با توجه به گسترش روز افزون تکنولوژی و نیاز به سرعت بیشتر برای برقراری ارتباط، فیبرهای نوری گسترش یافتند. این فیبرها عمل انتقال اطلاعات را با سرعت بیشتری نسبت به کابل‌های مسی را انجام می‌دهند و محدودیت‌های کانال‌های مسی را ندارند. در این مطلب قصد داریم تا شما را با نحوه انتقال اطلاعات در یک کانال فیبر نوری آشنا کنیم.
این مطلب در دو بخش به تفصیل به موضاعات زیر پرداخته است:
اصل تکنولوژی انتقال نوری
انعکاس و انعکاس نور
عملکرد فیبر نوری
انواع فیبر نوری
عوامل تاثیرگذار
روش اتصال فیبر نوری
با ما همراه باشید تا در ادامه شما را با چگونگی انتقال اطلاعات توسط فیبر نوری بیشتر آشنا کنیم.
اصول مربوط به تکنولوژی انتقال توسط نور
همانطور که در شکل زیر مشاهده می‌کنید اطلاعات یا همان دیتا از طریق پورت فرستنده (Tx) در یک دستگاه اکتیو برای پورت گیرنده (Rx) در دستگاهی دیگر ارسال می‌شوند. از آنجایی که تمام آی سی‌ها با انرژی الکتریسیته کار می‌کنند، از دیودها و فتوترانزیستورهای نوری برای ارسال و دریافت سیگنا‌های نوری استفاده می‌کنند. برای این منظور از دستگاه‌های تبدیل کننده (Converter) در ابتدا و انتهای کانال باید استفاده کرد تا الکتریسیته را به نور (نامرئی) تبدیل نمود. طول کانال فیبر نوری برای انتقال اطلاعات توسط پارامتر افت (Attenuation) و پراکندگی نور (dispersion) محدود می‌شود.
انواع طول موج‌ها در نور
همانطور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید محدوده طول موج نور مرئی برای انسان‌ها تا 690 نانومتر است و طول موج‌های بیشتر را در دسته بندی نورهای نامرئی یا infrared array قرار می‌دهند. فیبرهای نوری با توجه به تکنولوژی ساخت و مواد بکار رفته در آنها طول موج‌های مختلفی دارند که در تصویر زیر آنها را مشاهده می‌کنید. دسته اول فیبرهای نوری پلاستیکی یا POFها هستند که طول موج‌های بین 520 تا 650 نانومتر را از خود عبور می‌دهند. دسته دوم فیبرهای نوری فتونیک کریستال هستند و طول موج نور عبوری آنها بین 650 تا 850 نانومتر می‌باشد. دسته سوم فیبرهای نوری شیشه‌ای یا GOFها هستند که در دو نوع چند حالته و تک حالته تولید می‌شوند. نوع اول طول موج‌های 850 تا 1300 نانومتر را پشتیبانی می‌کند و نوع دوم برای انتقال طول موج‌های 1310 تا 1650 نانومتر به کار می‌رود.
ضریب شکست و بازتاب نور
ضریب شکست زمانی اتفاق میافتد که نور از یک محیط مانند هوا وارد محیط دیگر مانند آب شود. این ضریب که به آن refraction نیز می‌گویند در انتقال اطلاعات داخل فیبر نوری تاثیر بسزایی دارد. همچنین پدیده بازتاب نور که اغلب آن را در آینه‌ها مشاهده می‌کنیم به منظور انتقال اطلاعات در پوشش clad کابل فیبر نوری آن را مشاهده می‌کنیم. بدین معنی است که زمانی که نور به پوشش clad فیبر نوری برخورد می‌کند، بطور کامل بازتاب پیدا کرده و داخل هسته فیبر نوری انتقال پیدا می‌کند. در شکل زیر می‌توانید انواع شکست و بازتاب را درون فیبر نوری مشاهده کنید.
انواع تکنولوژی ساخت هسته با ضریب‌های شکست مختلف
در شکل زیر سه نوع هسته که با تکنولوژی‌های مختلف ساخته شده‌اند را مشاهده می‌کنید. نوع اول از سمت چپ که به step index شهرت دارد برای انتقال نور درون هسته از بازتاب نور پوشش clad دور هسته استفاده می‌کند. در این روش نور پس از برخورد با پوشش clad دور هسته بطور کامل بازتاب کرد و پس از طی مسافت اندکی دوباره به این پوشش برخورد می‌کند.
نوع دوم تکنولوژی ساخته هسته که multi-step index نام دارد از چندیدن لایه مختلف برای شکست نور داخل هسته استفاده کرده است. همانطور که مشاهده می‌کنید نور پس از چندین بار شکست با سطح clad کابل فیبر نوری برخورد کرده و در هنگام بازتاب مجددا باید از لایه‌های مختلف درون کابل عبور کند.
نوع سوم تکنولوژی ساخته هسته فیبر نوری نیز که به graded index مشهور است را می‌توانید در شکل سوم مشاهده کنید. این تکنولوژی همانند تکنولوژی multi-step index می‌باشد با این تفاوت که در این تکنولوژی ضرایب شکست طوری طراحی می‌شوند که در نهایت پس از عبور نور از لایه آخر، شکل موج نور به حالت سینوسی درآمده باشد.
منبع: لاوان ارتباط
این مطلب در دو بخش به تفصیل به موضاعات زیر پرداخته است:
اصل تکنولوژی انتقال نوری
انعکاس و انعکاس نور
عملکرد فیبر نوری
انواع فیبر نوری
عوامل تاثیرگذار
روش اتصال فیبر نوری
با ما همراه باشید تا در ادامه شما را با چگونگی انتقال اطلاعات توسط فیبر نوری بیشتر آشنا کنیم.
اصول مربوط به تکنولوژی انتقال توسط نور
همانطور که در شکل زیر مشاهده می‌کنید اطلاعات یا همان دیتا از طریق پورت فرستنده (Tx) در یک دستگاه اکتیو برای پورت گیرنده (Rx) در دستگاهی دیگر ارسال می‌شوند. از آنجایی که تمام آی سی‌ها با انرژی الکتریسیته کار می‌کنند، از دیودها و فتوترانزیستورهای نوری برای ارسال و دریافت سیگنا‌های نوری استفاده می‌کنند. برای این منظور از دستگاه‌های تبدیل کننده (Converter) در ابتدا و انتهای کانال باید استفاده کرد تا الکتریسیته را به نور (نامرئی) تبدیل نمود. طول کانال فیبر نوری برای انتقال اطلاعات توسط پارامتر افت (Attenuation) و پراکندگی نور (dispersion) محدود می‌شود.
انواع طول موج‌ها در نور
همانطور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید محدوده طول موج نور مرئی برای انسان‌ها تا 690 نانومتر است و طول موج‌های بیشتر را در دسته بندی نورهای نامرئی یا infrared array قرار می‌دهند. فیبرهای نوری با توجه به تکنولوژی ساخت و مواد بکار رفته در آنها طول موج‌های مختلفی دارند که در تصویر زیر آنها را مشاهده می‌کنید. دسته اول فیبرهای نوری پلاستیکی یا POFها هستند که طول موج‌های بین 520 تا 650 نانومتر را از خود عبور می‌دهند. دسته دوم فیبرهای نوری فتونیک کریستال هستند و طول موج نور عبوری آنها بین 650 تا 850 نانومتر می‌باشد. دسته سوم فیبرهای نوری شیشه‌ای یا GOFها هستند که در دو نوع چند حالته و تک حالته تولید می‌شوند. نوع اول طول موج‌های 850 تا 1300 نانومتر را پشتیبانی می‌کند و نوع دوم برای انتقال طول موج‌های 1310 تا 1650 نانومتر به کار می‌رود.
ضریب شکست و بازتاب نور
ضریب شکست زمانی اتفاق میافتد که نور از یک محیط مانند هوا وارد محیط دیگر مانند آب شود. این ضریب که به آن refraction نیز می‌گویند در انتقال اطلاعات داخل فیبر نوری تاثیر بسزایی دارد. همچنین پدیده بازتاب نور که اغلب آن را در آینه‌ها مشاهده می‌کنیم به منظور انتقال اطلاعات در پوشش clad کابل فیبر نوری آن را مشاهده می‌کنیم. بدین معنی است که زمانی که نور به پوشش clad فیبر نوری برخورد می‌کند، بطور کامل بازتاب پیدا کرده و داخل هسته فیبر نوری انتقال پیدا می‌کند. در شکل زیر می‌توانید انواع شکست و بازتاب را درون فیبر نوری مشاهده کنید.
انواع تکنولوژی ساخت هسته با ضریب‌های شکست مختلف
در شکل زیر سه نوع هسته که با تکنولوژی‌های مختلف ساخته شده‌اند را مشاهده می‌کنید. نوع اول از سمت چپ که به step index شهرت دارد برای انتقال نور درون هسته از بازتاب نور پوشش clad دور هسته استفاده می‌کند. در این روش نور پس از برخورد با پوشش clad دور هسته بطور کامل بازتاب کرد و پس از طی مسافت اندکی دوباره به این پوشش برخورد می‌کند.
نوع دوم تکنولوژی ساخته هسته که multi-step index نام دارد از چندیدن لایه مختلف برای شکست نور داخل هسته استفاده کرده است. همانطور که مشاهده می‌کنید نور پس از چندین بار شکست با سطح clad کابل فیبر نوری برخورد کرده و در هنگام بازتاب مجددا باید از لایه‌های مختلف درون کابل عبور کند.
نوع سوم تکنولوژی ساخته هسته فیبر نوری نیز که به graded index مشهور است را می‌توانید در شکل سوم مشاهده کنید. این تکنولوژی همانند تکنولوژی multi-step index می‌باشد با این تفاوت که در این تکنولوژی ضرایب شکست طوری طراحی می‌شوند که در نهایت پس از عبور نور از لایه آخر، شکل موج نور به حالت سینوسی درآمده باشد.
منبع: لاوان ارتباط
