محل عبور اطلاعات کجاست؟

رسانه انتقال مسیری فیزیکی میان فرستنده و گیرنده است که اطلاعات از طریق آن جا به جا می‌شود. بسته به کاربردی که از رسانه انتقال انتظار داریم، داده‌ها می‌توانند در مسیری هدایت شده و یا هدایت نشده منتقل شوند. در اینجا منظور از رسانه هدایت شده، مجرای انتقال از طریق "سیم" است و به انتقال "بی سیم" مسیر هدایت نشده می‌گویند.

رسانه‌های هدایت شده مسیری را فراهم می‌کنند که موج‌ها در طول آن منتشر می‌شوند. معروف ترین رسانه‌ی هدایت شده، فیبر نوری (Optical Fiber) ، کابل زوج سیمی (Twisted Pair) و کابل هم محور ( Coaxial Cable) است.

همان طور که می‌دانید انتقال بی سیم از طریق هوا، خلا، آب و... صورت می‌گیرد. در این نوع رسانه‌ها امواج از طریق آنتن در محیط منتشر می‌شود تا به گیرنده برسد.

حال به بررسی رسانه‌های انتقال می‌پردازیم.

این رسانه انتقال یکی از ارزان‌ترین و پرکاربردترین رسانه‌ی انتقال هدایت شده است. ساختار اصلی آن شامل دو سیم مسی روکش دار است که به صورت مارپیچ به یکدیگر پیجیده شده‌اند. دلیل این نوع پیچیدن کاهش خاصیت القایی در سیم‌هاست. اگر این سیم‌ها به صورت مارپیچ به طور یکدیگر تابیده نشوند احتمال تداخل و هم شنوایی افزایش می‌یابد.

در نمونه‌های تجاری، این سیم ها به صورت تک زوج در کابل قرار ندارد. بلکه یک کابل می‌تواند شامل 100 یا بیشتر زوج باشد. مجموعه زوج‌ها در کابلی با روکش پلاستیکی کنار یکدیگر قرار می‌گیرند.

زوج سیمی به دو صورت بی حفاظ و با حفاظ ساخته می‌شود. نوع بی حفاظ آن بیشتر خطوط تلفن و شبکه‌های محلی مورد استفاده قرار می‌گیرد. نصبشان ساده‌تر و قیمت پایین‌تری دارند. ضعف بزرگ این زوج سیمی بی حفاظ حساسیت ان به تداخل امواج الکترومغناطیسی است. به همین منظور از پوششی فلزی برای خنثی کردن این اثر استفاده می‌شود.

در زوج سیمی با حفاظ از ورقه‌‌ی فلزی نازکی به عنوان محافظ استفاده می‌شود. این نوع کابل‌ها گران‌تر هستند و کاربردهای کمتری نسبت به نمونه‌های بدون حفاظ دارند. نصب و اتصال آنها نیز دشوارتر است.

این نوع کابل نیز مانند کایل زوج سیمی از دو رسانا تشکیل شده است. همان طور که از اسمش مشخص است، محور دو سیم روی یکدیگر قرار دارد و میان آنها را عایق پوشانده است. به این ترتیب که رسانای داخلی قرار دارد، روی آن با عایق پوشانده می‌شود، سپس رسانای خارجی قرار می‌گیرد، روی این رسانا نیز عایق بندی صورت می‌گیرد و در آخر کل مجموعه در پوششی پلاستیکی محفوظ می‌شود.

کابل هم محور  پهنای باند بیشتری نسبت به زوج سیمی فراهم می‌کند و محدده بزرگ‌تری از فرکانس‌ها را شامل می‌شود. این نوع کابل به دلیل ساختار عایق بندی شده‌ای که دارد نسبت به زوج سیمی از تداخل و هم شنوایی کمتری برخوردار است.

کابل هم محور کاربردهای وسیعی فراهم می‌کند و مصارف متعددی دارد. از جمله RG-59 که برای تلویزیون و RG-58 که برای شبکه‌های محلی LAN و اترنت نازک و RG-11 که در اترنت ضخیم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

امروزه در خیلی از کشورها، خانه‌ها مجهز به کابل TV هستند و برنامه‌ها و شبکه‌های دلخواه خود را می‌خرند. با این کابل می‌توان صدها کانال TV را چندین کیلو متر انتقال داد.

متاسفانه این کابل حجم و وزن بیشتری نسبت به رقیب اصلی خود یعنی فیبر نوری دارد . همین امر موجب می‌شود رفته رفته کاربردهای خود را از دست بدهد.

فناوری فیبر نوری به سبب امکاناتی که برای ما فراهم می‌کند رتبه نخست در انتقال داده‌ها و ارتباطات مخابراتی را کسب کرده است. ایده اصلی استفاده از نور در دهه 60 میلادی مطرح شد. به این صورت که می‌توان از نور به جای ولتاژ یا جریان استفاده کرد. هر روشن و خاموش شدن منبع نور در فرستنده می‌تواند به عنوان پیام در گیرنده تلقی شود. برای مثال، خاموش شدن منبع می تواند صفر و روشن شدن منبع نوری می تواند یک فهمیده شود.

فیبر نوری از پلاستیک و یا شیشه ساخته می‌شود. جنس آن منعطف و قطر آن بسیار نازک است. معمولا بین 6 تا 12 تار نوری درون یک کابل قرار می‌گیرد.

به فیزیک اول دبیرستان باز می‌گردیم،  فصل نور. در آنجا خواندید وقتی نور از محیطی با ضریب شکست بالا وارد محیطی با ضریب شکست پایین می‌شود، زاویه پرتو با خط عمود بر سطح افزایش می‌یابد. این افزایش می‌تواند سه حالت کلی داشته باشد. اول اینکه پرتو در نهایت به محیط دوم راه پیدا کند. دوم اینکه پرتو مماس بر دو سطح (زاویه حد)  قرار بگیرد. سوم اینکه زاویه تابش پرتو از زاویه حد بیشتر شود که در این صورت پرتو دوباره به داخل محیط اولیه بازتابش می‌شود.

فیبر نوری از حالت سوم بهره می‌گیرد و بدین ترتیب امواج در داخل آن منتشر می‌شوند تا به گیرنده برسند.

فاطمه مجدآبادی

بخش دانش و زندگی تبیان

منبع:

Data communications / F.Safaei

Computer networking and open systems / Fred Halsall