فن آوری

فیبر نوری چیست ، و کاربردهای آن

فیبر نوری

فیبر نوری چیست فن آوری مرتبط با انتقال داده با استفاده از پالس های سبک است که همراه با یک فیبر بلند که معمولاً از پلاستیک یا شیشه ساخته می شود ، سفر می کند. سیم های فلزی برای انتقال در ارتباط فیبرنوری ترجیح می دهند زیرا سیگنال ها با خسارت کمتری حرکت می کنند. فیبرهای نوری نیز با تداخل الکترومغناطیسی بی تأثیر هستند. کابل فیبر نوریی از کاربرد بازتاب داخلی کل نور استفاده می کند. الیاف به گونه ای طراحی شده اند که بسته به نیاز به قدرت و فاصله انتقال ، انتشار نور در امتداد فیبر نوری را تسهیل می کنند. الیاف حالت تک برای انتقال مسافت های طولانی استفاده می شود در حالی که از فیبر چند حالته برای مسافت های کوتاهتر استفاده می شود. روکش بیرونی این الیاف نسبت به سیمهای فلزی به محافظت بهتری نیاز دارد.

ارتباط با استفاده از کابل فیبر نوری می تواند یک تکنیک انتقال داده ها از یک مکان به مکان دیگر با انتقال پالس های نوری باشد. در حال حاضر از این کابل ها برای ارتباطات مانند ارسال تصاویر ، پیام های صوتی و غیره استفاده می شود. طراحی این کابل ها می تواند با پلاستیک یا شیشه انجام شود تا داده ها به طور مؤثر و سریع از کابل های مسی منتقل شوند. این کابلها با ایفای نقش اساسی در انتقال داده ، صنعت ارتباطات را تغییر داده اند. بنابراین این کابل ها کابل های مسی را جایگزین کردند. امروزه دنیا به اینترنت متصل است. بنابراین با استفاده از پرتوی نور کابل فیبر نوری امکان برقراری تماس تلفنی ، بارگیری ویدیو و بررسی وب سایت و غیره وجود دارد.

فیبر نوری چیست

 

فیبر نوری چیست کابل مورد استفاده برای انتقال داده ها از طریق الیاف (موضوعات) یا پلاستیک (شیشه) به عنوان کابل فیبر نوری شناخته می شود. این کابل شامل یک بسته از موضوعات شیشه ای است که پیام های مدوله شده را از طریق امواج نور منتقل می کند. با استفاده از این کابل ها نسبت به انواع دیگر کابل های ارتباطی مانند پهنای باند این کابل ها ، مزیت های زیادی وجود دارد ، نسبت به کابل های فلزی نسبت به تداخل ، ضعیف تر ، سبک تر و در معرض آسیب پذیری هستند و داده ها می توانند به صورت دیجیتالی منتقل شوند. مهمترین معایب این کابل ها نصب ، گران بودن ، ظریف تر و رفع مشکل در کنار هم است.

 

این کابل ها برای LAN ها ضروری هستند. بنابراین ، شرکت های مخابراتی خطوط تلفن را توسط این کابل ها جایگزین می کنند. روزی همه ارتباطات از فیبر نوریی استفاده می کنند. ملاحظات طراحی این کابلها عمدتاً شامل ظاهر ، ناهمواری ، دوام ، استحکام کششی ، اشتعال پذیری ، اندازه ، دامنه دما و انعطاف پذیری آن است.

کار از فیبر نوری

 

اصل کار از فیبر نوری انتقال اطلاعات به شکل اتم سبک در غیر این صورت فوتون است. هسته های فایبرگلاس و روکش فلزی دارای ضریب شکست ویژه ای برای پیچاندن نور به سمت داخل در یک زاویه خاص هستند. هرگاه حرکات نوری از طریق کابل نوری منتقل می شوند ، آنها روکش و هسته را در یک توالی از پرش های زیگزاگ منعکس نمی کنند ، چسبیدن به روشی به عنوان بازتاب کل داخلی نامیده می شود.

فیبر نوری
کابل نوری

الیاف نوری یک نخ بلند و باریک از مواد ساده است. شکل این کابل شبیه به یک استوانه است. هسته این کابل در مرکز قرار دارد و قسمت بیرونی هسته به عنوان روکش فلزی نامگذاری شده است. در اینجا روکش مانند یک لایه محافظ کار می کند. این دو با انواع مختلف پلاستیک و در غیر این صورت شیشه ساخته می شوند. بنابراین سفر نور در هسته می تواند بسیار آهسته باشد و به داخل روکش منتقل شود.

هنگامی که نور درون هسته به مرز لایه پوشاننده در کمتر از ۹۰oangle برخورد می کند ، پس از آن خاموش می شود. هیچ نوری از بین نمی رود تا اگر به انتهای فیبر نزدیک شود ، در غیر اینصورت ، فیبر به شدت پیچ خورده یا افزایش یافته است. روکش کابل می تواند به محض خراشیدن آسیب ببیند. بنابراین ، یک پوشش پلاستیکی مانند بافر از روکش فلزی محافظت می کند. این فیبر بافر را می توان در یک لایه سخت قرار داد که به ژاکت معروف است. بنابراین می توان از فیبر به راحتی و بدون آسیب رساندن به آن استفاده کرد.

نحوه عملکرد فیبر نوری چیست

 

فیبر نوری چیست داده ها را به شکل ذرات سبک – یا  فوتون  – که از طریق کابل فیبر نوری انتقال می دهند ، منتقل می کند. هسته فیبر شیشه ای و روکش فلزی دارای ضریب شکست متفاوت است که نور ورودی را از زاویه خاصی خم می کند. هنگامی که سیگنال های نوری از طریق کابل فییبر نوری ارسال می شوند ، هسته و روکش فلزی را در یک سری از پرش های زیگ-زگ منعکس می کنند و به فرایندی به نام بازتاب کل داخلی پیوند می خورند. سیگنال های نوری  به دلیل تراکم لایه های شیشه ای با سرعت نور تردد نمی کنند  ، درعوض حدود ۳۰٪ کندتر از سرعت نور حرکت می کند. برای تجدید یا تقویت سیگنال در طول سفر ، انتقال فیبر نوری بعضی اوقات نیاز به  تکرار دارد در فواصل دور برای بازگرداندن سیگنال نوری با تبدیل آن به سیگنال الکتریکی ، پردازش آن سیگنال الکتریکی و انتقال مجدد سیگنال نوری.

کابل های فیبر نوریی به سمت پشتیبانی از سیگنال های ۱۰ گیگابیت بر ثانیه حرکت می کنند. به طور معمول ، با افزایش پهنای باند یک کابل فیبر نوری ، گران تر می شود.

فیبر نوری چگونه کار می کند؟

 

فیبر نوری بر اساس اصل بازتاب داخلی داخلی کار می کند. می توان از پرتوهای نور برای انتقال حجم عظیمی از داده ها استفاده کرد اما در اینجا مشکلی پیش می آید – پرتوهای نوری به صورت مستقیم حرکت می کنند. بنابراین ، مگر اینکه سیم مستقیم و بدون سیم خم داشته باشیم ، استفاده از این مزیت بسیار خسته کننده خواهد بود. درعوض ، کابلهای نوری طوری طراحی شده اند که تمام پرتوهای نوری را به سمت داخل خم می کنند (با استفاده از TIR). پرتوهای نوری به طور مداوم حرکت می کنند ، دیواره های فییبر نوری را تندرست می کنند و داده های منتهی به پایان را منتقل می کنند. اگرچه سیگنال های نوری در مسافت های پیش رو کاهش می یابد ، بسته به خلوص مواد مورد استفاده ، از بین رفتن در مقایسه با استفاده از کابل های فلزی بسیار کمتر است. یک سیستم رله فیبر نوری از اجزای زیر تشکیل شده است:

  • فرستنده – این سیگنال های نوری را تولید می کند و آنها را کدگذاری می کند تا برای انتقال مناسب باشند.
  • فییبر نوریی – وسیله ای برای انتقال پالس نور (سیگنال).
  • گیرنده نوری – این پالس نور (سیگنال) منتقل شده را دریافت می کند و آنها را برای استفاده مناسب رمزگشایی می کند.
  • The Regenerator Optical – لازم برای انتقال داده از راه دور.

انواع فیبر نوری

 

طبقه بندی فیبر نوری می تواند بر اساس مواد مورد استفاده ، شاخص ضریب شکست و حالت نور انتشار انجام شود.

 

کابلهای فیبر نوری بر اساس مواد استفاده شده به دو دسته طبقه بندی می شوند که شامل موارد زیر می باشد.

  • کابلهای فییبر نوری پلاستیکی از پلی متیل متاکریلات می توانند به عنوان ماده اصلی انتقال نور استفاده شوند.
  • الیاف شیشه ای شامل الیاف شیشه ای بسیار عالی هستند.

کابلهای فیبر نوریی بر اساس شاخص انکسار به دو نوع طبقه بندی می شوند که شامل موارد زیر است.

  • فیبر شاخص مرحله شامل هسته ای است که توسط روکش فلزی محصور شده است. این تنها یک شاخص یکنواخت برای شکست را شامل می شود.
  • در الیاف با درجه درجه بندی ، پس از کاهش ضریب شکست کابل ، فاصله شعاعی از محور فیبر افزایش می یابد.

کابل های فییبر نوری بر اساس حالت نور انتشار به دو نوع طبقه بندی می شوند که شامل موارد زیر است.

  • الیاف تک حالت عمدتا برای انتقال سیگنال ها برای مسافت های طولانی استفاده می شوند.
  • الیاف چند حالته عمدتا برای انتقال سیگنال برای مسافت های کوتاه استفاده می شوند.

چهار ترکیبی از الیاف نوری را می توان با ضریب شکست و همچنین شیوه انتشار تشکیل داد که شامل شاخص تک مرحله ای ، تک حالت درجه بندی شده با شاخص ، چند مرحله ای با شاخص گام به گام و چند شاخصی درجه بندی شده است.

سوالات متداول در مورد فیبر نوری

 

برای ساخت الیاف نوری که برای برقراری ارتباط استفاده می شود ، چه کاربردی دارد؟

برای ساخت الیاف نوری از سیلیس یا شیشه چند جزء استفاده می شود.

چرا از سیلیس برای ساخت الیاف نوری استفاده می شود؟

 

سیلیس تا زمان رسیدن به نقطه شکست ، از خاصیت ارتجاعی مناسبی برخوردار است و این بهترین نتیجه را برای ساخت آن ایجاد می کند.

اصل ارتباط فیبر نوری چیست؟

 

بازتاب کل داخلی اصولی است که ارتباط فیبر نوری بر اساس آن بنا شده است.

عواملی را که وظیفه تولید میرایی قدرت نوری فیبر را بر عهده دارند ، بگذارید.

 

در زیر عواملی که وظیفه تولید میکروب کاهش قدرت نوری فیبر را بر عهده دارند:

  • جذب
  • پراکندگی
  • اثر موجبر

چرا کابلهای فیبر نوری با روکش پلاستیکی کاربرپسند نیستند؟

 

در زیر دلایل عدم استفاده از کابلهای فیبر نوری پلاستیک با روکش پلاستیکی کاربر پسند نیست:

  • فیبرها در حلالهای آلی نامحلول هستند
  • پیوند زدن دشوار می شود
  • کاربرد کانکتور دشوار می شود زیرا انعطاف پذیری بیش از حد در روکش وجود دارد

اثر رامان چیست

 

اثر رامان تغییر در طول موج نور است که هنگامی که پرتوی نوری توسط مولکولها منحرف می شود رخ می دهد.

فایبر کابل فیبر نوری چیست

 

در زیر مزایای کابل فییبر نوری ذکر شده است:

  • امنیت داده ها بسیار عالی است
  • مقرون به صرفه است
  • تحت تأثیر دخالت قرار نخواهد گرفت.

پهنای باند فیبر نوری چیست

 

۹۰۰ THz پهنای باند فیبر نوری است.

هسته فیبر نوری چیست

 

هسته قسمت داخلی فیبر نوری است که دارای نور است.

چند مزیت ارتباط فیبر نوری را ذکر کنید؟

 

چند مزیت ارتباط فیبر نوری عبارتند از:

  • تخریب سیگنال کمتر
  • نازک و غیر قابل اشتعال است
  • مقرون به صرفه و مقرون به صرفه است
  • مصرف انرژی کمتری دارد

مزایا و معایب

 

مزایای استفاده از فیبر نوری شامل موارد زیر است.

 
  • پهنای باند از کابل های مسی بالاتر است
  • اتلاف انرژی کمتری دارد و امکان انتقال داده را برای مسافت های طولانی تر فراهم می کند
  • کابل نوری مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی است
  • اندازه کابل فیبر ۴٫۵ برابر بهتر از سیم های مسی و
  • این کابل ها سبک تر ، نازک تر بوده و در مقایسه با سیم های فلزی مساحت کمتری را اشغال می کنند.
  • به دلیل وزن کم نصب بسیار آسان است.
  • کابل فییبر نوری بسیار سخت است زیرا آنها انرژی الکترومغناطیسی تولید نمی کنند. این کابل ها هنگام حمل یا انتقال داده بسیار ایمن هستند.
  • یک کابل فیبر نوریی بسیار انعطاف پذیر است ، به راحتی خم می شود و با بیشتر عناصر اسیدی که به سیم مسی برخورد می کنند ، مخالف است.

معایب فیبر نوری شامل موارد زیر است

  • کابلهای فیبر نوری برای ادغام بسیار دشوار است و در هنگام پراکندگی از بین رفتن تیر در کابل وجود خواهد داشت.
  • نصب این کابلها مقرون به صرفه است. آنها به اندازه سیم ها مستحکم نیستند. تجهیزات آزمایشگاهی مخصوصاً به فیبر نوری مورد نیاز است.
  • کابلهای فییبر نوری در هنگام جابجایی کامپکت و بسیار آسیب پذیر هستند
  • این کابل ها نسبت به سیم های مسی ظریف تر هستند.
  • برای بررسی انتقال کابل فیبر به دستگاه های خاص مورد نیاز است.

بنابراین ، این همه در مورد کلی از فیبر نوریی است . برنامه های کاربردی از فییبر نوری به طور عمده شامل انتقال داده در محل کابل های فلزی با توجه به ظرفیت بالا انتقال و انتقال داده ها. امروزه از این کابل ها در صنایع مختلف مانند ارتباطات ، پخش ، صنعتی ، نظامی و پزشکی برای اهداف مختلف استفاده می شود. این کابل ها کابل های کواکسیال و کابل های مسی را جایگزین می کنند. این کابل ها به دلیل فوایدی چون سرعت بالا و پهنای باند در برنامه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. در اینجا سوالی برای شما پیش می آید ، چه کسی فیبر نوری را اختراع کرده است ؟

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا