فیبر نوری چیست ؟

کابل فیبر نوری
کابل فیبر نوری

فیبرنوری چیست ؟

دراین مقاله که توسط بانک فیبر نوری نوشته و تدوین شده است به این موضوع که فیبر نوری چیست ؟ و فیبر نوری چگونه کار میکند اجزای تشکیل دهنده کابل فیبرنوری دسته بندی انواع کابل فیبرنوری که در سه  دسته ی فیبرهای سینگل مود  و فیبرهای مالتی مود و فیبرهای NZ تقسیم شده است میپردازد  .

تاریخچه ی پیدایش فیبرنوری را در  مقاله ی تاریخچه ی فیبر نوری به طور کامل و مفصل تشریح کرده ایم برای بازدید از مقاله روی عبارت تاریخچه فیبرنوری کلیک کنید  .

لیزر قبل از اختراع فیبر نوری

لیزر قبل از اختراع فیبر نوری

قبل از اختراع فیبر نوری ، لیزر در سال ۱۹۶۰ 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 فیبر نوری ترویج یافت .

در مقاله ی زیر که توسط fiberopticbank.com برای معرفی فیبر نوری نوشته شده است به بررسی تاریخجه فیبر نوری ، تجزیه و تحلیل فیبر نوری و انواع مختلف فیبر نوری و قیمت انواع مختلف فیبرهای نوری پرداخته ایم .

فیبر نوری چیست ؟

"<yoastmarkفیبرنوری تار فیبر نوری یا اصطلاح انگلیسی آنoptical fiber  است که یکی از محیط های انتقال داده میباشد .

فیبرهای  نوری  ،رشته ها  و تارهای  بلندو  نازکی  از جنس  شیشه شفاف  و  خالص ، یا  حتی پلاستیک  ساخته  میشوند که ضخامت انها به نازکی یک تار موی انسان میباشند .

کابلهای فیبر نوری از فناوری بسیارپشرفته  ای  بهره  میبرند  زیراکه  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 فیبر نوری مختلف ، متفاوت بوده و انتخاب صحیح کابل مناسب با پروژه نیازمند دانش فنی از عملکرد کابل فیبر نوری و نیاز های پروژه است. دسته بندی کابل های فیبر نوری 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 فیبر نوری 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 فیبر نوری  وجود داردکه پالسهاي دریافتی منبع را تبدیل به سیگنالهاي دیجیتالی میکند و به این طریق نور از سر دیگر فیبر نوری خارج میشود .

تصویر زیر گویای توضیحات فوق میباشد .

"نحوه

فیبر های نوری داری پهنای باندی بسیار بیشتر و بالاتر از  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 ۱۰ گیگا بیت بر ثانیه و حتی بالاتر نیز به راحتی امکان پذیر میباشد .

مثل 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 فیبرهای نوری:

در  کابلهای  مسی باهرقطعو  وصلی  برق  ما  صفرویک  تعریف  میکنیم  اما درفیبرنوری باهرقطع وصل شدن نور این صفرو یک
را تعریف میکنیم که به این تعریف در فیبر نوری پالس گفته میشود .

استراق سمع  در فیبر نوری:

گاهی در سایت های مختلف ما شاهد این موضوع میباشیم که میگویند فیبر نوری دارای نشتی نیست و شنود اطلاعات فیبر نوری 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 فیبرهای نوری این گونه مطرح میشود که از آنجا که در فیبرهای 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 فیبر نوری Visual Fault Locator یکی از  ساده ترین روش های سنجیدن لینک های فیبر نوری میباشد  به کمک قلم فیبر نوری می توان از سالم بودن و صحت کارکرد کانکتور ها، پیگتیل ها، پچکوردها و جوش های فیبر نوری به صورت بصری اطمینان حاصل نمود.

قلم فیبرنوری Visual Fault Locatorاز ضروری ترین تجهیزاتی میباشد که برای سنجش وصحت عملکرد و اندازه گیری لینکو کابل های فیبر نوری می باشد.

قلم  فیبرنوری  محل  دقیق  آسیب  دیدگی  فیبرنوری رابا انتشار  دادن  غبر معمول نور  درقسمت هایی از مسیر لینک بسیار ساده و سریع آشکار می سازد .

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

فرایند  سنجش  وعیب  یابی  برای  هرلینک  به  طور  جداگانه  با  اندازه  گیری  افت  رفتو  برگشت  و  در صورت  لزوم رفع عیوب لینک و در نهایت تحویل پروژه صورت می پذیرد.

بسیاری بر این باورند که بهترین روش اندازه گیری و سنجش لینک های فیبر نوری توسط دستگاه های OTDR و پاورمترهای فیبر نوری 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  .

"نحوه

فناوری ساخت فیبرهای نوری

برای تولید فیبر نوری ، 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:

رسوب‌دهی داخلی در فاز بخار

رسوب‌دهی بیرونی در فاز بخار

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

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 از شیشه یا پلاستیک  ساخته شده است که نور دراین قسمت سیر می‌کند

شمایل  ظاهری  این  هسته  یاcore  به  صورت  یک استوانه   توپر  از  جنس  شیشه  یا پلاستیک است که در  طول اندازه فیبرنوری امتداد دارد.

هسته(core)،با ماده‌ای  با  ضریب  شکستی  کمتر  ازخود  هسته  یا همان  core احاطه شده  که به آن محافظ هسته میگویند که در قسمت بعدی به توضیح آن پرداخته ایم .

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 ی شفافی است که دور تا دور هسته بوده وآن را احاطه کرده است و موجب انعکاس نور به 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 تار نوری تابانده میشود در داخل هسته (core) 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 با نام زاویه پذیرش شناخته می‌شود ؛ و پرتوهایی که در میان مرز مشترک  هسته (core)  و پوشش هسته  (cladding) محصور می‌شوند به پرتوهای هدایت شده معروف هستند  .

قسمت بافر اولیه :

پس از روکش در فیبر نوری ، پوشش اصلی است که به عنوان بافر اولیه شناخته می شود. این لایه، محافظت از هسته ی  (core)فیبرنوری و پوشش 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 members رشته 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 .

در هنگام کابل کشی،هنگامی که فیبر از طریق کانال کشیده می شود،پوشش بیرونی کشش می یابد و نیروی کشش روی فیبر  نوری  قرار  میگیرد   عنصر  قدرت  برای  این  استفاده  میشودکه  از این امر جلوگیری  میکند  زیرا عنصر  قدرت  به  نحوی طراحی شده است که فشار را بگیرد .

لایه انتهایی در فیبر  نوری قسمت Cable Jacket :

آخرین  لایه  ی  فیبر  نوری   CableJacket   است  که  از  مواد  مختلف  بسته  به  انتخاب  کاربر  نهایی  و   نوع  پروژه ی کابل کشی  انتخاب میشود .Cable Jacket نیز مثل پوشش اصلی، تنها به عنوان یک محافظ مکانیکی از هسته ی،فیبرنوری و غلاف آن محاظت میکنند .

انواع فیبر نوری :

اگر بخواهیم به دسته بندی  فیبر های  نوری  بپردازیم  در حالت کلی کابل های فیبر نوری به دو دسته ی فیبرهای  مالتی مود multimode  و فیبر های سینگل مود single mode تقسیم میشوند .

در باره ی انواع فیبر های مالتی مود و فیبرهای سینگل مود هر کدام را  در  مقاله ای  جدا مورد بحث قرار داده ایم  .

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

فیبرهای سینگل مود  Singlemode fiber optic cable :

فیبر های نوری سینگل مود Single mode fiber Optic یا به اختصار (SMF) یا فیبرهای نوری تک وجهی

 فیبر های NZ یا فیبر های سینگل مود NZ  :

فیبر های نوری  NZ  که در دسته ی فیبرهای نوری single mode قرار دارند .

فیبرهای مالتی مود  Multi mode fiber optic cable :

فیبرهای نوری مالتی مود Multi mode fiber Optic یا به اختصار (MMF) یا فیبرهای نوری چند وجهی

برای  بررسی  هرکدام  ازدسته  بندی  های  بالا مقاله  ای  به  تفضیل درباره ی خصوصیات وتاریخچه ی انواع دسته بندی های با نام های فیبر های نوری single mode  و فیبرهای نوری NZ   و فیبرهای نوری  multimode  در بانک فیبرنوری نوشته  وتدوین  شده  است  که  شماهمران  عزیز بانک فیبرنوری میتوانید باکلیک روی هر کدام از مطالب بالا به صفحه ی مورد نظر هدایت شده و از مقاله های تنظیم شده استفاده نمایید.

این مقاله توسط تیم فنی fiberopticbank.com نوشته شده است و برای نوشتن این مقاله از سایت های arcelect.com و cables-solutions.com کمک گرفته شده است .

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...

دیدگاهتان را بنویسید

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

error: Content is protected !!
preloader