در دل یک فیبر نوری چه خبر است؟

حتما به گوشتان خورده است که مجهز بودن به فیبر نوری یک مزیت سیستم ارتباطی است اما این مزیت در چیست و در واقع چه چیز خاصی در دل فناوری فیبر نوری پنهان شده است؟ فیبر نوری در صنعت ارتباطات و الکترونیک دارد به سرعت جایگزین سیم می شود. فیبر نوری نسبت به سیم های مسی که معمولا در سیستم ارتباطات استفاده می شدند مزیت های فراوانی دارند.

ساختار فیبر نوری

کابل فیبر نوری مجموعه ای فیبر از جنس دی اکسید سیلیسیم است. قطر آن کمتر از یک اینچ است. نوع تجاری فیبر نوری دو و نیم گیگ در ثانیه تا ده گیگابایت در ثانیه ظرفیت دارد. درونی ترین لایه فیبر نوری هسته نام دارد. هسته یک تار از جنس شیشه خالص است و خاصیت بازتاب کننده دارد. برای ساخت هسته از پلاستیک بازتاب کننده هم استفاده می شود که ارزان تر است البته کیفیتش از شیشه پایین تر است.

پوسته که در اطراف هسته است از شیشه یا پلاستیک ساخته می شود. ترکیب پوسته و هسته یک رابط بازتابنده است که نور را در هسته می تاباند تا از طرف دیگر به هسته بازتابانده شود. به این فرایند، بازتاب داخلی کلی می گویند. قطر نوع رایج فیبر نوری 125 میکرون (یک میلیونیم متر و اندازه یک تار موی انسان) است که هسته و پوسته را در بر می گیرد و لایه محافظی از جنس پلاستیک هم دارد. این لایه کل کابل و صدها فیبر نوری را در خود نگه می دارد.

نور در فیبر نوری چه می کند؟

در مسیر پرپیچ و خم کابل فیبر نوری، نور در هسته جریان پیدا می کند و به سطح آبکاری شده (Cladding) برخورد می کند. سطح آبکاری شده نور را جذب نمی کند به همین دلیل نور در فیبر نوری حرکت می کند. اگر شیشه ی استفاده شده، خالص نباشد سیگنال های نوری ضعیف می شوند.

سیستم رله فیبر نوری چیست؟

برای روشن شدن موضوع فرض می کنیم دو ناوگان دریایی بر روی سطح دریا می خواهند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. یکی از ناوها می خواهد پیامی را برای دیگری ارسال کند. بنابراین کاپیتان ناو فوق پیام را برای یک ملوان که بر روی عرشه کشتی مستقر است، ارسال می کند. ملوان فوق پیام دریافتی را به مجموعه ای از کدهای مورس (نقطه و فاصله) ترجمه می نماید و با استفاده از یک نورافکن آن را برای ناو دیگر ارسال می نماید. یک ملوان بر روی عرشه کشتی دوم، کدهای مورس را مشاهده می نماید و آن ها را به یک زبان خاص (مثلا انگلیسی) تبدیل می کند و برای کاپیتان ناو ارسال می کند.

حال اگر فاصله دو ناو فوق از یکدیگر بسیار زیاد (هزاران مایل) باشد، برای برقراری ارتباط بین آن ها از یک سیستم مخابراتی مبتنی بر فیبر نوری استفاده می شود. حال در ادامه به معرفی اجزای سیستم فیبر نوری می پردازیم:

فرستنده

فرستنده سیگنال های نوری را تولید و رمزنگاری می کند. فرستنده، دستگاه نوری را برای روشن و خاموش شدن در یک دنباله مناسب هدایت می کند و در کنار فیبر نوری است و معمولا یک لنزی برای تمرکز نور در فیبر دارد. طول موج سیگنال های نوری معمولا 850، 1300 و 1550 نانومتر است.

بازتاب نوری

سیگنال های نوری جلوی ضعیف شدن یا از بین رفتن سیگنال ها را در فاصله های زیاد را می گیرد. بازتاب نوری، از فیبرهای نوری متعدد با یک روکش تشکیل شده است. وقتی سیگنال ضعیف به روکش دوپینگی می رسد، انرژی لیزر، مولکول های دوپینگ شده را به لیزر تبدیل می کند. مولکول های دوپینگ شده، سیگنال نوری جدید و قوی تر با ویژگی های همان سیگنال ورودی ضعیف تولید می کنند.

دریافت کننده نوری

دریافت کننده سیگنال های دیجیتالی نوری را دریافت می کند، رمزگشایی می کند، سیگنال های الکتریکی را برای استفاده کنندگان، مانند کامپیوتر، تلفن و… می فرستد. دریافت کننده برای تشخیص نور از فتوسل یا فتودیود استفاده می کند.