انواع کابل فیبر نوری و کاربردهای آن

مقدمه

کابل فیبر نوری یکی از تکنولوژی‌های مهم در حوزه ارتباطات است که از نور به جای امواج الکترومغناطیسی برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کند. کابل‌های فیبر نوری با سرعت بالا، ضریب انتقال بالا و مقاومت بالا در برابر تداخل الکترومغناطیسی، امکان ارسال داده‌ها در فواصل بلند را فراهم می‌کنند.

کابل فیبر نوری:

کابل فیبر نوری یک نوع کابل ارتباطی است که از شیشه‌های بسیار نازک و شفاف تشکیل شده است. این کابل برای انتقال اطلاعات به صورت نوری، یعنی توسط امواج نوری به جای امواج الکترومغناطیسی مانند کابل‌های مسی استفاده می‌شود.

فیبرهای نوری به دلیل خصوصیات فوق‌العاده خود می‌توانند داده‌ها را با سرعت بالا، بافاصله‌های بزرگ و با حفظ کیفیت برابر منتقل کنند. از کابل‌های فیبر نوری در شبکه‌های ارتباطی، اینترنت، تلفن‌های هوشمند، تلویزیون و سایر سیستم‌های ارتباطی استفاده می‌شود.

انواع کابل فیبر نوری

در این بخش، انواع مختلف کابل فیبر نوری را بررسی خواهیم کرد. انواعی مانند کابل‌های تک حالته و چند حالته، کابل‌های لوزی و صاف، و کابل‌های محافظت شده و غیرمحافظت شده را مورد بررسی قرار خواهیم داد. هر نوع از این کابل‌ها دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود است که بررسی خواهیم کرد.

کابل‌های فیبر نوری، به دلیل عملکرد برتر و پهنای باند بالا، در انواع مختلفی طراحی و استفاده می‌شوند.

1. کابل فیبر نوری چندمداره (Multimode Fiber Cable)

این نوع کابل برای انتقال داده‌ها در فاصله‌های کوتاه تا متوسط (معمولاً تا 2 کیلومتر) استفاده می‌شود. درون آن چندین رشته فیبر نوری قرار دارد و برای انتقال چندین پالس نوری هم‌زمان استفاده می‌شود.

2. کابل فیبر نوری تک‌مداره (Single-mode Fiber Cable)

این نوع کابل برای انتقال داده‌ها در فاصله‌های بلند (معمولاً بیش از 2 کیلومتر) استفاده می‌شود. در آن تنها یک رشته فیبر نوری قرار دارد و برای انتقال پالس نوری تک استفاده می‌شود. کابل فیبر نوری تک‌مداره برای شبکه‌های بزرگ‌تر و برنامه‌هایی که نیاز به فاصله طولانی دارند مناسب است.

3. کابل فیبر نوری  (MTP/MPO Fiber Cable)

این نوع کابل چندین فیبر نوری را در یک کانکتور MTP/MPO ترکیب می‌کند. این کابل‌ها برای اتصال دستگاه‌هایی نظیر سوئیچ‌ها و پچ‌پنل‌ها استفاده می‌شوند و برای اتصالات چندگانه و بزرگ‌تر بسیار مناسب هستند.

4. کابل فیبر نوری آرموردار (Armored Fiber Cable)

این نوع کابل دارای لایه محافظ آرمور است که از جنس فولاد یا فیبرزیون است. آرمور به کابل ایمنی و مقاومت در برابر ضربه، فشار و خمش بیشتری می‌بخشد و مناسب برای استفاده در شرایطی است که کابل با خطرات فیزیکی مواجه است.

5. کابل فیبر نوری داخلی (Indoor Fiber Cable)

این نوع کابل برای استفاده در داخل ساختمان‌ها و فضاهای داخلی مناسب است. غالبا دارای پوشش PVC یا LSZH (که در صورت سوختن دود و گاز سمی تولید نمی‌کند) هستند.

6. کابل فیبر نوری خارجی (Outdoor Fiber Cable)

این نوع کابل برای استفاده در محیط‌های خارجی و مقاومت در برابر شرایط جوی سخت مانند آب، رکابل‌های فیبر نوری به دلیل عملکرد برتر و پهنای باند بالا، در انواع مختلفی طراحی و استفاده می‌شوند.

کاربردهای کابل فیبر نوری:

کابل فیبر نوری در بسیاری از صنایع و شبکه‌ها استفاده می‌شود. چند مورد از کاربردهای رایج آن عبارتند از: 

1. شبکه‌های ارتباطی:

کابل‌های فیبر نوری برای انتقال اطلاعات در شبکه‌های ارتباطی استفاده می‌شوند. این شبکه‌ها می‌توانند شبکه‌های اینترنت، تلفن همراه، تلفن ثابت و شبکه‌های تلویزیونی باشند.

کابل‌های فیبر نوری به دلیل سرعت و کیفیت بالای انتقال اطلاعات، پهنای باند بالا و مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی، به عنوان روشی انتخابی برای ارتباطات تلفنی و اینترنت در بسیاری از ساختمان‌ها و شهرها استفاده می‌شوند.

2. پزشکی:

کابل‌های فیبر نوری در این حوزه برای انتقال اطلاعات در ابزارهای پزشکی مانند اندوسکوپ‌ها، لیزرها و دستگاه‌های جراحی استفاده می‌شوند. این کابل‌ها به دلیل قدرت بالای توانی که قادرند به خروجی دهند، برای تصاویر با کیفیت بالا در تشخیص بیماری‌ها و درمان استفاده می‌شوند.

3. صنعت:

به عنوان یک روش انتقال اطلاعات پرسرعت استفاده می‌شود. کابل‌های فیبر نوری در این حوزه از طریق کانال‌های فیبر نوری برای ارتباطات بین دستگاه‌ها، سیستم‌های کنترل، سیستم‌های نظارتی و دستگاه‌های اندازه‌گیری استفاده می‌شوند.

4. رسانه‌ها و سرگرمی:

در این حوزه دستگاه‌های تصویری (مانیتورها، تلویزیون‌ها، پروژکتورها و...) و صوتی (اسپیکرها، میکروفن‌ها و...) از کابل‌های فیبر نوری برای انتقال سیگنال استفاده می‌کنند. این کابل‌ها کیفیت تصویر و صدا را بهبود می‌بخشند و جلوه‌های ویدیویی سه‌بعدی و در حالت باکالایزر تصویر را توسعه می‌دهند.

5. حمل و نقل:

کابل‌های فیبر نوری در این حوزه برای انتقال اطلاعات در قطارها، هواپیماها و خودروها استفاده می‌شوند. این کابل‌ها کیفیت بالا و تاخیر کمی در انتقال داده‌ها را فراهم می‌کنند و برای ارتباط بین سیستم‌های رانندگی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این فهرست فقط چند نمونه از کاربردهای کابل‌های فیبر نوری است و کاربردهای دیگری نیز در صنایع دیگر ممکن است وجود داشته باشد.

تفاوت کابل فیبر نوری با کابل معمولی:

کابل فیبر نوری و کابل معمولی (عموما کابل مسی) از لحاظ ساختار و عملکرد چندین تفاوت مهم دارند.

در اینجا به برخی از تفاوت‌های اصلی بین کابل فیبر نوری و کابل معمولی اشاره خواهیمم کر

• 1) نوع انتقال اطلاعات:

کابل فیبر نوری از نور به عنوان رسانه اصلی برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کند، در حالی که کابل معمولی از سیم‌های مسی برای انتقال سیگنال الکتریکی استفاده می‌کند. این تفاوت در روش انتقال اطلاعات تأثیر زیادی بر عملکرد و قابلیت‌های کابل دارد.

• 2) سرعت انتقال داده:

کابل فیبر نوری قادر به انتقال داده‌ها با سرعت بسیار بالاتری نسبت به کابل معمولی است. با توجه به استفاده از نور به جای سیگنال الکتریکی، کابل فیبر نوری قابلیت انتقال داده‌ها با سرعت‌های گیگابیتی و ترابیتی را داراست.

• 3) مقاومت الکترومغناطیسی:

کابل فیبر نوری به دلیل استفاده از نور، غیرحساس به تداخلات الکترومغناطیسی است. این به معنای عدم تأثیر داشتن امواج الکترومغناطیسی مثل تداخلات رادیویی، فرکانس بالا و خطوط برق بر عملکرد کابل فیبر نوری است.

• 4) فاصله انتقال:

کابل فیبر نوری قادر به انتقال داده‌ها بر روی فاصله‌های بلندتری نسبت به کابل معمولی است. این به دلیل کاهش کمتری در قدرت سیگنال و عدم تضعیف سریعتر سیگنال در طول فاصله است.

• 5) امنیت:

کابل فیبر نوری از لحاظ امنیتی از مزیت بسیار بالایی برخوردار است. به دلیل استفاده از نور به جای سیگنال الکترونیکی، کابل فیبر نوری بسیار سخت‌تر قابل مشاهده و متصل شدن توسط اشخاص غیرمجاز است.

این تفاوت‌ها نشان می‌دهد که کابل فیبر نوری در بسیاری از موارد، مانند شبکه‌های پهنای‌باند بالا، ارتباطات طولانی مسافت و محیط‌های با امنیت بالا، انتخاب مناسب‌تری نسبت به کابل‌های معمولی است.

به علاوه، کابل فیبر نوری به دلیل مزایای فوق، در برخی استفاده‌های خاص مانند انتقال اطلاعات در محیط‌های با تداخلات الکترومغناطیسی زیاد و محیط‌هایی که نیاز به امنیت بالا دارند، بسیار مناسب است.

حساسیت نسبت به تداخلات در کابل فیبر نوری و کابل معمولی:

کابل فیبر نوری در مقایسه با کابل معمولی (کابل مسی) حساسیت کمتری به تداخلات دارد. این یکی از مزایای مهم کابل فیبر نوری در مقایسه با کابل‌های مسی است.

یکی از دلایل اصلی کم‌تر بودن حساسیت کابل فیبر نوری به تداخلات الکترومغناطیسی، استفاده از نور به جای سیگنال الکترونیکی است. در کابل فیبر نوری، اطلاعات به صورت پالس‌های نوری انتقال می‌یابد و امواج الکترومغناطیسی مانند تداخلات رادیویی، فرکانس بالا و خطوط برق بر انتقال داده‌ها تأثیر کمتری دارند.

در مقابل، کابل معمولی از سیم‌های مسی برای انتقال سیگنال الکترونیکی استفاده می‌کند. این کابل‌ها به دلیل استفاده از سیم‌های مسی به تداخلات الکترومغناطیسی حساست بیش‌تری دارند. امواج الکترومغناطیسی می‌توانند عملکرد سیگنال الکترونیکی را مختل کنند و باعث ایجاد نویز و تداخل در انتقال داده‌ها شوند.

به علاوه، کابل فیبر نوری از نظر الکتریکی غیررسانا است و از هرگونه تداخل الکترومغناطیسی جلوگیری می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود که کابل فیبر نوری در محیط‌های با تداخل الکترومغناطیسی زیاد، مانند اطراف خطوط برق، تجهیزات الکترونیکی قدرت‌مند، یا مناطق با تداخل رادیویی، بهتر عمل کند و نیز برای انتقال اطلاعات حساس و ارتباطات امن مناسب‌تر است.

بنابراین، کابل فیبر نوری به دلیل حساسیت کمتر به تداخلات الکترومغناطیسی، در محیط‌هایی که نیاز به عملکرد بی‌نقص و کاهش تداخل دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سرعت انتقال اطلاعات در کابل فیبر نوری:

کابل فیبر نوری از نظر سرعت انتقال اطلاعات برتری قابل ملاحظه‌ای نسبت به کابل معمولی مسی دارد. این یکی از مزایای اصلی استفاده از کابل فیبر نوری است.

کابل فیبر نوری قادر به انتقال داده‌ها با سرعت بسیار بالاتری نسبت به کابل معمولی است. این به دلیل استفاده از نور به جای سیگنال الکترونیکی در کابل فیبر نوری است.

نور، به عنوان رسانه اصلی، با سرعت نزدیک به سرعت نور در هوا (حدود 300,000 کیلومتر بر ثانیه) در کابل فیبر نوری جابجا می‌شود. این امر به کابل فیبر نوری امکان انتقال داده‌ها با سرعت‌های گیگابیتی (بیش از 1 گیگابیت بر ثانیه) و ترابیتی (بیش از 10 گیگابیت بر ثانیه) را می‌دهد. در برخی از کابل‌های فیبر نوری پیشرفته‌تر، سرعت انتقال داده‌ها می‌تواند به مرتبه‌های بیش‌تری مانند ترابیت‌های صد گیگابیت بر ثانیه و حتی ترابیت‌های تراپتی (تریلیون بیت بر ثانیه) افزایش یابد.

در مقابل، کابل معمولی که از سیم‌های مسی استفاده می‌کند، سرعت انتقال داده‌ها محدودتر است. در کابل مسی، سیگنال الکترونیکی در سیم‌های مسی جابجا می‌شود و سرعت انتقال آن به مقداری کمتر از سرعت نور است. این محدودیت سرعت باعث می‌شود که کابل معمولی قادر به انتقال داده‌ها با سرعت‌های گیگابیتی نباشد و معمولا در محدوده سرعت‌های صد مگابیت بر ثانیه یا چند صد مگابیت بر ثانیه عمل می‌کند.

بنابراین، کابل فیبر نوری از نظر سرعت انتقال اطلاعات برتری قابل توجهی نسبت به کابل معمولی دارد و برای انتقال داده‌ها با سرعت بالا و در شبکه‌های پهنای باند بالا بسیار مناسب است.