از نظر نوع انتقال اطلاعات فیبرهای نوری به دو دسته Single-mode و Multi-mode تقسیم می شوند که در ادامه به توضیح آن ها می پردازیم.
فیبر نوری Multi-mode فیبری است که توانایی انتقال یک دسته اشعه نوری را دارد. کابل های فیبر نوری Multi-mode به دو دسته با ضریب شکست پله ای (Step index) و تدریجی (Graded index) تقسیم می شوند.
فیبر نوری Single mode
این فیبر ها به دو دسته OS1 و OS2 تقسیم می شوند و تفاوت آن ها در نوع انتشار نور است که در کل کابل های OS2 از نظر پاشندگی و پهنای باند و مسافتی که مورد استفاده قرار می گیرند بهتر عمل می کنند.
مغز این فیبر از جنس شیشه و دارای قطر 3/8 تا 10 میکرون می باشند و به دلیل قطر کم آن ها یک روش انتقال سیگنال های نوری را دارند که در آن سیگنال های نوری به صورت مستقیم حرکت می کنند.پهنای باند این دسته از فیبر ها از فیبر های Multi-mode بیشتر است اما نیاز به یک منبع نور با پهنای طیفی باریک دارند.
فاصله تکرار کننده ها در فیبر نوری Single-mode می تواند به 60 کیلومتر برسد که هزینه ها را برای ایجاد زیر ساخت های مخابرات نوری به طور قابل توجهی کاهش می دهد.
فیبرهای Multi-mode به 4 دسته OM1، OM2، OM3 و OM4 تقسیم میشوند که تفاوت آن ها در نحوه انتشار نور در آن هاست.
کابل های فیبر نوری با ضریب شکست تدریجی عملا در مخابرات استفاده نمی شوند این فیبر نوعی کابل فیبر نوری با مغز شیشه ای است که قطر متداول آن بین 50 تا 100 میکرومتر می باشد.(متداول ترین قطر آن ها 5/62 میکرومتر می باشد. ) فیبر های نوری Multi-mode پهنای باند و سرعت بالایی دارند و در مسافت های متوسط (حداکثر 2 کیلومتر) مورد استفاده قرار می گیرند.
این نوع فیبر برای مسافت های طولانی مورد استفاده قرار نمی گیرند زیرا تقسیم نور در مسیرهای متعدد در فواصل دور ممکن است باعث تغییر سیگنال در دریافت نهایی شود و نتیجه داده انتقال نا معلوم و یا ناکامل باشد.
فیبر نوری با ضریب شکست پله ای(Step index)
انتشار نور در فیبر های OM1 و OM2 دارای ضریب شکست پله ای هستند.
هسته فیبر های ضریب پله ای مانند فیبر های Single-mode می باشد با این تفاوت که قطر هسته آن بسیار بیشتراست.(قطر این هسته ها 5/62 میکرون است. البته قطر هسته آن از 50 تا 125 میکرومتر متفاوت می باشد.)
به دلیل اینکه تجهیزات این نوع کابل نسبت به سایر کابل های فیبر نوری ارزان تر است ، در بسیاری از کابل ها پیدا می شوند.
کابل های فیبر نوری با ضریب شکست پله ای می توانند Single-mode و یا Multi-mode باشند که تفاوت آن ها در تعداد سیگنال هایی است که قادرند با خود حمل کنند.
فیبر های نوری Single-mode در آن واحد تنها یک سیگنال را از خود عبور می دهند این بدان معنا است که حداقل تضعیف سیگنال را دارا می باشند.
فیبر های Multi-mode دارای توانایی عبور بیش از یک سیگنال را دارا می باشند و دارای پهنای باند کمتری می باشد زیرا با اضافه کردن هر سیگنال تمرکز سیگنال ها از هسته کمتر شده و تضعیف نیز بیشتر می شود که به آن پراکندگی مالتی مدی نیز می گویند که سبب تاخیر در ارسال سیگنال می شود.
مزیت کابل های Single-mode نسبت به کابل های Multi-mode کم بودن میزان پاشندگی سیگنال در آن هاست ، اما در Multi-mode به علت وجود سیگنال های نوری مختلف مد های پاشندگی زیادی خواهیم داشت که این پاشندگی پهنای باند در دسترس فیبر را نیز پایین می آورد البته به مزیت های فیبر نوری Multi-mode در پهنای باند پایین تر به استفاده از منابع غیر همزمان مانند LED و تزویج راحت تر با منابع نوری اشاره کرد.
فیبر Multi-mode با ضریب شکست تدریجی (Graded index)
فیبر های نوری OM3 و OM4 دارای ضریب شکست تدریجی هستند.
این نوع از فیبر از یک مغزی با ضریب شکستگی تدریجی تشکیل شده است که ضریب شکست آن از مرکز فیبر به سمت پوسته به تدریج کاهش می یابد.یعنی ضریب شکست هسته فیبر نوری به تدریج کاهش می یابد اما Cladding آن ثابت می ماند تا مانع از خروج نور از هسته شود.
هر چه شاخص انعکاس بیشتر باشد سرعت عبور سیگنال نوری کاهش می یابد پس سیگنال نوری در نزدیک هسته با سرعت کمتری نسبت به اطراف آن عبور می کند ، وقتی سیگنال نوری به سمت خارج هسته عبور می کند شاخص انعکاس پایین تر اطراف هسته سبب خم شدن سیگنال و بازگشت آن ها به سمت مرکز هسته می شود که سبب می شود سیگنال های نوری دقیقا از مرکز هسته عبور کنند. هر چه قطر هسته بیشتر باشد هزینه فیبر بیشتر است اما هزینه تجهیزات مورد نیاز برای آن کمتر خواهد شد.
بررسی انواع نمونه های استاندارد فیبر نوری
کابل نوری ژله فیلد خاکی (Optical Buried Fiber Cable (OBFC
این نوع کابل ها بیشتر در شبکه های زیرساخت و بین شهری در مسافت های طولانی مورد استفاده قرار می گیرد و مستقیما داخل خاک دفن می گردد. این کابل دارای یک محافظ نوار استیل دندان اره ای) کروگیت (می باشد که براساس نیاز متقاضی، سایر ساختارهای کابل نیز قابل تولید می باشد.
ساختار این فیبر از داخل به خارج شامل
1-عنصر مقاوم 10-روکش داخلی
2-روکش عنصر مقاوم 11-آرمور
3-فیبر نوری 12-روکش بیرونی
4-لوز تیوب
5-ژله سرد
6-فیلر (ادر صورت نیاز)
7-ژله گرم
8-نوار پلی اتیلن
9-عناصر تقویت کننده میانی (از نوع آرامید یارن و به صورت اختیاری)
کابل نوری خشک خاکی (Optical Buried Unfilled Cable (OBUC
این نوع کابل دارای کاربرد و ساختارى مشابه با کابل (OBUC) می باشد با این تفاوت که به جای ژله از نخ و نوار جاذب رطوبت استفاده می شود. این کابل دارای یک محافظ نونار استیل دندان اره ای (کروگیت) می باشد.
ساختار این فیبراز داخل به خارج شامل:
1-عنصر مقاوم مرکزی 7-فیلر (در صورت نیاز)
2- روکش عنصر مقاوم (در صورت نیاز) 8 -نوار پلی اتیلن
3-نخ جاذب رطوبت 9- -عناصر تقویت کننده میانی
4-فیبر نوری 10-روکش داخلی
5-لوز تیوب 11-آرمور
6-ژله سرد 12-روکش بیرونی
اطلاعات فنی کابل
کابل نوری خشکی کانالی
OCUC) Optical Conduit Unfilled Cable – Dry/Single Jacket)
این نوع کابل دارای ساختاری متفاوت با کابل OCFC و بدون ژله (خشک) می باشد. برای محافظ از کابل در برابر نفوذ رطوبت از نوار جاذب رطوبت استفاده می شود.
ساختار کابل از لایه داخلی به بیرون شامل:
1-عنصر مقاوم مرکزى 6-ژله سرد
2-روکش عنصر مقاوم( در صورت نیاز) 7-فیلر (در صورت نیاز)
3-نخ جاذب الرطوبه 8-نوار جاذب رطوبت
4-فیبر نورى 9-عناصر تقویت کننده میانی (آرامیدیارن)
5-لوزتیوب 10-روکش بیرونی
اطلاعات فنی کابل
کابل نورى خشک مهاردار هوایى تک روکشه
Optical Self-Supporting Aerial Cable single jacket
(OSSC/SJ/Dry)
این نوع کابل در مناطق روستایی و مخابرات مورد استفاده قرار می گیرد. سیم مهار بکار رفته شامل 7 رشته فولادی گالوانیزه می باشد.
که بهم تابیده شده و به صورت موازی با هسته کابل قرار می گیرد و بنابراین سطح مقطع کابل به شکل عدد 8 لاتین می باشد.
1- عنصر مقاوم مرکزى 7- ژله گرم
2-روکش عنصر مقاوم) در صورت نیاز( 8- نوار پلى استر
3-فیبر نورى 9- نوار آلومینیوم
4-لوزتیوب 10- روکش نهایى
5- ژله سرد 11- وب
6-فیلر (در صورت نیاز) 12-مسنجر
اطلاعات فنی کابل
کابل(All Dielectric Self Support Cable (ADSS
این نوع کابل دارای ساختارى متفاوت و بدون ژله ) خشک) می باشد. برای حفاظت کابل در مقابل نفوذ رطوبت از نوار جاذب رطوبت استفاده می باشد. (Anti Track) می شود. این کابل در مجاورت کابل های فشار قوی استفاده می گردد و دارای روکش مقاوم ضد ترک نیروی کشش کابل زیاد است که البته متناسب با شرایط جوی و نحوه کاربرد نیروی کشش متناسب تنظیم و طراحی می گردد.
1-عنصر مقاوم مرکزى 6-ژله سرد
2-روکش عنصر مقاوم) در صورت نیاز) 7-فیلر(در صورت نیاز)
3-نخ جاذب رطوبت 8-نوار جاذب رطوبت
4-فیبر نورى 9-میانی کننده تقویت عناصر
5-لوزتیوب 10-روکش نهایی
اطلاعات فنی کابل
کابل نورى با تیوپ مرکزى
(Optical Fiber Cable – Central Tube (OFC – Central Tube
در این نوع کابل فیبرها درون یک تیوب در مرکز کابل قرار می گیرند. در اطراف تیوب مرکزی براساس نیاز از عنصر مقاوم میانی استفاده شده و سپس یک لایه روکش بر روی آن قرار می گیرد. برحسب نوع کاربرد جنس روکش تغییر می کند.
ساختار این کابل ها از خارج به داخل شامل :
1-فیبر نورى
2-لوزتیوب
3-ژله سرد
4-عناصر تقویت کننده میانى
5-روکش نهایى
اطلاعات فنی کابل
کابل ترکیبى Combination Cable
در ساختمان این نوع از کابل ها، ترکیبى از کابل مخابرات نورى و کابل هاى قدرت و یا تلفن به کار گرفته شده است و داراى کاربردهاى سیستم هاى کنترلى راه آهن و… مى باشد. این کابل داراى یک نوار محافظ استیل دندان اره اى) کروگیت (یا سیم ، CCTV خاص از قبیل با روکش پلیمرى براى مقاومت در برابر استرس هاى محیطى مى باشد. براى ایجاد کردن مقاومت کششى بیشتر بعضا از (SWA) فولادى مى باشد. در زیر LSZH یا HDPE نخ مایلار استفاده مى شود.
1-عنصر مقاوم 5- آرامید یارن
2-یونیت کابل نورى 6- روکش داخلى
3- یونیت کابل برق 7- آرمور
4-نوار پلى استر 8- روکش بیرونى
اطلاعات فنی کابل
کابل ترکیبى نورى – تلفنى
1-یونیت کابل مسى تلفنى( کواد) 6-نوار آلومینیوم
2-فییلر (در صورت نیاز) 7- روکش داخلى
3-. یونیت کابل نورى 8-آرمور
4-. ژله گرم 9- روکش بیرونى
5-نوار پلى استر
منابع:
کتاب فیبر نوری در یک نگاه نوشته آقای امید آقایی و خانم نیلوفر جعفری پور شور غینی
