کابل های نوری

بهره گیری از نور جهت انتقال و ارسال اطلاعات روش جدیدی به حساب نمی آید زیرا انسان همواره در سنوات تاریخی گذشته از نور جهت ارسال علائم بهره می گرفته است . بهره گیری از موج برهای نوری در سیستم های مخابرات که در دهه 70 میلادی انجام پذیرفت انقلابی در مهندسی و طراحی کابل به شمار می آید . عمر طولانی این نوع از کابل ها و نیز کاهش تلفات در تار شیشه ای که به عنوان تار نوری مورد استفاده قرار می گیرد از عوامل موفقیت این سیستم می باشد .

در سیستم های مخابراتی نوری ، از طیف نور فقط قسمتی که در محدوده امواج مادون قرمز قرار دارد و دارای طول موجی بین 700 تا 1600 نانومتر است مورد بهره برداری قرار می گیرد . در این محدوده سه طول موج برای ارسال سیگنال های مخابراتی استفاده می گردد . این سه طول موج به ترتیب دارای طول موجی برابر با 850 ، 1300 و 1550 نانومتر می باشند .

تشریح و بررسی مخابرات نوری و اصول کارکرد کابل های نوری و اصل انتشار نور در داخل تار بدون در نظر گرفتن اصول هدایت نور در داخل دی الکتریک ها امکان پذیر نمی باشد . به این منظور ابتدا اصل انعکاس و شکست نور در فصل مشترک میان دو دی الکتریک که دارای  ضرایب شکست متفاوت هستند می بایستی در نظر گرفته شود .

بر اساس قوانین تابش نور ، پرتو نوری هنگام گذر از محیط های گوناگون دچار شکست می شود . بر این اساس تار نوری به گونه ای ساخته می شود که هسته آن دارای ضریب شکستی بزرگتر از پوشش خود بوده و به همین سبب نور در داخل تار هدایت و انتشار می یابد .

ویژگی دیگری که در تارهای نوری وجود دارد ، توانایی دریافت اشعه نور است . هنگامی که نور به تار تابیده  می شود فقط پاره ای از کل اشعه ها  می توانند در طول تار انتشار پیدا کنند که تعداد آنها تابع قطر هسته تار و دهانه دریافت و طول موج نور وارده می باشد . ساختمان تار نوری نیز بر اساس قابلیت انتقال اشعه ها یا مدها به تک مدی و یا چند مدی تقسیم می گردد .

تار های تک مدی متشکل از یک هسته شیشه ای با قطری در حدود 6 تا 10 میکرون است که هدایت کننده اشعه نور می باشد . اطراف هسته را پوشش ضخیمی از شیشه احاطه کرده است . بر روی پوشش یک لایه رزین ، تار را در برابر عوامل خارجی حفاظت می نماید .

این گروه از تارها بر اساس پروفیل ضریب شکست به دو گروه عمده زیر تقسیم می گردند :

• تار تک مدی با پوشش یکنواخت
• تار تک مدی با پوشش گود شده

تارهای تک مدی جزو تارهای با ساختار پروفیل ضریب شکست پله ای می باشند . در این نوع از تار ، پهنای باند توسط ماده و میزان پاشیدگی تعیین می گردد .

تار نوری چند مدی بر اساس پروفیل ضریب شکست هسته و پوشش به دو نوع عمده تار ضریب شکست پله ای که ضریب شکست آن بصورت پله ای است و در مرز بین هسته و پوشش تغییری جهشی دار و نیز تار ضریب شکست تدریجی که ضریب شکست آن در جهت شعاعی به نحو یکنواختی تغییر می یابد دسته بندی می شود .

تار ضریب شکست پله ای عموما” برای فواصل کوتاه و مقدار کم اطلاعات ( 10 تا 50 مگا هرتز کیلومتر ) بکار  می رود در صورتیکه در تارهای ضریب شکست تدریجی پهنای باند بهبود یافته و به حدود 200 تا 1500 مگاهرتز کیلومتر می رسد .