فیبر نوری چیست ؟

دراین مقاله که توسط بانک فیبر نوری نوشته و تدوین شده است به این موضوع که فیبرنوری چیست و چگونه کار میکند، اجزای تشکیل دهنده کابل های فیبر نوری و دسته بندی انواع کابل فیبرنوری خواهیم پرداخت .

لیزر قبل از اختراع فیبر نوری

فیبرنوری
لیزر قبل از اختراع فیبر نوری

قبل از اختراع فیبرنوری ، لیزر در سال 1960 اختراع شد و مورد استفاده قرار گرفت به دلیل اینکه در لیزر از نورمرئی استفاده میشد شرایط جوی و اتمسفر باعث از بین رفتن اطلاعات و تضعیف سیگنال ها میشد ؛به همین دلیل استفاده از آن برای مسافت  طولانی و تایم طولانی مدت پاسخگو نبود و به همین دلیل پس از لیزر، استفاده از فیبرنوری ترویج یافت . برای مطالعه در زمینه تاریخچه فیبر ها با مقاله تاریخجه فیبر نوری مراجعه فرمایید.

مفهوم فیبر نوری چیست ؟

"<yoastmarkفیبرنوری تار فیبر نوری یا اصطلاح انگلیسی آن Optical Fiber است که یکی از محیط های انتقال داده میباشد. فیبرهای نوری ، رشته ها  و تارهای بلند و نازکی از جنس شیشه شفاف و خالص ، یا حتی پلاستیک ساخته  میشوند که ضخامت انها به نازکی یک تار موی انسان میباشند .

کابلهای فیبرنوری از فناوری بسیار پیشرفته ای بهره میبرند زیرا که  فرایند انتقال دیتا در  آنها  از طریق نور وپالس های نوری صورت می پذیرد و همچنین سرعت و ظرفیت انتقال اطلاعات در آنها بسیار بیشتر از روش های دیگر است.

توانایی انتقال اطلاعات در کابل های فیبرنوری مختلف ، متفاوت بوده و انتخاب صحیح کابل مناسب با پروژه نیازمند دانش فنی از عملکرد کابل فیبرنوری و نیاز های پروژه است. دسته بندی کابل های فیبرنوری بیشتر بر اساس نوع مصرف، شرایط محیطی و همچنین سرعت و میزان ترافیک انتقال اطلاعات می باشد.

تارهای نوری در پکیج ها و بسته هایی به نام کابل های فیبر نوری در کنار هم قرار داده میشوند و برای جابجایی و انتقال سیگنال در فواصل دور مورد استفاده قرار میگیرند به این صورت که نور از یک سر فیبرنوری وارد تار میشود وانتقال میابد ؛ روش این انتقال در فیبر نوری به این منوال است که یک دریافت کننده ی حساس به نور در مقصدو انتهای فیبرنوری  وجود داردکه پالسهاي دریافتی منبع را تبدیل به سیگنالهاي دیجیتالی میکند و به این طریق نور از سر دیگر فیبرنوری خارج میشود .

تصویر زیر گویای توضیحات فوق میباشد .

1

"نحوه

فیبر های نوری داری پهنای باندی بسیار بیشتر و بالاتر از کابل های معمولی میباشند و به دلیل وجود همین پهنای باند بالا، امکان ارسال و انتقال داده های تصویری و صوتی و داده های دیگر را تا پهنای 10 گیگا بیت بر ثانیه و حتی بالاتر نیز به راحتی امکان پذیر میباشد .

تفاوت فیبر نوری با کابل مسی در انتقال اعداد

کابلهای مسی که وظیفه ی الکترون ها در آنها انتقال اعداد صفر و یک می باشد در کابل های فیبر نوری هم وظیفه ی انتقال این دیتا توسط پالس های نوری صورت می پذیرد. بنابر این در شبکه های نوری بر خلاف کابل های شبکه مسی امواج و میدان های الکترو مغناطیسی تاثیری بر روی انتقال اطلاعات نمی گذارند .

 پالس در فیبر های نوری

درکابلهای مسی باهرقطعو وصلی برق ما0و1تعریف میکنیم امادرفیبرنوری باهرقطع وصلی نور0و1راتعریف میکنیم که به این تعریف درفیبرنوری پالس گفته میشود.

استراق سمع در فیبرنوری

گاهی در سایت های مختلف ما شاهد این موضوع میباشیم که میگویند فیبر نوری دارای نشتی نیست و شنود اطلاعات فیبرنوری به راحتی و سادگی شنود اطلاعات کابل مسی نمیباشد اما این مساله درست نیست و شایعه ای بیش نمیباشد .

اطلاعات صحیح در این باره به این گونه میباشد که به دلیل اینکه در نهایت داده های ما باید از طریق روتر ها عبور کنند دقیقا مانند همان کابل های مسی ، فیبر های نوری نیز قابلیت شنود دارند.

اما جمله ی درست درمورد امنیت فیبر های نوری این گونه مطرح میشود که از آنجا که در فیبر های نوری از شیشه و پلاستیک شفاف در هسته استفاده شده است پس تشعشع سیم های مسی را ندارند بنابرین مشکل شنود و استراق سمع ندارند .

قلم فیبر نوری چیست ؟ Visual Fault Locator

قلم فیبرنوری Visual Fault Locator یکی از  ساده ترین روش های سنجیدن لینک های فیبرنوری میباشد  به کمک قلم فیبر نوری می توان از سالم بودن و صحت کارکرد کانکتور ها، پیگتیل ها، پچکوردها و جوش های فیبرنوری به صورت بصری اطمینان حاصل نمود.

قلم فیبرنوریVisual Fault Locatorاز ضروری ترین تجهیزاتی میباشدکه برای سنجش وصحت عملکردو اندازه گیری لینک وکابل های فیبرنوری میباشد.

قلم فیبرنوری محل دقیق آسیب دیدگی فیبرنوری رابا انتشارغیر معمول نور درقسمت هایی از مسیرلینک بسیارساده وسریع آشکار میسازد.

پس از نصب وفیوژن  فیبرهای نوری ابتدا باید از صحت عملکرد ارتباطات برقرار شده اطمینان حاصل نمود.

فرایندسنجش وعیبیابی هرلینک به طورجداگانه با اندازهگیری افت رفتوبرگشت ودرصورت لزوم رفع عیوب لینک ودرنهایت تحویل پروژه صورت میپذیرد

بسیاری بر این باورند که بهترین روش اندازه گیری و سنجش لینک های فیبر نوری توسط دستگاه های OTDR و پاورمترهای فیبرنوری صورت می گیرد، از لحاظ کلی این باور کاملا صحیح است ولی از نقطه نظر فنی وجود قلم نوری در ابتدایی ترین مرحله سنجش لینک های نوری معیارهای قابل توجهی را در اختیار تیم های متخصص در نصب و سربندی و همچنین مجموعه هایی که لینک های نوری در آن با مشکل مواجه شده قرار می دهد.

نحوه ی کار کرد فیبرنوری توسط کلیپ زیر به همراه زیر تویس به طور کامل تشریح شده است  .

فیبرنوری

فناوری ساخت فیبرهای نوری

برای تولید فیبرنوری ، نخست ساختار آن در یک میله شیشه‌ای موسوم به پیش‌سازه از جنس سیلیکا ایجاد می‌گردد و سپس در یک فرایند جداگانه این میله کشیده شده تبدیل می‌شود. از سال ۱۹۷۰ روش‌های متعددی برای ساخت انواع پیش‌سازه‌ها به کار رفته‌است که اغلب آن‌ها بر مبنای رسوب‌دهی لایه‌های شیشه‌ای در داخل یک لوله به عنوان پایه قرار دارند.

روش‌های ساخت پیش‌سازه

روش‌های فرایند فاز بخار برای ساخت پیش‌سازه فیبر نوری را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد:

  1. رسوب‌دهی داخلی در فاز بخار
  2. رسوب‌دهی بیرونی در فاز بخار
  3. رسوب‌دهی محوری در فاز بخار

مواد لازم در فرایند ساخت پیش سازه

  • تتراکلرید سیلیکون: این ماده برای تأمین لایه‌های شیشه‌ای در فرایند مورد نیاز است.
  • تتراکلرید ژرمانیوم: این ماده برای افزایش ضریب شکست شیشه در ناحیه مغزی پیش‌سازه استفاده می‌شود.
  • اکسی کلرید فسفریل: برای کاهش دمای واکنش در حین ساخت پیش‌سازه، این مواد وارد واکنش می‌شود.
  • گاز فلوئور: برای کاهش ضریب شکست شیشه در ناحیه غلاف استفاده می‌شود.
  • گاز هلیم: برای نفوذ حرارتی و حباب‌زدایی در حین واکنش شیمیایی در داخل لوله مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • گاز کلر: برای آب‌زدایی محیط داخل لوله قبل از شروع واکنش اصلی مورد نیاز است.

مراحل ساخت فیبر نوری  :

  • مراحل صیقل گرمایشی: پس از نصب لوله با عبور گازهای کلرو اکسیژن،در دمای  بالاتر  از ۱۸۰۰   درجه  سلسیوس  لوله  صیقل  داده می‌شود تا بخار آب موجود در جدار درونی لوله از آن خارج شود.
  • مرحله اچینگ: دراین مرحله باعبور گازهای کلر،اکسیژن و فرئون لایه سطحی جدار داخلی لوله پایه خورده می‌شودتا ناهمواری‌ها و ترک‌های سطحی بر روی جدار داخلی لوله از بین بروند.
  • لایه‌نشانی ناحیه غلاف: در مرحله لایه‌نشانی غلاف، ماده تتراکلرید سیلیسیوم و اکسی کلرید فسفریل به حالت بخار به همراه گازهای هلیم وارد لوله شیشه‌ای می‌شوند و در حالتی که مشعل اکسی هیدروژن با سرعت تقریبی ۱۲۰ تا ۲۰۰ میلی‌متر در دقیقه در طول لوله حرکت می‌کند و دمایی بالاتر از ۱۹۰۰ درجه سلسیوس ایجاد می‌کند، واکنش‌های شیمیایی زیر به دست می‌آیند.

ذرات شیشه‌ای حاصل از واکنش‌های فوق به علت پدیده ترموفرسیس کمی جلوتر از ناحیه داغ پرتاب شده و بر روی جداره داخلی رسوب می‌کنند و با رسیدن مشعل به این ذرات رسوبی حرارت کافی به آن‌ها اعمال می‌شود به‌طوری‌که تمامی ذرات رسوبی شفاف می‌گردند و به جدار داخلی لوله چسبیده و یکنواخت می‌شوند. بدین ترتیب لایه‌های شیشه‌ای مطابق با طراحی با ترکیب در داخل لوله ایجاد می‌گردند و در نهایت ناحیه غلاف را تشکیل می‌دهند.

تجزیه و تحلیل ساختار فیبر نوری :

اجزای فیبر نوری - فیبرنوری

اگر فیبر نوری را به صورت تجزیه شده مورد تحلیل قرار دهیم دارای قسمت های زیر میباشد :

قسمت هسته(core) :

هسته یاcore،بخش مرکزی فیبرنوری است که ازشیشه یا پلاستیک ساخته شده است که نور دراین قسمت سیر می‌کند

شمایل ظاهری این هسته به  صورت یک استوانه توپر ازجنس شیشه یاپلاستیک است که در طول اندازه فیبرنوری امتداد دارد.

هسته(core)،با ماده‌ای باضریب شکستی کمتر ازخودهسته یاهمانcoreاحاطه شده است که محافظ هسته نامیده میشود.

هسته معمولاً براساس قطر هسته(core)ویا  سطح مقطع آن طبقه‌بندی می‌شود  که در قسمت انواع فیبرها به توضیح آن میپردازیم .

قسمت لایه ی روکش هسته (cladding ) :

همانطور که در قسمت هسته و  core  توضیح دادیم روکش هسته یا cladding  بخش خارجی فیبر میباشد .

محافظ هسته نیز مانند core از جنس شیشه یا پلاستیک تشکیل شده است .

روکش هسته(core)واسطه  شفافی است که دورتادور هسته بوده وآن را احاطه کرده است وموجب انعکاس نوربه داخل هسته میشود.

پوشـش هسته به منحرف نشدن پرتوها کمک میکند ؛ به سبب اینکه ضریب انعکاس cladding از هسته کمتر بوده و همین موضوع موجب شکست کامل نور تابیده شـده بـه دیـواره هسـته (core) میگردد.

نوری که به تارنوری تابانده میشود در داخل هسته حرکت می‌کند و در مرز مشترکی که بین هسته (core) و پوشش هسته (cladding)  قرار دارد ، به دلیل وجود بازتابش کلی منعکس میشود.

این رویه تا زمانی که زاویه بین پرتوی نور و مرز مشترک بین core  و  cladding (هسته و پوشش هسته ) کمتر از زاویه ی بحرانی باشد ادامه پیدا میکند ؛ و به این ترتیب پرتوهای نوری که با زاویه مناسبی وارد فیبرنوری می‌شوند در طول آن منتشر می‌شوند این زاویه مناسب را با نام زاویه پذیرش میشناسیم.

پرتوهایی که درمیان مرز مشترک  هسته (core)وپوشش هسته(cladding) محصور می‌شوند به پرتوهای هدایت شده معروف هستند .

قسمت بافر اولیه :

پس از روکش درساختار فیبر نوری پوشش اصلی میباشدکه به عنوان بافر اولیه شناخته می شود.

  • این لایه محافظت ازهسته فیبرنوری وپوشش هسته (cladding) را فراهم می کند.
  •  بافر اولیه نیز از پلاستیک ساخته شده و تنها حفاظت مکانیکی دارند.
  • بافر اولیه با انتقال نور از هسته (core)  و پوشش هسته (cladding) روبرو نمی شود.

قسمت روکش محافظ یا بافر رویه (buffer  secondary ) :

روکشی پلاستیکی است که از تار در برابر رطوبت و سایر موارد اسیب رسان محافظت می‌کند.

قسمت strength members:

لایه بعدی بعد از  بافر، عنصر قدرت میباشد .

strength membersرشته های نخی آرمید(aramid)هستند البته در بسیاری از موارد به عنوان glass yarn از آنها یاد میشود اما در حالت کلی بهتر است به نام کوولار شناخته شوند.

عنصر قدرت برای جلوگیری از شکستن شیشه ی (هستهcore) فیبر درهنگام نصب به آن اضافه میشود .

درهنگام کابل کشی،هنگامی که فیبر ازطریق کانال کشیده می شود پوشش بیرونی کشش مییابد ونیروی کشش روی فیبرنوری  قرار  میگیرد.

 عنصرقدرت برای این استفاده میشودکه  ازمساله ی بالاجلوگیری کندزیراعنصر قدرت به نحوی طراحی شده استکه فشار رابگیرد.

لایه انتهایی در فیبرنوری قسمت Cable Jacket :

آخرین لایه فیبرنوری CableJacketمیباشدکه ازمواد مختلف بسته به انتخاب کاربرنهایی ونوع  پروژه ی کابل کشی انتخاب میشود.

Cable Jacket نیز مثل پوشش اصلی، تنها به عنوان یک محافظ مکانیکی ازهسته ی،فیبرنوری و غلاف آن محاظت میکنند.

انواع فیبر نوری :

اگربخواهیم به دسته بندی فیبرهای نوری بپردازیم درحالت کلی کابلهای فیبرنوری به دودسته فیبرهای مالتی مودmultimodeوفیبرهای سینگل مودsingle modeتقسیم میشوند.

درباره ی انواع فیبرهای مالتی مود وفیبرهای سینگل مود هرکدام را در مقاله ای  جدا مورد بحث قرار داده ایم .

امروزه در بازار فیبر ها به سه دسته ی زیر تقسیم میشوند

برای بررسی هرکدام ازدسته بندی های بالا مقاله ای به تفضیل درباره ی خصوصیات وتاریخچه و انواع دسته بندی با نام های فیبرهای نوری single mode و فیبرهای نوری NZ  و فیبرهای نوریmultimodeدربانک فیبرنوری نوشته وتدوین شده است

شماهمراهان عزیز بانک فیبرنوری میتوانید باکلیک بر هرکدام به صفحه ی مقاله ی مورد نظر هدایت  شوید.

این مقاله توسط تیم فنیfiberopticbank.comنوشته شده است وبرای نوشتن این مقاله ازسایت هایarcelect.comوcables-solutions.comاستفاده شده است

انواع فیبرنوری :

جهت ارتقا سطح کیفی مطالب لطفا به مقاله فوق امتیاز دهید. جهت امتیاز دهی بر روی ستاره مورد نظر کلیک کنید.
1 ستاره2 ستاره3 ستاره4 ستاره5 ستاره (امتیاز میانگین این مطلب5٫00 می باشد.)
Loading...
بنر فروش تجهیزات فیبر نوری
بنر فروش تجهیزات شبکه
بنر فروش تجهیزات FTTH

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

error: Content is protected !!
preloader