انواع کابل های فیبرنوری

به طور کلی سه نوع کابل فیبر نوری در بازار وجود دارد که برای انتخاب بهترین گزینه در کاربرد خود نیاز است با مشخصات هرکدام از این نوع کابل‌ها آشنایی پیدا کنیم.

کابل های تک حالته و چند حالته با ضریب شکست پله ای ساده ترین انواع کابل های فیبر نوری می‌باشند. کابل های فیبر نوری تک حالته قطر هسته بسیار کمی در حد 5 تا 9.5 میکرو متر دارد. هسته با یک روکش به قطر حدودا 125 میکرومتر پوشانده شده است. یک پوشش خارجی (jacket) نیز بر روی روکش جهت حفاظت مکانیکی قرار می گیرد. پوشش خارجی از یک نوع پلیمر با رنگ های مختلف می باشد. رنگ های مختلف در کابل های فیبر نوری طبق استاندارد کدهای منحصر به فردی دارند. فیبرهای تک حالته قابلیت این را دارند که سیگنال را در فواصل دور با کمترین اتلاق منتقل کنند. این نوع کابل ها بیشتر در سیستم های مخابراتی استفاده می شوند. تعداد حالت هایی که در یک فیبر منتشر می شوند به طول موج نوری که حامل آن می باشد بستگی دارد. مثلا طول موج 980 نانومتر منجر به عملکرد چندحالته خواهد شد. عملکرد تک حالته زمانی شروع می شود که طول موج به اندازه ی قطر هسته باشد. به طور مثال در طول موج 1310 نانومتری کابل فیبر فقط اجازه انتشار یک حالت را می دهد و در این حالت عملکرد کابل فیبر نوری تک حالته خواهد بود.

کابل های فیبر چندحالته قطر بزرگتری نسبت به کابل های تک حالته دارند. محدوده ی قطر این نوع کابل ها معمولا بین 100 تا 970 میکرومتر می باشد. این نوع کابل ها با عناوین فیبرهای شیشه ای (هسته شیشه ای و روکش شیشه ای)، فیبرهای پلاستیکی (هسته و روکش پلاستیکی) و فیبرهای پلاستیکی-سیلیکونی (هسته شیشه ای و روکش پلاستیکی) موجود هستند. این نوع کابل ها بیشترین کاربرد را دارند اما با این حال در فواصل دور بهینه عمل نکرده و نسبت به کابل های تک حالته اتلاف بیشتری دارند. کابل های فیبر چند حالته قابلیت انتقال سیگنال در فواصل متوسط و دور را دارند (برای استفاده از این کابل ها در فواصل دور نیاز است که از تقویت کننده های نوری جهت بالابردن توان سیگنال استفاده کرد.)

پرتو های نوری که وارد فیبر می شوند با زوایای مختلف و در مسیرهای متفاوتی بازتاب خواهند شد. همچنین طول مسیری که هر حالت در کابل طی می کند متفاوت خواهد بود. این بدان معناست که هر پرتو زمانی متفاوتی را نسبت به دیگر پرتو ها برای طی کردن طول کابل صرف می کند. پرتویی که مسیر مستقیم وسط هسته را طی می کند سریع تر از دیگر پرتوها به انتهای کابل خواهد رسید. بنابراین پرتوهای نوری که همزمان وارد کابل می شوند در زمان های متفاوتی از کابل خارج خواهند شد. نور به دلیل اختلاف زمانی بین حالت های مختلف منتشر می شود. به این قابلیت پراکندگی معین می گویند. تعریف پراکندگی انتشار نور در مکانیزم های متفاوت می باشد. پراکندگی وجهی نوعی از پراکندگی است که به دلیل تفاوت میان طول تکه های معین به وجود می آید.

کابل های چند حالته با ضریب شکست مدرج (GRIN) و کابل های چند حالته معمولی قطرهای یکسانی دارند. کابل های با ضریب شکست مدرج معمولا هسته هایی با قطر 50 ، 62.5 یا 82 میکرومتر و روکش های 125 میکرومتری دارند. هسته از لایه هایی از شیشه با غلظت بالا تشکیل شده است. مقطع این کابل ها شبیه به لایه های حلقوی درخت و یا یک تکه پیاز است. این لایه ها به ترتیب ضریب شکست چیده شده اند به طوری که لایه مرکزی هسته بیشترین ضریب شکست و نزدیک ترین لایه به روکش ضریب شکست پایین ترین ضریب شکست را دارد. نور در محیط هایی که ضریب شکست کمتری دارند، سریع تر منتشر می شود. پس هر چه نور از مسیری دورتر از هسته منتشر شود، سرعت بالاتری خواهد داشت. این نوع از کابل های فیبر نوری محبوب ترین انواع کابل ها هستند که از محدوده بسیار بزرگی از طول موج ها پشتیبانی می کنند. به طور خاص در کاربردهایی مثل ارتباطات، تصویربرداری، اسکن، سیستم های پردازش داده استفاده می شوند. به طور مثال کابل های چندحالته ی OM4 در هر دیتاسنتری مورد استفاد قرار می گیرند و سرعت آنها 10 گیگ یا حتی 40 گیگ یا 100 گیگ می باشد. کابل های چند حالته ی OM4 برای استفاده در backbone شبکه های محلی، دیتاسنترها و دفترهای مرکزی مورد استفاده قرار می گیرند.