فیبر نوری و کاربردهای آن

فیبر نوری یا تار نوری، به رسانه و فن آوری مرتبط با انتقال اطلاعات به عنوان پالس های نور در امتداد یک رشته شیشه ای یا پلاستیک یا فیبر اشاره دارد در این مقاله برای شما خواهیم گفت  فیبر نوری و کاربردهای آن را شرح می دهیم. کابل فیبر نوری می تواند تعداد زیادی از این فیبرهای شیشه ای را شامل شود – از چند تا چند صد. در اطراف هسته فیبر شیشه ای یک لایه شیشه ای دیگر به نام روکش است. لایه ای که به عنوان یک لوله بافر شناخته شده است، پوشش را محافظت می کند و یک لایه ژکت به عنوان لایه محافظ نهایی برای رشته فرد عمل می کند.

فیبر نوری چیست؟

فیبر نوری یا تار نوری ریسمان بلند و باریکی است که مواد تشکیل دهنده ی آن سیلیکا، پلاستیک و شیشه می باشد. فیبر نوری داده ها را با سرعت بالا انتقال می دهد. پهنای باند در فیبر نوری خیلی بالاتر از شبکه های دیگر است. فیبر نوری که از یک طرف آن نور را وارد و از طرف دیگر خارج می کند. در حال حاضر مخابرات فیبر نوری از مهمترین شبکه ها برای منتقل کردن اطلاعات است و دلیل این موضوع وسعت باند در قیاس با کابلهای دیگر است.

فیبر نوری و کاربردهای آن

 

چگونه یک فیبر نوری کار می کند.

فیبر نوری اطلاعات را به شکل ذره های نور – یا فوتون – از طریق کابل فیبر نوری انتقال می دهد ، هسته فیبر شیشه ای و روکش آن هر کدام از شاخص های متفاوتی هستند که نور ورودی را در یک زاویه مشخص خم می کند. هنگامی که سیگنال های نور از طریق کابل فیبر نوری ارسال می شود، آنها از هسته و روکش در یک سری از پرش های zig zag دفاع می کنند و به فرایندی به نام بازتاب داخلی می پردازند. سیگنال های نور به علت لایه های چسبنده شیشه ای با سرعت نور حرکت نمی کنند ، در عوض حدود 30٪ کندتر از سرعت نور است. برای تجدید یا تقویت سیگنال در طول سفر آن، انتقال فیبر نوری گاهی به تکرار نیاز دارد در فواصل دور برای احیای سیگنال نوری با تبدیل آن به یک سیگنال الکتریکی، پردازش سیگنال الکتریکی و انتقال سیگنال نوری انجام می گردید. برای اطلاعات بیشتر می توانید دوره آموزش فیبر نوری را ببینید.

انواع فیبر نوری

فیبر چند منظوره و فیبر تک حالت دو نوع اصلی از فیبر نوری است.فیبر تک حالت برای مسافت های طولانی تر با توجه به قطر کوچکتر از هسته فیبر شیشه ای، نور را به یک پرتو منفرد متصل می کند، که مسیر مستقیمتری را ارائه می دهد و اجازه می دهد سیگنال را برای راه دور بیشتر سفر کند. فیبر تک حالت نیز پهنای باند قابل ملاحظه ای نسبت به فیبر چند منظوره دارد. منبع نور مورد استفاده برای فیبر تک حالت به طور معمول یک لیزر است . فیبر تک حالت معمولا گرانتر است زیرا نیاز به محاسبات دقیق برای تولید نور لیزر در یک بازه کوچکتر است.

فیبر چند منظوره برای فاصله های کوتاهتر استفاده می شود، زیرا باز کردن هسته بزرگتر به سیگنال های نوربرای بازتاب بیشتردر طول راه اجازه می دهد. قطر بزرگ اجازه می دهد تا پالس های نور چندگانه را از طریق کابل در یک زمان ارسال، که منجر به انتقال بیشتر داده ها می شود. این بدان معناست که با وجود این، امکان از دست رفتن سیگنال، کاهش یا تداخل وجود دارد. فیبر چند منظوره معمولا از LED برای ایجاد پالس نور استفاده می کنند.

در حالی که کابل های سیم مسی انتخاب های سنتی برای ارتباطات مخابراتی، شبکه و اتصالات کابل بوده است، فیبر نوری به یک جایگزین رایج تبدیل شده است. اکثر خطوط راه دور شرکت های تلفنی از فیبر نوری ساخته شده اند. فیبر نوری اطلاعات بیشتری نسبت به سیم مسی معمولی به علت پهنای باند بالاتر و سرعت های سریعتر آن را حمل می کند. از آنجا که شیشه الکتریسیته نیست، فیبر نوری به تداخل الکترومغناطیسی منجر نمی شود و تلفات سیگنال به حداقل می رسد.

فیبر نوری و کاربردهای آن

علاوه بر این، کابل های فیبر نوری را می توان در آب غوطه ور کرد و در محیط های خطر بیشتری مانند کابل زیر دریایی استفاده نمود. کابل فیبر نوری نیز قوی تر، نازک تر و سبک تر از کابل های سیم مسی است و اکثرا نیازی به نگهداری یا جایگزینی آن نیست. با این حال، سیم مسی اغلب ارزان تر از فیبر نوری است و در حال حاضر در بسیاری از مناطق که کابل فیبر نوری مستقر نشده است نصب شده است. فیبر شیشه ای همچنین نیاز به حفاظت بیشتر در داخل یک کابل بیرونی نسبت به مس دارد و نصب کابل کشی جدید کار سختی است.

کاربرهای فیبر نوری

1 – شبکه های کامپیوتری یک مورد فیبر نوری معمولی هستند که به علت توانایی انتقال فیبر نوری برای انتقال داده و ارائه پهنای باند بالا مورد استفاده قرار می گیرد. به طور مشابه، فیبر نوری اغلب در پخش و الکترونیک برای ارائه ارتباطات و عملکرد بهتر استفاده می شود.
2 – صنایع نظامی و فضایی همچنین از فیبر نوری به عنوان وسیله ارتباطی و انتقال سیگنال استفاده می کنند، علاوه بر توانایی آن برای اندازه گیری دما نیز می باشد. کابل های فیبر نوری به دلیل وزن سبک تر و اندازه های کوچکتر می توانند مفید باشند.
3 – فیبر نوری اغلب در انواع ابزار پزشکی برای ارائه روشنایی دقیق استفاده می شود. این نیز به طور فزاینده ای سنسورهای پزشکی را کمک می کند که به روش های پزشکی حداقل تهاجمی کمک می کند. از آنجا که فیبر نوری به تداخل الکترومغناطیسی وابسته نیست، برای آزمایش های مختلف مانند اسکن MRI ایده آل است . دیگر برنامه های پزشکی برای فیبر نوری شامل تصویربرداری اشعه ایکس، آندوسکوپی، نور درمانی و میکروسکوپ جراحی می باشد.