معرفی کامل انواع فيبر‌نوری

فیبر نوری یکی از پیشرفته‌ترین و مهم‌ترین فناوری‌ها در حوزه انتقال داده و ارتباطات است که به دلیل سرعت و دقت بالا، به طور گسترده در شبکه‌های مخابراتی، اینترنت و دیگر کاربردهای ارتباطی مورد استفاده قرار می‌گیرد. فیبر نوری با استفاده از سیگنال‌های نوری به جای سیگنال‌های الکتریکی، داده‌ها را منتقل می‌کند. به همین دلیل است که کابل کشی فیبر نوری کاری بسیار تخصصی و حساس می باشد. در ادامه به معرفی کامل انواع فیبر نوری، ویژگی‌ها و کاربردهای آن می‌پردازیم.

1. فیبر نوری چیست؟

فیبر نوری یک رشته‌ی بسیار باریک از شیشه یا پلاستیک است که قابلیت انتقال نور را دارد. این فیبرها داده‌ها را با تبدیل اطلاعات به سیگنال‌های نوری منتقل می‌کنند. نور درون این فیبرها به دلیل پدیده‌ی “بازتاب داخلی کامل” (Total Internal Reflection) به طور مؤثری هدایت می‌شود و می‌تواند فواصل بسیار طولانی را بدون تضعیف طی کند.

2. اجزای اصلی فیبر نوری

• هسته (Core): بخش مرکزی فیبر که نور از آن عبور می‌کند. هسته معمولاً از شیشه یا پلاستیک ساخته شده و قطر آن بسته به نوع فیبر متفاوت است.
• لایه‌ی پوشش (Cladding): لایه‌ای که اطراف هسته را احاطه کرده و باعث می‌شود نور به طور کامل درون هسته منعکس شود.
• پوشش محافظ (Buffer Coating): لایه‌ای بیرونی که برای محافظت از فیبر در برابر رطوبت، ضربه و سایر عوامل محیطی استفاده می‌شود.

3. انواع فیبر نوری

فیبر نوری به دو نوع اصلی تقسیم می‌شود:

الف) فیبر نوری تک‌حالته (Single-Mode Fiber – SMF)

• ویژگی‌ها: فیبر نوری تک‌حالته دارای هسته‌ای بسیار باریک (حدود 8 تا 10 میکرون) است و نور در یک مسیر (یا حالت) واحد حرکت می‌کند. این نوع فیبر برای انتقال داده در فواصل بسیار طولانی و با پهنای باند بالا به کار می‌رود.
• مزایا: تضعیف کمتر سیگنال و امکان انتقال داده با پهنای باند بسیار زیاد در مسافت‌های طولانی.
• کاربردها: این نوع فیبر بیشتر در شبکه‌های ارتباطی با برد بلند مانند شبکه‌های تلفن و اینترنت، ارتباطات بین‌شهری و زیرساخت‌های ارتباطی بین‌المللی استفاده می‌شود.

ب) فیبر نوری چندحالته (Multi-Mode Fiber – MMF)

• ویژگی‌ها: فیبر چندحالته دارای هسته‌ای بزرگ‌تر (حدود 50 تا 62.5 میکرون) است و نور می‌تواند در چندین مسیر یا حالت مختلف درون فیبر حرکت کند. این ویژگی باعث کاهش دامنه انتقال داده و افزایش تداخل سیگنال می‌شود.
• مزایا: انتقال داده با سرعت بالا در مسافت‌های کوتاه و مقرون به‌صرفه بودن به دلیل قطر بیشتر هسته و نیاز به تجهیزات ارزان‌تر.
• کاربردها: فیبر چندحالته در شبکه‌های داخلی سازمان‌ها، دیتا سنترها، شبکه‌های محلی (LAN) و کاربردهای کوتاه‌برد استفاده می‌شود.

4. انواع مختلف فیبر چندحالته

فیبرهای چندحالته به دلیل بهبود در تکنولوژی، به انواع مختلفی دسته‌بندی می‌شوند که با نام‌های OM1، OM2، OM3، OM4 و OM5 شناخته می‌شوند. تفاوت اصلی این انواع در پهنای باند و مسافت انتقال داده است.

• OM1: برای سرعت‌های تا 1 گیگابیت در ثانیه و مسافت‌های کمتر از 300 متر.
• OM2: پشتیبانی از سرعت‌های 1 گیگابیت تا 10 گیگابیت بر ثانیه در مسافت‌های کوتاه‌تر (حدود 600 متر).
• OM3 و OM4: برای سرعت‌های بالا تا 100 گیگابیت بر ثانیه در فواصل مختلف. OM4 پهنای باند بیشتری نسبت به OM3 ارائه می‌دهد.
• OM5: جدیدترین نسل فیبرهای چندحالته با پشتیبانی از انتقال چندین طول موج نوری در یک فیبر، که باعث افزایش ظرفیت انتقال داده در طول موج‌های مختلف می‌شود.

5. مزایای فیبر نوری نسبت به کابل مسی

• پهنای باند بیشتر: فیبر نوری توانایی انتقال داده با سرعت‌های بسیار بالاتر از کابل مسی دارد.
• مسافت طولانی‌تر: فیبر نوری می‌تواند داده‌ها را بدون افت کیفیت تا فواصل بسیار طولانی‌تری نسبت به کابل مسی منتقل کند.
• مصونیت در برابر تداخل الکترومغناطیسی: فیبر نوری به دلیل استفاده از نور برای انتقال داده، در برابر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) کاملاً مقاوم است.
• اندازه و وزن کمتر: فیبر نوری سبک‌تر و نازک‌تر از کابل‌های مسی است و فضای کمتری اشغال می‌کند.
• امنیت بیشتر: شنود یا نفوذ به داده‌های انتقال‌یافته از طریق فیبر نوری بسیار دشوارتر است.

6. کاربردهای فیبر نوری

• اینترنت و مخابرات: فیبر نوری در ارائه اینترنت پرسرعت و ارتباطات تلفنی در فواصل طولانی به کار می‌رود.
• صنعت پزشکی: در تجهیزات پزشکی مانند آندوسکوپی برای انتقال نور و مشاهده قسمت‌های داخلی بدن استفاده می‌شود.
• ارتباطات نظامی: فیبر نوری به دلیل امنیت بالا در ارتباطات نظامی و حساس استفاده می‌شود.
• شبکه‌های کامپیوتری: در زیرساخت‌های شبکه‌های بزرگ مانند دیتاسنترها و شبکه‌های شهری (MAN) و گسترده (WAN) به کار گرفته می‌شود.

7. محدودیت‌های فیبر نوری

• هزینه نصب و نگهداری بالا: نصب فیبر نوری در ابتدا هزینه بیشتری نسبت به کابل‌های مسی دارد.
• حساسیت به خمش: فیبر نوری نسبت به خم شدن و شکستن بسیار حساس است و ممکن است عملکرد آن تحت تاثیر قرار گیرد.

نتیجه‌گیری

فیبر نوری با قابلیت انتقال داده‌های پرسرعت و پایدار، انقلابی در ارتباطات مدرن ایجاد کرده است. این فناوری در شبکه‌های مخابراتی، اینترنت، پزشکی و بسیاری از صنایع دیگر به کار گرفته می‌شود. انتخاب نوع مناسب فیبر نوری بسته به نیازها و شرایط کاربردی (مسافت، پهنای باند، هزینه) انجام می‌شود.