انواع فیبر نوری کدامند و چه کاربردی دارند؟

ویژگی های فیبر نوری چیست؟

شبکه‌های فیبر نوری مشابه شبکه های جاده ای در سراسر نقاطی از کره زمین کشیده شده اند. قطر فیبرهایی که نور را با خود حمل می کنند، کوچک و تقریبا به اندازه یک تار موی انسان است. این نور سفید به نظر می‌رسد ولی ترکیبی از رنگ‌های زیادی می باشد که هر کدام می‌توانند حامل کانال ترافیکی خاص خود باشند.

جنس فیبر نوری از سیلیس خالص بوده و دارای خواصی می باشد که به آن انکسار داخلی کامل می دهد. انکسار داخلی اساس ارتباطات فیبر نوری را تشکیل می دهد. کابل های فیبر نوری از یک هسته مرکزی، روکش و پوشش تشکیل شده اند.
پرتوهای نوری به سمت هسته مرکزی حرکت می کنند. روکش محافظ مانع از فرار نور می شود که به دلیل خواص سیلیس، نور به جای فرار به داخل هسته انعکاس می یابد. این همان اثر انکسار و بازتاب داخلی کامل است که مشابه انعکاس از آینه می باشد. حتی در مناطق بلند و گوشه‌ها نیز پالس‌های نوری می توانند انتقال داده‌ها را در داخل یک کابل فیبر نوری ممکن ‌سازند. پوشش کابل جهت محافظت در برابر ضربات و آسیب های خارجی و رطوبت اضافه می گردد.

انواع فیبرهای نوری کدامند؟

فیبر ها دارای دو نوع اصلی هستند که هر کدام کاربرد متفاوتی دارند.

انواع فیبرهای نوری

فیبر چند حالته یا multimode (MM) دارای یک هسته بزرگ است که امکان عبور چندین مسیر را از طریق فیبر فراهم می کند. فیبر تک حالته یا single-mode (SM) فقط دارای یک مسیر از طریق یک هسته بسیار کوچکتر است.

خواص فیبر نوری چند حالته چیست؟

در کابل فیبر نوری چند حالته این امکان فراهم شده که چندین حالت نور از یک هسته بزرگ عبور نماید. در نتیجه تعداد بازتاب ها با عبور نور افزایش می یابد. مزیت این نوع فیبر آن است که جهت انتقال سیگنال ها می توان از فرستنده و گیرنده های ارزان قیمت استفاده نمود. البته پراکندگی و تضعیف زیادی را نیز ایجاد می کند. به این معنا که به دلیل اندازه هسته، فضای زیادی برای تابش نوری که با فیبر ارسال می شود به سمت پایین باقی می‌ماند که کیفیت سیگنال را به سرعت کم می­کند.

امکان تقویت سیگنال های آن وجود ندارد بنابراین فقط برای مسافت های کوتاه مناسب است. مصرف آن در جایی است که به یک راه حل کم هزینه نیاز باشد. فیبر چند حالته برای فاصله های بیشتر از 200 تا 300 متر، مناسب نیست. پس داخل یک مرکز داده که به فواصل کوتاه نیاز است، استفاده می گردد. نمونه ای از این فیبرها OM4 است که امکان مدیریت سیگنال های ترافیکی 10 و 100 گیگا تا فاصله 100 متر را دارد.

انواع فیبرهای چندحالته کدامند؟

دو نوع اصلی فیبر نوری چند حالته وجود دارد که دارای مشخصات زیر هستند.
معمول ترین نوع آن فیبر چند حالته با شاخص گرادیان است. در این نوع فیبر، نوری که نزدیک به محور حرکت می کند کندتر از نوری که نزدیک روکش است، حرکت می کند. این کار موجب گروه بندی بهتر پرتوهای نوری می شود. در نتیجه ضریب شکست به تدریج از محور مرکزی به سمت روکش کم می شود.

فیبر چند حالته با شاخص گرادیان

نوع دیگر فیبر چند حالته Step-Index است. در این نوع فیبر، نور در مسیرهای گوناگون به صورت زیگزاگی و مستقیم حرکت می کند و از روکش جدا می گردد. بنابراین در زمان‌های مختلف، حالت‌های متفاوت نور به سر دیگر فیبر می‌رسند. وقتی حالت های مختلف شروع به پخش شدن می کنند، قسمتی از سیگنال شکل خود را از دست می دهد.

فیبر چند حالته Step-Index

خواص و انواع فیبر نوری تک حالته کدامند؟

هسته فیبر نوری تک حالته از هسته فیبر چند حالته کوچکتر است و فقط یک حالت از نور اجازه عبور پیدا می کند. به دلیل آنکه انعکاس نور در این نوع کمتر است، کمترین تضعیف سیگنال را به دنبال دارد و بنابراین نور می‌تواند به مسافت های دورتر حرکت نماید. در این حالت از لیزر به عنوان منبع نور استفاده می­شود که یک طول موج واحد را در یک خط مستقیم به سمت فیبر ارسال می­کند. روکش این فیبر هم 125 میکرومتر است ولی هسته به طور معمول 9 میکرومتر می­باشد.
پهنای باند فیبر تک حالته زیادتر بوده و مناسب ترین نوع فیبر برای شبکه های از راه دور به شمار می آید. فیبر تک حالته دارای انواع مختلفی است که برای مناطق مختلف بهینه سازی شده است.

معمول­ترین فیبر بدون پراکندگی (NDSF) که قابلیت جابجایی دارد در دهه 1980 مورد استفاده قرار گرفت. این نوع فیبر برای منطقه 1310 نانومتری بهینه سازی شده بود. قبل از آنکه سیستم های تقسیم طول موج (WDM) رایج گردند، این طول موج مورد استفاده شبکه های نوری بود. فیبرهای (NDSF) در آن محدوده پراکندگی پایینی دارد و اجازه نمی­دهد که نور زیادی در هسته بتابد. این فیبرها در 1550 نانومتر، محدوده ای که سیستم های WDM مدرن در آن قرار می گیرند، دارای پراکندگی بسیار بالاتری است. پس فاصله مناسبی برای اتصالات محدود دارد.

فیبرهای با پراکندگی و قابلیت جابجایی (DSF) برای استفاده در 1550 نانومتر بهینه سازی شده است. البته عملیات آن به طول موج تکی محدود می­شود و بنابراین استفاده از آن با برخی از انواع سیستم های WDM مدرن مشکل ساز می باشد. همچنین فیبرهایی با پراکندگی غیر صفر وجود دارد که پراکندگی آن بسیار کمتر است. باید گفت همه انواع فیبر تک حالته برای سیستم های DWDM با ظرفیت بالا و با نرخ داده بالا مناسب است.

نتیجه گیری

قطر فیبر نوری بسیار ریز و به اندازه یک تار موی انسان است. این فیبر از سیلیس ساخته شده که توانایی بازتاب نور را دارد. داده ها از طریق این نور به طور موثر در درون فیبر منتقل می شوند. فیبر از قسمت های مختلف تشکیل شده است، هسته ای که نور از طریق آن عبور می کند. همچنین دارای روکشی است که از فرار نور جلوگیری می کند و پوششی که از فیبر در برابر آسیب و رطوبت محافظت می کند. فیبر تک حالته دارای هسته بسیار کوچکی است که می تواند داده ها را در فواصل طولانی تری هدایت کند.