فیبر نوری
کابل فیبر نوری چیست؟
کابل فیبر نوری (Fiber Optic Cable) نوعی کابل است که رشته‌های آن از یک ماده شفاف شبیه به شیشه درست شده و می‌توانند نور را جابه‌جا کنند. در واقع کابل فیبر نوری نوع پیشرفته‌ای از کابل شبکه است که به‌طور چشمگیری عملکرد آن در زمینه‌ی پهنای باند و انتقال داده نسبت به نسخه‌های سنتی ارتقا یافته است. این کابل با ارسال اطلاعات کدگذاری شده از طریق یک پرتو نور در یک لوله‌ی شیشه‌ای یا پلاستیکی انتقال داده ها را انجام می‌دهد.
فیبر نوری از الیاف شفاف و انعطافپذیری که از قطر موی انسان ضخیم‌تر است تشکیل می‌شود و برای جلوگیری از آسیب داده در هنگام انتقال با روکش سیلیس و یک هسته داخلی، سیگنال‌های اطلاعاتی را محافظت می‌کنند. این ویژگی باعث می‌شود تارهای نوری تحت تاثیر الکترومغناطیس قرار نگیرند.
تاریخچه فیبر نوری
پایه‌گذار کابل فیبر نوری را می‌توان به دکتر چارلز کوئن کائو (Dr. Charles Kuen-Kao) از انگلیس، در اواخر دهه‌ی 1960 نسبت داد. کابل‌های اولیه فقط قادر بودند سیگنال‌های تلفن و تلویزیون را از طریق پالس‌های نور به فاصله 19 متر و برای مدت زمان مشخص منتقل کنند. در سال 1970 محققان حوزه ارتباطات توانستند با تغییر در ساختار کابل نوری این فاصله را به 805 متر افزایش دهند.
در سال 2009 زمانی‌که دکتر کائو جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد، تخمین زد که کابل‌های فیبرنوری سراسر جهان را فرا خواهند گرفت و می‌توانند طولی بیشتر از 965606.3879368725 متر داشته باشد.
ساختار و اجزای فیبر نوری
اجزای تشکیل‌دهنده فیبر نوری عبارت است از:
هسته(Core): مسیر اصلی عبور نور که از شیشه خالص یا پلاستیک ساخته می‌شود.
روکش(Cladding): لایه‌ای که هسته را احاطه کرده و با ایجاد یک محیط با ضریب شکست کمتر، از خروج نور و انحراف آن از مسیر اصلی جلوگیری می‌کند.
پوشش اولیه(Buffer Coating): یک لایه پلاستیکی که برای محافظت از فیبر در برابر آسیب‌های فیزیکی استفاده می‌شود.
اجزای تشکیل‌دهنده کابل نوری عبارت است از:
فیبر نوری: شامل هسته و روکش که نور را منتقل می‌کند.
عناصر تقویتی: (Strength Members) موادی مانند الیاف آرامید (کولار) که برای افزایش استحکام کابل به کار می‌روند.
لایه‌های عایق و محافظ: شامل پوشش‌های ضد آب، لایه‌های مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش و مواد شیمیایی، که از کابل در شرایط محیطی مختلف محافظت می‌کنند.
غلاف بیرونی: (OuterJacket)لایه نهایی که کل کابل را می‌پوشاند و مقاومت مکانیکی آن را افزایش می‌دهد.
انواع فیبر نوری
فیبر نوری تک حالته
فیبر نوری تک‌حالته دارای هسته‌ای با قطر کوچک (حدود ۹ میکرومتر) است و تنها یک مسیر برای عبور نور فراهم می‌کند. به‌دلیل این ساختار، فیبر تک‌حالته برای انتقال داده‌ها در مسافت‌های طولانی و با پهنای باند بالا ایده‌آل است. این نوع فیبر به‌طور عمده در ارتباطات مخابراتی و اینترنت بین‌المللی استفاده می‌شود.
فیبر نوری چندحالته
فیبرهای چندحالته دارای هسته‌ای با قطر بزرگ‌تر (معمولاً ۵۰ یا ۶۲.۵ میکرومتر) هستند که امکان عبور چندین مسیر نوری را فراهم می‌کنند. این ویژگی باعث می‌شود که فیبر چندحالته برای مسافت‌های کوتاه‌تر مناسب باشد. این نوع فیبر در شبکه‌های محلی (LAN)، مراکز داده و سیستم‌های صوتی و تصویری کاربرد دارد.
فیبر نوری شیشه ای
فیبر نوری شیشه‌ای یکی از پرکاربردترین انواع فیبر نوری است که از شیشه بسیار خالص ساخته می‌شود. این نوع فیبر به‌دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود در انتقال داده‌ها با سرعت و کیفیت بالا، نقش اساسی در شبکه‌های مخابراتی و اینترنت دارد.
فیبر نوری پلاستیکی
فیبرهای نوری پلاستیکی از مواد پلیمری ساخته می‌شوند و نسبت به فیبرهای شیشه‌ای انعطافپذیری بیشتری دارند. این نوع فیبر معمولاً در کاربردهای کوتاه‌برد مانند سیستم‌های خانگی و شبکه‌های خودرو استفاده می‌شود.
فیبرنوری سیلیکا با روکش پلاستیکی
جنس دیگری که برای ساخت کابل فیبرنوری استفاده می‌شود سیلیکا با روکش پلاستیکی است. این مدل به‌دلیل ترکیب شدن سیلیکا و پلاستیک دارای ویژگی‌های متنوع مانند انعطافپذیری، خمش بالا، سازگاری با محیط و … است. این مدل فیبر نوری حداکثر تا 2 کیلومتر انتقال امواج را انجام می‌دهد و از آن بیشتر در شبکه‌های محلی و صنعتی استفاده می‌شود.
فیبر نوری با روکش PVC
یکی از روکش‌هایی که برای کابل فیبر نوری مورد استفاده قرار می‌گیرد از نوع پلی وینیل کلراید یا همان PVC معروف است. پی وی سی که یک نوع پلاستیک بسیار سخت و مقاوم است که برای عایق‌بندی کابل‌های مسی و فیبرنوری مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع روکش به دلیل وزن کم، قیمت مناسب، انعطافپذیری زیاد و مقاومت بالا در برابر ضربه برای کابل‌کشی ساختمان‌های خانگی و تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این‌حال PVC در برابر آتش و مواد شیمیایی مقاومت کمی داشته و به‌طورمعمول در محل‌هایی که امکان خطر وجود دارد، مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.
فیبر نوری (OBUC)
نوع دیگری از کابل فیبر خاکی مدل OBUC و مخفف Optical Buried Unfilled Cableاست. این مدل شبیه به مدل OBFC است و فقط برای فضای بیرون یا به اصطلاح Outdoor استفاده می‌شود. تنها تفاوت مدل OBUC با OBFC در یکی از لایه‌های آن است که به‌جای ژله گرم از نخ و نوار جاذب رطوبت استفاده شده است.
هر دو مدل کابل نوری Outdoor یا خاکی به‌گونه‌ای طراحی شده اند که در برابر جوندگان، مشکلات زیست محیطی و … مقاوم باشند.
فیبرنوری (OCUC)
نوع دیگری از کابل‌های Indoor یا داخلی، کابل نوری خشک کانالی یا به اصطلاح OCUC و مخفف Optical Conduit Unfilled Cableاست. این مدل کابل نیز مانند همتای دیگر خود در برابر شعله و خمش مقاوم است و در مصارف داخلی، تجهیزات ارتباطی و حوضچه‌های مخابراتی کاربرد دارد.
تنها تفاوت این دو مدل در لایه میانی است که در مدل OCUC به‌جای ژله از لایه‌های نخ جاذب رطوبت که به دور آن FRP پیچیده شده، استفاده می‌شود.
فیبر نوری (OCFC)
دو مدل دیگر از کابل‌های فیبر نوری که بیشتر برای مصارف داخلی یا به اصطلاح Indoorکاربرد دارد کابل نوری با روکش ژله فیلد و خشک است. مدل ژله فیلد کانالی یا به اصطلاح OCFC و مخفف Optical Conduit Filled Cable است. این مدل کابل از روکش پلی‌اتیلن و آلومینیوم درست می‌شود و بین لایه‌های کابل ژله به کار رفته است. این ویژگی باعث انعطافپذیری و مقاومت این قطعه می‌شود که بیشتر برای مصارف داخلی و همچنین سینی، داکت و کانال مراکز مخابراتی کاربرد دارد. لایه‌های تشکیل دهنده کابل نوری ژله‌ای عبارتند از: عنصر مقاوم، روﮐﺶ ﻋﻨﺼﺮ ﻣﻘﺎوم، ﻓﯿﺒﺮ ﻧﻮری، لوز تیوب،ژله سرد، ﻓﯿﻠﺮ، ﻧﻮار ﭘﻠﻰ اﺳﺘﺮ، ﺗﻘﻮﯾﺖ ﮐﻨﻨﺪه ﻣﯿﺎﻧﻰ آراﻣﯿﺪ ﯾﺎرن، روﮐﺶ داﺧﻠﻰ، نوار آلمینیوم و روﮐﺶ نهایی.
کاربردهای فیبر نوری در صنعت‌های مختلف
مخابرات و اینترنت
یکی از اصلی‌ترین کاربردهای فیبر نوری در صنعت مخابرات است. این فناوری، امکان انتقال داده‌ها با سرعت بسیار بالا و در فواصل طولانی را فراهم می‌کند. شبکه‌های فیبر خانگی (FTTH) نمونه‌ای از این کاربرد هستند که اینترنت پرسرعت را مستقیماً به منازل ارائه می‌دهند.
پزشکی و سلامت
فیبرهای نوری در تجهیزات پزشکی مانند آندوسکوپ‌ها استفاده می‌شوند. این ابزارها با انتقال تصاویر از داخل بدن به پزشکان کمک می‌کنند تا بدون نیاز به جراحی‌های تهاجمی، به بررسی دقیق اندام‌ها بپردازند.
صنعت و خودروسازی
در صنایع مختلف، فیبر نوری برای حسگرها و کنترل فرآیندها به کار می‌رود. در خودروها نیز از این فناوری برای سیستم‌های ارتباطی داخلی و انتقال داده استفاده می‌شود.
دفاع و امنیت
در حوزه نظامی، فیبر نوری به‌دلیل مقاومت در برابر تداخلات الکترومغناطیسی و امنیت بالا، برای ارتباطات امن و انتقال داده‌های حساس استفاده می‌شود. همچنین در سیستم‌های نظارتی و حسگرهای پیشرفته کاربرد دارد.
با سپــــــــــاس از توجه شما مسکاب
