شرح ساختار فیزیکی فیبرنوری لگراند

فیبرنوری تار نازکی از جنس شیشه یا پلاستیک است که می تواند نور را در مسافت های طولانی با اتلاف کم منتقل کند. این ویژگی فیبر نوری را به ابزاری ایده آل برای انتقال داده ها، تصاویر و سایر اشکال اطلاعات تبدیل کرده است. که سرعتی بین 1 گیگابیت تا 40 گیگابیت به استفاده کنندگان ارائه می دهد.

یک کابل فیبرنوری معمولی معمولاً از چند بخش اصلی تشکیل شده است.

1- هسته: مهمترین بخش از یک فیبرنوری، هسته یا Core آن می باشد. هسته بخش مرکزی فیبر نوری است و جایی است که نور (در واقع دیتا) از آن عبور می کند. هسته معمولاً از شیشه یا پلاستیک ساخته شده است و قطر آن می تواند از 4 تا 100 میکرومتر متغیر باشد.

نور با زاویه ای خاص به داخل هسته تزریق می شود. این زاویه باعث می شود که نور در داخل هسته منعکس شود و در طول فیبر حرکت کند. این فرآیند بازتاب داخلی کلی نامیده می شود. ضریب شکست هسته باید بیشتر از ضریب شکست پوسته باشد تا بازتاب داخلی کلی رخ دهد و انتقال داده امکان پذیر گردد. قطر هسته بر ظرفیت پهنای باند فیبر نوری تأثیر می گذارد. هر چه هسته بزرگتر باشد، فیبر نوری می تواند داده های بیشتری را حمل کند.پس ساختار فیزیکی هسته بر کیفیت و پهنای باند فیبرنوری بسیار موثر می باشد.

هسته Singlemode: این نوع هسته فقط می تواند یک حالت نور را منتقل کند. هسته های تک حالته معمولاً برای مسافت های طولانی استفاده می شوند، زیرا پراکندگی نور کمتری دارند.

ستون فقرات اینترنت مدرن را فیبرهای نوری SingleMode تشکیل می دهند و پهنای باند بالا و سرعت انتقال داده را برای ارتباطات صوتی، تصویری و داده ای امکان پذیر می کند. از این فیبرها در شبکه های محلی (LAN) ، شبکه های شهری (MAN) و شبکه های گسترده (WAN) استفاده می شود.برای انتقال سیگنال های تلویزیونی با کیفیت بالا و وضوح بالا (HDTV) و همچنین خدمات ویدئوی درخواستی (VOD) و اینترنت کابلی فیبرهای نوری SM استفاده می شود. کاربرد دیگر ارتباطات صوتی راه دور، مانند تماس های بین المللی و تماس های تلفن همراه استفاده می شود، در واقع صنعت مخابراتی بر بستر این کابل ها تعریف شده است.

هسته Multimode: این نوع هسته می تواند چندین حالت نور را منتقل کند. هسته های چند حالته معمولاً برای مسافت های کوتاهتر استفاده می شوند، زیرا ارزان تر هستند و نصب آنها آسان تر است.

فیبرهای نوری مالتی مود به دلیل پهنای باند بالا، قیمت مناسب و سهولت نصب، در طیف وسیعی از کاربردها مورد استفاده قرار می گیرند. مهمتری کاربرد فیبرهای نوری مالتی،  استفاده آن به طور گسترده در شبکه های محلی LAN  برای اتصال کامپیوترها، سوئیچ ها، سرورها و سایر تجهیزات به یکدیگر استفاده می شود، که در انواع مختلف MO1، OM2، OM3 و OM4 عرضه می گردد. جدیدا استاندارد OM5 با کیفیت فوق العاده بالا عرضه شده است، که در مقاله ای به تفصیل در این مورد بحث شده است. مراکز داده برای اتصال سرورها، سوئیچ ها و سیستم های ذخیره سازی فقط و فقط از کابل ‌های مالتی مود جهت انتقال داده استفاده می کنند! از دیگر کاربردهای این فیبرها  انتقال سیگنال های ویدئویی با کیفیت بالا، مانند دوربین های مداربسته و سیستم های تلویزیون مدار بسته (CCTV) استفاده می شود.

فیبرهای نوری MultiMode افت سیگنال بیشتری نسبت به کابل های SingleMode دارند، به این معنی که برای مسافت های طولانی مناسب نیستند!

2- روکش یا Cladding فیبر نوری: روکش (Cladding) لایه ای از مواد است که هسته فیبر نوری را احاطه می کند. این لایه وظایف مهمی در عملکرد فیبر نوری ایفا می کند.

روکش به گونه ای طراحی شده است که نور را در داخل هسته فیبر نوری منعکس کند. این فرآیند بازتاب داخلی کلی نامیده می شود و برای انتقال نور در مسافت های طولانی بدون افت کیفیت ضروری است. ضریب شکست روکش باید کمتر از ضریب شکست هسته باشد تا بازتاب داخلی کلی رخ دهد. روکش از هسته فیبر نوری در برابر آسیب های فیزیکی، رطوبت و مواد شیمیایی محافظت می کند. جنس روکش معمولاً از شیشه یا پلاستیک است. روکش به فیبر نوری انعطاف پذیری بیشتری می دهد و آن را در برابر خم شدن و شکستن مقاوم تر می کند.

نوع روکش مناسب برای یک فیبر نوری به عوامل مختلفی از جمله کاربرد فیبر نوری، نوع منبع نور و مسافت انتقال بستگی دارد. قطر Cladding فیبر نوری به طور کلی با قطر آن سنجیده می شود که بر حسب میکرومتر (µm) اندازه گیری می شود.

50 تا 150 میکرومتر: این قطرها برای فیبرهای نوری مالتی مود (MM) رایج هستند.
125 میکرومتر: این قطر استانداردترین قطر Cladding برای فیبرهای نوری SingleMode (SM) می باشد.

3- بافر رویه یا Buffer Coating فیبر نوری: بافر رویه (Buffer Coating) یا لایه محافظ، لایه ای از مواد است که روی Cladding فیبر نوری قرار می گیرد. (در شکل زیر سه قسمت اصلی فیبرنوری نمایش داده شده است.)

این لایه وظایف مهمی در عملکرد و محافظت از فیبر نوری ایفا می کند. بافر رویه از فیبر نوری در برابر آسیب های فیزیکی مانند خراشیدگی، له شدن، ضربه و نفوذ رطوبت محافظت می کند.جنس بافر رویه معمولاً از پلاستیک مانند آکریلیک، اپوکسی یا پلی اتیلن است و طیف گسترده ای از مواد را شامل می شود.

بافر رویه به فیبر نوری انعطاف پذیری بیشتری می دهد و آن را در برابر خم شدن و شکستن مقاوم تر می کند. بافر رویه فیبر نوری را از تداخل الکترومغناطیسی (EMI) محافظت می کند. بافر رویه فیبر نوری می تواند با رنگ های مختلف برای شناسایی نوع فیبر، تعداد رشته ها و سایر اطلاعات کدگذاری شود.

انواع بافر رویه:

بافر رویه تنگ: این نوع بافر رویه رایج ترین نوع است و به طور مستقیم روی Cladding فیبر نوری قرار می گیرد.
بافر رویه شل: این نوع بافر رویه ضخیم تر از بافر رویه تنگ است و فضای خالی بین Cladding و بافر رویه وجود دارد.
بافر رویه دو لایه: این نوع بافر رویه از دو لایه پلاستیکی با خواص مختلف ساخته شده است.