کابل‌های فیبر نوری به عنوان یکی از اجزای حیاتی شبکه‌های کامپیوتری مدرن، نقش بسیار مهمی در انتقال اطلاعات با سرعت و دقت بالا ایفا می‌کنند. با توجه به رشد سریع فناوری اطلاعات و ارتباطات، نیاز به بسترهای ارتباطی با ظرفیت و کارایی بیشتر روز به روز افزایش یافته است. یکی از بهترین راه‌حل‌ها برای این نیازها، استفاده از کابل‌های فیبر نوری است. این کابل‌ها با ظرفیت بالاتر، توانایی انتقال داده‌ها در مسافت‌های طولانی‌تر و مقاومت در برابر تداخلات الکترومغناطیسی، به عنوان جایگزینی مناسب برای کابل‌های مسی مطرح شده‌اند. در این مقاله به بررسی نحوه کار کابل‌های فیبر نوری، انواع آنها و مزایای کلیدی آنها نسبت به کابل‌های مسی می‌پردازیم.
فیبر نوری چگونه کار می‌کند؟
یک کابل فیبر نوری از چندین رشته شیشه‌ای بسیار نازک تشکیل شده است که هر رشته از دو بخش اصلی هسته و روکش (کَلدینگ) تشکیل می‌شود. هسته که مسیر عبور نور است، به وسیله لایه‌ای از شیشه که روکش نامیده می‌شود احاطه شده است. روکش وظیفه دارد تا نور را به سمت داخل منعکس کند و از خروج آن جلوگیری نماید. این ساختار امکان عبور نور از طریق کابل حتی در نقاط خمیده را فراهم می‌آورد.
پالس‌های نور که از طریق لیزرهای کوچک یا دیودهای نورانی (LED) تولید می‌شوند، اطلاعات را در طول کابل منتقل می‌کنند. این پالس‌های نوری به‌وسیله قوانین تابش نور مانند بازتاب داخلی کامل در هسته کابل هدایت می‌شوند و به این ترتیب داده‌ها با سرعت بسیار بالایی از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل می‌شوند.
انواع کابل‌های فیبر نوری
کابل‌های فیبر نوری به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: فیبرهای سینگل مود (Single-mode) و فیبرهای مالتی مود(Multimode).
فیبر سینگل مود(Single-mode) از رشته‌های بسیار نازک شیشه‌ای با قطر هسته 8 تا 10 میکرون استفاده می‌کند. این نوع فیبر از یک لیزر برای تولید نور استفاده می‌کند و مناسب برای انتقال داده‌ها در مسافت‌های بسیار طولانی است. به دلیل نازکی هسته، این فیبرها می‌توانند نور را در مسیر مستقیم و بدون پراکندگی زیاد هدایت کنند که باعث می‌شود توانایی انتقال داده‌ها با کیفیت بالا و در مسافت‌های طولانی‌تر داشته باشند.
فیبر مالتی مود (Multimode) دارای هسته‌ای با قطر بزرگ‌تر (50 یا 62.5 میکرون) است و از LED یا لیزرهایی به نام VCSEL (لیزرهای سطحی تولید نور با حفره‌های عمودی) برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند. این نوع فیبر بیشتر برای مسافت‌های کوتاه و متوسط مناسب است زیرا در مسافت‌های طولانی‌تر به دلیل پراکندگی نور، کیفیت سیگنال کاهش می‌یابد.
مزایای کابل‌های فیبر نوری
کابل‌های فیبر نوری در مقایسه با کابل‌های مسی دارای مزایای بسیاری هستند که باعث شده‌اند به گزینه‌ی اصلی برای شبکه‌های پیشرفته تبدیل شوند.
ظرفیت بالاتر
یکی از مهم‌ترین مزایای کابل‌های فیبر نوری ظرفیت بالای آنها برای انتقال داده‌هاست. یک کابل فیبر نوری می‌تواند مقادیر بسیار بیشتری از داده‌ها را نسبت به کابل مسی با ضخامت مشابه حمل کند. کابل‌های فیبر نوری با سرعت‌های 10 گیگابیت بر ثانیه، 40 گیگابیت بر ثانیه، 100 گیگابیت بر ثانیه و حتی 400 گیگابیت بر ثانیه استاندارد هستند. این افزایش ظرفیت به‌ویژه در مراکز داده بزرگ و شبکه‌های شهری که نیاز به انتقال حجم زیادی از داده‌ها دارند، بسیار حیاتی است.
کاهش نیاز به تقویت‌کننده‌های سیگنال
کابل‌های فیبر نوری می‌توانند نور را در مسافت‌های بسیار طولانی بدون از دست دادن قدرت سیگنال منتقل کنند. این ویژگی باعث می‌شود که نیاز به استفاده از تقویت‌کننده‌های سیگنال (که در کابل‌های مسی برای مسافت‌های طولانی ضروری است) کاهش یابد. این امر هزینه‌های نگهداری و نصب شبکه را کاهش می‌دهد و موجب می‌شود که شبکه‌های مبتنی بر فیبر نوری از نظر اقتصادی نیز مقرون‌به‌صرفه‌تر باشند.
مقاومت در برابر تداخلات الکترومغناطیسی
کابل‌های مسی برای محافظت در برابر تداخلات الکترومغناطیسی (EMI) به شیلدینگ نیاز دارند. با وجود شیلدینگ، در شرایطی که تعداد زیادی کابل در کنار هم قرار دارند، همچنان امکان بروز تداخل وجود دارد. در مقابل، کابل‌های فیبر نوری به دلیل ویژگی‌های فیزیکی خود از این مشکل مصون هستند. نور درون کابل‌های فیبر نوری تحت تأثیر میدان‌های الکترومغناطیسی قرار نمی‌گیرد و این باعث می‌شود که این کابل‌ها حتی در محیط‌های صنعتی با تجهیزات الکتریکی قوی به‌طور پایدار و بدون خطا عمل کنند.
کاربردهای گسترده فیبر نوری
کابل‌های فیبر نوری امروزه در بسیاری از جنبه‌های مختلف شبکه‌های ارتباطی استفاده می‌شوند. اکثر زیرساخت‌های فیزیکی شبکه‌های بزرگ، از جمله اینترنت جهانی، تلویزیون‌های کابلی، و سیستم‌های تلفنی، با استفاده از کابل‌های فیبر نوری پیاده‌سازی شده‌اند. این کابل‌ها به‌عنوان ستون فقرات ارتباطات مدرن شناخته می‌شوند.
یکی از مهم‌ترین کاربردهای فیبر نوری، استفاده از آن در کابل‌های زیر دریایی است که بخش بزرگی از اینترنت جهانی را پشتیبانی می‌کنند. اگر به دنبال اطلاعاتی در مورد کابل‌های فیبر نوری زیر دریا بگردید، نقشه‌ای از شبکه گسترده این کابل‌ها در سراسر اقیانوس‌ها خواهید یافت که نشان می‌دهد چگونه این کابل‌ها نقش اساسی در ارتباطات بین‌المللی ایفا می‌کنند.
فیبر نوری و تجهیزات شبکه
برای انتقال سیگنال‌های نوری در کابل‌های فیبر نوری، از دستگاه‌هایی به نام ترنسیور استفاده می‌شود. این ترنسیورها سیگنال‌های نوری را از طریق شیشه‌های فیبر نوری ارسال می‌کنند و می‌توانند در روترها و سوئیچ‌های تجاری و حتی خانگی یافت شوند. یکی از مزایای کلیدی این ترنسیورها، قابلیت تعویض آنها در زمان روشن بودن دستگاه است. این بدان معناست که بدون نیاز به خاموش کردن روتر یا سوئیچ، می‌توان ترنسیور معیوب را با یک ترنسیور جدید جایگزین کرد که باعث افزایش کارایی و کاهش زمان خرابی شبکه می‌شود.
آینده فیبر نوری
فیبر نوری به‌عنوان ستون فقرات ارتباطات مدرن در جهان شناخته می‌شود و با توجه به توسعه فناوری‌های جدید همچون 5G، نقش آن در آینده نیز بیشتر خواهد شد. شبکه‌های 5G که سرعت و ظرفیت بالاتری نسبت به شبکه‌های نسل قبلی دارند، به شدت به کابل‌های فیبر نوری وابسته هستند. در واقع، تمام زیرساخت‌های کابلی مورد نیاز برای 5G با استفاده از فیبر نوری پیاده‌سازی می‌شود.
فیبر نوری نه تنها برای انتقال داده‌های اینترنتی و خدمات تلفنی، بلکه برای پشتیبانی از استریم ویدیوهای با کیفیت بالا و خدمات تلویزیون‌های کابلی نیز به کار می‌رود. میلیون‌ها کیلومتر فیبر نوری در سراسر جهان نصب شده و این روند همچنان با سرعت ادامه دارد تا نیازهای روزافزون به ارتباطات پرسرعت و پایدار را برآورده کند.
کابل‌های فیبر نوری به دلیل مزایایی مانند ظرفیت بالا، انتقال داده‌ها در مسافت‌های طولانی، مقاومت در برابر تداخلات الکترومغناطیسی و کاربردهای گسترده در شبکه‌های ارتباطی، به‌عنوان گزینه اصلی برای ایجاد زیرساخت‌های ارتباطی مدرن مطرح هستند. این کابل‌ها ستون فقرات ارتباطات جهانی را تشکیل می‌دهند و نقش حیاتی در توسعه فناوری‌های جدید مانند 5G ایفا می‌کنند. با توجه به افزایش تقاضا برای اینترنت پرسرعت و ارتباطات پایدار، استفاده از کابل‌های فیبر نوری در آینده نیز بیشتر خواهد شد. آلما شبکه نماینده لگرند فرانسه در ایران، آماده ارائه انواع فیبرنوری به مشتریان می باشد.
