نحوه کار و کاربردهای فیبر نوری

فیبر نوری یکی از انواع تکنولوژی‌هایی است که می‌تواند برای انتقال داده با سرعت بسیار زیاد مورد استفاده قرار گیرد. فیبرهای نوری از نظر ضخامت به اندازه تار موی انسان‌ها هستند و می‌توانند کاربردهای بسیار زیادی داشته باشند. انتقال داده‎ها با سرعت بالا، مهم‎ترین ویژگی این فیبرهای نوری محسوب می شوند که باعث ایجاد تنوع در کاربردهای آن‎ها شده است. شناخت اصول نحوه کار فیبر نوری و کاربردهای این فیبرها، به افراد و صنایع مختلف این امکان را می‌دهد تا به صورت اصولی‎تر از این فیبرهای نوری استفاده کنند. در ادامه این مقاله در مورد نحوه کار فیبر نوری و کاربردهای فیبر نوری صحبت می‌کنیم.

نحوه کار فیبر نوری چگونه است؟

فیبر نوری با ضخامت بسیار پایین خودش می‌تواند با سرعت بالایی ذرات مختلف را جابجا کند. در واقع فیبر نوری داده‌ها را به شکل ذرات نور جابجا می‌کند که هر ذره از این نور را با نام یک فوتون می‌شناسند. اساس کار فیبرهای نوری، ضریب انعکاس هر فیبر نوری است که نشان می‌دهد نور با چه مقدار شکست و انعکاسی در طول کابل پیش می‌رود.

فوتون‌هایی که در فیبر نوری وجود دارند، می‌توانند از یک نقطه به یک نقطه دیگر انتقال داده شوند. هر فیبر نوری دارای هسته و غلاف شیشه‌ای خاصی است که هر کدام دارای ضریب انعطافی متنوعی هستند. این هسته‌ها و غلاف‌های شیشه‌ای می‌توانند بسته به ضریب انعکاسی خودشان نور را با زاویه خاصی خم کنند.

حال سیگنال‌های نوری درون کابل فیبر نوری در حال حرکت هستند و می‌توانند از سطح هسته و غلاف منعکس شوند. شکل حرکت این سیگنال‌ها زیگزاگی است که آن‌ها در طول کابل فیبر نوری پیش می‌روند. حال غلاف فیبر نوری می‌تواند نورهایی که از هسته به سمت غلاف منعکس شده‌اند را به درون هسته منعکس کند. در این صورت هیچ سیگنال نوری از دست نخواهد رفت.

سرعت سیگنال‌های نوری در فیبر نوری چقدر است؟

یکی از دلایل محبوبیت فیبرهای نوری در جهان، سرعت بالای آن‌ها برای انتقال داده‌های مختلف است. اما برخی از افراد تصور می‌کنند که این فیبرها می‌توانند داده‌ها را با سرعت نور انتقال دهند که این موضوع کاملا اشتباه است. سرعت انتقال داده از طریق فیبرهای نوری، 30 درصد کمتر از انتقال داده‌ها با سرعت نور است. دلیل این موضوع هم چگالی لایه‌های شیشه‌ای است که اجازه عبور سیگنال‌ها را با سرعت نور نمی‌دهد. با این حال همین سرعت عبور داده‌ها در فیبر نوری می‌تواند برای راه اندازی شبکه در کشور ایران فوق العاده باشند. چرا که همین میزان سرعت به مراتب بیشتر از میزان سرعت انتقال داده‌های الکتریکی از طریق کابل‌های مسی رایج می‌باشد.

کاربردهای فیبر نوری

فیبرهای نوری به دلیل داشتن ساختار خاص و عملکرد ویژه، توانسته‌اند به یکی از بهترین کابل‌ها تبدیل شوند. کاربردهای فیبر نوری در صنایع مختلفی قابل بررسی است که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره می‌کنیم.

• سنجش از راه دور

یکی از کاربردهای فیبر نوری ساخت حسگرهایی است که می‌توانند سنجش از راه دور را انجام دهند. می‌توان حسگرهای متعددی را با کمک نورهای با طول موج‌های متفاوت در طول یک فیبر نور ترکیب کرد. بنابراین، این فیبرها می‌توانند برای ساخت حسگر جهت اندازه گیری کمیت‌های فیزیکی مانند حرارت، سطح مایعات، میدان مغناطیسی، جابجایی و … مورد استفاده قرار گیرند.

• فیبر نوری در پزشکی

از دیگر کاربردهای فیبر نوری می‌توان به تشخیص بیماری‌ها از طریق آزمایش‌های مختلف اشاره کرد. فیبرهای نوری می‌توانند برای جراحی لیزری، اندازه گیری میزان مایعات و خون و … مورد استفاده قرار گیرند. از جمله کاربردهای فیبر نوری در پزشکی، دستگاه‌های آندوسکوپی هستند.

• کاربردهای نظامی

خدمات شبکه در صنایع نظامی می‌تواند با فیبرهای نوری به بهترین شکل ارائه شود. از جمله کاربردهای نظامی فیبرهای نوری می‌توان به ارتباط با زیردریایی، ساخت تجهیزات نظامی، کنترل رادار و … اشاره کرد.

• کاربرد فیبرهای نوری در مخابرات

فیبرهای نوری می‌توانند انتقال صوت را با سرعت و کیفیت بالایی انجام دهند. همین موضوع باعث شده تا فیبرهای نوری در صنعت مخابرات جایگاه بسیار مهمی را از آن خود کنند.

• کاربرد فیبر نوری در شبکه

از دیگر کاربردهای فیبر نوری می‌توان به استفاده از آن‌ها برای راه اندازی و پشتیبانی شبکه اشاره کرد. فیبرهای نوری تداخل کمتری نسبت به کابل‌های مسی دارند و می‌توانند تا مدت‌ها کاربرد داشته باشند. بنابراین، می‌توان برای راه اندازی شبکه‌های کامپیوتری از فیبرهای نوری استفاده کرد.

• کاربرد فیبر نوری در تلویزیون

با وجود انتقال سریع داده‌ها به لطف فیبر نوری، در حال حاضر می‌توان از این فیبرها در تلویزیون‌ها نیز استفاده کرد. کابل‌های فیبر نوری می‌توانند برای انتقال داده‌ها با سرعت بالا مورد استفاده قرار گیرند. پهنای باند این کابل‌ها بسیار بیشتر از کابل‌های مسی می‌باشد.

نتیجه گیری

کاربردهای فیبر نوری بر اساس عملکرد و ویژگی‌های این فیبرها تعیین شده است. به طور کلی، فیبرهای نوری به واسطه داشتن سرعت بالا در انتقال داده‌های مختلف، می‌توانند در صنایع گوناگونی کاربرد داشته باشند. بنابراین، در حال حاضر بهترین جایگزین برای سیم‌ها و کابل‌های مسی این فیبرها محسوب می‌شوند.