کاربرد فیبر نوری در صنایع مختلف از جمله مخابرات و شبکه
کاربرد فیبر نوری به عنوان یک وسیله جهت ارتباطات مخابراتی و شبکه های کامپیوتری کاملا شناخته شده است. این نوع کابل ها از آنجاییکه دارای قابلیت انعطاف پذیری هستند می توان آن را در داخل کابل قرار داد. فیبر نوری به خصوص جهت برقراری ارتباطات در مسافت های طولانی به صرفه و مناسب است چون انتقال نور از طریق فیبر، با کیفیت بالاتری نسبت به کابل های الکترونیکی صورت می گیرد.
آنچه در این مقاله می خوانید:
کاربرد فیبر نوری در صنایع مختلف از جمله مخابرات و شبکهفیبر نوری چیست؟تاریخچه فیبر نوریبخش های مختلف فیبر نوریکاربرد های فیبر نوریکاربرد فیبرنوری به عنوان حسگرکاربرد فیبرنوری در روشناییکاربرد های نظامی کاربرد فیبرنوری در مخابراتکاربرد فیبر نوری در شبکهوجود کابل فیبر نوری در تلویزیون ها فناوری ساخت فیبر های نوریفیبر نوری چیست؟
فیبر نوری یا تارنوری رشته باریک و بلندی از یک ماده شفاف مثل پلاستیک یا شیشه است که می تواند نوری را که از یک سرش به آن وارد شده، از سر دیگر خارج کند. فیبر نوری دارای پهنای باند بسیار بالاتر از کابل های معمولی است. از مهمترین کاربردهای فیبر نوری استفاده از آن در خطوط و شبکه های انتقال اطلاعات است که با آن می توان داده های تصویر، صوت و داده های دیگر را به راحتی با پهنای باند تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه و بالاتر انتقال داد.
تاریخچه فیبر نوری
اولین کسانی که در قرون اخیر به فکر استفاده از نور برای انتقال اطلاعات افتادند، انتشار نور را در جو زمین تجربه کردند. اما به دلیل وجود موانع مختلف مثل گرد و خاک، دود، برف و باران مه و……انتشار اطلاعات نوری در جو را با مشکل مواجه ساخت. چندین سال بعد کاربرد لوله و کانال برای هدایت نور مطرح شد. نور در داخل این کانال ها به وسیله آینه ها و عدسی ها هدایت می شد اما به دلیل این که تنظیم کردن آینه ها و عدسی ها کاربسیار سختی بود این کار نیز غیر عملی تشخیص داده شد و مردود ماند.
کاکا و کوکهام انگلیسی برای اولین بار کاربرد شیشه را به عنوان محیط انتشار مطرح کردند. آن ها مبنای کار خود را بر آن گذاشته بودند که به سرعتی حدود ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه و بیشتر بر روی محیط های انتشار شیشه دست یابند این سرعت انتقال با تضعیف زیاد انرژی همراه بود. این دو محقق انگلیسی کاهش انرژی را تا آن جا می پذیرفتند که کمتر از ۲۰ دسیبل نباشد اما با این که آن ها در رسیدن به هدف خود ناکام ماندند اما شرکت آمریکایی (کورنینگ گلس) به این هدف دست یافت.
همین ابداعات موجب شد که فیبر نوری به عنوان یکی از پرکاربردترین تجهیزات شبکه به جهان معرفی شود.
بخش های مختلف فیبر نوری
یک فیبر نوری از سه بخش تشکیل شده است:
۱- هسته (core) هسته نازک شیشه ای در مرکز فیبر که سیگنال های نوری در آن حرکت می کنند.
۲- روکش (cladding) بخش خارجی فیبر است که دور تا دور هسته را گرفته و باعث برگشت نور منعکس شده به هسته می گردد.
۳- بافر رویه (Buffer coating) روکش پلاستیکی که باعث حفاظت فیبر در مقابل موارد اسیب پذیر مثل رطوبت و یا.. می شود.
کاربرد های فیبر نوری
فیبر نوری با توجه به ویژگی های منحصر به فردی که دارد توانسته در بسیار از صنایع از جمله مخابرات، شبکه، پزشکی و غیره کاربردهای متعددی پیدا کند. در ادامه به برخی از مهمترین کاربردهای فیبر نوری اشاره می کنیم.
کاربرد فیبرنوری به عنوان حسگر
فیبر نوری کاربردهای زیاد در سنجش های از راه دور دارد. که در بعضی از موارد فیبر نوری خود، به عنوان یک حسگر مورد استفاده قرار می گیرد. از فیبر نوری به عنوان یک وسیله جهت اتصال یک حسگر غیر فیبر نوری به یک سیستم سنجش استفاده می شود. حسگر های متعددی را می توان با استفاده از نور های دارای طول موج مختلف در طول یک فیبر ترکیب نمود.
کاربرد فیبر نوری به عنوان یک حسگر عموما برای اندازه گیری کمیت های فیزیکی از جمله موارد زیر است:
جریان الکتریکیتشعشعات پرتو های گاما و ایکس فشارحرارتسطح مایعاتمیدان مغناطیسیجا به جاییآلودگی آب های دریاکاربرد فیبر نوری در پزشکی
فیبر نوری در پزشکی هم کاربرد های زیادی دارد از این تکنولوژی برای تشخیص بعضی از بیماری ها و انجام دادن آزمایش های گوناگون پزشکی استفاده می شود. از فیبر نوری برای جراحی لیزری شناسایی نارسایی های داخلی بدن، اندازه گیری مایعات و خون و در دندان پزشکی استفاده می کنند و هم چنین در دستگاه های آندوسکوپی از تارهای فیبر نوری استفاده می شود تا به این وسیله اجزا درون بدن انسان مثل مری روده و نای را به خوبی مشاهده کنند.
کاربرد فیبرنوری در روشنایی
یکی دیگر از کاربرد های فیبر نوری که در چند سال اخیر رشد و توسعه پیدا کرده است، استفاده از این سیستم در روشنایی است. در این تکنولوژی نور از منبعی ک می تواند طبیعی باشد مثل خورشید و یا یک منبع مصنوعی مانند لامپ های الکتریکی وارد فیبر نوری می شود و به محل مصرف انتقال پیدا می کند. به این وسیله می توان نور را به هر نقطه ای که در جهت تابش مستقیم آن نباشد انتقال داد یکی از مزیت های این تکنولوژی این است که نور انتقال یافته فاقد تشعشعات خطرناک ماوراء بنفش می باشد.
کاربرد های نظامی
فیبر نوری کاربرد های زیادی در صنایع دفاعی دارد مانند برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار، کنترل و هدایت موشک ها، ارتباط زیر دریایی ها و کاربرد در تجهیزات نظامی را نام برد.کاربرد فیبرنوری در مخابرات
کاربرد فیبر نوری در سیستم های تلفنی و مخابرات، روشی است که سرعت و کیفیت انتقال صوت را به طور قابل توجهی افزایش داده است. اختراع فیبر نوری ، آشکارسازهای نوری و لیزرهای حالت جامد باعث ایجاد تحول در زمینه ارتباطات از راه دور شده و کاربرد فیبر نوری را به روشی ارجح برای انتقال از راه دور تبدیل کرده است.
ایده استفاده از نور برای انتقال اطلاعات جدید نیست. استفاده از آینه ای که نور خورشید را منعکس می کند، به قرن ها قبل برمی گردد. کابل های فیبر نوری هم تکنولوژی هستند که از همین ایده سرچشمه می گیرند و به جای برق از نور استفاده می کنند. عملکرد فیبرهای نوری در مخابرات و سیستم های تلفنی بسیار متفاوت از سیمهای مسی است.
اگر به مباحث مربوط به شبکه، انتقال داده و سیستم های تلفن علاقه دارید، می توانید در دوره های آموزشی تلفن سانترال اطلاعات بسیار کاملتری در خصوص انواع خطوط تلفن و مخابرات، خطوط شبکه فیبر نوری و انواع شبکه اطلاعات جامع و کاملی در این خصوص دریافت کنید.
کاربرد فیبر نوری در شبکه
یکی از اصلی ترین کاربرد های فیبر نوری استفاده از آن ها در شبکه های کامپیوتری است که در زمان استفاده از آن ها اطلاعات تا میزان ۱۰ برابر نیاز کمتری به تقویت و بازسازی دارند و برخلاف کابل های مسی در آن ها تداخل ایجاد نمی شود چون فتون های فیبر نوری نسبت بهم ایزوله هستند.
وجود کابل فیبر نوری در تلویزیون ها
یکی دیگر از موارد استفاده از کابل فیبر نوری تلویزیون ها هستند. استفاده از کابل های فیبر نوری در انتقال سیگنال های کابل در چندین سال گذشته رشد سریعی داشته است این کابل ها برای انتقال سیگنال ها در تلویزیون با کیفیت بالایی کارایی مفیدی دارند چون از پهنای باند و سرعت بیشتری برخوردار هستند و کابل های فیبر نوری در مقایسه با همان مقدار سیم مسی ارزان تر هستند و این نشان از کیفیت در کنار کمیت عالی است.فناوری ساخت فیبر های نوری
برای تولید فیبر نوری اول باید ساختار آن را در میله شیشه ای موسوم به پیش سازه از جنس سیلیکا ایجاد می شود و بعد در یک فرآیند جداگانه این میله کشیده شده تبدیل فیبر می شود. از سال ۱۹۷۰ روش های متعددی برای ساخت انواع پیش سازه ها به کار رفته است که اغلب آن ها بر مبنای رسوب دهی لایه های شیشه ای در داخل یک لوله به عنوان پایه قرار دارند.
ttttttttttttttttttttttt
فیبر نوری در مخابرات
nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn
مزایای استفاده از فیبر نوری در مخابرات
کاربرد فیبر نوری در مخابرات امروزه توجه های زیادی را به خود جلب کرده و توانسته دربهبود عملکرد بسیاری از زیرساخت های مخابراتی و شبکه ها مفید واقع شود. فیبرهای نوری در مخابرات، به دلیل پهنای باند وسیعتر در مقایسه با کابل‌های مسی، و تاخیر کمتر در مقایسه با مخابرات ماهواره ای از مهمترین ابزار انتقال اطلاعات محسوب میشوند.
آنچه در این مقاله می خوانید:
مزایای استفاده از فیبر نوری در مخابراتفیبر نوریتفاوت فیبر نوری با کابل در چیست؟کابل فیبر نوریشبکه فیبر نوریفیبر نوری و ۷ تفاوت مهم آن با کابل‌های شبکه
جنس فیبر نوریکاربرد فیبرنوریراه اندازی اینترنت فیبر نوریانواع فیبر نوری۱) فیبرنوری در مخابرات۲) فیبرنوری در حسگرها۳) فیبرنوری نظامی۴) فیبرنوری پزشکی۵) فیبرنوری در روشناییفیبرنوری در مخابراتکاربرد فیبرنوری در مخابراتجمع بندی
فیبر نوری
فیبرنوری یا تار نوری رشته های باریک و بلندی از یک مادّه شفاف مثل شیشه یا پلاستیک است که می‌تواند نوری را که از یک سر خود وارد شده، از سر دیگر خارج کند. فیبر نوری داری پهنای باند بسیار بالاتر از کابل‌های معمولی است، با فیبر نوری میتوان داده‌های تصویر، صوتی و داده‌های دیگر را به راحتی با پهنای باند بالا تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه و بالاتر انتقال داد.
قطر هر فیبرنوری تقریباً به اندازه یک تار موی انسان است، زمانی که آنها در کابل های فیبر نوری قرار می گیرند، می توانند داده های بیشتری را در فواصل طولانی تر و سریعتر از سایر رسانه ها منتقل کنند. این فناوری خدمات فیبرهای نوری را اعم از اینترنت، تلفن و تلویزیون را به خانه ها و مشاغل ارائه می دهد.
تفاوت فیبر نوری با کابل در چیست؟
کابل فیبر نوری
کابل های فیبرنوری حاوی چندین فیبر نوری در یک پوشش پلاستیکی هستند. به علاوه چنین مجموعه ای به عنوان کابل های نوری یا کابل های فیبر نوری شناخته می شود، آنها سیگنال داده ها را به صورت نور منتقل می کنند و این مسافت طولانی را به طور قابل توجهی سریعتر از کابل های الکتریکی، طی می کنند.
و از آنجا که کابل های فیبرنوری فلزی نیستند، تحت تأثیر تداخل الکترومغناطیسی (یعنی آب و هوا) که باعث کاهش سرعت انتقال می شود، قرار نمی گیرند. کابل های فیبر ایمن تر هستند زیرا با خود جریانی حمل نمی کنند و به همین ترتیب جرقه ای ایجاد نمی کنند.
شبکه فیبر نوری
شبکه های مختلفی برای فیبر نوری وجود دارد، که کابل های نوری را از مرکز شبکه به محدوده نزدیک خانه شما یا مستقیما به خانه شما منتقل و اتصال فیبر نوری را به اینترنت ایجاد می کنند. سریعترین شبکه های فیبر نوری شامل Fiber to the Home (FTTH) یا Fiber to the Premises (FTTP) هستند، این شبکه ها صدردصد به کابل های فیبر نوری متصل وبه پایانه هایی که مستقیماً به خانه ها ، ساختمان های آپارتمانی و مشاغل متصل هستند، مربوط میشوند.
از طرف دیگر، Fiber to the Curb (FTTC) یک اتصال فیبر جزئی است زیرا کابل های نوری در نزدیک خانه ها و مشاغل به حاشیه منتقل می شوند و کابل های مسی در بقیه راه، سیگنال ها را از محدوده خود حمل می کنند. به علاوه اتصال فیبر به ساختمان زمانی انجام میشود که کابل فیبر در نقطه ای از ملک متمرکز و اتصال کابل های دیگر به ادارات یا مکان های دیگر انجام شود.
فیبر نوری و ۷ تفاوت مهم آن با کابل‌های شبکه
جنس فیبر نوری
فیبر های نوری معمولاً از جنس سیلیسیم دی‌اکسید هستند که برای انتقال داده‌ها توسط نور لیزر استفاده میشوند. یک کابل فیبر کمتر از یک اینچ قطر دارد. این فیبر های نوری می‌توانند صدها هزار مکالمهٔ صوتی را منتقل و ظرفیت ۲٫۵ گیگابایت در ثانیه تا ۱۰ گیگابایت در ثانیه را برای ما فراهم میکنند.
فیبر های نوری از چندین لایه ساخته شده اند که به دروی ترین لایه آنها هسته می گویند. هسته شامل یک تار و معمولا از جنس شیشه خالص است. در بعضی از کابل‌ها هسته از پلاستیک کاملاً بازتابنده ساخته میشود، که هزینه ساخت را پایین آورده است. با این حال، هسته پلاستیکی معمولاً کیفیت شیشه را ندارد و بیشتر برای حمل داده‌ها در فواصل کوتاه به کار می‌رود.
حول هسته بخش پوسته قرار دارد که از شیشه یا پلاستیک ساخته شده است. هسته و پوسته به همراه هم یک رابط بازتابنده را تشکیل می‌دهند و باعث میشوند نور به هسته تابیده شود تا از سطحی به طرف مرکز هسته بازتابیده گردد تا در آنها دو ماده به هم می‌رسند. این عمل بازتاب نور به مرکز هسته را (بازتاب داخلی کلی) می‌نامند.
کاربرد فیبرنوری
ظرفیت بالای انتقال : پهنای باند فیبر نوری به منظور ارسال اطلاعات به مراتب بیشتر از سیم مسی است .تضعیف ناچیز : تضعیف سیگنال در فیبر به مراتب کمتر از سیم مسی است .سیگنال های نوری : برخلاف سیگنال های الکتریکی در یک سیم مسی، سیگنال های نوری در یک فیبر تاثیری بر فیبر دیگر نخواهند داشت.مصرف برق پایین : با توجه به اینکه سیگنال ها در فایبر کمتر ضعیف می گردند. بنابراین میتوان از فرستنده هایی با میزان برق مصرفی پایین نسبت به فرستنده های الکتریکی که از ولتاژ بالایی استفاده میکنند، استفاده کرد.ارزانتر : هزینه چندین کیلومتر کابل نوری نسبت به سیم های مسی کمتر است .نازک تر : قطر فیبرها به مراتب کمتر از سیم های مسی است .غیر اشتعال زا : با توجه به عدم وجود الکتریسیته ، امکان بروز آتش سوزی هرگز وجود نخواهد داشت .انعطاف پذیری بیشتر : با توجه به انعظاف پذیری و قابلیت ارسال و دریافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظیر دوربین های دیجیتال با موارد کاربردی خاص مانند : عکس برداری پزشکی ، لوله کشی و …استفاده می گردد.وزن سبک : وزن یک کابل فیبر به مراتب کمتر از کابل مسی است.سیگنال های دیجیتال : مناسب به منظور انتقال اطلاعات دیجیتالی است .
راه اندازی اینترنت فیبر نوری
انواع فیبر نوری
انواع فیبر نوری شامله موارد زیر هستند:
۱) فیبرنوری در مخابرات
یکی از مرسوم ترین کاربردهای فیبر نوری انتقال اطلاعات توسط نور لیزر است.
۲) فیبرنوری در حسگرها
استفاده از حسگرهای فیبر نوری برای اندازه گیری کمیت‌های فیزیکی مانند جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی، فشار، حرارت، جابجایی، آلودگی آب‌های دریا، سطح مایعات، تشعشعات پرتوهای گاما و ایکس در سال‌های اخیر شروع شده‌است. در این نوع حسگرها، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی حسگر بهره گیری میشود بدین ترتیب که ویژگی‌های فیبر تحت میدان کمیت مورد اندازه گیری تغییر یافته و با اندازه شدت کمیت تأثیر پذیر میشود.
۳) فیبرنوری نظامی
فیبر نوری کاربردهای بی‌شماری در صنایع دفاع دارد که از آن جمله میتوان برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار، کنترل و هدایت موشک‌ها، ارتباط زیردریاییها (هیدروفون) را نام برد.
۴) فیبرنوری پزشکی
فیبرنوری در تشخیص بیماری‌ها و آزمایشهای گوناگون در پزشکی کاربرد فراوان دارد که از آن جمله میتوان دُزیمتری غدد سرطانی، شناسایی نارسایی‌های داخلی بدن، جراحی لیزری، استفاده در دندانپزشکی و اندازه گیری مایعات و خون نام برد. همچنین تارهای نوری در دستگاه‌هایی به نام درون بین یا آندوسکوپ استفاده میشود تا به درون نای، مری، روده و مثانه فرستاده شود و درون بدن انسان به طور مستقیم قابل مشاهده باشد.
۵) فیبرنوری در روشنایی
از جمله کاربردهای فیبر نوری که در اواخر قرن بیستم به عنوان یک فناوری روشنایی متداول شده و در چند سال قرن اخیر توسعه و رشد فراوانی پیدا کرده‌است کاربرد آن در سیستم‌های روشنایی است. در این فناوری نور از منبع نوری که می‌تواند نور مصنوعی (نورلامپهای الکتریکی) و یا نور طبیعی (نور خورشید) باشد وارد فیبر نوری شده و از این طریق به محل مصرف منتقل میشود.
به این ترتیب نور به هر نقطه‌ای که در جهت تابش مستقیم آن نیست منتقل میشود. امتیاز این نور که موجبات رشد سریع به کارگیری و توجه زیاد به این فناوری شده‌است این است که فاقد الکتریسیته گرما و تشعشعات خطرناک ماورای بنفش بوده (نور خالص و بی خطر) و دیگر اینکه با این فناوری میشود نور روز (بدون گرما و اشعه‌های ماورائ بنفش) را هم به داخل ساختمانها و نقاط غیر قابل دسترسی به نور خورشید منتقل کرد. هرسوالی که داری در انجمن مطرح کن
فیبرنوری در مخابرات
از مهم ترین فیبر های نوری می توان به فیبر های نوری در مخابرات اشاره کرد، این فیبر ها جهت انتقال اطلاعات از یک مکان به مکان دیگر با ارسال پالس‌های نور از طریق یک فیبر نوری استفاده می شوند. نور، یک موج الکترومغناطیسی حامل که مدوله شده است را برای حمل اطلاعات تغییر شکل می‌دهد.
توسعه سیستم‌های ارتباطی فیبر نوری در دههٔ ۱۹۷۰ میلادی، انقلابی در صنعت ارتباطات تحول عظیمی داشته و همچنین نقش عمده‌ای در ظهور عصر اطلاعات بازی کرده‌اند. به خاطر مزایای بیشتر ارتباطات فیبر نوری نسبت به سامانه‌های انتقال اطلاعات از زیر ساخت‌های برقی (مثل زوج سیمهای به هم تابیده، کابل‌های کواکسیال و…)، فیبرهای نوری عمدتاً جایگزین سیمهای مسی در هسته اصلی شبکه‌ها در جهان توسعه یافته شده‌اند.
فیبر نوری در بسیاری از شرکت‌های مخابراتی برای انتقال سیگنال‌های تلفن، ارتباط اینترنتی و سیگنال‌های تلویزیون کابلی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کاربرد فیبرنوری در مخابرات
از فیبر نوری به عنوان یک وسیله جهت ارتباط مخابراتی و شبکه های کامپیوتری استفاده می شود.دارای قابلیت انعطاف پذیریست و می توان آنرا درون کابل قرار داد.از آن جهت برقراری ارتباط در مسافت های طولانی و به صرفه استفاده می شود.انتقال نور از طریق فیبر، کیفیت بالاتری نسبت به کابل های الکتریکی دارد.
جمع بندی
هرکدام از انواع فیبر های نوری کاربردهای زیادی دارند که در زندگی امروز بسیار قابل استفاده هستند. به علاوه فناوری فیبرنوری امروزه در ایران برای کاربران قابل استفاده و کمک های زیادی در این راه به آنها کرده است و در آخر تهیه ی فیبر نوری مقرون به صرفه می باشد.
می توانید با مراجعه به سایت PBX SHOP دوره های آموزشی مربوط به زیرساخت های مخاربراتی را دریافت کرده و با عملکرد آنها بیشتر آشنا شوید.
برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه سانترال ، ویپ و شبکه با ما همراه باشید…