فیبر نوری چیست؟
فیبر نوری، رشته‌ای از تارهای بسیار نازک شیشه‌ای بوده که قطر هر یک از تارها نزدیک به قطر یک تار موی انسان است. تارهای فوق در کلاف‌هایی قرار می‌گیرند و کابل‌های نوری را به‌وجود می آورند.
کابل فیبر نوری به‌عنوان یک هدایت‌کننده نور عمل می‌کند که نور را از یک سر‌به‌سر دیگر منتقل می‌کند. یک دریافت‌کننده که به نور حساس است در مقصد وجود داردکه پالس‌های دریافتی منبع را تبدیل به سیگنالهای دیجیتالی می‌کند.
از فیبر نوری به‌منظور ارسال سیگنالهای نوری در مسافت‌های طولانی استفاده می‌شودو مهمترین هدف در استفاده از فیبر نوری داشتن نرخ انتقال بیتی بالا است.
اجزای تشکیل‌دهنده فیبر نوری
یک فیبر نوری از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
1- هسته(Core) هسته نازک شیشه‌ای در مرکز فیبر که سیگنالهای نوری در آن حرکت می‌نمایند. در داخل هسته از دیودها و یا لیزرهای انعکاسی استفاده می‌شود تا مانع از خروج پرتوهای نور از کابل شود.
2- روکش(Cladding) بخش خارجی فیبر بوده که دورتا دور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نور منعکس‌شده به هسته می‌گردد. پوشش هسته به منحرف نشدن پرتوها کمک می‌کند. ضریب انعکاس روکش از هسته کمتر بوده و موجب شکست کامل نور تابیده شده به دیواره هسته می‌شود.
3- بافر رویه(Buffer Coatiny) روکش پلاستیکی که باعث حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و سایر موارد آسیب‌پذیر است .
بیشتر لایه‌ها در فیبر نوری به منظور محافظت از هسته در نظر گرفته می‌شوند. کابلها از نظر لایه‌های محافظ به دو دسته : الف) کابل‌های لوله شل ب) کابل های با ضربه‌گیر محکم، تقسیم می‌شوند. از کابل‌های شل در فضاهای باز استفاده می‌شود و از نوع دوم بیشتر در برقراری اتصالات تجهیزات پایانه‌ای و همچنین در ارتباطات بین وسایل گوناگون در شبکه های بزرگ و همچنین در کابل‌کشی داخل ساختمان استفاده می‌شود.
مزایای فیبر نوری چیست؟
فیبر نوری در مقایسه با سیمهای مسی دارای مزایای زیر است:
1- قیمت ارزانتر: هزینه فیبر نوری نسبت به سیمهای مسی در مقیاس‌های بالا کمتر است.
2- اندازه نازک‌تر: قطر فیبرهای نوری به مراتب کمتر از سیمهای مسی است.
3- ظرفیت بالا: پهنای باند فیبر نوری به منظور ارسال اطلاعات به مراتب بیشتر از سیم مسی است. لذا فیبر نوری توانایی انتقال داده‌های بیشتری را دارد.
4- تضعیف ناچیز: تضعیف سیگنال در فیبر نوری به مراتب کمتر از سیم مسی است.
5- عدم تداخل: برخلاف سیگنالهای الکتریکی در یک سیم مسی، عبور سیگنالهای نوری در یک فیبر تأثیری بر فیبر دیگر نخواهد داشت و تداخل الکترو مغناطیسی نخواهیم داشت.
6- مصرف برق پایین: با توجه به این که سیگنال‌ها در فیبر نوری کمتر تضعیف می‌گردند، بنابراین می‌توان از فرستنده‌هایی با میزان برق مصرفی پائین نسبت به فرستنده‌های الکتریکی(که از ولتاژ بالایی استفاده می‌نمایند)، استفاده کرد.
7- اشتغال‌زا نبودن: با توجه به عدم وجود الکتریسته در فیبر نوری، امکان بروز آتش‌سوزی در این خصوص وجود نخواهد داشت.
8- وزن سبک: وزن یک کابل فیبر نوری به مراتب کمتر از کابل مسی هم‌رده‌آن است و این عامل در کارکردن، نصب و نگهداری فیبر بسیار مهم است.
9- انعطاف‌پذیر بودن: با توجه به انعطاف‌پذیری فیبر نوری و قابلیت ارسال و دریافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظیر دوربینهای دیجیتال با موارد کاربردی خاص مانند عکس‌برداری پزشکی و لوله‌کشی و... استفاده می‌گردد.
10- فاصله: از فیبر نوری می‌توان در ارتباط شبکه‌هایی که فاصله زیادی از هم دارند استفاده کرد(اتصال شبکه‌های محلی(LAN) به یکدیگر). شایان ذکر است که قبل از استفاده از کابل‌های فیبر نوری ارتباط بین LAN ها از طریق تلفن یا امواج رادیویی برقرار می‌شد و کابل‌های فلزی توانایی برقراری این ارتباط را نداشتند.
11- پایداری: در کابل‌های فیبر نوری امکان نفوذ و ایجاد اختلال در انتقال داده‌ها کمتر است و از تأثیرگذاری انواع نویزهای الکترومغناطیسی شامل نویزهای رادیویی و یا نویزهای حاصل از نزدیکی کابلها بر روی داده‌های در حال انتقال جلوگیری می‌کند.
بطورکلی تارهای نوری از تداخل و ترویج با سایر کانالهای ارتباطی، خواه نوری و خواه الکتریکی، به خوبی محافظت شده می‌باشد. یعنی نسبت به تداخل فرکانسهای رادیویی(RFI) و تداخل الکترومغناطیسی(EMI) عدم پذیرش عالی دارند.
12- سرعت: فیبر نوری توانایی در انتقال اطلاعات به مقدار زیاد چه به شکل دیجیتالی‌و‌چه به شکل آنالوگ دارند.
13- ترویج نوری نیاز به زمین مشترک بین فرستنده تاری وگیرنده را منتفی می کند.
14-امکان تعمیر فیبر (تار) نوری در حالیکه سیستم روشن است ،بدون آنکه احتمال اتصال کوتاه شدن مدارهای الکتریکی در فرستنده ویا در گیرنده باشد، وجود دارد.
15- فیبرهای نوری درجه‌ای از امنیت وپنهانی بودن را عرضه می کند. چون تار ها انرژی تشعشع نمی‌کنند. برای
یک مزاحم، آشکار سازی سیگنال ارسالی مشکل است.
نحوه دسته‌بندی کابل‌های فیبر نوری چگونه است؟
کابلها براساس پارامترهای زیر دسته‌بندی می‌شوند؟
1- براساسNEC ،UL ،Flame Retardancy
2- براساس نوع کابل
3-براساس‌نوع فیبر(1- تک‌حالته( Single Mode)، 2- چند حالته(Multi Mode )، 3- مختلط(Hybrid)
4- براساس ترکیب سیم و فیبر(Composite Cable)
5- براساس استفاده داخلی (Indoor) یا خارجی(Outdoor)
چگونگی عملکرد سیستم مخابرات فیبر نوری
فیبر نوری یکی از محیط‌های انتقال داده با سرعت بالا است. امروزه از فیبر نوری در موارد متفاوتی نظیر شبکه‌های تلفن شهری و بین‌شهری، شبکه‌های رایانه‌ای و اینترنت و برای انتقال اطلاعات در مسافت‌های طولانی استفاده می‌شود.
نور، در کابل فیبر نوری از طریق هسته و توسط جهش‌های پیوسته با توجه به روکش حرکت می‌کند. با توجه به اینکه روکش، هیچ نوری از هسته جذب نمی‌کند نور می‌تواند مسافت زیادی را طی کند. به هر حال مقداری از موج‌های نور به علت وجود ناخالصی موجود در فیبر ضعیف می‌شوند. میزان تضعیف نور به میزان خلوص شیشه و طول موج نور ارسالی بستگی دارد.
مجموعه رله فیبر نوری از عناصر زیر تشکیل شده است:
1- فرستنده(Transmiter): مسئول تولید و رمزنگاری پیام‌های نوری است. فرستنده پیام‌های نوری را دریافت و دستگاه نوری را به منظور روشن و خاموش‌شدن در یک دنباله مناسب هدایت می‌نماید. فرستنده، از لحاظ فیزیکی در مجاورت فیبر نوری قرار داشته و ممکن است دارای یک لنز به منظور تمرکز نور در فیبر باشد. لیزرها دارای توان به مراتب بیشتری نسبت به دیودهای نورانی می‌باشند. متداولترین طول موج پیام‌های نوری، 850 نانومتر، 1300نانومترو 1550 نانومتر است.
2- فیبر نوری(Optical Fiber): پیام‌های نور را در طول مسیر هدایت می‌کند.
3- تقویت‌کننده نوری( Optical Regenerator): پیام‌های نوری را در مسافت‌های طولانی تقویت می‌کند. برخی از پیام‌ها در مواردی که مسافت ارسال اطلاعات طولانی بوده و یا به هر دلیلی، خلوص شیشه کم باشد، ضعیف شده و حتی از بین خواهند رفت. در چنین مواردی به منظور تقویت پیام‌های نوری ضعیف شده از یک یا چندین تقویت‌کننده نوری استفاده می‌گردد. تقویت‌کننده نوری از فیبرهای نوری متعدد به همراه یک روکش خاص( Doping) تشکیل می‌گردد. بخش دوپینگ با استفاده از یک لیزر پمپ( تلمبه) می‌گردد. زمانی که پیام تضعیف شده به روکش دوپینگی می‌رسد، انرژی ماحصل از لیزر باعث می‌گردد که ملکول‌های دوپینگ شده، به لیزر تبدیل گردند. ملکول‌های دوپینگ شده در ادامه باعث انعکاس یک پیام نوری جدید و قویتر با همان خصوصیات پیام ورودی تضعیف شده، خواهند بود.
4- دریافت‌کننده نوری(Optical Receiver): پیام‌های نوری را دریافت و رمزگشایی می‌نماید و سپس پیام‌های الکتریکی را برای سایر استفاده‌کنندگان(رایانه، تلفن و ...) ارسال می‌نماید.
دریافت‌کننده به منظور تشخیص نور از یک فتوسل(Photocell ) یا فتودیود(Photodiode) استفاده می‌کند.
شامل 19 صفحه word
دانلود تحقیق فیبر نوری و سیستم مخابرات فیبر نوری
