آشنایی با فیبر نوری و نحوه پیدایش کابل فیبر نوری

برای آشنایی با فیبر نوری باید به شما بگوییم که فیبر نوری یک رشته باریک و بلند است که از یک ماده شیشه یا پلاستیک مانند که دارای شفافیت است ساخته شده است و قادر است نور ورودی از یک سر را از خود عبور داده و از سر دیگرش خارج نماید. کابل فیبر نوری با عناوین تار نوری و Optical Fiber نیز شناخته می‌شود. فیبر نوری در مقایسه با کابل‌های معمولی از پهنای باند بسیار بالاتری برخوردار است.

پس از آشنایی با فیبر نوری باید بدانید که مبدل فیبر نوری کمک می‌کند انتقال اطلاعات تصویر، صوت و سایر اطلاعات به آسانی با پهنای باند زیاد تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه و حتی بیشتر انجام شود. در حال حاضر مخابرات فیبر نوری را به خاطر پهنای باند گسترده نسبت به کابل های مسی و همینطور تاخیر کمتر نسبت به مخابرات ماهواره ای از اساسی ترین ابزار انتقال داده‌ها به‌شمار می‌آورد.

تاریخچه تولید فیبر نوری

برای آشنایی با فیبر نوری بهتر است با تاریخچه آن آشنا شوید. جرقه استفاده از نور برای انتقال داده نخستین بار در قرن‌های گذشته در ذهن اشخاصی زده شد که منتشر شدن نور را در جو زمین آزموده بودند. ولی موانع گوناگونی همچون برف، باران، گرد و خاک، مه، دود و… در انتشار داده‌های نوری در جو اختلال ایجاد کردند.

چندی بعد ایده‌ای مطرح شد تحت عنوان استفاده از لوله و کانال جهت هدایت نور به این صورت که با استفاده از آینه‌ و عدسی‌های متعدد نور را در داخل این کانالها عبور داد، ولی مشکلی که وجود داشت این بود که تنظیم این آینه‌ها و عدسی‌ها کار بسیار سخت و تقریبا غیر ممکنی بود. به همین دلیل این ایده مردود اعلام شد.

پیشرو تکامل سیستم ارتباط نوری

می‌توان گفت الکساندر گراهام بل نخستین کسی بود که برای تکامل سیستم ارتباط نوری گامی مهم برداشت. الکساندر گراهام بل در سال ۱۸۸۰، دقیقا ۴ سال بعد از اختراع تلفن، تلفن نوری (فوتوفون) یا سیستمی که صدا را تا مسافت‌های چند صد متری انتقال می‌داد را اختراع کرد. طرز کار تلفن نوری بر اساس مدوله کردن نور خورشید منعکس شده با به ارتعاش در آوردن آینه‌ای است. یک فتوسل گیرنده بود.

در روش فوق نور در هوا منتشر می‌شد و در نتیجه انتقال داده‌ها بیش از ۲۰۰ متر امکان پذیر نبود. این محدودیت منجر شد که دستگاه بل علیرغم کار کردن ظاهری نتواند از نظر تجاری به موفقیت دست پیدا کند.

Daniel Colladon و Jacques Babinet برای نخستین بار در سال ۱۸۴۰ در شهر پاریس پیشنهاد استفاده از انکسار (شکست) برای هدایت نور (که مبنای فیبرهای نوری کنونی می باشد) را مطرح کردند.

علاوه بر آن در سال ۱۸۷۰ John Tyndall در کتاب خود به تفسیر ویژگی بازتاب کلی پرداخت که مطالعه آن به آشنایی با فیبر نوری کمک مي‌کند: «زمانی که نور از هوا به آب وارد می‌شود به طرف خط عمود بر سطح متمایل می‌شود و زمانی که از آب خارج و به هوا وارد می‌شود از خط عمود دور می‌شود. در صورتی که زاویه پرتو نور با خط عمود در تابش از داخل آب از ۴۸ درجه بزرگتر شود هیچ نوری از آب خارج نمی‌شود. به عبارتی می‌توان گفت که نور کاملا” از سطح آب منعکس می‌شود. به زاویه‌ای که انعکاس کلی آغاز می‌شود زاویه بحرانی گفته می‌شود.»

یک پیشنهاد نوین

پیشنهاد استفاده از شیشه بعنوان محیط انتشار برای نخستین بار توسط کاکو و کوکهام انگلیسی عنوان گردید. آنها امیدوار بودند در این آزمایش بتوانند به سرعتی حدود ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه و بیشتر بر روی محیط‌های انتشار شیشه دست پیدا کنند. این سرعت انتقال همراه با تضعیف زیاد انرژی اتفاق می‌افتاد. این دو پژوهشگر انگلیسی، کاهش انرژی کمتر از ۲۰ دسی بل را نمی‌پذیرفتند.

اگرچه آنها نتوانستند ایده‌های خود را در عمل ثابت کنند و شکست خوردند، ولی شرکت آمریکایی (کورنینگ گلس) توانست به این هدف رنگ واقعیت بپوشاند. در ماه‌های ابتدایی سال ۱۹۶۰ میلادی بود که اشعه لیزر اختراع شد و این اختراع کمک کرد که ارتباطات فیبر نوری انجام شود.

دانشمندان در سال ۱۹۶۶ میلادی توانستند در نظریه هدایت نور در الیاف شیشه‌ای به پیشرفت‌هایی دست یابند که نتیجه این موفقیت آن کابل‌های معمولی بسیار مفید بود. به این خاطر که فیبرنوری نسبت به کابل مسی بسیار سبکتر و ارزانتر است و علاوه بر این موارد ظرفیت انتقالی آن چندین هزار برابر از کابل مسی بیشتر است.

پیشرفت‌های تکنولوژی فیبرنوری از سال ۱۹۸۰ میلادی به بعد موجب شد که از مخابرات نوری بعنوان یک انتخاب مناسب نام برده شود. از آن زمان به بعد و تا سال ۱۹۸۵ میلادی حدود ۲ میلیون کیلومتر کابل نوری در جهان نصب شده و مورد استفاده قرار گرفته است.

منبع : gersooz.com و tadbirkara.com