امروزه تکنولوژی ها پیشرفت بسیاری پیدا کرده و نیاز ما برای برقراری ارتباط گسترش پیدا کرده که با توجه به ورود فیبرهای نوری به عرصه ارتباطات و این فیبرها وظیفه انتقال اطلاعات را با سرعت بیشتر نسبت به فناوری‌های گذشته کابل های مسی انجام می دهند و دیگر محدودیت‌هایی را که کابل‌های مسی برای ما داشتن نخواهد داشت.
همانگونه که در شکل زیر مشاهده می‌کنید دیتاها با کمک پورت فرستنده (TX) از یک دستگاه اکتیو برای پورت گیرنده (RX) در دستگاهی دیگر انتقال پیدا می کند و ازآنجا که تمام آی سی ها برای انرژی الکتریسیته کار می‌کنند، از دیودها و فتو ترانزیستورهای نوری برای انتقال و دریافت سیگنال های نوری استفاده می‌کنیم به این منظور در اول و آخر کابل ها از دستگاهی به نام دستگاه تبدیل کننده (Converter) استفاده می‌شود که الکتریسیته به نور ( نامرئی) تبدیل گردد.
طول کانال‌های فیبر نوری برای ارسال اطلاعات توسط پارامترهای افت و پراکندگی نور محدودیت خواهد داشت.
انواع طول موج‌ها همان گونه که در عکس زیر مشاهده می‌کنید مشخص شده است، محدوده طول موج نور مرئی برای انسان‌ها 690 نانومتر است طول موج های بیشتر در دسته نورهای نامرئی قرار می گیرد در فیبرهای نوری از تکنولوژی‌های روز ساخت و مواد استفاده شده که طول موج های مختلف را می‌توان مشاهده کند و اولین دسته فیبر نوری پلاستیکی یا POF هستند که طول موج بین 520 تا 650 نانومتر را از خودشان عبور می‌دهند.
دومین گروه فیبرهای نوری فوتونیک کریستال هستند و طول موج نور عبوری آن‌ها بین 650 تا 850 نانومتر است در گروه سوم
فیبرهای نوری شیشه ای یا GOF هستند که دو نوع چند حالته و تک حالته وجود دارد. طول موج 850 تا 1300 نانومتر
پشتیبانی می‌کند.
نوع دوم آن‌ها برای انتقال طول موج‌های 1310 تا 1650 نانومتر می‌باشد.
بازتاب نور یا ضریب شکست با یک مثال ساده آشنا می کنیم، اگر از یک محیط رقیق وارد محیط غلیظ شویم. ضریب که refraction نام دارد در انتقال اطلاعات داخل فیبر نوری تاثیر بسزایی دارد در شکل زیر انواع شکست و بازتاب درون فیبر نوری مشاهده می‌شود.
تکنولوژی ساخت هسته با ضریب‌های شکست مختلف
سه نوع هسته با تکنولوژی‌های مختلف ساخته می‌شود که اولی step index نام دارد و برای انتقال نور درون هسته از بازتاب نور پوشش clad دور هسته استفاده می‌کنیم. دومین دسته multi-step index نام دارد که چند لایه مختلف برای شکست نور داخل هسته قرار دارد و دسته سوم graded index است.
فیبرهای نوری شیشه ای
فیبرهای نوری (multimode FO) هسته ضخیم تری نسبت به فیبرهای تک حالته دارند. منبع نوری که برای این مدل از فیبرها کاربرد دارد LED ها هستند که نور را در چندین طول موج منتشر می‌کنند دسته بندی این فیبرهای نوری در انواع مختلف OM1، OM2،OM3 و OM4 وجود دارد. باید یادآور شویم که این نوع کابل ها محدودیت طول برای سرعت‌های 10، 40و 100 گیگابایت اترنت را دارد و با توجه به مسافت کابل کشی نوع آن‌ها مشخص می‌شود.
فیبرهای نوری تک حالته :دارای هسته‌های نازک تری هستند و قطر هسته بسیار کوچک تر و نورها با طول موج بالا(منبع نوری این فیبرها لیزرهاست) را درون خود انتشار می‌دهند. لیزرها به عنوان یکی از پیشرفته ترین وسایل الکترونیکی که دارای قیمت بالاتری نسبت به LED ها هستند و به همین جهت باعث گران تر شدن این تجهیزات اکتیو می‌شود.
این نوع کابل فیبر نوری توانایی این را دارند که تنها یک طول موج را با قدرت بالا انتشار دهند بنا براین این کابل ها تنها طول موج نور را درون هسته 9 میکرومتری خود منتشر می‌کند، به‌همین جهت به آن‌ها کابل‌های تک حالته گفته می‌شود همین‌طور با توجه به قدرت نور منتشر شده از لیزر محدودیت‌های طولی در این کابل‌ها وجود ندارد و می‌توان آن را به راحتی تا 40 کیلومتر نصب کرد. برای فیبرهای نوری پارامترهای مشخصی تعیین شده:
1- ابعاد: منظور از ابعاد همان قطر هسته است، که قطر پوشش دور فیبر نوری، پوشش ثانویه محافظ فیبر نوری، محدودیت‌های کشیدگی یا کشیدن فیبر نوری و متحدالمرکز بودن فیبر نوری است، که در هنگام سفارش کابل فیبر نوری باید به آن‌ها توجه شود. در شکل زیر کابل فیبر نوری متحدالمرکز را مشاهده می‌کنید.
2- خواص مکانیکی که شامل محدودیت‌های طولی، برداشتن راحت روکش‌های کابل، قدرت کشش و حلقه کردن کابل فیبر نوری از خواص مکانیکی است.
منظور از انتقال در نظر گرفتن خواصی مانند جذب، طول موج نور عبوری از کابل، پراکندگی نور، تلفات مربوط به شعاع ماکرو و دیافراگم کابل فیبر نوری می باشد که هر کدام از آن‌ها بر روی نور اثر خاصی می گذارند که موجب تلفات و افت شدت نور می‌شود. رطوبت و تغییر دمای محیط روی کابل کشی می‌تواند تاثیرگذار باشند افت شدت نور در کابل‌های فیبر نوری باعث می‌شود که کارایی کابل فیبر نوری کاهش پیدا کند وعوامل مختلفی که در افت شدت نور نقش دارند و عوامل مختلفی که تأثیرات مختلف مانند افت شدت نور و... بر کابل فیبر نوری می گذارد.
از مهمترین تاثیراتی که افت شدت نور با خود به همراه دارد: خم کردن کابل، جوش دادن دو رشته فیبر نوری، طولانی تر شدن کابل و یا استفاده از آداپتورهای فیبر نوری برای التهابات بین دو رشته فیبر نوری است.
در کل دو عامل اصلی افت پراکندگی و اتصال که میزان افت را با دسی بل اندازه‌گیری می‌کنیم و پراکندگی تاثیر زیادی روی پهنای باند و سیگنال دریافتی و خروجی می‌گذارد اگر به این دو پارامتر توجه نداشته باشیم هنگام انتقال سیگنال از فیبر نوری با مشکلاتی مواجه خواهیم شد.
اما مدل Modal dispersion یا پراکندگی مودال یا پراکندگی material dispersion و یا پراکندگی مواد از انواع مختلف پراکندگی هستند، که در اثر اختلاف زمانی به وجود می‌آیند که طول موج‌های مختلف را تعیین می‌کنند.
برای اتصال کابل‌های فیبر نوری سه روش وجود دارد:
- روش اول اتصال دهنده های جداشدنی
- روش دوم اتصال دهنده هایی روش مکانیکی
- روش سوم اتصال دهنده های دائمی جوش فیوژن
با توجه به این که شما قصد کابل کشی را در داخل ساختمان یا خارج ساختمان دارید روی پروژه تاثیر می‌گذارد و در برخی زمان‌ها کابل‌های دومنظوره هم برای کاربری داخل و هم بیرون ساخته می‌شوند که استانداردهای کابل کشی ازجمله استاندارد ISO 11801 الزامی است که برای کابل‌های فیبر نوری مشخص شده است که در حین نصب باید حتما به آن‌ها توجه گردد.
برای اتصال کابل های فیبر نوری تجهیزات مختلفی وجود دارد که بسیار مقرون به صرفه هستند برای اتصال دائم فیبرهای نوری از دستگاهی به نام فیوژنها استفاده می‌شود که برای پیگتیل فیبر نوری استفاده می‌گردد.
اتصال دهنده مکانیکی فیبر نوری
اتصال با دستگاه و یک محفظه صورت می‌گیرد که ابتدا هر دو بخش انتهای فیبر را همانند اتصال دائم با دستگاه برش قطع می‌کند و درون یک محفظه که در وسط آن مقداری ژل وجود دارد قرار می‌گیرد و درنهایت دستگاه به صورت مکانیکی این دو رشته فیبر را از نزدیک ترین حالت باهم اتصال می‌دهد.
اتصال دهنده های جداشدنی یک کانکتور و آداپتور تشکیل شده که کانکتورها انواع مختلفی دارد که هرکدام آداپتور مخصوص به خود را دارند و کانکتورهای MPO که برای اتصالات موازی و بیشتر برای سرعت‌های 40 تا 100 گیگ استفاده می‌شود.
