برچسب: ساختار فیبر نوری

تاریخچه فیبر نوری و ساختار آن فیبر نوری درواقع یک رشته سیم باریک بوده که این رشته سیم از یک ماده شفاف نشکیل شده که مانند شیشه بوده و کار آن این است که نور وارد شده به خود را شکسته و از سمت دیگر خارج می کند. همانطور که می دانید فیبر نوری پهنای باند بالاتری نسبت به کابل مسی دارد و دارای دو نوع مالتی مود و سینگل مود می باشد.

تاریخچه فیبر نوری

در سال 1880 الکساندر گراهام بل 4 سال بعد از اختراع تلفن موفق به اختراع تلفن نوری شد. این تلفنها قادر لودند تا صدا را تا چند صدمتر منتقل کنند. این تلفنها با استفاده از مدوله کردن نور خورشید بازتابیده با به ارتعاش در آوردن آینه ای کار می کرد. گیرنده یک فتوسل بود.در این روش که به وسیله نور منتشر شده در هوا کار می کرد بنابراین تنها اطلاعات را تا 200 متر می توانست جا به جا کند.

اولین کسلنی که به فر افتادند تا با استفاده از نور اطلاعات را منتقل کنند با مشکلاتی مانند گرد و خاک ، دود، باران ، برف و …… مواجه شدند. با توجه به این مشکلات ایده ی استفاده از لوله و کانال برای هدایت نور مطرح شد . اما چیزی که در این زمینه مشکل ایجاد میکرد تنظیم آینه ها و عدسی ها بود که تنظیم آنها کار بسیار مشکلی بود.

سپس ایده ی استفاده از شکست نور توسط Daniel Colladon و Jacques Babinet در سال 1840 مطرح شد. John Tyndall نیز در سال ۱۸۷۰ در کتاب خود ویژگی بازتاب کلی را شرح داد: «وقتی نور از هوا وارد آب*می شود به سمت خط عمود بر سطح خم می‌شود و وقتی از آب وارد هوا می شود از خط عمود دور می شود. اگر زاویه ی پرتو نور با خط عمود در تابش از داخل آب بزرگتر از ۴۸ درجه شود هیچ نوری از آب خارج نمی‌شود در واقع نور به طور کامل از سطح آب منعکس می شود. زاویه ای که انعکاس کلی آغاز می شود را زاویه بحرانی می نامیم.

کسانی که برای اولین بار از شیشه برای محیط انتشار استفاده کردند کاکو و کوکهام  بودند. مبنای کار آنها دست یافتن به سرعتی حدود ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه و بیشتر بر روی محیط‌های انتشار شیشه بود. برای اینکه بتوانند به این سرعت انتقال دست یابند  می بایستی انرژی همراه را به میزان زیادی تضعیف کنند.کاکو و کوکهام  میزان کاهش انرژی را تا کمتر از ۲۰ دسی بل می پذیرفتند.اما این دو محقق نتوانستند به هدف خود برسند اما یک شرکت آمریکایی به نام کورنینگ گلستوانست ایده این دو نفر را عملی کند.اختراع اشعه لیزر در سال 1960 میلادی باعث شد تا ارتباطات فیبر نوری ممکن شود.دانشمندان در سال 1966 توانستند در نظریه نور در الیاف شیشه‌ای هدایت می‌شود پیشرفت کنند . در سال 1980 توسع فیبر نوری باعث به وجود آمدن مخابرات نوری شد و تا سال 1985 نزدیک به ۲ میلیون کیلومتر کابل نوری در جهان نصب شده بود و مورد استفاده قرار می گرفت.

ساختار کابل فیبر نوری

فیبر نوری دارای ساختار چند لایه ای می باشد که متشکل از موارد زیر است:

• هسته
• غلاف
• روکش خارجی هسته و غلاف ساخته شده از ماده ای شفاف مانند شیشه و از جنس سیلیکون. این هسته و غلاف خواص نوری متفاوتی و ضریب شکست های مختلفی را دارا می باشند.

 

کابل

کابل حکم محافظ را برای فیبر نوری دارد. این کابلها دارای انواع مختلی می باشند که بسته به تعداد فیبر ها و نحوه و جایی که در آن نصب خواهند شد متفاوت خواهند بود.انتخاب کابل مناسب در واقع بر روی چگونگی نصب، اتصال یا ترمینال آسان کابل و آنچه که در آن هزینه خواهد شد تاثیر میگذارد.در واقع این کابلها از فیبر نوری در برابر مرطوب شدن، مقاومت بالا در برابر کشش برای نصب در داکت یا کشش های مداوم در نصب های هوایی، مقاوم در برابر شعله، انعطاف پذیری بالا، مواجهه با درجه دمایی بالا یا مواد شیمیایی محافظت می کنند.اما ئر ساختمانها بید کابلهای ورد استفاده برای فیبر در برابر اتش مقاوم باشند اما در بیرون از ساختمان متناسب با چگونگی نصب کابلها در زمین،داکت و یا در هوا کابلها مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

کابل های tight buffer

این کابلها در واقع پوشش محافظ نرمی بوده که بر روی فیبر پوشش شده ۲۵۰ میکرونی به صورت مستقیم اعمال شده و کار آن محافظت اضافی فیبر، اجازه مدیریت آسان تر، حتی ترمینال مستقیم بر روی فیبر  می باشد.

کابلهای ‎ (loose tube cables) Loose Tube:‏

این کابلها که درواقع تیوپهای پلاستیک بوده و از ۱۲ فیبر ۲۵۰ میکرون بافر شده تشکیل ی شود از فیبر نوری در فضای باز محافظت می کند استفاده از این کابلها باعث می شود تا فیبر ها در مقابل کشش زیاد مقاوم بوده و با مواد مسدود کننده آب برای جلوگیری از ورود رطوبت پر شوند.

عناصر مقاوم ساز کابل فیبر نوری:

معمولا نخ آرمید که در جلیقه ضد گلوله، که با نام تجاری Kevlar توسط DuPont نامیده می شود به تامین کشش مورد نیاز برای کشیدن کابل و فراهم کردن زیرساخت برای فیبر ها در کابل می پردازد. الیاف آرمید قابل کشش نبوده و در صورت کشیدن بیش از حد می شکنند بنابراین به تنهایی قابل استفاده نمی باشند.برای اینکه بتوان کابلهای فیبر نوری را کشید باید طناب، نوار یا سیم کشش به اعضای مقاوم متصل شوند.همچنین برای قدرت اضافی و سفت شدن کابل برای جلوگیری از پیچ خوردگی و آسیب رسیدن به فیبر ها  از یک میله فایبر گلاس مرکزی استفاده خواهد شد.

• ژاکت

ژاکتها در واقع برای محافظت از فیبر در برای محیط در خارجی ترین لایه حفاظتی فیبر قرار گرفته اند. جنس کابلهای خارجی از پلی اتیلن مشکی (PE) بوده که باعث مقاومت کابل ها دربرابر رطوبت و نور خورشید می باشند.در کابل های indoor برای مقاومت در برابر اتش سوزی از ژاکتهای مقاوم استفاده شده است.در برخی از کابلهای outdoor  برای اینکه در برابر جویدگی توسط جوندگان محافظت شوند از دو ژاکت با یک زره فلزی بین آنها ساخته شده اند.کابل های indoor و outdoor دارای یک ژاکت PE خارجی بوده که قابل حذف برای آشکار سازی ژاکت داخلی بازدارنده شعله برای استفاده در ساختمان ها  می باشد

• محافظت در برابر آب و رطوبت:

کابلهای خارجی یا outdoor باید در برایر آب و رطوبت محافظت شوند و این کار توسط یک ژل یا نوار جاذب یا پودر انجام می گیرد.