انواع فیبر نوری و کاربرد آن در مخابرات

انواع فیبر نوری و کاربرد آن در مخابرات

فیبر نوری از رشته ی باریک و بلندی تشکیل شده است که کاربردهای متفاوتی دارد و در موارد پزشکی، نظامی، مخابرات و.. مورد استفاده قرار می گیرد. فیبر نوری دارای انواع زیادی می باشد. پس در ادامه همراه ما باشید، تا با انواع فیبر نوری و کاربرد آن در مخابرات آشنا شوید.

فیبر نوری چیست؟

فیبر نوری یا تار نوری ( optical fiber) رشته ی باریک و بلندی است که از یک ماده شفاف، مانند شیشه یا پلاستیک تشکیل شده است و قادر است، نوری را که از یک طرف به آن وارد می شود را از سر دیگر خارج کند. همچنین پهنای باند آن نسبت به کابل های معمولی بیشتر بوده و به وسیله ی آن می توانیم تلویزیون، تلفن و داده های دیگر را به راحتی با پهنای باند بالا انتقال دهیم.

انواع فیبر نوری بر اساس اشعه گذرنده

انواع فیبر نوری در دو دسته ی تک حالته Single mode و چندحالته Multi mode وجود دارند که در زیر آنها را شرح می دهیم :

1.فیبر نوری سینگل مود:

فیبر نوری تک حالته یا سینگل مود نور را بدون آنکه شکستی در آن اتفاق بیفتد به صورت مستقیم عبور می دهد. لیزرها منبع نوری این نوع از دسته بندی فیبرهای نوری هستند که از شدت نور بالایی برخوردارند. قطر هسته این نوع کابل ها بسیار کم است و برابر 9 میکرومتر است.
فیبر نوری سینگل مود دارای دو دسته ی OS1 و OS2 می باشد که در طول موج و نحوه انتشار نور در هسته متفاوت هستند.

2.فیبر نوری مالتی مود:

فیبرهای نوری چند حالته یا مالتی مود هستند که نسبت به کابل های فیبر نوری تک حالته، قطر هسته ی بزرگتری دارند. منبع نوری این کابل ها LED ها هستند و انتشار نور را در پرتوهای متعدد با طول موج های مختلف انجام می دهند. این کابل ها به پنج دسته تقسیم می شوند که شامل OM1, OM2, OM3, OM4 و OM5 هستند.

در کابل های نوع OM1 و OM2 نور به دیواره Clad برخورد کرده و شکسته می شود و به طی کردن طول کابل می پردازد. به تکنولوژی ساخت هسته این کابل ها step-index می گویند.

در کابل های نوع OM3, OM4, OM5، تولید هسته کابل به وسیله تکنولوژی Graded-index انجام می شود که سبب می شود نور پس از چندین بار شکست، هنگامی که برخورد با پوشش clad دارد، در طول کابل با ضریب شکست و انحراف بسیار کمی، منتشر می شود.

انواع فیبر نوری بر اساس ترکیب مواد مربوط به هسته

انواع فیبر نوری بر اساس ترکیب مواد مربوط به هسته به دو دسته ی زیر تقسیم می شوند :

1.فیبر نوری با ضریب شکست پله ای:

فیبر نوری با ضریب شکست پله ای اصطلاحا به step-index شهرت یافته اند و عملکرد آن ها به این گونه است که ابتدا به ساخت لایه هسته با ضریب شکست و قطر مشخص پرداخته و سپس یک لایه روکش با ضریب شکست کمتر بر روی آن قرار می دهند تا فیبری به وجود آید که سبب تغییر پلکانی ضریب شکست در مرز بین هسته و روکش شود.

2.فیبر نوری با ضریب شکست مرحله ای (تدریجی):

در فیبر نوری با ضریب شکست مرحله ای که اصطلاحا به Graded index مشهور شده اند، ضریب شکست هسته به آرامی از مرکز دور شده و کاهش می یابد. کاهش ضریب شکست در مرز 50 تا 62 و نیم میکرون به حداقل میزان خود می رسد. همین امر سبب می شود که مرز بین ناحیه هسته و روکش مانند سطح آینه ای عمل نکند.

انواع فیبر نوری براساس ساختار مواد آن

انواع فیبر نوری براساس ساختار به سه دسته تقسيم می شوند که در زیر به آنها اشاره می کنیم :

1.فیبر نوری شیشه ای:

جنس هسته این نوع فیبر نوری، از شیشه می باشد به همین دلیل به آن، فیبر نوری شیشه ای می گویند. در این نوع فیبر امکان بریدن وجود ندارد زیرا ظریف می باشد و قابليت اصلاح و تقسیم نیز ندارد. فیبر نوری شیشه ای انعطاف پذیری کمی دارد اما از تنوع زیادی برخوردارند و عملکرد طبیعی در برابر حرارت بالا، استرس مکانیکی و مواد شیمیایی دارد.

2.فیبر نوری پلاستیکی:

این نوع فیبر از انواع فیبر نوری به حساب می آید که ساخته شده از مواد پلیمری است و هسته آن از اکریلیک می باشد و دارای قطر یک میلی متری است که همین امر باعث شده است، نور سریع و آسان منتقل شود. این فیبرها نور سبز یا قرمز بی ضرر را که مشاهده ی آن ها با چشم به راحتی امکان پذیر می باشد را مورد استفاده قرار می دهند.

الیاف فیبر نوری پلاستیکی برای مصارف خانگی کاربرد دارد زیرا برای کودکان و افراد حساس، ضرری ایجاد نمی کند. این فیبر همچنین کاربردهای دیگری مانند ایجاد روشنایی و تزئینات و دکوراسیون و لینک های دیتا با سرعت پایین دارد و برای تجهیزات پزشکی و در صنعت بهداشتی و آرایشی نیز به کار گرفته می شود.

3.فیبر نوری سیلیکا با روکش پلاستیکی

جنس این نوع فیبر از سیلیکا است و یک روکش پلاستیکی از جنس پلیمر دارد. از مزایای این فیبر می توان به موارد زیر اشاره کرد :

چقرمگی بالای شکستگی
انعطاف پذیری بالا در خمش
ضریب منفی گرماسنجی
حساسیت بیشتر به کرنش نسبت به سیلیس

انواع فیبر نوری بر اساس محیط

به سه دسته ی زیر تقسیم می شوند :
1- (indoor (Tight Buffer
2 -(Tube loose ) outdoor
3- Indoor & outdoor

کابلهای Indoor:

این نوع کابل ها برای محیط های داخل ساختمان به کار گرفته می شوند و Tight Buffer پوشش داخلی این نوع از کابل های فیبر نوری می باشد که از رشته نخ هایی محسوب می شود که دور تا دور کابل قرار می گیرند.
این روکش 900 میکرومتر قطر دارد که مستقیما بر روی فیبر نوری قرار می گیرد تا مانع ضربه های کوچک به روی فیبر شود. پوشش آن به منعطف شدن کابل کمک شایانی خواهد کرد. انواع فیبر نوری tight Buffer خود نیز به سه دسته break out, mini breakout و zip cord تقسیم می شوند.

کاربرد کابل‌های tight buffer

1- کابل کشی عمودی یا بک بن داخل ساختمان
2- کابل کشی افقی
3- پچ کوردها و کابل های تجهیزات

کابل فیبر نوری outdoor

ای کابل ها دارای پوشش loose Tube هستند و کاربرد آنها برای فضای باز و محیط های بیرون از ساختمان می باشد. در این روش، تارهای فیبر نوری به نحوی در یک تیوپ پلاستیکی قرار می گیرند که بتوانند به صورت آزاد، امکان حرکت داشته باشند. همچنین فضای آزاد درون تیوپ به وسیله ی يک نوع ژل تیروکسن پر می شود تا از نفوذ رطوبت به آن جلوگیری شود.

این کابل ها مقاومت بیشتری در برابر فشارهای بیرونی دارند زیرا هنگامی که تارهای فیبر نوری، درون تیوپ شناور میشوند؛ نیروی مکانیکی اثر کمتری بر روی تارها می گذارد، به همين دليل برای مکان هایی که کابل ها تحت فشار قرار دارند نیز به کار گرفته می شود.

کابل فیبر نوری Indoor & outdoor

این نوع کابل ها از انواع فیبر نوری به شمار می آیند که برای محیط های داخلی و بیرونی ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند و دارای برخی از ویژگی های کابل های Indoor و outdoor هستند.

انواع کابل های مخابراتی فیبر نوری

کابل های مخابراتی فیبر نوری به سه دسته ی کابل نوری خاکی، نوری کانالی، نوری هوایی تقسیم می شوند که در زیر آنها را جداگانه شرح می دهیم :

1.کابل های نوری خاکی:

این نوع کابل ها از کابل های مخابراتی فیبر نوری هستند که خود به دو نوع تقسیم می شوند :

کابل نوری ژله فیلد خاکی

از این کابل معمولا برای شبکه های زیرساخت و بین شهری استفاده می شود. همچنین برای مسافت های طولانی به کار گرفته می شود. این کابل ها به دلیل اینکه به صورت مستقیم درون خاک دفن می گردند، به کانال کشی و بسترسازی نیازی ندارند. همچنین ژله ای که در این کابل به کار رفته است، ماده ی چسبناک است که از نفوذ آب و رطوبت جلوگیری می کند.

کابل نوری خشک خاکی

این کابل ها ساختار متفاوتی دارند و بدون ژله هستند و برای حفاظت کابل در برابر نفوذ رطوبت مورد استفاده قرار می گیرند و این نوار جاذب هنگامی که در مجاورت رطوبت قرار می گیرد، ژله‌ ای از خود ترشح می کند. کاربرد این نوع کابل ها مشابه کابل های نوری ژله فیلد خاکی است اما به دلیل اینکه بدون ژله می باشد از نخ و نوار جاذب رطوبت استفاده می کند.

2.کابل های کانالی:

از انواع دیگر کابل های مخابراتی فیبر نوری به حساب می آیند که به دسته های زیر تقسیم می شود :

کابل نوری ژله فیلد کانالی

کاربرد آن برای شبکه های درون شهری و بین مراکز مخابراتی است.

کابل نوری خشک کانالی

این کابل ها ساختار متفاوتی دارند و به دلیل اینکه بدون ژله می باشند، خشک هستند. از این رو برای آنکه کابل را در برابر نفوذ رطوبت محافظت کنند، از نوار جاذب رطوبت استفاده می کنند.

3.کابل نوری مهاردار

از انواع فیبر نوری مخابراتی، کابل های نوری مهاردار هستند که خود شامل انواع زیر می باشد:

کابل نوری مهاردار هوایی ژله فیلد

از این نوع کابل برای مناطق روستایی و مخابراتی استفاده می کنند. سیم مهار به کار رفته در این نوع کابل شامل 7 رشته فولاد گالوانیزه است که بهم تابیده شده اند و به طور موازی با هسته کابل قرار دارند.

کابل نوری مهاردار هوایی خشک

این نوع کابل ها بدون ژله هستند و وزن سبک تری نسبت به کابلهای ژله فیلد دارند. از نخ و نوار جاذب رطوبت در مناطقی که احتمال دارد آب به ساختمان کابل نفوذ پیدا کند، استفاده می کنند تا از کابل نوری مهاردار هوایی، محافظت شود.

کابل نوری مهاردار هوایی با زره:

این کابل را در مناطقی قرار می دهند که احتمال تیراندازی توسط شکارچیان وجود دارد و برای اینکه از ساختار کابل محافظت شود، از نوار فولادی روکش پلیمری استفاده می کنند که به صورت دندان اره ای است.

مزایای فیبر نوری در مقایسه با سیم های مسی

1.قیمت ارزانتر:

در مقیاس های بالا، فیبر نوری قیمت پایین تری نسبت به سیم های مسی دارد.

2.اندازه نازک تر:

فیبرهای نوری به مراتب قطر کمتری نسبت به سیم های مسی دارند.

3.ظرفیت بالاتر:

فیبر نوری بهتر می تواند داده ها را انتقال دهد زیرا پهنای باند آن، که به منظور ارسال اطلاعات استفاده می شود، به مراتب از سیم مسی بیشتر است.

4.تضعیف ناچیز:

ضعیف بودن سیگنال در فیبر نوری به مراتب کمتر است.

5.انعطاف پذیری:

در موارد متعددی مانند دوربین های دیجیتال، عکس برداری پزشکی و.. مورد استفاده قرار می گیرد زیرا دارای انعطاف پذیری مناسبی است و قابلیت دریافت و ارسال نور را دارد.

کاربرد های فیبر نوری

فیبر نوری کاربردهای متفاوتی دارد که در زیر به چند مورد اشاره می‌ کنیم :

1.کاربرد در مخابرات:

فیبر نوری انتقال داده را توسط نور لیزر انجام می دهد، به همین دلیل در مخابرات کاربرد دارد.

2.کاربرد نظامی:

انواع فیبر نوری در صنایع دفاع، کاربردهای بیشماری دارد که می توان به برقراری ارتباط و کنترل به وسیله آنتن رادار، کنترل و هدایت موشک ها و ارتباط زیردریایی ها اشاره کرد.

3.کاربرد پزشکی:

از فیبر نوری برای تشخیص بیماری ها و آزمایشگاه های گوناگون در پزشکی، استفاده می کنند که می‌ توان به شناسایی نارسایی های درون بدن، جراحی لیزری، دندان پزشکی و.. اشاره کرد.

4.کاربرد در روشنایی:

یکی از کاربردهای انواع فیبر نوری، کاربرد آن در سیستم روشنایی است که نور را از منبع نور (طبیعی یا غیرطبیعی) به فیبر نوری وارد کرده، سپس به محل مصرف انتقال می دهند.

جمع بندی

همانطور که اشاره کردیم فیبر نوری انواع زیادی دارد که هر کدام را براساس ساختار، ترکیب و محیط آن شرح دادیم و اشاره کردیم که هر کدام برای چه کاربردی مورد استفاده قرار می گیرد. پس می توانید انواع فیبر نوری را بررسی کرده و با توجه به کاربرد مد نظر، نوع مناسب کار خود را انتخاب نمایید.

از فروشگاه ما دیدن نمایید.