فیبر نوری  یا تار نوری  (Fiber Optic/Optical Fiber) رشته باریک و بلندی از یک ماده شفاف مانند شیشه یا پلاستیک می باشد که می تواند نورِ وارد شده از یک سر آنرا از سر دیگر خارج نماید فیبر نوری دارای پهنای باند بسیار بالاتر از کابلهای فلزی بوده و توسط آن می توان داده های تصویر، صوت و یا هر اطلاعات حجم دیگری را به راحتی یا پهنای باند بالاتر از 10 گیگابایت بر ثانیه انتقال داد.

فیبر نوری چیست؟

تاریخچه فیبر نوری

در قرون اخیر، بشر به فکر استفاده از نور افتاد و انتشار نور در جوِ زمین را تجربه کرد. اما وجود موانع مختلف از جمله گرد و خاک، دود، برف و باران، مه و … انتشار اطلاعات نوری در جوِ را با مشکل مواجه ساخت. بعدها استفاده از لوله و کانال مطرح گردید. نور در داخل این کانالها بوسیله آیینه ها و عدسی ها هدایت می شد. اما از آنجا که تنظیم این آیینه ها و عدسی ها کار بسیار مشکلی بود، این کار نیز غیر عملی تشخیص داده شد و مردود ماند شاید اولین تلاش در سیر تکاملی سیستم ارتباط نوری بوسیله الکساندر گراهام بل  صورت گرفت که در سال 1880، درست 4سال پس از اختراع تلفن، اختراع تلفن نوری (فوتوفن) یا سیستمی که صدا را تا فواصل چند صد متری منتقل می نمود، به ثبت رساند تلفن نوری بر مبنای مدوله کردن نور خوزشیدِ باز تابیده با به ارتعاش در آوردن آیینه ای کار می کرد گیرنده یک فتوسل بود. در این روش نور در هوا منتشر می شد و بنابراین امکان انتقال اطلاعات تا بیش 200 متر میسر نبود به همین دلیل، اگرچه دستگاه پل ظاهراً کار می کرد اما از موفقیت تجاری برخورددار نبود.

ایدۀ استفاده از انکسار (شکست) برای هدایت نور (که اساس فیبرهای نوری امروزی است) برای اولین بار در سال 1840 توسط Jacques Babinet , Daniel Colladon در پاریس پیشنهاد شد همچنین John Tyndall در سال 1870 در کتاب خود ویژگی بازتاب کلی را بدینگونه شرح داد « وقتی نور از هوا وارد آب می شود، به سمت خط عمود بر سطح خم می گردد و هنگامی که از آب وارد هوا می شود، از خط عمود دور می گردد. اگر زاویۀ پرتو نور یا خط عمود در تابش از داخل آب بزرگتر از 48 درجه شود هیچ نوری از آب خارج نمی شود در واقع نور به طور کامل از سطح آب منعکس می گردد. زاویه ای که انعکاس کلی در آن آغاز می شود را زاویه بحرانی می نامیم»

 کاکو و کوکهام انگلیسی برای اولین بار استفاده از شیشه را بعنوان محیط انتشار مطرح ساختند آنان مبنای کار خود را بر آن گذاشتند که به سرعتی حدود 1000 مگابایت بر ثانیه و بیشتر بر روی محیط های انتشار شیشه دست یابند. این سرعت انتقال با تضعیف زیاد انرژی همراه بود این دو محقق انگلیسی، کاهش انرژی را تا آنجا می پذیرفتند که کمتر از 20 دسی پلی نباشد اگر چه آنان در رسیدن به هدف خود ناکام ماندند، اما شرکت آمریکائی (کورنینگ گلس) به این هدف دست یافت. در اوایل سال 1960 میلادی با اختراع اشعه لیزر ارتباطات فیبرنوری ممکن گردید در سال 1966 میلادی، دانشمندان در این نظریه که نور در الیاف شیشه ای هدایت می شود پیشرفت کرده اند که حاصل آن از کابلهای فلزی بسیار سودمنتر بود چرا که فیبرنوری بسیار سبکتر و ارزانتر از کابل مسی است و در عین حال ظریفت انتقالی تا چندین هزار برابر کابل مسی دارد. توسعه فناوری فیبر نوری از سال 1980 میلادی به بعد باعث گردید تا همواره مخابرات نوری بعنوان یک انتخاب مناسب مطر ح باشد تا سال 1985 میلادی در دنیا نزدیک به 2 میلیون کیلیومتر کابل نوری نصب شده و مورد بهره برداری قرار گرفته است.

چگونی عملکرد فیبر نوری

فیبر نوری از پالس های نور برای انتقال داده ها از طریق تارهای سیلیکون بهره می گیرد یک کابل فیبر نوری که کمتر از یک اینچ قطر دارد می تواند صدها مکالمه صوتی را حمل کند فیبر های نوری تجاری ظرفیت 2.5 گیگابایت در ثانیه تا 10 گیگابایت در ثانیه را فراهم می سازند. فیبرنوری از چندین لایه ساخته شده که درونی ترین لایه را هسته می نامند. معمولاً هسته شامل یک تار کاملاً بازتاب کننده از شیشه خالص می باشد. هسته در بعضی از کابل ها از پلاستیک کاملاً بازتابنده ساخته می شود، که هزینه ساخت را پایین می آورد با این حال، یک هسته پلاستیکی معمولاً کیفیت شیشه را ندارد و بیشتر برای حمل داده ها در فواصل کوتاه به کار می رود حول هسته بخش پوسته قرار دارد، که از شیشه یا پلاستیک ساخته می شود هسته و پوسته به همراه هم یک رابط بازتابنده را تشکیل می دهند که باعث می شود نور در هسته تابیده شده تا از سطحی به طرف مرکز هسته باز تابیده شود که در ان دو ماده به هم می رسند. این عمل بازتاب نور به مرکز هسته را ( بازتاب داخلی کلی ) می نامند.

قطر هسته و پوسته با هم حدود 125 میکرون است ( هر میکرون معادل یک میلیونیم متر است) که در حدود اندازه یک تار موی انسان است. بسته به سازنده، حول پوسته پند لایه محاقظ، شامل یک پوشش قرار می گیرد یک پوشش محافظ پلاستیکی سخت لایۀ بیرونی را تشکیل می دهد این لایه کل کابل را در خودنگه می دارد. که می تواند صدها فیبر نوری مختلف را در بر بگیرد. قطر یک کابل نمونه کمتر از یک اینچ است.

فیبر نوری چیست؟

کانکتورهای مخصوص فیبر نوری (Fiber Optic Connectors)

کانکتور فیبر نوری توسط ابزار مخصوصی بر روی فیبر نوری نصب می گردد و این امکان را میسر می سازد تا اطلاعات از فیبر نوری به دستگاه مورد نظر منتقل گردد. بر خی از این کانکتورها عبارتند از:

LC,MU,MT-RJ,BICONIC,E-200,T-CS,T-ST

کانکتور فیبر نوری

آداپتورهای فیبر نوری (Fiber Optic Adapter)

آداپتور فیبر نوری، کانکتور متصل بر روی فیبر نوری را به دستگاه مربوطه وصل می نماید. بطور معمول این آداپتورها بر روی پچ پنل ویزه فیبر نوری قرار دارند و انواع مختلف آن بستگی به نوع کانکتور مربوطه دارد. بطور کلی دو نوع آداپتور وجود دارد که عبارتند از:

1-simplex

2-Duplex

پچ پنل فیبر نوری (Fiber Optic patch panel)

برای ایجاد نظم بیشتر در ساختار فیزیکی دستگاههای متصل به فیبر نوری؛ و همچنین به جهات جلوگیری از استهلاک پورتهای دستگاهها، از یک رابط بنام Patch Panel استفاده می گردد.

به گونه ای که آداپتورهای فیبر نوری در ان تعبیه شده و کانکتورهای متصل به فیبرهای نوری به این پچ پنل ها وصل می گردند. پچ پنل نیز از سوی دیگر، توسط فیبرهای نوری به دستگاه مربوطه متصل می گردد. در این صورت اگر آداپتور خراب شود، براحتی می توان ان را بر روی پچ پنل تعویض شود.

پچ کوردهای فیبر نوری (Fiber Optic Patch Cords)

پچ پنل های  فیبر نوری توسط کابلهای مخصوصی بنام Petch Cord  به دستگاه مورد نظر متصل می شوند.

در شکل زیر چند نمونه پچ کورد را مشاهده می نماید.

فیبر نوری

فیوژن چیست؟ ( Fusion )

برای اتصال فیبرهای نوری به یکدیگر، از دستگاهی بنام فیوژن استفاده می گردد. دستگاه های فیوژن نیاز به یک اپراتور مجرب ، آموزش دیده و دقیق دارند زیرا هر گونه خطایی در زمان فیوژن باعث تضعیف و خرابی فیژون می گردد. کابل های فیبر نوری که دارای تعداد core های مشخصی به صورت End to End  متصل می گردند.

جعبه ابزار فیبر نوری

جعبه ابزار فیبر نوری

برای نصب کانکتورهای مخصوص بر سر فیبرهای نوری، از ابزارهای ویژه ای استفاده می گردد که تمامی این ابزار ها در جعبه ای به نام جعبه ابزار و یا کیف ابزار فیبر نوری قرار دارند. استفاده از این ابزار ها، به تخصص و مهارت ویژه ای نیاز دارد که فقط افراد متخصص در این خصوص قادر به استفاده از آنها هستند.

جعبه ابزار فیبر نوری