انواع فیبرهای نوری: آنچه باید بدانید

در اطراف ما، زیر زمین و زیر دریا، این رشته‌های کوچک وجود دارد که برای انتقال داده‌ها با استفاده از سیگنال‌های نور استفاده می‌شود. آنها مانند یک لوله کوچک هستند که پالس‌های نور را حمل می‌کند و به اطلاعات اجازه می‌دهد با سرعت‌های فوق العاده بالا در مسافت‌های طولانی حرکت کنند. آنها به ما کمک می‌کنند ویدیوها را تماشا کنیم، پیام بفرستیم و کارهای زیادی را انجام دهیم که هر روز از آن لذت می‌بریم. بنابراین، دفعه بعد که غذا سفارش می‌دهید، با فردی دور صحبت می‌کنید یا کاری آنلاین انجام می‌دهید، به یاد داشته باشید که این رشته‌های نازک نامرئی – انواع مختلف فیبرهای نوری – همه چیز را ممکن می‌کنند.

انواع فیبرهای نوری

انواع مختلفی از فیبرهای نوری بر اساس نحوه حرکت نور در داخل آنها، ضریب شکست آنها و موادی که از آنها ساخته شده اند وجود دارد.

بر اساس تعداد حالت‌ها

فیبر تک حالته: نوعی فیبر نوری است که تنها به یک حالت نور اجازه انتشار در آن را می‌دهد. این بدان معنی است که انتقال یک پرتو یا حالت نور را در امتداد هسته خود امکان‌پذیر می‌کند و پراکندگی سیگنال‌ها را به حداقل می‌رساند و کیفیت سیگنال را در فواصل طولانی‌تر حفظ می‌کند.

یک کابل زیردریایی را تصور کنید که قاره‌ها را به هم متصل می‌کند، مانند کابل Marea که اسپانیا و ایالات متحده را به هم متصل می‌کند. هسته باریک آن به نور اجازه می‌دهد تا در یک حالت حرکت کند و انتقال داده را در فواصل وسیع با حداقل تلفات ممکن می‌سازد.

فیبر چند حالته: فیبر چند حالته نوع دیگری از فیبر نوری است که برای انتقال داده استفاده می‌شود، اما عملکرد آن متفاوت از فیبر تک حالته است. بر خلاف فیبر تک حالته، که تنها به یک حالت نور اجازه عبور از خود را می‌دهد، فیبر چند حالته چندین حالت یا مسیر را برای انتشار نور امکان‌پذیر می‌کند.

به عنوان مثال، یک ساختمان اداری با چندین طبقه و بخش را تصور کنید. برای ایجاد یک اتصال شبکه ای مطمئن و پرسرعت بین طبقات یا بخش‌های مختلف، می‌توان از کابل‌های فیبر نوری چند حالته استفاده کرد. این کابل‌ها ممکن است کامپیوترهای دفاتر مختلف را به یک سوئیچ شبکه مرکزی متصل کنند یا سوئیچ های مختلفی را که در طبقات مختلف قرار دارند وصل کنند.

بر اساس مواد استفاده شده

فیبر نوری پلاستیک (POF): هسته فیبر نوری پلاستیکی از پلی متیل متاکریلات (PMMA) ساخته شده است که دارای ضریب شکست بالایی است و به آن اجازه می‌دهد سیگنال‌های نور را به طور موثر هدایت کند. POF یکی از رایج ترین انواع فیبرهای نوری در شبکه‌های خانگی است.

تصور کنید یک سیستم سرگرمی خانگی با اجزای مختلف مانند تلویزیون، کنسول بازی و نوار صوتی دارید. شما می‌خواهید همه این دستگاه ها را به هم متصل کنید تا تجربه صوتی و تصویری با کیفیتی ایجاد کنید. به جای استفاده از کابل‌های مسی سنتی، تصمیم می‌گیرید از فیبر نوری پلاستیکی استفاده کنید زیرا تحت تأثیر تداخل الکترومغناطیسی قرار نمی‌گیرد، که می‌تواند در تنظیمات با چندین دستگاه الکترونیکی نگران‌کننده باشد.

فیبرهای شیشه‌ای: فیبرهای نوری شیشه انواعی از فیبرهای نوری هستند که دوام و مقاومت در برابر دماهای بالا از -40 درجه فارنهایت تا +900 درجه فارنهایت را تضمین می‌کنند. این الیاف رشته‌های باریک شیشه‌ای هستند که در داخل غلاف محافظ مانند فولاد ضد زنگ قرار گرفته اند. آنها به عنوان مجرای نور عمل می‌کنند و به طور موثر آن را از سر حسگر به اهداف تعیین شده منتقل می‌کنند.

کابل‌های فیبر شیشه‌ای هم در سناریوهای با دمای بالا مانند کوره ها، اجاق‌ها و کندانسورهای موتور بزرگ و هم در محیط‌های بسیار سرد مانند انبارهای سردخانه کاربرد دارند.

بر اساس ضریب شکست

فیبر Step-Index: در الیاف با شاخص پله، ضریب شکست هسته در سراسر یکنواخت است و یک تغییر پله مشخص بین هسته و روکش ایجاد می‌کند. این تغییر ناگهانی در ضریب انکسار باعث می‌شود که نور تحت بازتاب‌های داخلی متعددی در هسته قرار گیرد که امکان انتقال کارآمد نور را فراهم می‌کند. فیبرهای استپ شاخص از نظر طراحی ساده‌تر هستند، اما می‌توانند از پراکندگی مودال رنج ببرند، که پهنای باند و مناسب بودن آنها را برای ارتباطات پرسرعت محدود می‌کند.

فیبر Graded-Index: الیاف با شاخص درجه‌بندی دارای هسته‌ای با ضریب شکست تدریجی در حال تغییر از مرکز به بیرون هستند. این نمایه ضریب شکست باعث می‌شود که پرتوهای نور مسیرهای منحنی را دنبال کنند و به آنها اجازه می‌دهد به طور همزمان بیشتر به انتهای فیبر برسند. در نتیجه، فیبرهای با شاخص درجه‌بندی شده در مقایسه با فیبرهای شاخص مرحله‌ای، پراکندگی مدال را کاهش می دهند، که آنها را برای ارتباطات با پهنای باند بالا ایده آل می کند.

حرف آخر

پیشرفت‌های تکنولوژیکی با تمرکز بر بهبود پهنای باند و کاهش تضعیف سیگنال، فرصت‌های زیادی را در بازار فیبر نوری باز کرده است. شرکت‌های پیشرو در این صنعت در حال کار بر روی فیبرهای نوری مهندسی هستند که پهنای باند بالا و تضعیف کم را ارائه می‌دهند و از طریق فناوری نوآورانه فیبر باعث گسترش پهنای باند می‌شوند.