کابل فیبر نوری

کابل فیبر نوری دارای یک یا چند فیبر شیشه ای یا پلاستیکی در هسته ی خود است که داده ها را به شکل پالس های نوری ساطع شده از لیزر (در فن آوری های ۱ و ۱۰ گیگابایتی) یا LED (دیود ساطع کننده ی نور: Light Emitting Diode) انتقال می دهد. فیبرها توسط لایه ای شیشه ای یا پلاستیکی به نام روکش بیرونی (cladding) که از چگالی متفاوتی نسبت به شیشه یا پلاستیک استاندارد برخوردار می باشد پوشیده شده اند. وظیفه ی روکش بیرونی بازگرداندن نور به درون هسته متناسب با الگوی روش انتقال می باشد. برای محافظت از هسته و روکش بیرونی از یک حائل پلاستیکی استفاده می شود که افزون بر این موضوع به خاطر کدر بودن، تمام نورهایی که ممکن است از هسته خارج شوند را جذب می کند. برای جلوگیری از کشیدگی کابل و محافظت بیشتر از هسته، حائل پلاستیکی توسط یک رشته ی پولیمری پوشانده شده است . در شکل زیر نمونه ای از کابل فیبر نوری نمایش داده شده است.

مانند کابل های زوج به هم تابیده و هم محور، کابل فیبر نوری نیز با توجه به کاربرد آن از انواع مختلفی برخوردار است. برای نمونه، کابل فیبر نوری مورد استفاده در شبکه ی خطوط تلفن ممکن است دارای بیش از ۱۰۰۰ رشته فیبر با یک پوشش بسیار سنگین و سخت باشد در حالی که برای شبکه ی اترنت، می توان کابل فیبر نوری قابل انعطاف ۲ رشته ای را به کاربرد. با این وجود تمام کابل های فیبر نوری در دو گروه تک حالته و چند حالته دسته بندی می شوند.

SMF

SMF (فیبر تک حالته: Single-Mode Filber) از یک هسته ی نازک (با قطر کمتر از ۱۰ میکرون) برای انتقال نور ساطع شده توسط لیزر در یک مسیر استفاده می کند. به خاطر کوچک بودن فضای بازتاب، نور ساطع شده امکان پراکندگی در سراسر فیبر را ندارد. شکل زیر همین موضوع فیبر تک حالته را به عنوان رسانه ای با پهنای باند و با قابلیت کاربرد مناسب در مسافت های زیاد (بدون نیاز به تکرار کننده) معرفی کرده است.

MMF

MMF (فیبر چند حالته: Multimode Fiber) دارای هسته ی ضخیم تری نسبت به فیبر تک حالته (بین ۵۰ تا ۱۱۵ و معمولاً ۶۲.۵ میکرون) می باشد که توانایی انتقال چندین پالس نوری تولید شده توسط لیزر یا LED در زاویه های مختلف را دارد. این نوع کابل معمولاً برای اتصال مسیریاب به سوییچ و یا به یک رایانه ی خدمتگزار شبکه استفاده می شود. شیوه ی کارکرد کابل MMF در شکل زیر نمایش داده شده است.

به خاطر قابلیت اطمینان بالا، امروزه برای اتصال بخش های شبکه از فیبر نوری استفاده می شود. در زیر به برخی از مزایای فیبر نوری اشاره شده است:

• بازدهی بسیار زیاد
• مقاومت بسیار بالا در برابر نویز
• امنیت عالی
• توانایی انتقال سیگنال در مسیرهای طولانی بدون نیاز به تکرار کننده
• استاندارد صنعتی برای شبکه هایی با سرعت بالا

هزینه ی استفاده از کابل فیبر نوری نسبت به کابل زوج به هم تابیده بسیار بیشتر بوده و افزون بر آن برای تعمیر و نگهداری به تجهیزات ویژه ای نیاز دارد که استفاده از آنرا قدری دشوار کرده است. در زیر به شکل خلاصه به برخی از ویژگی های کابل فیبر نوری اشاره شده است:

• بازدهی: فیبر دارای توانایی ارسال داده با نرخ ۱۰۰۰ گیگابیت بر ثانیه در یک کانال را دارد. بر خلاف پالس های الکتریکی، پالس های نوری از پایداری بالایی برخوردارند و به همین خاطر می توان آنها را با سرعت بیشتر و نرخ خطای کمتر انتقال داد. در حقیقت یک رشته شیشه ی خالص قابلیت پذیرش تا ۱ میلیارد پالس نور لیزر در ثانیه را دارد. با توجه به قابلیت های بالا، فیبر نوری رسانه ای مناسب به عنوان ستون فقرات در شبکه هایی است که دارای ترافیک بسیار زیاد می باشند.
• هزینه: کابل فیبر نوری نسبت به کابل های مسی دارای هزینه ی بسشتری می باشد. کارت شبکه و هاب مورد نیاز در شبکه های فیبر نوری حدوداً ۵ برابر از کارت شبکه و هاب شبکه های UTP گران تر می باشد.
• رابط: در کابل کشی فیبر نوری می توان از ۱۰ نوع رابط استفاده کرد. در شکل های زیر تصویر چهار رابط پر کاربرد ST (Straight Tip)، SC (Standard Connector)، LC (Local Connector) و MT-RJ (Mechanical Transfer Registered Jack) نشان داده شده است که آنها را می توان برای هر دو نوع کابل تک حالته و چند حالته به کار گرفت. امروزه به خاطر اندازه ی کوچک تر و ظرفیت بیشتر ST و SC، در شبکه های فیبر نوری دیگر از رابط های LC و MT-RJ استفاده نمی شود. رابط MT-RJ رابطی محصر به فرد است زیرا از دو رشته ی فیبر چند حالته که در یک حلقه (لوله ای کوتاه درون رابط که دور فیبر قرار گرفته و موجب نگهداری فیبر در راستای صحیح می شود) قرار گرفته اند تشکیل شده است و این موضوع برقراری ارتباط دو طرفه با استفاده از این ر ابط را ساده کرده است.

• مقاومت در برابر نویز: به خاطر عدم کاربرد جریان الکتریسیته در انتقال سیگنال، فیبر از EMI در امان می باشد و این پایداری قابل توجه در برابر نویز دلیلی است که فیبر را قادر ساخته بدون نیاز به دستگاه تکرار کننده، سیگنال ها را در مسافت های بسیار طولانی انتقال دهد.
• اندازه و مقیاس پذیری: بسته به نوع کابل فیبر نوری، طول بخش شبکه (Segment) از ۱۵۰ تا ۴۰۰۰۰ متر متغیر می باشد. این محدودیت ناشی از تنزل نور با تنزل سیگنالی نوری پس از عبور یک فاصله ی مشخص نسبت به زمان تولید آن است. تنزل نور در مسافت های طولانی رخ می دهد و با عبور از هر نقطه ی اتصال شبکه قوی تر خواهد شد.

source