فیبر نوری اینترنت چیست ؟

فیبر نوری چیست ؟

فيبر‌نوری يک موج بر عايق است که در فرکانس‌های نوری کار می‌کند و معمولاً به شکل استوانه است، ظرفيت فيبر نوری به نحوه ساخت، جنس مواد تشکيل‌دهنده و پهنای طيف منبع نور آن بستگی دارد.
در شکل زیر نحوه انتشار نور در فیبر نوری نمایش داده شده است.

همان طور که در شکل بالا مشاهده می‌کنید قسمت مرکزی تار فیبر نوری Core  و لایه بیرونی Clad نامیده می شود.

یک قسمت رنگی هم روی تارهای فیبر نوری قرار میگیرد که علاوه بر شناسایی تار باعث استحکام تار می شود.

عامل اصلی شکست نورچیست؟

خیلی ها تصور میکنند که علت شکست نور در فیبر نوری روکش رنگی روی فیبر نوری است که شبیه آیینه عمل میکند ولی این یک تصور کاملا اشتباه است.

علت شکست نور، تفاوت ضریب شکست بین  Core  و Cladding است.

برای درک بهتر این مطلب می‌توان به تفاوت ضریب شکست بین آب و هوا در استخر اشاره کرد که  باعث می شود عمق کف استخر بالاتر از سطح واقعی دیده شود.

دسته بندی فیبر های نوری

فیبرهای نوری به لحاظ  جنس به سه قسمت عمده تقسیم می شوند:
1- فیبر نوری شیشه ای
در این نوع از فیبرها جنس Core و Cladding هر دو از شیشه است، که افت بسیار کم دارد و قابلیت انتقال پهنای باند زیاد دارد.
2- فیبر نوری پلاستیکی
در این نوع فیبر Core و Cladding هر دو از پلاستیک ساخته شده است و افت بسیار بالا دارد و بیشتر در ماشین آلات صنعتی استفاده میشود.
3- فیبر نوری ترکیبی از پلاستیک و شیشه
در این نوع از فیبرها جنس Core از شیشه و جنس Cladding از پلاستیک ساخته شده است، افت این نوع فیبرها بینابین دو نوع قبلی است.

انواع فیبر نوری

1-    فیبرهای مالتی مد با استااندارد  G.651

• قطرCore  بین 50 تا 62.5 میکرون و قطر Cladding هم 125 میکرون است.
• طول موج مورد استفاده در این نوع فیبر ها از 850nm  تا 1310nm  است.
• منبع نور در ترنسیورهای مالتی مد Light-emitting diode است.

2-    فیبرهای سینگل مد با استاندارد G.652

•  قطر Core  بین 8 تا 10 میکرون و قطر Cladding هم شبیه به فیبر مالتی مد 125  میکرون است.
•  طول موج مورد استفاده در این نوع فیبر ها از 1200nm  تا 1600nm  است.
• منبع نور در ترنسیورهای سینگل مد Laser diod  است.

3-    فیبرهای نوری سینگل مد با استاندارد G.657

• قطر Core  بین 8 تا 10 میکرون و قطر Cladding هم شبیه به فیبر مالتی مد 125  میکرون است.
•  طول موج مورد استفاده در این نوع فیبر ها از1200nm  تا 1600nm است.

4- فیبر نوری NZ با استاندارد G.655:

• معمولا قطر core در این نوع فیبرها 8 میکرون است و علاوه بر متفاوت بودن جنس کلدینگ با فیبرنوری سینگل مد، ضریب شکست آنها نیز متفاوت است. از این نوع فیبر نوری معمولا در ارتباطات بین شهری و فواصل بلند استفاده میشود.

تفاوت فیبر های نوری سینگل مد

فیبرهای نوری سینگل مد فوق الذکر، علاوه بر تفاوت در قطر Core دارای ضریب شکست متفاوت هستند

و زمان تست با دستگاه OTDR باید به آن توجه کرد و قبل از تست ضریب شکست را تنظیم نمود.
تفاوت دیگر فیبرهای نوری سینگل مد تفاوت در زاویه خمش فیبرنوری است، که ناشی از جنس متفاوت کلدینگ و به طبع آن ضریب شکست متفاوت است.

در شکل زیر می توانید زاویه خمش فیبرهای سینگل مد را مشاهده نمایید.

تضعیف در فیبرهای نوری

تضعیف توان سیگنال در فیبرهای نوری به طول موج انتقال، بسیار وابسته می باشد.

در شکل پائین، طرحی کلی از تضعیف در فیبرهای نوری از نوع Silica  نسبت به طول موج می بینیم، طبق شکل، سه بخش در نمودار برای سه ارتباط جدا مشاهده می کنیم.
در قسمت اول (گستره 850nm) که به عنوان ابتدای طول موج مورد بحث استفاده شده، دیودهای لیزری GaAs  با هزینه کمتری قادر به انتشار نور در این طول موجها می باشند.

امروزه این گستره از طول موج فقط برای ارتباطاتی در رنج کوچکی از Data  استفاده می شود  (Ethernet)  ودر ارتباطات دوربرد (Telecommunication)  استفاده نمی شود

– دومین قسمت (گستره 1300nm ) به این صورت است که در این گستره پاشیدگی فیبرهای از نوع Silica تقریباً صفر می باشد

و توان هم کمتر از 0.5dB/km تضعیف می شود.

کاربرهایی که در رنج Flash Link  استفاده می شود در این گستره ارسال می شوند

– به همین صورت در قسمت سوم هم که گستره 1550nm می باشد برای فیبرهای از نوع Silica  تضعیف توان در واحد dB/Km  کمتر از حالت قبل می باشد یعنی چیزی حدوداً کمتر از 0.3dB/Km .

تضعیف در طول موج های پرکاربرد

در کابل های فیبر نوری جدید معمولاً از فیبرهایی استفاده می کنند که تضعیف آنها در دو رنج پرکاربرد زیر بدین شرح می باشد:
در طول موج 1310nm ، 0.4dB/Km و برای طول موج 1550nm ، 0.25dB/Km .
همچنین نمودار مورد بحث، چگونگی افزایش تضعیف برای طول موج های کوتاه را بر طبق پخش شدن سیگنال در فیبر (Reyleigh –Scattering )  نشان می دهد

و میبینیم که برای طول موج های بلندتر (بیش از 1700nm)، جذب مادون قرمز  (IR-absorption )  به سرعت افزایش می یابد.
در 1250nm  یک پیک جذب توسط پراکنده شدن ملکولهای H2 در فیبر به وجود می آید .

در 1383±6nm  هم یک پیک جذب داریم که گاهی اوقات پیک آبی (Water Peak )  هم نامیده میشود.

همین امر باعث محدود شدن تعداد کانالهای CWDM  با مسافتی بلند روی فیبرهای منطبق با استاندارد B  ، G625A می شود که در فیبرهای نوری با استاندارد G652 C&D  این موضوع تا حد زیادی برطرف گردید.
در شکل زیر میتوانید تابع تضعیف بر اساس طول موج را مشاهده نمایید:

طبیعتا در یک مسیرارتباطی بر بستر فیبر نوری افت تجهیزات پسیو استفاده شده ،متفاوت است .

در جدول زیر میتواند افت تجهیزات مختلف را بر اساس استاندارد تعریف شده سیسکو ملاحظه نمایید.

افت تجهیزات مختلف پسیو فیبر نوری با طول موج 1310 که به 3 قسمت کمترین افت ،افت میانگین و بیشترین افت دسته بندی شده است.

افت تجهیزات مختلف پسیو فیبرنوری با طول موج 1550 که به 3 قسمت کمترین افت ،افت میانگین و بیشترین افت دسته بندی شده است.