فناوری فیبر نوری چیست و چگونه کار می کند؟

What is fiber optic technology

همه چیز درباره فیبرهای نوری

در حالی که بسیاری از ما اصطلاح “فیبر نوری” یا “فناوری فیبر نوری” را برای توصیف یک نوع کابل یا فناوری با استفاده از نور شنیده ایم، تعداد کمی می دانند که این فناوری واقعا چیست. در اینجا ما اصول اولیه در مورد فناوری فیبر نوری ، هدف ، ویژگی ها ، مزایای آن و کاربردهای آن را شرح می دهیم.

 

 

فناوری فیبر نوری چیست؟

فیبرهای نوری ، رشته های بلند و باریکی شیشه ای است که با دقت قطر موی انسان کشیده شده اند. این رشته ها به صورت دسته ای مرتب شده اند که کابل نوری نام دارند و ما به آنها برای انتقال سیگنال های نوری در فواصل طولانی متکی هستیم.

در منبع انتقال ، سیگنال های نوری با داده ها رمزگذاری می شوند. همان داده هایی که روی صفحه کامپیوتر مشاهده می کنید. بنابراین ، فیبر نوری “داده” را با نور به مقصد منتقل می کند ، جایی که سیگنال نوری به عنوان داده رمزگشایی می شود. بنابراین ، فیبر نوری در واقع یک رسانه انتقال است – یک “لوله” برای انتقال سیگنال در مسافت های طولانی با سرعت بسیار بالا.

 

 

Fiber optic cables

 

 

کابل های فیبر نوری در ابتدا در دهه 1950 برای اندوسکوپ ها توسعه یافتند. هدف این بود که به پزشکان کمک کنند بدون نیاز به جراحی بزرگ ، داخل یک بیمار را مشاهده کنند. در دهه 1960 ، مهندسان تلفن راهی برای استفاده از همان فناوری برای انتقال و دریافت تماس های تلفنی با “سرعت نور” پیدا کردند. این سرعت در خلا 186000 مایل در ثانیه است ، اما در کابل به دو سوم این سرعت کاهش می یابد.

 

فیبر نوری چگونه کار می کند؟

نور با پرش مکرر از دیواره های کابل به سمت کابل فیبر نوری حرکت می کند. هر ذره نوری (فوتون) با ادامه بازتاب داخلی مانند آینه از لوله پایین می آید.

پرتو نور به سمت هسته کابل حرکت می کند. هسته وسط کابل قرار دارد و ساختار شیشه ای دارد. روکش، لایه ای دیگر از شیشه است که دور هسته پیچیده شده است. روکش برای حفظ سیگنال های نوری در داخل هسته وجود دارد.

 

 

Fiber optic cables

انواع کابل های فیبر نوری

انواع زیادی از کابل های فیبر نوری وجود دارد که در ادامه به آن می پردازیم.

 

 

فیبر سینگل مود و مالتی مود

کابل های فیبر نوری در مود های مختلف سیگنال های نوری را منتقل می کنند. یک مود در واقع مسیری است که پرتو نور هنگام حرکت در فیبر طی می کند. کابل های فیبر به صورت سینگل مود و مالتی مود هستند.

فیبر سینگل مود ساده ترین ساختار را دارد. این شامل یک هسته بسیار نازک است و همه سیگنال ها مستقیماً از وسط عبور می کنند بدون اینکه به لبه ها برخورد کنند. کابل های فیبر نوری سینگل مود معمولاً برای CATV ، اینترنت و تلفن استفاده می شوند ، جایی که سیگنال ها توسط فیبرهای سینگل مود پیچیده شده در یک دسته منتقل می شوند.

 

 

Fiber optic cables

 

 

فیبر مالتی مود نوع دیگری از کابل فیبر نوری است. حدود 10 برابر بزرگتر از یک کابل سینگل مود است. پرتوهای نور می توانند با دنبال کردن مسیرهای مختلف یا در چندین حالت مختلف از طریق هسته حرکت کنند. این نوع کابل ها فقط می توانند داده ها را در فواصل کوتاه ارسال کنند. بنابراین ، آنها در بین سایر برنامه ها ، برای اتصال شبکه های کامپیوتری استفاده می شوند.

چهار نوع کابل فیبر نوری مالتی مود وجود دارد که توسط OM(optical multimode) مشخص شده است. یک انجمن صنعتی آنها را با عنوان های OM1 ، OM2 ، OM3 و OM4 تعیین کرد. آنها توسط ISO/IEC 11801 توصیف شده اند. استاندارد OM4 توسط TIA/EIA 492AAAD تأیید شده است. هر OM حداقل پهنای باند Modal مورد نیاز را دارد.

 

 

فیبر نوری Simplex و Duplex

ساختارهای کابل فیبر نوری ساده شامل یک رشته شیشه است. بیشتر اوقات ، فیبر سیمپلکس در مواردی استفاده می شود که فقط یک خط انتقال و/یا دریافت بین دستگاه ها مورد نیاز است یا هنگامی که از یک سیگنال داده چندگانه استفاده می شود (ارتباط دو طرفه بر روی یک فیبر واحد).

یک کابل فیبر داپلکس از دو رشته فیبر شیشه ای یا پلاستیکی تشکیل شده است. این کابل که معمولاً در قالب ساختاری “zipcord” یافت می شود ، اغلب برای ارتباط دو طرفه بین دستگاه هایی که به ارسال و دریافت جداگانه نیاز دارند ، استفاده می شود.

 

 

Fiber optic cables

 

چرا باید از کابل فیبر نوری استفاده کرد؟

 

  • آنها عملاً اطلاعات نامحدودی دارند
  • دارای ظرفیت حمل بالا (پهنای باند بسیار وسیع ، THz یا Tbits/s)
  • تلفات انتقال آنها بسیار کم است (<0.2dB/km ، cf1dB/km مایکروویو ، 10db/km جفت مس پیچ خورده)
  • آنها گرما را از بین نمی برند
  • آنها در برابر تداخل متقابل و تداخل الکترومغناطیسی مصون هستند

 

 

 

استفاده از فیبر نوری در زندگی روزمره ما

ممکن است الیاف پلاستیکی حامل چراغ های رنگی را در کاربردهای تزئینی دیده باشید. آنچه ممکن است ندیده باشید کابل های فیبر نوری واقعی هستند که اکنون پایه ارتباطات و شبکه های کامپیوتری ما هستند. هزاران مایل کابل فیبر نوری نصب شده انواع مختلفی از اطلاعات را در زیر زمین ، در تونل ها ، دیوارهای ساختمان ، سقف ها و جاهایی دیگر که مشاهده نمی کنید ، حمل می کند. کاربردهای معمول فیبر نوری عبارتند از مانند:

 

  • شبکه های کامپیوتری
  • صدا و سیما
  • اسکن پزشکی
  • تجهیزات نظامی

 

 

 

Fiber optic cables

 

 

 

 

کابل های فیبر نوری در موارد مختلف در صنایع کاربردهای فراوانی دارند. برخی از این کاربردها عبارتند از:

 

پزشکی

  • الیاف نوری برای مصارف پزشکی مناسب هستند. آنها می توانند در رشته های انعطاف پذیر ساخته شوند ، بسیار نازک برای وارد شدن به ریه ها ، عروق خونی و بسیاری از قسمت های توخالی بدن. این فیبرهای نوری در ابزارهای متعددی استفاده می شوند که به پزشکان اجازه می دهد بدون انجام هیچ گونه جراحی ، قسمت های داخلی بدن را مشاهده کنند.

 

مخابرات

  • فیبر نوری برای اهداف دریافت و انتقال نصب و استفاده می شود. در انتقال تلفن از کابل های فیبر نوری استفاده می شود. این الیاف انرژی را به صورت پالس های نوری منتقل می کنند. فناوری آن با کابل های کواکسیال قابل مقایسه است ، جدا از این که فیبرهای نوری قادر به انجام همزمان هزاران مکالمه هستند.

شبکه

  • فیبرهای نوری برای اتصال سرورها و کاربران در انواع تنظیمات شبکه استفاده می شوند و همچنین به افزایش دقت و سرعت انتقال داده ها کمک می کند.

صنعت و تجارت

  • الیاف برای تصویربرداری در مناطق دسترسی مانند دستگاه های حسی برای ایجاد دما ، مانند سیم کشی در محل EMI ، فشار ، به عنوان سیم کشی در محیط های صنعتی و خودروها استفاده می شود. پخش/CATV شرکت های کابل از کابل های فیبر نوری برای سیم کشی HDTV ، CATV ، فیلم در صورت تقاضا ، اینترنت و بسیاری از برنامه های دیگر استفاده می کنند.

ذخیره سازی داده ها

  • از کابل های فیبر برای ذخیره اطلاعات و همچنین انتقال استفاده می شود. کابل های فیبر نوری همچنین برای تصویربرداری و روشنایی و به عنوان حسگر برای نظارت و اندازه گیری طیف وسیعی از متغیرها استفاده می شوند. علاوه بر این ، کابل های فیبر در توسعه ، تحقیق و آزمایش در همه برنامه های فوق استفاده می شود.
Call Now Button
محصول با موفقیت به سبد خرید اضافه شد.