فیبر نوری چیست؟

این روزها فیبر نوری سر و صدی زیادی کرده و جایگاه خود را در صنعت کم کم باز کرده‌اند. تا جایی که در اکثر بخش‌ها ردپای آن را می‌بینیم . در این مقاله که توسط بانک فیبر نوری نوشته و تدوین شده است به این موضوع که فیبرنوری چیست و چگونه کار می‌کند، اجزای تشکیل دهنده کابل‌های فیبر نوری و دسته بندی انواع کابل فیبر نوری خواهیم پرداخت. حتما تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید…

لیزر قبل از اختراع فیبر نوری

 

فیبرنوری
لیزر قبل از اختراع فیبر نوری

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

فروش انواع کابل فیبر نوری در بانک فیبر نوری و شبکه

فیبر نوری چیست؟

"<yoastmarkفیبرنوری، یا اصطلاح انگلیسی آن Optical Fiber یکی از محیط‌های انتقال داده می‌باشد. فیبرهای نوری، رشته‌ها  و تارهای بلند و نازکی از جنس شیشه شفاف و خالص یا حتی پلاستیک ساخته می‌شوند که ضخامت آنها به نازکی یک تار موی انسان است.

تارهای نوری در پکیج‌ها و بسته‌هایی به نام کابل‌های فیبر نوری در کنار هم قرار داده می‌شوند و برای جابجایی و انتقال سیگنال در فواصل دور، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

روش ارسال و دریافت در این سیستم به این صورت است که نور از یک سر فیبرنوری وارد تار می‌شود و انتقال می‌یابد؛ و یک دریافت کننده حساس به نور در مقصد و انتهای فیبرنوری وجود دارد که پالس‌هاي دریافتی منبع را تبدیل به سیگنال‌هاي دیجیتالی می‌کند و به این طریق نور از سر دیگر فیبرنوری خارج می‌شود. کابل‌های فیبرنوری از فناوری بسیار پیشرفته‌ای بهره می‌برند زیرا که فرایند انتقال داده در آنها از طریق نور وپالس‌های نوری صورت می‌پذیرد و همچنین سرعت و ظرفیت انتقال اطلاعات در آنها بسیار بیشتر از روش‌های دیگر است.

دریافت اطلاعات

توانایی انتقال اطلاعات در کابل‌های فیبرنوری مختلف، متفاوت بوده و انتخاب صحیح کابل مناسب با پروژه، نیازمند دانش فنی از عملکرد کابل فیبرنوری و نیازهای پروژه است. دسته بندی کابل‌های فیبرنوری بیشتر براساس نوع مصرف، شرایط محیطی و همچنین سرعت و میزان ترافیک انتقال اطلاعات می‌باشد.

تفاوت فیبر نوری با کابل مسی

وظیفه الکترون‌ها در کابل‌های مسی، انتقال اعداد صفر و یک است. همچنین در کابل‌های فیبر نوری هم وظیفه انتقال این اطلاعات توسط پالس‌های نوری صورت می‌پذیرد. بنابراین در شبکه‌های نوری بر خلاف کابل‌های شبکه مسی، امواج و میدان‌های الکترومغناطیسی، تاثیری بر روی انتقال اطلاعات نمی‌گذارند.

پالس در فیبرهای نوری

درکابل‌های مسی باهرقطع و وصل برق، می‌توان 0و1 تعریف کرد اما در فیبرنوری با هر قطع و وصلی، نور 0و1 راتعریف می‌کنیم که به این تعریف در فیبرنوری پالس گفته می‌شود.

استراق سمع در فیبرنوری

گاهی در سایت‌های مختلف، ما شاهد این موضوع هستیم که می‌گویند فیبر نوری دارای نشتی نیست و شنود اطلاعات فیبرنوری به راحتی و سادگی شنود اطلاعات کابل مسی نمی‌باشد؛ اما این مساله درست نبوده و شایعه‌ای بیش نیست.
اطلاعات صحیح در این باره به این گونه است که به دلیل اینکه در نهایت، داده‌های ما باید از طریق روترها عبور کنند، دقیقا مانند همان کابل‌های مسی، فیبرهای نوری نیز قابلیت شنود دارند.

اما جمله درست در مورد امنیت فیبرهای نوری این گونه مطرح می‌شود؛
از آنجا که در فیبرهای نوری از شیشه و پلاستیک شفاف در هسته استفاده شده است پس تشعشع سیم‌های مسی را ندارند بنابرین مشکل شنود و استراق سمع هم ندارند .

قلم فیبر نوری

قلم فیبر نوری چیست؟

قلم فیبرنوری یا Visual Fault Locator، یکی از  ساده‌ترین روش‌های سنجیدن لینک‌های فیبرنوری است که به کمک قلم فیبر نوری می‌توان از سالم بودن و صحت کارکرد کانکتورها، پیگتیل‌ها، پچکوردها و جوش‌های فیبرنوری به صورت بصری اطمینان حاصل نمود.

قلم فیبرنوری یا Visual Fault Locator از ضروری‌ترین تجهیزاتی است که برای سنجش و صحت عملکرد و اندازه‌گیری لینک و کابل‌های فیبرنوری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

قلم فیبرنوری محل دقیق آسیب دیدگی فیبرنوری را با انتشار غیر معمول نور در قسمت‌هایی از مسیر لینک، بسیارساده و سریع آشکار می‌سازد. پس از نصب و فیوژن فیبرهای نوری، ابتدا باید از صحت عملکرد ارتباطات برقرار شده، اطمینان حاصل نمود.

فرآیند سنجش و عیب‌یابی هر لینک به طورجداگانه با اندازه‌گیری افت رفت و برگشت و درصورت لزوم رفع عیوب لینک و در نهایت تحویل پروژه، صورت می‌پذیرد.

بسیاری بر این باورند که بهترین روش اندازه‌گیری و سنجش لینک‌های فیبر نوری توسط دستگاه‌های OTDR و پاورمترهای فیبرنوری صورت می‌گیرد. از لحاظ کلی این باور کاملا صحیح است ولی از نقطه نظر فنی وجود قلم نوری در ابتدایی‌ترین مرحله سنجش لینک‌های نوری، معیارهای قابل توجهی را در اختیار تیم‌های متخصص در نصب و سربندی و همچنین مجموعه‌هایی که لینک‌های نوری در آن با مشکل مواجه شده، قرار می‌دهد.

فناوری ساخت فیبرهای نوری

فناوری ساخت فیبرهای نوری

برای تولید فیبرنوری، دو روش عمده ی تک مرحله ای و دو مرحله ای وجود دارد. در روش تک مرحله ای تار فیبر نوری مستقیما ولید می شود ولی در روش دو مرحله ای ابتدا یک شیشه‌ای موسوم به پیش‌سازه از جنس سیلیکای خالص ایجاد می‌گردد و سپس در یک فرایند جداگانه، این میله کشیده می شود و به فیبر با ضخامت معمول 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 فرآیند 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 فرآیند، 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 می‌شوند.
  • 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 با عبور گازهای کلر، اکسیژن و فرئون، لایه سطحی جدار داخلی لوله پایه، خورده می‌شود تا ناهمواری‌ها و ترک‌های سطحی بر روی جدار داخلی لوله از بین بروند.
  • لایه ‌نشانی 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 کرده 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. به ‌طوری ‌که تمامی ذرات رسوبی، شفاف می‌گردند و به جدار داخلی لوله چسبیده و یکنواخت می‌شوند. بدین ترتیب لایه‌های شیشه‌ای، مطابق با طراحی ترکیبی 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 قسمت‌های زیر می‌باشد:

هسته (core)

هسته یا core،بخش مرکزی فیبرنوری است که از شیشه یا پلاستیک خالص ساخته شده است که نور در این قسمت، سیر می‌کند. شمایل ظاهری این هسته به صورت یک استوانه توپر از جنس شیشه یا پلاستیک است که در طول اندازه فیبرنوری امتداد دارد. هسته معمولاً براساس قطر هسته (core) و یا سطح مقطع آن طبقه‌بندی می‌شود که در قسمت انواع فیبرها به توضیح آن می‌پردازیم.

پوشش هسته (Cladding)

هسته فیبر نوری (core)،با ماده‌ای با ماده‌ای به نام پوشش یا Cladding  احاطه شده است. جنس پوشش نیز شیشه یا پلاستیک خالص می باشد و تنها تفاوتش با هسته با ضریب شکستی کمتر است.
هسته معمولاً براساس قطر هسته (core) و یا سطح مقطع آن طبقه‌بندی می‌شود که در قسمت انواع فیبرها به توضیح آن می‌پردازیم.

پوشـش هسته به منحرف نشدن پرتوها کمک می‌کند؛ به سبب اینکه ضریب شکست پوشش cladding از هسته کمتر بوده و همین موضوع موجب شکست کامل نور تابیده شـده بـه 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، دچار بازتاب کلی شده و تمام نور به داخل هسته بر می گردد، این بدین معنی ست که در طول فیبر نوری هیچ نوری از هسته خارج نمی شود .

این رویه تا زمانی که زاویه بین پرتوی نور و مرز مشترک بین core  و  cladding (هسته و پوشش هسته) کمتر از زاویه بحرانی باشد، ادامه پیدا می‌کند؛ به این ترتیب پرتوهای نوری که با زاویه مناسبی وارد فیبرنوری می‌شوند در طول آن منتشر خواهند شد که این زاویه مناسب را با نام زاویه پذیرش میشناسیم. گاهی اگر نور با زاویه ای بیشتر از زاویه ی پذیرش وارد هسته شود تمام پرتوها بازتاب نشده و برخی از آنها در امتداد مرز هسته و پوشش حرکت می کنند، به پرتوهای هدایت شده معروف هستند.

روکش (Coating)

پس از پوشش یا cladding در ساختار فیبر نوری، پوشش اصلی یا روکش قرار داد که از دو بخش اولیه و ثانویه تشکیل می‏شود. و به اصلاح به بخش‏های Primary coating  و Secondary coating معروف است.

Primary coating : این لایه بعد از Cladding  قرار می‏گیرد و تمام فیبرهای نوری باید primary coating  داشته باشند. این لایه معمولا شامل دو لایه soft acrylate  وhard acrylate  است. وجود لایه نرم در تمام فیبر ها ضروری است ولی استفاده از لایه سخت اختیاری ست. لایه نرم از جنس LDPE است و برای این است که فشاری به تار وارد نشود. قطر این لایه عمدتا 250 میکرون است ولی جدیدا در میکروکابل ها قطر این لایه به200 میکرون رسیده است.

Secondary coating: روکش ثانویه است و برای محافظت فیزیکی کابل از آن استفاده می‏شود، این پوشش به سه روش مختلف انجام می‏شود:
Loose Tube :  یک لوله است که فیبرها درون آن قرار می‏گیرند و فیبر در آن آزاد است و می‏تواند تکان بخورد. داخل لوز تیوب‏ها از یک تا 48 عدد فیبر جای می‏گیرد.
جنس لوزتیوب ها عموما پلاستیکی است اما برای مصارف خاص و کاربردهای نظامی لوز تیوب فلزی نیز استفاده می‏شود.

Tight Buffer: یک لایه پلاستیکی است که دور فیبر می‏چسبد و برخلاف لوزتیوب، تارها درون تاید بافر آزاد نیستند. دو نوع تاید بافر مختلف وجود دارد،  تاید و سمی‏تاید Semi tight .
در تاید بافر، این لایه به تار چسبیده است و نهایتا 10 20 سانت می‏توان آن را لخت کرد. اما سمی‏تاید ها را باید بتوان در حدود 1 متر لخت کرد. اما در ایران تاید بافر یکی دو سانت و سمی‏تاید بافر را در حدود 10 سانت می‏توان لخت کرد.
نمونه ای از کابل فیبرنوری که لایه های بالایی را داشته باشد و اخرین لایه اش تاید بافر باشد، پیگتیل (Pigtail) است که قطرش 900 میکرون است.

Ribbon: مانند یک نوار است که دور کابل کشیده می شود. کاربرد آن در مواردی ست که تعداد بالایی کابل،برای مثال هزار فیبر، مورد نیاز است.

strength members

لایه بعدی، عنصر قدرت می‌باشد که برای جلوگیری از آسیب دیدن تار از آن استفاده می‏شود. در هنگام کابل کشی، وقتی فیبر از طریق کانال کشیده می‌شود، پوشش بیرونی کش می‌یابد و نیروی کشش روی فیبرنوری  قرار می‌گیرد. عنصر قدرت برای این استفاده می‌شود که از مساله بالا جلوگیری کند، زیرا عنصر قدرت به نحوی طراحی شده است که فشار را بگیرد. مواد استفاده شده به عنوان عنصر قدرت، باید موادی باشند که دارای استحکام و کشش بالایی هستند. از Glass Yarn، Aramid Yarn  و Steel  به عنوان عنصر مقاوم در کابل فیبرنوری استفاده می‏شود.

انواع فیبر نوری

اگر بخواهیم به دسته‌بندی فیبرهای نوری بپردازیم؛ در حالت کلی کابل‌های فیبرنوری به دو دسته فیبرهای مالتی مود multimode و فیبرهای سینگل مود single mode تقسیم می‌شوند.
درباره هرکدام از انواع فیبرهای مالتی مود و فیبرهای سینگل مود،در مقاله‌ای جدا بحث کردیم. امروزه در بازار، فیبرها به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند:

  • فیبرهای سینگل مود  Singlemode fiber optic cable :فیبرهای نوری سینگل مود Single mode fiber Optic یا به اختصار (SMF) یا فیبرهای نوری تک مود یا تک حالته
  • فیبرهای مالتی مود  Multi mode fiber optic cable: فیبرهای نوری مالتی مود Multi mode fiber Optic یا به اختصار (MMF) یا فیبرهای نوری چند مود
  •  فیبر های NZ یا فیبر های سینگل مود NZ: فیبرهای نوری NZ  که در دسته فیبرهای نوری single mode قرار دارند، اما به علت پرکارببرد بودن آنها را به عنوان دسته‌ای جداگانه می‌شناسند.

برای بررسی هرکدام از دسته‌بندی‌های بالا، مقاله‌ای به تفضیل درباره خصوصیات و تاریخچه و انواع دسته‌بندی با نام‌های فیبرهای نوری single mode و فیبرهای نوری NZ  و فیبرهای نوری multimode در بانک فیبرنوری نوشته و تدوین شده است.
شما همراهان عزیز بانک فیبرنوری می‌توانید با کلیک بر هرکدام، به صفحه مقاله مورد نظر هدایت شوید.

فروش انواع کابل فیبر نوری در بانک فیبر نوری و شبکه

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 مطلب4,67 می باشد.)
Loading...
بنر فروش تجهیزات فیبر نوری
بنر فروش تجهیزات شبکه
بنر فروش تجهیزات FTTH

نظرات و دیدگاه ها:

  1. سمانه شاکری :

    با عرض سلام. برای منزل مسکونی می خواهیم کابل فیبر نوری استفاده کنیم. کدام یک از کابل های SM و MM مناسبتر است؟؟

    • خانم مهندس رضایی :

      با عرض سلام خدمت شما همراه عزیز بانک فیبر نوری و شبکه
      انتخاب کابل و سایر تجهیزات را باید متناسب با back bone اصلی انتخاب کرد که عموما در اتصالات مخابراتی sm میباشد. در این باره با مخابرات منطقه تماس بگیرین که آیا core فیبر نوری آزاد در نزدیکی محل سکونت شما وجود دارد. در صورت موجودی باید امکان سنجی این مساله که از FAT تا ساختمان مربوطه چقدر مسیر وجود دارد که برای این کار عموما بسته به مسیر به صورت هوایی یا به صورت خاکی تا درب ساختمان مربوطه کابل کشی انجام می شود. و در ساختمان مربوطه نیز از دراپ کیبل ها و تجهیزات FTTH استفاده می شود. برای راهنمایی دقیق و بهتر پس از بررسی شرایط ساختمان با متخصصین فنی بانک فیبر نوری و شبکه تماس بگیرید.

دیدگاهتان را بنویسید

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

error: جهت رعایت اصول کپی رایت مطالب این صفحه قفل شده است.
× چطور میتونم کمکتون کنم؟