دانستنی های فیبر نوری

فیبر نوری چیست؟

فیبر نوری یا تار نوری (Optical Fiber)، به رشته­ های متشکل از تارهای بسیار نازک شیشه­ای یا پلاستیکی گفته می­شود که قطر هر یک از آنها به باریکی تار موی انسان می­رسد. مجموعه­ی این تارها در کنار هم کابل ­های نوری را تشکیل می­دهند که از آنها به منظور ارسال سیگنال­ های نوری در مسافت­ های طولانی و همچنین جهت انتقال داده­ های تصویر، صوت و … تا سرعت 10 گیگابیت بر ثانیه و یا بالاتر استفاده می­شود. امروزه فیبر نوری کاربرد فراوانی در شبکه­ های مخابراتی، رایانه ای و همچنین اینترنت دارد.

انتقال داده توسط فیبر نوری بر اساس پدیده انکسار اتفاق می­افتد. آنگونه که می­توان با بکارگیری اصول زاویه بحرانی در قانون بازتاب (انعکاس) و با استفاده از فرستنده، منبع نور، هادی بازتابی، تکرارکننده و قطعاتی دیگر، به آن دست یافت.

ساختار فیبر نوری:

هر رشته فیبر نوری از سه لایه هسته (Core)، پوسته (Cladding) و محافظ (Buffer Coating) تشکیل شده است. به این صورت که هسته­ های کاملا شیشه­ ای یا پلاستیکی در مرکز آن قرار گرفته که با بازتاب داده­ ها در فواصل کوتاه می­تواند با بیشترین سرعت و همچنین در کوتاه­ترین زمان، آن­ها را منتقل کند. حول هسته نیز توسط لایه­ ای شیشه­ ای یا پلاستیکی پوشش داده شده است که پوسته نامیده می­شود و منجر برگشت نور منعکس شده به هسته می­گردد. در این حالت قطر هسته و پوسته به 125 میکرون می­رسد. در نهایت بر روی این دو لایه، لایه ­ی محافظ دیگری آنها را پوشش می­دهد که کل مجموعه را در برابر آسیب­ های ناشی از محیط مقاوم می­سازد. جنس این لایه پلاستیک بوده و می­تواند تعداد زیادی از فیبر­های نوری را در خود جای دهد.

نحوه انتقال داده­ها در فیبر­های نوری:

فیبر نوری به مانند یک راهرو پرپیچ و خم می­ماند که بر سر هر پیچ یک آینه نصب شده است و با روشن شدن یک منبع نورانی در ابتدای این راهرو، با بازتاب آن نور توسط آینه­ های نصب شده بر سر هر پیچ، تمامی مسیر روشن می­شود. نور در کابل فیبر نوری از طریق هسته و با جهش­ های پیوسته در فواصل کم حرکت کرده و توسط پوسته در مسافت­ های طولانی بازتاب می­شود.

مزایا­ی فیبر نوری:

فیبرهای نوری در قیاس با سیم ­های مسی دارای مزیت­های قابل توجهی است که می­تواند در مصارف مشابه جایگزین مناسبی باشد. از مزایای آن می­توان به موارد زیر اشاره کرد:

قیمت مقرون به صرفه ­تر (در مقیاس­ های بالا)؛

اندازه نازک­تر؛

ظرفیت بالای انتقال داده­ با توجه به پهنای باند مناسب؛

نوسانات ناچیز؛

عدم تداخل الکترومغناطیسی بین فیبرهای نزدیک به هم؛

مصرف پائین برق با توجه به صرف و همچنین اتلاف کمتر انرژی در فرآیند انتقال داده­ ها؛

عدم اشتعال­ زایی با توجه به عدم وجود الکتریسیته­ ی قابل توجه؛

وزن کم، در نتیجه سهولت در نصب و نگهداری؛

انعطاف پذیری بالا جهت کاربرد و مصرف در موارد خاص مانند عکس برداری پزشکی؛

عدم محدودیت فاصله در برقراری ارتباطات شبکه ­ای؛

پایداری در برابر اختلالات محیطی و نوسانات الکترومغناطیسی، رادیویی و …؛

سرعت بالاتری در انتقال داده­ های دیجیتال یا آنالوگ؛

قابلیت تعمیر در زمان اتصال، بدون آنکه مدار دچار نقص شود؛

امنیت بالا به واسطه­ ی عدم تشعشع تارها و آشکار سازی در زمان اتصال و فراهم نشدن زمینه ­های مزاحمت­ های خارجی

معایب فیبر نوری:

محدودیت­ های این­گونه اتصالات تنها در مواردی چون لزوم دقت و توجه کامل در زمان نصب، احتمال شکست در هنگام زاویه دادن بیش از حد فیبر، محدودیت در میزان کشش برای فیبرها با ظرفیت خاص و همچنین آسیب­ پذیری در برابر ضربه خلاصه می­شود.