کابل فیبر نوری چیست - چگونگی ساختار و کاربرد

کابل فیبر نوری چیست: دنیایی از اطلاعات و دیتاهای گوناگون در اطراف ما گسترده شده است که به اقتضای نیازهای روزانه از آن‌ها استفاده می‌کنیم. دهکده جهانی با کلیک در اختیار ماست و لازمه زندگی‌کردن در چنین دهکده‌ای یادگیری زبان دنیاست. پدیده نشر زبان دنیا، دقیقاً زمانی اتفاق افتاد که روابط شکل گرفتند و وسایل ارتباطی برای سهولت در این امر وارد کارزار شدند. یکی از همین وسایل سیم و کابل ارتباطی برای جابه‌جایی صدها ترابایت اطلاعات از سراسر جهان، کابل فیبر نوری بود.

درباره شکل کلی این کابل می‌توان گفت که هر تار نوری یا همان فیبر یک‌رشته بلند و با قطر کم از شیشه یا همان سیلیکاست که ممکن است از پلاستیک هم تولید شود. این رشته باریک می‌تواند همانند یک منشور، نور را از سمتی وارد و از طرف دیگر آن را خارج کند. این فیبرهای نوری از جملات مونتاژهای برقی هستند که می‌توانند به‌نوعی نور را حمل کنند. عناصری که در این تارها به‌کاررفته‌اند هرکدام تفکیک می‌شوند و با یک‌لایه پلاستیکی عایق می‌شوند و سرانجام در هنگام نصب در لوله‌ای که محافظ است، قرار می‌گیرد.

کاربرد فیبر نوری

در ابتدا گفته شد کابل‌های نوری به دلیل ظرفیت‌های بالا گزینه خوبی برای کاربرد در مخابرات بودند. دلیل این تناسب انتخاب، پهنای باند بالا این کابل‌ها بود که می‌توانستند هر نوع دیتایی اعم از صوتی، تصویری و سندهای نوشته شده را با سرعتی 100 گیگ بر ثانیه و بدون درنظرگرفتن مسافت‌ها منتقل کنند درحالی‌ که کابل‌های مسی چنین ظرفیت‌هایی نداشتند.

باید گفت که رایج‌ترین شیوه برای انتقال دیتا در مخابرات استفاده از فیبرهای شیشه‌ای یا همان قابلیت لیزر است؛ در اینجا وجود یک قطعه به نام اس اف پی باعث می‌شود به‌عنوان یک ماژول، سیگنال‌های دیجیتالی را به نوع نوری آن مبدل کند و کارکردهای متعددش را آشکار سازد. برای مثال تعبیه فیبرهای نوری در سنسورهایی که فشار، حرارت، میدان مغناطیسی، جابه‌جایی و جریان الکتریکی را اندازه‌گیری می‌کنند منجر به این می‌شود که با استفاده از حساسیت بالای این فیبرها به کوچک‌ترین تغییرات، بهترین و نزدیک‌ترین اعداد را برای نظریه‌ پردازی تخمین بزنند.

کابل‌های شیشه‌ای حتی به‌عنوان یک هدایتگر نوری در صنایع دفاعی و سلاح نیز به کار می‌رود و نقش مهمی در هدایت موشک‌ها، زیردریایی آنتن‌های راداری ایفا می‌کند. علوم درمانی و پزشکی نیز از این صنعت بی‌بهره نیستند و در زمینه تشخیص بیماری‌های صعب‌العلاج مانند انواع سرطان‌ها، غده‌های بدنی و جراحی‌هایی که به‌صورت لیزری انجام می‌شوند، از کابل‌های نوری استفاده می‌کنند.

خرید انواع سیم و کابل از تسلا

سیم و کابل

کابل آلومینیوم

ساختار فیبر نوری

ماده‌ای که غالباً برای ساخت فیبرهای نوری به کار می‌رود، سیلیسیم دی‌اکسید می‌باشد. ضخامت این کابل از 5 اینچ کمتر است و یک مجموعه بزرگ از این فیبرها داده‌های صوتی زیادی را می‌تواند انتقال دهد. ظرفیتی که فیبرهای نوری فراهم می‌کنند چیزی در حدود 5/2 گیگ بر حسب ثانیه است که بیشترین ظرفیت در نوع خودش می‌باشد. چندلایه سازنده کابل نوری می‌باشند که از لایه درونی و مرکزی با عنوان هسته یاد می‌شود؛ این هسته تماماً از جنس شیشه بوده و کل نور دریافتی را بازتاب خواهد داد. در بعضی از موارد با حفظ کارکرد اصلی یعنی بازتابش نور، جنس هسته را از پلاستیک تولید می‌کنند تا مقرون‌ به‌ صرفه‌تر باشد، هزینه فرصت چنین هزینه پایینی، کیفیت کمتر است، به‌گونه‌ای که کابل‌های نوری با هسته پلاستیکی را برای مسافت‌های کوتاه نصب می‌کنند.

اطراف هسته را یک‌ لایه محافظتی تشکیل می‌دهد که ممکن است شیشه‌ای یا پلاستیکی باشد، این لایه به‌عنوان سیتوپلاسم یک سلول نوری عمل می‌کند و با ایجاد یک رابط نوری نور را در هسته بازتاب می‌کند تا هسته آن را از سمت دیگر لایه محافظتی خارج کند و اصطلاحاً یک بازتاب کلی داخلی را تشکیل دهد. ضخامت هسته و سیتوپلاسم سلول کابل نوری در مجموع 125 میکرون می‌باشد. در مرحله پایانی تولید این کابل، پوسته و لایه بیرونی از جنس پلاستیک مقاوم می‌سازند تا این لایه کلی، تمام مجموعه فیبری را در حریم خود نگه دارد و بتواند نور را از خود عبور دهد. مجموع ضخامت کابلی که سرانجام به دست می‌آید، کمتر از یک اینچ خواهد بود.

مزایای کابل فیبر نوری

پس از توضیحات گفته شده درباره فیبرهای شیشه‌ای، ممکن است این سؤال ایجاد شود که مزیت‌های استفاده از چنین کابلی چیست که در ادامه به بررسی همین مطلب پرداخته می‌شود. در قسمت کاربرد فیبرهای نوری در زمینه مخابرات گفته شد که ظرفیت این کابل‌ها بالاست و با پهنای باند بزرگی که از خود ارائه می‌دهند می‌توان در کمترین زمان بیشتر حجم دیتا را با هر موضوع و فرمتی منتقل کرد.

سیگنالی که از این فیبرها عبور می‌کند دچار ضعف نمی‌شوند درحالی‌ که کابل‌های مسی به علت مقاومت بیشتر، سیگنال‌ها را باقدرت کمتری جابه‌جا می‌کند. تداخل سیگنال‌ها در فیبرهای نوری بی‌معناست و علی‌رغم حجم و ضخامت کم برای یکدیگر ایجاد مزاحمت و نویز نمی‌کنند. منابع تغذیه برقی که برای این فیبرهای شیشه‌ای بکار می‌رود، به‌ مراتب از انواع دیگر کم‌ مصرف‌تر است و می‌توان از ولتاژهای پایین‌تر برای انتقال داده‌ها بهره برد. قطر و ضخامت این کابل‌ها کمتر از یک اینچ است در نتیجه نازک‌تر از کابل‌های مسی هستند. به دلیل دفع الکتریسیته‌های ساکن احتمال حریق هم وجود نخواهد داشت و امنیت شبکه‌ای را تأمین خواهد کرد. سرانجام وزن کمتر و وجود سیگنال‌های دیجیتالی که برای انتقال دیتاها بهترند منجر به این می‌شود که کابل‌های نوری در تیراژهای بالا به مصرف برسند.

کابل‌های نوری سینگل مود و مالتی مود

کابل‌های نوری سینگل مود یا تک حالتی همان‌طور که نامشان گویاست در یک‌زمان تعیین شده، یک نوع از دیتا را منتقل می‌کنند و با قطر 9 میکرومتری که دارند از فناوری خاص خود استفاده می‌کنند. این ویژگی تک حالتی بودن منجر به این شده است که کابل‌های سینگل مود اغلب برای کاربرد در زمینه تلویزیون‌ها و تلفن‌ها استفاده شوند. بازتاب این کابل مستقیماً و بدون شکست انجام می‌شود که از لیزر برای منبع تغذیه خود استفاده می‌کنند. تجهیزات اکتیوی که در این کابل‌ها بکار رفته محدود است به همین خاطر در عالی‌ترین شکل می‌تواند ساپورت 100 مگابایت دیتا را از مسافت 100 کیلومتر بر عهده بگیرد.

در مقایسه با کابل‌های تک حالتی کابل‌های چند حالتی از سایز بزرگ‌تری برخوردارند و به همان نسبت از ظرفیت بیشتری برای انتقال داده‌ها بهره می‌برند. هسته این کابل چیزی در حدود 50 تا 5/62 میکرومتر بوده که گاهاً تا مرز 100 میکرومتر نیز تولید می‌شوند. هسته بزرگی که در این فیبر شیشه‌ای اعمال شده است، کمک می‌کند در یک‌زمان دیتاهای چندرسانه‌ای را منتقل کنیم. منبع تغذیه‌ای این کابل‌ها ال‌ای‌دی بوده و به‌خاطر شکست نور در پرتوهای مختلف و نشر آن با طول موج‌های متعدد، شاخصه‌های پراکندگی و میزان مستهلک شدن را افزایش می‌دهد که منجر به کمتر شدن کیفیت سیگنال‌های دریافتی خواهد شد. فیبرهای مالتی مود یا چند حالتی برخلاف کارکرد چندگانه‌ای که دارند در مسافت‌های کوتاه‌تر به کار می‌روند. توانایی نشر دیتاهای این کابل همان 100 مگابایت است. برای تهیه و خرید انواع کابل فیبر نوری می‌توانید از طریق راه‌های ارتباطی با ما در تماس باشید.