فیبر نوری چیست؟

فیبر نوری فناوری مرتبط با انتقال داده با استفاده از پالس های نوری است که همراه با یک فیبر بلند که معمولاً از پلاستیک یا شیشه ساخته شده است حرکت می کند. سیم های فلزی برای انتقال در ارتباطات فیبر نوری ترجیح داده می شوند زیرا سیگنال ها با آسیب کمتری حرکت می کنند. فیبرهای نوری نیز تحت تأثیر تداخل الکترومغناطیسی قرار نمی گیرند. کابل فیبر نوری از بازتاب کلی نور استفاده می کند. فیبرها به گونه ای طراحی شده اند که بسته به نیاز قدرت و فاصله انتقال، انتشار نور را همراه با فیبر نوری تسهیل می کنند. فیبر تک حالته برای انتقال از راه دور استفاده می شود، در حالی که فیبر چند حالته برای فواصل کوتاه تر استفاده می شود. روکش خارجی این الیاف به محافظت بهتری نسبت به سیم های فلزی نیاز دارد

انواع فیبر نوری

انواع فیبرهای نوری به ضریب شکست، مواد مورد استفاده و نحوه انتشار نور بستگی دارد.

طبقه بندی بر اساس ضریب شکست به شرح زیر است:

الیاف شاخص مرحله ای: از یک هسته احاطه شده توسط روکش تشکیل شده است که دارای یک ضریب شکست یکنواخت است.
فیبرهای شاخص درجه بندی شده: با افزایش فاصله شعاعی از محور فیبر، ضریب شکست فیبر نوری کاهش می یابد.
طبقه بندی بر اساس مواد استفاده شده به شرح زیر است:

فیبرهای نوری پلاستیکی: پلی متیل متاکریلات به عنوان ماده اصلی برای انتقال نور استفاده می شود.
الیاف شیشه: از الیاف شیشه ای بسیار ظریف تشکیل شده است.
طبقه بندی بر اساس نحوه انتشار نور به شرح زیر است:

فیبرهای تک حالته: از این فیبرها برای انتقال سیگنال از راه دور استفاده می شود.
فیبرهای چند حالته: از این فیبرها برای انتقال سیگنال در فواصل کوتاه استفاده می شود.
حالت انتشار و ضریب شکست هسته برای تشکیل چهار نوع ترکیبی از فیبرهای نوری به شرح زیر استفاده می شود:

استپ ایندکس الیاف تک حالته
فیبرهای شاخص درجه بندی شده – تک حالته
استپ ایندکس-الیاف چند حالته
الیاف شاخص درجه بندی شده – چند حالته

فیبر نوری چگونه کار می کند؟

فیبر نوری بر اساس اصل بازتاب داخلی کامل کار می کند. از پرتوهای نور می توان برای انتقال حجم عظیمی از داده ها استفاده کرد، اما در اینجا مشکلی وجود دارد – پرتوهای نور در خطوط مستقیم حرکت می کنند. بنابراین، مگر اینکه یک سیم بلند و مستقیم بدون هیچ گونه خمشی داشته باشیم، استفاده از این مزیت بسیار خسته کننده خواهد بود. در عوض، کابل های نوری به گونه ای طراحی شده اند که تمام پرتوهای نور را به سمت داخل خم می کنند (با استفاده از TIR). پرتوهای نور به طور پیوسته حرکت می کنند، از دیواره های فیبر نوری می پرند و داده ها را از سر به انتها منتقل می کنند. اگرچه سیگنال های نوری در فواصل در حال پیشرفت کاهش می یابند، بسته به خلوص مواد مورد استفاده، تلفات بسیار کمتر از استفاده از کابل های فلزی است. یک سیستم رله فیبر نوری از اجزای زیر تشکیل شده است:

فرستنده – سیگنال های نور را تولید می کند و آنها را به گونه ای رمزگذاری می کند که برای انتقال مناسب باشند.
فیبر نوری – وسیله ای برای انتقال پالس نور (سیگنال).
گیرنده نوری – پالس نور ارسالی (سیگنال) را دریافت می کند و آنها را برای استفاده مناسب رمزگشایی می کند.
بازسازی کننده نوری – برای انتقال داده از راه دور ضروری است

مزایای استفاده کردن از فیبر نوری

اقتصادی و مقرون به صرفه
نازک و غیر قابل اشتعال
مصرف برق کمتر
کاهش سیگنال کمتر
انعطاف پذیر و سبک وزن
از آموزگاران متخصص ما در BYJU’S درباره اپتیک، فیبر نوری، کاربرد آن و فیبرهای چند حالته بیشتر بیاموزید.

منبع