
بدون مکالمه بین کابل‌ها
بدون جرقه (به‌عنوان‌مثال در برنامه‌های خودرو)
حالا که تمام اطلاعات فیبرهای نوری را به دست آوردید، ویدئوی زیر را تماشا کنید تا مفهوم را بهتر درک کنید.

فیبر نوری

استفاده از فیبرهای نوری

شبکه‌های کامپیوتری یکی از کاربردهای اصلی فیبر نوری هستند که در آن داده‌ها با پهنای باند بیشتری منتقل می‌شوند. علاوه بر این، فیبر نوری همچنین می‌تواند برای اتصالات طولانی‌مدت یک شبکه کامپیوتری به مکان‌های مختلف استفاده شود.
همچنین در بخش‌های مختلفی از جمله: در روشنایی، کاربرد در حسگرها، استفاده‌های پزشکی، موارد نظامی، همچنین در مخابرات کاربرد دارد.

مزایای فیبرهای نوری

برخی از مزایای اصلی فیبرهای نوری عبارت‌اند از:
مقرون‌به‌صرفه
مصرف برق کمتر
نازک و غیر قابل اشتعال
تخریب سیگنال کمتر
انعطاف‌پذیر و سبک

معایب فیبرهای نوری

برخی از معایب فیبرهای نوری عبارت‌اند از:
ادغام کابل‌های نوری بسیار دشوار است و ممکن است در حین پراکندگی پرتوی نور داخل کابل از بین برود.
نصب کابل‌های فیبر نوری بسیار گران است. برای نصب فیبرهای نوری به تجهیزات آزمایش خاصی نیاز است.
کابل‌های فیبر نوری جمع‌وجور هستند و هنگام نصب بسیار آسیب‌پذیر هستند.
کابل‌های فیبر نوری در مقایسه با سیم‌های مسی ظریف‌تر هستند.
برای تجزیه‌وتحلیل انتقال نور از طریق کابل‌های فیبر به دستگاه‌های خاصی نیاز است.
عوامل زیر باعث ایجاد تضعیف قدرت نوری در فیبر می‌شوند:
جذب
پراکندگی
اثر راهنمای موج

اصل ارتباط فیبر نوری

بازتاب داخلی کامل، اصلی است که ارتباط فیبر نوری بر اساس آن استوار است. سیلیس که برای روکشی فیبرها به کار می‌رود کشش کاملی دارد تا به نقطه شکست برسد که برای ساخت بهترین است.
معمولاً کابل‌های فیبر نوری سیلیکا با روکش پلاستیکی زیاد کاربرپسند نیستند. دلایلی که باعث می‌شود کابل‌های فیبر نوری سیلیکا با روکش پلاستیکی کاربرپسند نباشند در زیر آمده است:
الیاف در حلال‌های آلی نامحلول هستند
اتصال سخت می‌شود
کاربرد اتصال‌دهنده به دلیل حالت پلاستیکی زیاد در روکش سخت می‌شود

تقسیم طول موج‌ها

کابل‌های نوری فرکانسهای مختلفی از طول امواج را مانند کابلهای مسی جابه‌جا می‌کنند. شما میتوانید طول موج را مانند رنگی از نور مجسم کنید.
هرکدام از رنگ‌های نوری مسیر خود را در جهت رسیدن به هسته دنبال میکنند و در این مسیر با سایر رنگ‌های نوری که در همان فیبر در حرکت‌اند هیچگونه تداخلی ندارند. بدین شکل طول موج‌ها در فیبر تقسیم میشوند.
می‌توان لیزر را به‌گونه‌ای تنظیم کرد تا طول موجهای خاصی را به هسته فیبر ارسال کند. منبع نور تعیین‌کننده طول موج‌ها در کابل‌های فیبر نوری است. ازآنجاکه در هر یک از فیبرهای نوری، هر طول موج مسیر مشخص و خاصی را تا هسته طی میکند.
به همین جهت برخی از انواع فیبرهای نوری برای برخی طول موج‌ها بهتر و مناسب‌تر است. به‌طوری‌که کابل‌های نوری multi mode سیگنال ها را با طول موج‌های متفاوتی به نسبت فیبرهای نوری single mode منتقل میکند

میزان عملکرد و سرعت کابل‌های نوری در برابر vdsl و adsll

شما زمانی سریع‌ترین میزان دانلود دادهها را خواهید داشت که پهنای باندتان به بیشترین حد ممکن برسد.
شاید خدمات پهنای باند در برخی سرویسها بیشتر از سایر خدمات دهندگان باشد اما نوع سرویس مورداستفاده شما میتواند تعیین‌کننده در استفاده از اینترنت با پهنای باند بالا برای شما باشد. برای داشتن اینترنتی پرسرعت و قابل‌اعتماد در دنیای امروز بهترین گزینه داشتن اینترنت فوق سریع یا ufb است.

کلام آخر

فیبر نوری نوعی از فناوری پهنای باند است که میتواند تعداد بیشتری از کاربران را با یک اتصال فوق سریع به‌صورت هم‌زمان به اینترنت و سایر موارد موردنیاز کاربر متصل کند. کاربران میتوانند به‌صورت هم‌زمان از این اتصال استفاده کنند.
وجود شبکه فیبر نوری در هر کشور به منزله شاهرگ‌های حیاطی شبکه ارتباطی است. به همین منظور برای جلوگیری از قطع و وصل مکرر و وجود سرعت بالای اینترنت نیاز به وجود شبکه نوری خوب و گسترده‌ای است.

برای دیگران نیز به اشتراک بگذارید.

درباره نویسنده: مدیر سایت

بیش از یک دهه فعالیت در زمینه های سانترال پاناسونیک و دوربین مداربسته علاقمند به مباحث شبکه و امنیت

ارسال دیدگاه