سیستم رله فیبرهای نوری

در این بخش برای این که بتوانیم سیستم رله فیبرهای نوری را بهتر شرح دهیم با یک مثال شروع می کنیم. تصویر کنید در سطح دریا، دو ناوگان دریایی بخواهند با یک دیگر ارتباط برقرار کنند. در ابتدا ناو شماره یک قصد دارد یک پیام را برای ناو شماره دو ارسال کند. به این ترتیب کاپیتان ناو شماره یک پیغام را به یکی از ملوان‌های خود که بر روی عرشه کشتی مستقر است می‌دهد تا او پیغام را ارسال کند.این ملوان باید پیغام مد نظر را به مجموعه ای از کدهای مورس ترجمه کند. این کدها در واقع همان نقطه و فاصله می باشد. بعد از ترجمه ملوان پیغام را با بهره گیری از یک نورافکن، برای ناو شماره دو ارسال خواهد کرد. در این مرحله باید بر روی ناو شماره دو یک ملوان مستقر باشد تا در ابتدا پیغام را دریافت کرده و بعد از آن پیغام را به زبان مد نظر خود مثلا انگلیسی ترجمه و تبدیل کند و بعد از این مرحله باید آن پیغام را به کاپیتان ناو خود تحویل بدهد.

حال باید بگویم اگر فاصله بین این دو ناو هزاران هزار کیلومتر باشد، باید از سیستم مخابرات فیبرهای نوری بهره گرفت. مثال این دو ناو دقیقا برای استفاده از فیبرهای نوری بوده و بسیار واضح کاربرد این فیبرها بیان شد.عناصر موجود در سیستم رله فیبرهای نوریدر این مقاله می‌خواهیم به بررسی این موضوع بپردازیم که در سیستم‌های رله فیبرهای نوری چه عنصرهایی وجود دارد.فرستنده: این بخش مسئول تولید و همچنین رمز نگاری سیگنال‌های نوریست.بازتاب نوری: این بخش به دلیل تقویت سیگنال‌های نوری، در تمامی مسافت‌های طولانی به کار برده می‌شود.دریافت کننده نوری: این بخش مسئول این است که سیگنال‌های نوری را دریافت کرده و همچنین رمز گشایی کند.فرستنده: این بخش دقیقا وظیفه ای مشابه ملوان مستقر در عرشه ناو شماره یک که باید پیغام را ارسال کند دارد که در مطالب بالا به آن اشاره کرده ایم. فرستنده سیگنال‌های نوری را دریافت کرده و دستگاه نوری را به خاطر روشن و خاموش شدن، در یک دنباله بسیار مناسب هدایت می‌کند. بخش فرستنده از نظر فیزیکی، در مجاورت فیبرهای نوری واقع شده است. ممکن است دارای یک عدد لنز به دلیل تمرکز نور در فیبرها باشد. پر مصرف ترین طول موج سیگنال ها 890 نانومتر، 1300 نانومتر و همچنین 1550 نانومتر است.بازتاب نوری یا همان تقویت کننده های نوریاین بخش برای این عملکرد دارد که بتواند از تضعیف و از بین رفتن سیگنال های نوری جلوگیری کند به این شکل؛ از یک یا چند عدد تقویت کننده استفاده می کند. لازم است بدانید این تقویت کننده‌های نوری در واقع فیبرهای نوری متعددی هستند که به همراه یک روکش خاص می باشند. بخش دوپینگ با بهره گیری از یک لیزر پمپ می‌گردد. هنگامی که سیگنال ضعیف شده به روکش دوپینگی می‌رسد، انرژی حاصل از لیزر، سبب می‌شود که مولکول‌های دوپینگ شده، به لیزر تبدیل شوند. دریافت کننده‌های نوریوظیفه بخش دریافت کننده نوری دقیقا مانند همان ملوانی‌ای‌ست که بر عرشه ناو شماره دو مستقر بوده و پیغام را دریافت می‌کند. این دستگاه‌ها سیگنال‌های دیجیتالی نوری را دریافت کرده و بعد از رمزگشایی سیگنال‌های الکتریکی را برای دیگر استفاده کنندگان، مانند تلفن‌ها و کامپیوترها و… ارسال خواهد کرد. بخش دریافت کننده به دلیل تشخیص نور از یک فتوسل یا حتی فتودیود، کارآیی داردفيبر نوری در مقايسه با سيم های  های مسی دارای مزايای زير است :ارزانتر. هزينه چندين کيلومتر کابل نوری نسبت به سيم‌های  مسی کمتر است .نازک تر. قطر فيبرهای نوری بمراتب کمتر از سيم‌های  مسی‌ستظرفيت بالا. پهنای باند فيبر نوری  بمنظور ارسال اطلاعات بمراتب  بيشتر از سيم  مسی‌ست .تضعيف ناچيز. تضعيف سيگنال در فيبر نوری بمراتب کمتر از سيم  مسی‌ست .سيگنال های نوری . برخلاف سيگنال های الکتريکی در يک سيم مسی ، سيگنال‌ها ی نوری در يک فيبر تاثيری  بر فيبر ديگر نخواهند داشت .مصرف برق پايين . با توجه به سيگنال ها در فيبر نوری کمتر ضعيف می‌گردند ، بنابراين می‌توان از فرستنده‌هائی با ميزان برق مصرفی پايين نسبت به فرستنده‌های الکتريکی که از ولتاژ بالائی استفاده می‌نمايند، استفاده کرد.سيگنال‌های ديجيتال . فيبر نور ی مناسب به منظور انتقال اطلاعات ديجيتالی است .غير اشتعال زا . با توجه به عدم وجود الکتريسيته ، امکان بروز آتش سوزی وجود نخواهد داشت.سبک وزن.  وزن يک کابل فيبر نوری بمراتب کمتر از کابل مسی (قابل مقايسه)  است.انعطاف پذير .با توجه به انعظاف پذيری فيبر نوری و قابليت ارسال و دريافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظير دوربين‌های ديجيتال با موارد کاربردی خاص مانند : عکس برداری پزشکی ، لوله کشی و …استفاده می‌گردد.
ttttttttttttttttttttttt
انواع فیبرهای نوری
nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn
فیبرهای نوری به دو دسته تقسیم می‌شوند که حالت اول فیبرهای تک حالتی هستند که به اصطلاح انگلیسی به آنها “Single_mode” گفته می‌شود. حالت دوم فیبرهای نوری، چند حالتی نام دارد و در اصلاح انگلیسی به آن “Multi_mode” گفته می‌شود.

فیبرهای سینگل مود، یک سیگنال نوری را در هر زمانی منتشر می‌کنند. اگر بخواهیم برای این مدل از فیبرها مثال ساده‌ای بیاوریم می‌توانیم به تلفن‌ها اشاره کنیم. فیبرهای مالتی مود، این امکان را دارند که در آن واحد، هزاران حالت نور را منتقل کنند و اگر باز هم بخواهیم برای این نوع از فیبرهای نوری مثالی بیاوریم می‌توانیم به شبکه‌های کامپیوتری، اشاره داشته باشیم.اما لازم است درباره هر یک از این دو حالت فیبرها توضیحات مختصری بدهیم. فیبرهای تک حالتی دارای یک هسته کوچک به اندازه 9 میکرون قطر هستند. توانایی ارسال نور لیزری مادون قرمز را دارد. فیبرهای نوری چند حالتی هم دارای هسته‌ای نسبتا بزرگ بوده و توانایی ارسال نور مادون قرمز از راه LED را دارد. انواع روکش‌های فیبرهای نوری و این که نمایانگر چه چیزی هستندژاکت کابل فیبر نوری، لایه‌ی آخری‌ست که روی کابل قرار می‌گیرد و با توجه به محیط استفاده کابل می‌تواند از مواد مختلفی ساخته شود.ویژگی‌ای که تمام روکش‌های مورد استفاده کابل‌های داخلی باید دارا باشند خاصیت بازدارنگی آتش یا همان Flame Retardancy است. بازدارنده آتش یا Flame Retardant بودن به این معنی‌ست که در هنگام آتش‌سوزی قابلیت خود اطفائی دارند و در صورت از بین رفتن شعله، آتش را ادامه نمی‌دهند. این ویژگی به این دلیل است که این مواد درصد اکسیژن بالایی را برای سوختن نیاز دارند و اگر شعله از بین رود، اکسیژن مورد نیاز خود برای سوختن را نمی‌توانند از هوا تهیه کنند و خاموش می‌شوند.جالب است بدانید از رنگ فیبرهای نوری می‌توانیم تشخیص بدهیم که با چه نوعی از فیبرها سر و کار داریم و چه مشخصاتی دارند. در این جا به بررسی انواع فیبرهای نوری می‌پردازیم. با ما همراه باشید. انواع فیبرهای نوری با مشخصات هر یک1. فیبرهای چند مدی، با ضریب شکست پله ای

2. فیبرهای تک مدی، با ضریب شکست پله ای

3. فیبرهای چند مدی، با ضریب شکست مرحله ای

4. فیبرهای چند مدی، با غلاف پلاستیکی

5. فیبرهای چند مدی با غلاف های پلاستیکی با ضریب شکست پله ای

6. فیبرهای چند مدی با غلاف های پلاستیکی با ضریب شکست مرحله ای

7. فیبرهای چند مدی تما پلاستیکی  فواید و معایب فیبرهای نوری در قیاس با یک دیگردر ابتدا به بررسی مزایای فیبرهای نوری، چند مدی در مقایسه با فیبرهای نوری تک مدی می‌پردازیم.1. سایز بزرگ قطر هسته

2. آسوده تر بودن تزریق انرژی نور به درون فیبرها

3. توانایی بالاتر برای اتصال دادن فیبرها به یک دیگر حال به معایب فیبرهای چند مدی در قیاس با فیبرهای تک مدی می‌پردازیم1. فیبرهای چند مدی دارای اعوجاج بین مدی هستند.

2. از نظر پهنای باند، فیبرهای چند مدی رتبه کم تری نسبت به فیبرهای تک مدی دارند.

3. تضعیف شدن یا تلفات، در فیبرهای چند مدی خیلی بیش تر از فیبرهای تک مدی‌ست.  سیستم‌های مخابرات فیبرهای نوریگسترش یافتن ارتباطات راه دور و ساده شدن انتقال اطلاعات از راه سیستم‌های انتقالی و نیز مخابرات فیبرهای نوری، یکی از مهم‌ترین موارد برای بحث در جهان امروز است. سرعت، دقت و همچنین تسهیل از پر اهمیت ترین خصایص مخابرات های فیبر نوری‌ست. یکی از اساسی‌ترین موارد بهره گیری از مخابرات فیبرهای نوری، راحتی انتقال در ارسال کردن سیگنال‌های حمل کننده اطلاعات دیجیتال است که قابلیت تقسیم بندی در حوزه زمانی را داراست. یا به عبارت دیگری مخابرات دیجیتال می‌تواند تامیین کننده پتانسیل کافی و لازم برای استفاده از امکان مخابره اطلاعات در پکیج‌هایی کوچک، انتقال در حوزه زمانی باشد. به طور مثال عملکرد مخابرات فیبرهای نوری با توانایی تقریبا 20 مگا هرتز با توانایی داشتن پهنای باند حدود 20 کیلو هرتز، دارای ظرفیت اطلاعاتی یک دهم درصد، است. گراهام بلدر سال 1880 میلادی، شخصی به اسم الکساندر گراهام بل، تقریبا 4 سال بعد از اختراع وسیله ای به نام تلفن، موفق به گرفتن امتیاز نامه خود در زمینه مخابرات، موج‌های نوری برای دستگاه خود با عنوان فوتو تلفن شد. در تقریبا 15 سال اخیر، با پیشرفت‌های لیزر به عنوان یک منبع نور، به شدت قدرتمند و خط‌های انتقال فیبر نوری، فاکتورهای جدیدی از تکنولوژی و همچنین تجارت موفق تر را برای انسان به ارمغان آورده است.مخابرات فيبر نوري در ابتدا، به عنوان یک مخابرات از راه دور قراردادی، تلقی می‌شد نکته قابل ذکر این است که در آن موج‌های نوری به عنوان حمل کننده یک یا حتی چند، واسطه انتقال استفاده می‌شوند. با توجه به این که موج‌های نوری حمل کننده سیگنال‌های آنالوگ هستند، اما سیگنال‌های نوری به طور پیوسته به عنوان سیستم‌های مخابراتی دیجیتال، بدون هیچگونه تغییری باقی مانده‌اند.  دلیل‌های این امر1. تکنیک مخابرات در سیستم جدید، مورد بهره گیری قرار می‌گیرد.

2. سیستم جدید با پیشرفته ترین تکنولوژی برای داشتن بیش‌ترین حد گنجایش کار آمدی سرعت و نیز دقت طراحی شده بود.

3. انتقال یافتن به کمک خط های نوری امکان بهره گیری از تکنیک‌های دیجیتال را فراهم می‌ساخت. این عنوان نیاز انسان را به دسترسی به مخابره اطلاعات را به شکل بیت به بیت، جوابگو بود.

4. می‌تواند حجم وسیع اطلاعات را پردازش کند.

5. رهایی از نویزهای اکتریکی.