کابل فیبر نوری چیست + ویدئو کاربرد فیبر نوری

[ux_text font_size=”1.2″ line_height=”2.35″]

در حوزه مخابرات و شبکه، ظهور کابل های فیبر نوری تغییری انقلابی در نحوه انتقال داده ها ایجاد کرده است. کابل های فیبر نوری که به عنوان کابل های فیبر نوری نیز شناخته می شوند، از اصول انتقال نور برای انتقال حجم وسیعی از داده ها در فواصل طولانی با سرعت های باورنکردنی استفاده می کنند. در این مقاله، ما دنیای کابل‌های فیبر نوری را بررسی می‌کنیم و به ساخت، اصول کار، مزایا و کاربردهای متنوع آن‌ها می‌پردازیم.

آشنایی با کابل فیبر نوری:

کابل فیبر نوری یک وسیله انتقال با ظرفیت بالا و سرعت بالا است که از رشته های نازکی از الیاف شیشه یا پلاستیک تشکیل شده است. این فیبرها برای انتقال داده ها به صورت پالس های نور طراحی شده اند که امکان انتقال سریع و کارآمد اطلاعات را در فواصل طولانی فراهم می کند.

اصول ساخت و ساز و کار فیبر نوری

کابل های فیبر نوری با استفاده از چندین لایه ساخته می شوند:

1. هسته:

هسته قسمت مرکزی کابل است که از یک یا چند فیبر نوری تشکیل شده است. هر فیبر از شیشه یا پلاستیک فوق‌العاده خالص، معروف به سیلیس، ساخته شده و قطری کمتر از موی انسان دارد.

2. روکش:

در اطراف هسته روکش قرار دارد، لایه ای از مواد با ضریب شکست کمتر از هسته. این تضمین می‌کند که سیگنال‌های نوری که از طریق هسته منتقل می‌شوند، در آن محصور می‌مانند و امکان انتقال کارآمد بدون از دست دادن سیگنال را فراهم می‌کنند.

3. پوشش:

الیاف بیشتر توسط یک پوشش محافظت می شوند که معمولاً از مواد پلیمری سخت ساخته شده است. این پوشش استحکام مکانیکی، محافظت در برابر رطوبت و عوامل محیطی را فراهم می کند و سهولت نصب و جابجایی را تسهیل می کند.

اصول کار:

کابل های فیبر نوری برای انتقال سیگنال های نور بر اصول بازتاب داخلی کلی تکیه می کنند. هنگامی که یک سیگنال نوری در یک زاویه خاص وارد هسته فیبر می شود، به دلیل تفاوت در ضریب شکست بین هسته و روکش، تحت بازتاب داخلی کامل قرار می گیرد. این انعکاس تضمین می کند که نور در هسته محصور می شود و آن را قادر می سازد مسافت های طولانی را با حداقل از دست دادن سیگنال طی کند.

مزایای کابل فیبر نوری:

1. پهنای باند و سرعت بالا:

کابل‌های فیبر نوری ظرفیت پهنای باند فوق‌العاده بالایی را ارائه می‌کنند که امکان انتقال حجم وسیعی از داده‌ها را به طور همزمان فراهم می‌کند. آنها از نرخ داده در گیگابیت و ترابیت در ثانیه پشتیبانی می کنند و امکان ارتباط سریع و کارآمد را فراهم می کنند.

2. انتقال از راه دور:

کابل های فیبر نوری می توانند داده ها را در فواصل طولانی بدون تخریب قابل توجه سیگنال انتقال دهند. بر خلاف کابل‌های مسی سنتی که از تضعیف سیگنال در فواصل طولانی رنج می‌برند، کابل‌های فیبر نوری یکپارچگی سیگنال را در طول صدها کیلومتر حفظ می‌کنند.

3. مصونیت در برابر تداخل الکترومغناطیسی:

برخلاف کابل های مسی، کابل های فیبر نوری در برابر تداخل الکترومغناطیسی مصون هستند و برای محیط هایی با سطوح بالای تشعشعات الکترومغناطیسی یا نویز الکتریکی مناسب هستند. این مصونیت، انتقال مطمئن و ایمن داده ها را تضمین می کند.

4. سبک و کارآمد در فضا:

کابل های فیبر نوری سبک و جمع و جور هستند که نصب و جابجایی آنها را آسان می کند. آنها حداقل فضا را اشغال می کنند و انعطاف پذیر هستند و امکان نصب راحت در محیط های مختلف از جمله ساختمان ها، شبکه های زیرزمینی و ارتباطات زیردریایی را فراهم می کنند.

کاربردهای کابل فیبر نوری:

کابل های فیبر نوری کاربردهای گسترده ای در زمینه های مختلف پیدا می کنند، از جمله:

1. ارتباطات از راه دور:

کابل های فیبر نوری ستون فقرات شبکه های مخابراتی مدرن را تشکیل می دهند و امکان اتصال به اینترنت پرسرعت، تماس های تلفنی از راه دور و خدمات تلویزیون کابلی را فراهم می کنند.

2. مراکز داده:

کابل های فیبر نوری در مراکز داده برای انتقال داده با سرعت بالا بین سرورها، سیستم های ذخیره سازی و سوئیچ های شبکه ضروری هستند.

3. پخش:

از کابل های فیبر نوری در پخش برای انتقال سیگنال های تصویری و صوتی در فواصل طولانی بدون افت کیفیت استفاده می شود.

4. تصویربرداری پزشکی و صنعتی:

کابل های فیبر نوری انتقال داده های تصویربرداری پزشکی مانند اشعه ایکس و تصاویر آندوسکوپی را برای اهداف تشخیصی و جراحی تسهیل می کنند. آنها همچنین در سیستم های تصویربرداری صنعتی برای برنامه های بازرسی و نظارت استفاده می شوند.

فیبر تک حالته در مقابل فیبر چند حالته:

کابل های فیبر نوری در دو نوع اصلی وجود دارند: فیبر تک حالته (SMF) و فیبر چند حالته (MMF).

1. فیبر تک حالته (SMF):

کابل های فیبر تک حالته دارای اندازه هسته کوچکی هستند که معمولاً حدود 9 میکرون است. آنها فقط یک حالت یا مسیر واحد را برای انتقال نور می دهند که منجر به حداقل پراکندگی می شود و امکان انتقال در مسافت های طولانی را فراهم می کند. SMF معمولا در ارتباطات راه دور، شبکه های مسافت طولانی و برنامه های کاربردی انتقال داده با سرعت بالا استفاده می شود.

2. فیبر چند حالته (MMF):

کابل های فیبر چند حالته دارای اندازه هسته بزرگتر هستند، معمولاً حدود 50 یا 62.5 میکرون. آنها از حالت‌های نوری متعدد پشتیبانی می‌کنند و امکان انتقال نور را در فواصل کوتاه‌تر فراهم می‌کنند. MMF معمولا در شبکه های محلی (LAN)، مراکز داده و برنامه های کاربردی در فواصل کوتاهتر استفاده می شود.

مالتیپلکسی تقسیم طول موج (WDM):

مولتی پلکسینگ تقسیم طول موج (WDM) یک فناوری است که در کابل های فیبر نوری برای افزایش ظرفیت آنها استفاده می شود. با WDM، چندین سیگنال با طول موج های مختلف به طور همزمان از طریق یک فیبر نوری منفرد منتقل می شود. این امکان افزایش قابل توجهی در مقدار داده‌هایی را که می‌توانند از طریق یک فیبر منفرد منتقل شوند، فراهم می‌کند و به طور موثر پهنای باند موجود را چند برابر می‌کند.

اتصالات کابل فیبر نوری:

برای اتصال کابل های فیبر نوری از انواع کانکتورها استفاده می شود. برخی از انواع اتصال دهنده های رایج عبارتند از:

1. SC (Subscriber Connector):

کانکتورهای SC کانکتورهایی مربعی شکل هستند که به راحتی نصب می شوند و اتصالات قابل اعتمادی را فراهم می کنند. آنها معمولا در ارتباطات داده و برنامه های مخابراتی استفاده می شوند.

2. LC (Lucent Connector):

کانکتورهای LC کانکتورهای کوچک و فشرده ای هستند که به طور گسترده در برنامه های کاربردی با تراکم بالا مانند مراکز داده استفاده می شوند. آنها عملکرد عالی و جابجایی آسان را ارائه می دهند.

3. ST (نوک مستقیم):

کانکتورهای ST بدنه گرد و مکانیزم قفل پیچشی به سبک سرنیزه دارند. آنها به طور گسترده در تاسیسات شبکه قدیمی استفاده می شدند اما تا حد زیادی با اتصالات SC و LC جایگزین شده اند.

4. MPO/MTP (Multi-Fiber Push-On):

کانکتورهای MPO/MTP برای کابل های چند فیبر طراحی شده اند و امکان اتصال سریع و آسان چندین فیبر در یک کانکتور را فراهم می کنند. آنها معمولا در محیط های مرکز داده با چگالی بالا استفاده می شوند.

نصب و جابجایی کابل:

نصب و جابجایی کابل های فیبر نوری نیازمند ملاحظات خاصی است:

1. جابجایی مناسب کابل:

کابل های فیبر نوری باید با احتیاط مورد استفاده قرار گیرند تا از آسیب به فیبرهای شکننده جلوگیری شود. آنها باید در هنگام نصب از خم شدن، له شدن یا کشیدن بیش از حد محافظت شوند.

2. کشیدن کابل:

کابل های فیبر نوری باید با استفاده از کشش و شعاع خمشی مناسب کشیده شوند تا از از دست رفتن سیگنال یا آسیب جلوگیری شود. برای اطمینان از یکپارچگی کابل ها باید از ابزارها و تکنیک های مخصوص کشیدن کابل استفاده کرد.

3. محافظت از کابل:

کابل های فیبر نوری باید از عوامل محیطی مانند رطوبت، مواد شیمیایی و دمای بیش از حد محافظت شوند. برای محافظت از کابل ها باید از مدیریت مناسب کابل و محفظه های محافظ استفاده کرد.

نتیجه:

کابل‌های فیبر نوری انقلابی در زمینه انتقال داده ایجاد کرده‌اند و کانال‌های ارتباطی با سرعت بالا، ظرفیت بالا و قابل اعتماد ارائه می‌کنند. با انواع مختلف فیبرها، گزینه‌های اتصال و فناوری‌هایی مانند WDM، کابل‌های فیبر نوری برای برآورده کردن نیازهای روزافزون ارتباطات از راه دور، شبکه و برنامه‌های انتقال داده به تکامل خود ادامه می‌دهند. کابل‌های فیبر نوری با بهره‌گیری از قدرت نور، راه را برای ارتباطات داده‌ای سریع‌تر و کارآمدتر هموار کرده‌اند و به پیشرفت صنایع مختلف و تسهیل دنیای به هم پیوسته‌ای که امروز در آن زندگی می‌کنیم کمک می‌کنند.

کابل‌های فیبر نوری روش انتقال داده‌ها را متحول کرده‌اند و کانال‌های ارتباطی با سرعت بالا و ظرفیت بالا را برای طیف گسترده‌ای از کاربردها فراهم می‌کنند. کابل های فیبر نوری با مزایای قابل توجه خود از نظر پهنای باند، سرعت، انتقال از راه دور و مصونیت در برابر تداخل الکترومغناطیسی، به ستون فقرات سیستم های مخابراتی و شبکه مدرن تبدیل شده اند. با پیشرفت فناوری، کابل‌های فیبر نوری به ایجاد تحول دیجیتال ادامه می‌دهند و امکان انتقال یکپارچه و کارآمد داده‌ها را در دنیای به هم پیوسته ما فراهم می‌کنند.

[/ux_text]