فیبر نوری

تار نوری یا فیبر نوری (Optical fiber)  به فناوری گفته می‌شود که اطلاعات را به صورت پالس‌های نوری در ادامه فیبر شیشه‌ای یا پلاستکی انتقال می‌دهد.  یک کابل فیبرنوری قادر است تعداد متفاوتی از این فیبرهای شیشه‌ای باشد، از چند تا چند صد. لایه شیشه‌ای دیگر به نام روکش، هسته فیبر شیشه‌ای را پوشانده است. لایه لوله بافر از روکش محافظت می‌کند و یک لایه ژاکت به عنوان لایه محافظ نهایی برای رشته فردی عمل می‌کند.

تاریخچه فیبر نوری

برادران فرانسوی چاپه در 1790 نخستین “تلگراف نوری” را اختراع کردند. تلگراف نوری مجموعه‌ای از چراغ‌های نوری می‌باشد که برروی برج‌ها نصب می‌شوند و اپراتور پیام‌ها را از یک برج به برج دیگر انتقال می‌دهند. در سال 1880 الکساندر گراهام‌بل یک سیستم تلفن نوری به نام فوتون را ثبت اختراع کرد. و در همان سال، ویلیام ویلر سیستمی از لوله‌های نور را اختراع کرد که با پوششی بسیار انعکاسی احاطه شده است. و با استفاده از نور یک لامپ قوس الکتریکی که در زیرزمین قرار داشت، نور را به لوله‌های اطرف خانه هدایت می‌کند و خانه‌ها را روشن می‌کرد.

فیبرنوری چه‌کاربردی دارد

کابل فیبرنوری نسبت به بقیه فناوری‌ها می‌‌توانند اطلاعات بیشتری را با سرعت بالائی در مسافت‌های طولانی انتقال دهند. در آخر، پایه و اساس انتقال داده‌های مدرن است. فیبرنوری بسیار زیاد استفاده می‌شود مخصوصأ در شبکه‌های مخابراتی، ارائه‌دهندگان خدمات اینترنتی و شبکه‌های مراکز داده سازمانی کاربرد بسیاری دارد.

ساختار فیبرنوری

مجموعه تشکیل‌دهنده‌ی یک کابل فیبرنوری از سه عنصر متحدالمرکز هسته، روکش و پوشش خارجی می‌باشد. جنس هسته در بیشتر اوقات از شیشه یا پلاستیک است، البته بسته به طیف انتقال مورد نظر دارد، در بعضی موارد از مواد دیگری استفاده می‌شود. بخش انتقال‌دهنده فیبرنوری هسته می‌باشد. جنس روکش معمولا از ماده هسته ساخته می‌شود ولی با ضریب شکست کمتر؛ تقریبأ 1% کمتر است. این اختلاف شاخص سبب می‌شود که بازتاب داخلی کل در مرز شاخص در طول فیبرنوری اتفاق میفتد. تا نور به پایین فیبر منقل می‌شود و از دیواره‌های جانبی خارج نشود.

انوع فیبر نوری

انواع تارهای نوری به ضریب شکست، مواد مورد استفاده و نحوه انتشار نور بستگی دارد. در اینجا به طبقه‌بندی براساس ضریب شکست می‌پردازیم:

• الیاف شاخص مرحله‌ای

    از یک هسته پوشیده و توسط روکش تشکیل شدند،

    که یک ضریب شکست یکنواخت دارد.

• فیبرهای شاخص درجه بندی شده

    با افزایش فاصله شعاعی از محور فیبر، ضریب شکست فیبرنوری

   کاهش پیدا می‌کند.

طبقه‌بندی براساس مواد مورد استفاده :

• فیبرهای نوری پلاستیکی

پلی متیل متاکریلات به عنوان ماده اصلی برای انتقال نور استفاده می‌شود.

• الیاف شیشه

از الیاف شیشه بسیار ظریف تشکیل شدند.

بر اساس نحوه انتشار نور: 

• فیبرهای تک حالته

این فیبرها برای انتقال سیگنال از راه دور استفاده می‌شود.

• فیبرهای چند حالته

این فیبرها برا انتقال دادن سیگنال‌ها در فاصله کوتاه استفاده می‌شوند.

حالت انتشار و ضریب شکست هسته برای تشکیل چهار ترکیب از فیبرهای نوری:

• الیاف گام شاخص تک حالته
• فیبرهای شاخص درجه بندی شده/ تک حالته
• استپ ایندکس/ الیاف چند حالته
• الیاف شاخص درجه بندی شده/چند حالته

تجهیزات فیبرنوری

Precision Fiber Products شامل خط کاملی از ابزارها و تجهیزات فیبرنوری، الکتریکی، DataCom، TeleCom می‌باشد. این ابزار و تجهیزات توسط شرکت‌های باکیفیت فیبرنوری مانند؛ Miller، Ideal و Paladin ارائه می‌شوند. ابزارهای فیبر نوری:

• برش الیافی دقیق
• برش برقی، چین و ابزار دستی
• Crimp Tools
• قیچی و برش کولار
• استریپر و اسلیتر
• ابزارهای میز کار برقی
• کاتبان
• کوره‌ها و تجهیزات پخت اپوکسی

فیبرنوری مخابرات

ارتباط کابل فیبرنوری  فیبرنوری روشی برای انتقال اطلاعات با استفاده از نور است که جایگزین برق مثل سیم‌ها و کابل‌های استاندارد می‌باشد. کابل‌های فیبرنوری در مناطق مختلفی کاربرد دارد که بزرگ‌ترین استفاده آن برای تلفن، اینترنت و تلویزیون می‌باشد. هر کابل فیبر نوری از سه اجزای اصلی تشکیل شدند:

• فرستنده
• کابل فیبرنوری
• گیرنده

فرستنده، داده‌ها و اطلاعات آنالوگ یا دیجیتال را دریافت می‌کند و آن را به پالس‌های دیجیتال تبدیل می‌کند که از طریق منبع نور منتقل می‌شود. این منبع به کابل فیبرنوری اتصال پیدا می‌کند که سیگنال را به شکل پالس‌های نور به گیرنده انتقال می‌دهد. گیرنده شامل یک آشکارساز نور می‌باشد که پالس‌های نور ورودی را می‌خواند و آن‌ها را تقویت می‌کند، تا سیگنال دیجیتال یا آنالوگ دریافت شود.

فیبرنوری اینترنت

اینترنت فیبرنوری که در برخی اوقات اینترنت فیبر یا به سادگی “فیبر” نامیده می‌شود، یک اتصال پهنای باند می‌باشد که قادر است به سرعت 940 مگابیت در ثانیه (Mbps) با زمان تاخیر کم شود. این فناوری از کابل فیبرنوری استفاده می‌کند که به روش فوق‌العاده‌ای قادر است اطلاعات را با سرعتی تقریبأ 70 درصد سرعت نور ارسال می‌کند. همچنین کابل‌های فیبرنوری به اندازه سایر انواع کابل‌های سنتی در برابر شرایط آب و هوایی سخت حساس نمی‌باشند،که به کاهش قطع برق کمک می‌کند، به علاوه د ربرابر تداخل الکتریکی مقاومت بالایی دارد.

مزایا و معایب

در این قسمت به مزایا و معایب فیبرنوری می‌پردازیم،مزایای کابل فیبرنوری:

• پهنای باند بیشتر
• مسافت‌های طولانی‌تر
• نازک و سبک
• ظرفیت حمل بهتر
• تداخل کمتر
• امنیت سطح بالا
• قوی، قابل اعتماد و انعطاف پذیر

معایب کابل فیبرنوری:

• هزینه تولید و نصب
• تردی
• مشکلات اتصال
• خطر نصب و ساخت
• موارد استفاده از کابل فیبر نوری
• اینترنت
• شبکه‌های کامپیوتری
• تلفن

فیبرنوری در ایران

فیبرنوری در کشور ایران در سال‌های اخیر به یک راه‌حل استاندارد و قابل اعتماد برای متصل شدن به اینترنت تبدیل شده است. البته که برای اجرای این شبکه به هزینه و بوجه‌ی زیادی احتیاج است. ولی هزینه‌های کلی در بلند مدت در مقایسه با شبکه‌های کابلی مسی به شدت کاهش پیدا می‌کند.

نتیجه‌گیری

فیبرنوری هزینه ارتباطات و انتقال داده را تا حد قابل توجهی کاهش می‌دهد، به خاطر اینکه پهنای باند بالاتر اطلاعات را می‌توان در مسافت طولانی در مدت زمان بسیار کوتاه‌تر در مقایسه به انتقال مبتنی بر مس حمل کرد. قابلیت دی الکتریک فیبرنوری امنیت داده‌ها را افزایش می‌دهد و نصب کابل را بدون نگرانی درباره تداخل الکترومغناطیسی(EMI) و تداخل فرکانس رادیویی(RFI) امکان‌پذیر می‌کند.

به احتمال زیاد اکثر شما اصطلاح فیبرنوری و یا تار نوری را شنیدید ولی تعداد کمی واقعأ می‌دانند که کاربرد اصلی فیبرنوری در چه زمینه‌ای است. در این مقاله سعی کردیم راجب به نحوه کار،کاربرد و مزایا و معایب این فناوری بپردازیم.