فیبر نوری
آیا تا به حال واژه فیبر نوری به گوشتان رسیده است؟ فیبر نوری وسیله ای برای تبادل اطلاعات می باشد. امروزه کابل های نوری نقش بسیار مهمی در تبادل اطلاعات در دنیا بازی می کنند و در حقیقت ابر بزرگراه هایی برای انتقال اطلاعات می باشند. با تبدیل اطلاعات دیجیتال به سیگنال های نوری، می توان مقادیر عظیمی از اطلاعات را توسط کابل های نوری منتقل نمود. برای مثال یک فیبر نوری نازک می تواند در آن واحد ده میلیون تماس تلفنی را برقرار نماید. به شکل زیر دقت کنید:
این شکل چندین رشته فیبر نوری را در بین انگشتان یک فرد نشان می دهد.نقطه 1، سر یک رشته فیبر نوری را نشان می دهد که به صورت یک نقطه نورانی می باشد. نقطه 2 بدنه یک فیبر نوری را نشان می دهد که از جنس شیشه سیلیسی (silica glass) می باشد و حالت انعطاف پذیر دارد. در نقطه 3 می توانید به ضخامت یک رشته فیبر نوری دقت نمایید که ضخامت آن کمتر از یک دهم ضخامت موی انسان می باشد.
حال این سؤال پیش می آید که فیبرهای نوری چگونه کار می کنند؟
اطلاعاتی که توسط یک فیبر نوری منتقل می شوند در ابتدا به صورت جریان الکتریکی می باشد که حاوی جریانی از اطلاعات به صورت دیجیتال می باشد. یک منبع نور که معمولاً لیزر می باشد این جریان الکتریسیته را به پالس های نور تبدیل می کند و آن ها را به درون کابل نوری منتقل می نماید.
این نور پس از رسیدن به مقصد توسط گیرنده های نوری دریافت می شود، به جریان الکتریکی تبدیل شده و در نهایت به حالت اولیه خود تبدیل خواهد شد. پالس های نوری از مسیرهای مختلفی درون فیبرهای نوری حرکت می کنند که به آن ها مود گفته می شود. این پالس ها با برخورد به دیواره های فیبر بازتاب می یابند و حرکت می کنند. در حالت مخابره ترکیبی (مولتی پلکس) چندین جریان حاوی اطلاعات در آن واحد از درون یک رشته فیبر نوری عبور می کنند. برای این کار، نورهای استفاده شده برای ارسال ارتباطات باید از لحاظ طول موج کمی با هم تفاوت داشته باشند تا عمل تبادل به درستی انجام پذیرد. برای انتقال اطلاعات در فواصل کم، می توان پالس های نور را به صورت زیگ زاگی به داخل فیبر ارسال نمود ولی برای انتقال اطلاعات در فواصل طولانی اصولاً از رشته های بسیار نازک استفاده می شود و نور نیز به صورت مستقیم به مرکز فیبر ارسال شده و از انتهای آن نیز دریافت می گردد.
برای این که بهتر متوجه مطالب بیان شده بشوید، به شکل زیر دقت نمایید:
یک کابل نوری مخابراتی عادی حاوی بیش از 100 رشته فیبر نوری می باشد که به صورت کاملاً محکم به هم بسته شده اند. نقاط نشان داده شده در شکل فوق عبارتند از:
1- هسته فولادی کابل نوری که باعث بالا رفتن استحکام آن شده و از تا شدن فیبرهای نوری جلوگیری می کند.
2- پوشش پلیمری برای جلوگیری از صدمه دیدن فیبرها.
3- هسته مرکزی که از جنس شیشه و یا پلاستیک ساخته می شود.
4- اولید سیگنال در حال انتقال از درون فیبر که به صورت مستقیم از مرکز فیبر عبور می کند.
5- دومین سیگنال که به صورت زیگ زاگی و با انعکاس متوالی از درون فیبر منتقل می شود.
6- سومین سیگنال که به صورت زیگ زاگی ولی با زاویه و طول موج متفاوت نسبت به سیگنال دوم از درون فیبر منتقل می شود.
7- پوشش پلاستیکی یا شیشه ای برای منعکس نمودن اشعه های نور به درون فیبر.
فیبر نوری می تواند اطلاعات را با سرعت نور منتقل نماید. اطلاعات می تواند در هر ثانیه از درون فیبر نوری، 7 دور به دور زمین بچرخد. فیبر نوری نسبت به کابل های مسی ارزان تر می باشند و ظرفیت انتقال اطلاعات بالاتری دارند. تماس های تلفنی بین المللی و همچنین اینترنت پر سرعت امروزه به لطف این کابل ها بسیار ارزان تر شده اند. برای ساخت فیبر نوری ابتدا استوانه های شیشه ای تولید می کنند و سپس با ذوب کردن و کشیدن آ ها، قطر آن را کم می کنند و آن را به یک رشته بسیار نازک تبدیل می کنند. در این سیستم یک اندازه گیر لیزری دائماً قطر رشته های فیبر را اندازه می گیرد و سرعت کشیدن و تولید فیبر را به نحوی تنظیم می کند که قطر فیبر همیشه ثابت بماند.
مرکز یادگیری سایت تبیان، تهیه: پوریا میرعشقی
تنظیم: نسرین صادقی
