کابل فیبر نوری چیست؟ | ساختار،کاربرد و انواع کابل فیبر نوری

کابل فیبر نوری یکی از فناوری‌های مدرن ارتباطات است که در انتقال اطلاعات از طریق نور استفاده می‌کند. این فناوری، به دلیل سرعت بالا، پهنای باند بزرگ، مقاومت به تداخل الکترومغناطیسی و قابلیت انتقال اطلاعات در فواصل بلند، در زمینه‌های مختلفی از جمله ارتباطات تلفنی، اینترنت، شبکه‌های کامپیوتری و پخش تلویزیون استفاده می‌شود. در این مقاله از پورتال جامع مهندسین ایران، به بررسی ساختار، کاربرد و انواع کابل فیبر نوری خواهیم پرداخت.

کابل فیبر نوری چیست؟

فیبر نوری (Optical Fiber)، نوعی کابل است که از یک یا چند فیبر نوری تشکیل شده است. فیبر نوری یک رشته باریک و بلند از یک ماده شفاف مانند شیشه یا پلاستیک است که می تواند نور را از یک نقطه به نقطه دیگر هدایت کند.

کابل فیبر نوری، نسبت به کابل‌های معمولی، پهنای باند بسیار بالاتری دارد. با استفاده از کابل فیبر نوری، می‌توان به راحتی داده‌های تصویری، صوتی و داده‌های دیگر را با پهنای باند بالا تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه و حتی بیشتر، انتقال داد.

به عبارت دیگر، کابل فیبر نوری (همچنین شناخته شده به عنوان fiber-optic cable یا optical-fiber cable) نوعی کابل شبکه است که از رشته‌های شیشه‌ای تشکیل شده است و این رشته‌ها درون یک محفظه عایق قرار دارند.

این نوع کابل برای استفاده در مسافت‌های زیاد و برای شبکه‌های داده با عملکرد بالا و ارتباطات از راه دور طراحی شده است. در مقایسه با کابل‌های مسی، کابل فیبر نوری پهنای باند بیشتری دارد و قادر است داده‌ها را در مسافت‌های طولانی‌تری منتقل کند.

تاریخچه پیدایش کابل فیبر نوری

اولین تلاش برای استفاده از نور برای انتقال اطلاعات به سال ۱۸۸۰ میلادی برمی‌گردد. در آن سال، الکساندر گراهام بل، مخترع تلفن، دستگاهی به نام “فوتوفون” را ثبت اختراع کرد. فوتوفون از یک رشته شیشه‌ای برای انتقال صدا استفاده می‌کرد. با این حال، فوتوفون فقط تا فواصل کوتاه قابل استفاده بود.

در سال ۱۹۶۰ میلادی، اختراع لیزر انقلابی در ارتباطات فیبر نوری ایجاد کرد. لیزرها می‌توانند نور را با شدت و دقت بسیار بالایی تولید کنند. این امر باعث شد که انتقال اطلاعات از طریق کابل‌های فیبر نوری در مسافت‌های طولانی نیز امکان‌پذیر شود.

در سال ۱۹۶۶ میلادی، چارلز کائو و جورج هوکهام، دو دانشمند انگلیسی، نشان دادند که نور می‌تواند در یک رشته شیشه‌ای با ضریب شکست بالا، بدون پراکندگی، به صورت خطی حرکت کند. این امر امکان ساخت کابل‌های فیبر نوری تک حالته را فراهم کرد که می‌توانند اطلاعات را با سرعت بسیار بالایی در مسافت‌های طولانی منتقل کنند.

اولین کابل فیبر نوری تک حالته در سال ۱۹۷۰ میلادی توسط شرکت Corning Glass Works ساخته شد. این کابل می‌توانست اطلاعات را با سرعت ۲۸ مگابیت بر ثانیه در مسافت ۲ کیلومتری منتقل کند.

در دهه‌های بعدی، پیشرفت‌های زیادی در فناوری کابل فیبر نوری صورت گرفت. سرعت انتقال اطلاعات در کابل‌های فیبر نوری به تدریج افزایش یافت و مسافت‌های قابل انتقال نیز افزایش یافت.

امروزه، کابل‌های فیبر نوری یکی از فناوری‌های اصلی در ارتباطات داده، تلفن و تلویزیون هستند. آنها می‌توانند اطلاعات را با سرعت بسیار بالایی در مسافت‌های طولانی منتقل کنند و کیفیت بالایی نیز دارند.

ساختار کابل فیبر نوری

کابل فیبر نوری از سه بخش اصلی تشکیل شده است:

• هسته: هسته رشته مرکزی فیبر نوری است که نور را از یک نقطه به نقطه دیگر هدایت می کند. هسته معمولاً از شیشه یا پلاستیک ساخته می شود.
• پوشش: پوشش یک لایه نازک از ماده عایق است که هسته را احاطه می کند. پوشش از هسته در برابر آسیب محافظت می کند.
• روکش: روکش بیرونی ترین لایه کابل است که از پوشش و هسته در برابر آسیب محافظت می کند. روکش معمولاً از پلاستیک ساخته می شود.

انواع کابل فیبر نوری

کابل های فیبر نوری بر اساس عوامل مختلفی از جمله نوع هسته، نوع پوشش و تعداد فیبرها در کابل طبقه بندی می شوند.

کابل فیبر نوری بر اساس نوع هسته

کابل های فیبر نوری بر اساس نوع هسته به دو دسته تقسیم می شوند:

• کابل های فیبر نوری تک حالته: کابل های فیبر نوری تک حالته از یک هسته باریک و باریک استفاده می کنند که فقط یک حالت نوری را پشتیبانی می کند. این کابل ها برای انتقال اطلاعات با سرعت بالا در مسافت های کوتاه مناسب هستند.
• کابل های فیبر نوری چند حالته: کابل های فیبر نوری چند حالته از یک هسته با قطر بزرگتر استفاده می کنند که می تواند چندین حالت نوری را پشتیبانی کند. این کابل ها برای انتقال اطلاعات با سرعت پایین در مسافت های طولانی مناسب هستند.

کابل فیبر نوری بر اساس نوع پوشش

کابل های فیبر نوری بر اساس نوع پوشش به دو دسته تقسیم می شوند:

• کابل های فیبر نوری خشک: کابل های فیبر نوری خشک از هیچ ماده عایق مایع یا جامد در پوشش خود استفاده نمی کنند. این کابل ها برای استفاده در محیط های خشک و تمیز مناسب هستند.
• کابل های فیبر نوری خیس: کابل های فیبر نوری خیس از یک ماده عایق مایع یا جامد در پوشش خود استفاده می کنند. این کابل ها برای استفاده در محیط های مرطوب یا آلوده مناسب هستند.

کابل فیبر نوری بر اساس تعداد فیبرها

کابل های فیبر نوری بر اساس تعداد فیبرها در کابل به سه دسته تقسیم می شوند:

• کابل های فیبر نوری تک فیبر: کابل های فیبر نوری تک فیبر فقط یک فیبر نوری دارند. این کابل ها برای کاربردهایی که نیاز به انتقال داده های کم دارند مناسب هستند.
• کابل های فیبر نوری چند فیبر: کابل های فیبر نوری چند فیبر چندین فیبر نوری دارند. این کابل ها برای کاربردهایی که نیاز به انتقال داده های زیاد دارند مناسب هستند.

سرعت کابل فیبر نوری

در جدول زیر به مقایسه سرعت کابل های فیبر نوری پرداخته ایم:

نوع کابل	سرعت انتقال اطلاعات	مسافت قابل انتقال
کابل فیبر نوری تک حالته	۱ گیگابیت بر ثانیه	۱۰۰ کیلومتر
کابل فیبر نوری چند حالته	۱۰۰ مگابیت بر ثانیه	۲ کیلومتر
کابل فیبر نوری تک حالته با پهنای باند بالا	۱۰ گیگابیت بر ثانیه	۴۰ کیلومتر
کابل فیبر نوری چند حالته با پهنای باند بالا	۱ گیگابیت بر ثانیه	۵۰۰ متر
کابل فیبر نوری تک حالته با پهنای باند فوق العاده بالا	۴۰۰ گیگابیت بر ثانیه	۱۰ کیلومتر
کابل فیبر نوری چند حالته با پهنای باند فوق العاده بالا	۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه	۵۰۰ متر

همانطور که مشاهده می کنید، سرعت انتقال اطلاعات در کابل های فیبر نوری بسته به نوع کابل و پهنای باند آن می تواند بسیار متفاوت باشد. کابل های فیبر نوری تک حالته می توانند سرعت انتقال اطلاعات بسیار بالاتری نسبت به کابل های فیبر نوری چند حالته داشته باشند، اما در مسافت های کوتاه تری قابل استفاده هستند.

سرعت انتقال اطلاعات در کابل های فیبر نوری با پیشرفت فناوری در حال افزایش است. در حال حاضر، کابل های فیبر نوری با سرعت انتقال اطلاعات تا ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه در دسترس هستند و انتظار می رود که در آینده این سرعت ها حتی بیشتر نیز افزایش یابد.

کاربرد کابل فیبر نوری

کابل های فیبر نوری در طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شوند، از جمله:

• ارتباطات داده: کابل های فیبر نوری برای انتقال اطلاعات بین شبکه های کامپیوتری استفاده می شوند. آنها می توانند پهنای باند بسیار بالاتری نسبت به کابل های مسی ارائه دهند.
• ارتباطات تلفنی: کابل های فیبر نوری برای انتقال تماس های تلفنی بین شبکه های تلفنی استفاده می شوند. آنها می توانند کیفیت صدا بسیار بالاتری نسبت به کابل های مسی ارائه دهند.
• تلویزیون کابلی: کابل های فیبر نوری برای انتقال سیگنال های تلویزیونی بین شبکه های تلویزیونی کابلی استفاده می شوند. آنها می توانند کیفیت تصویر بسیار بالاتری نسبت به کابل های مسی ارائه دهند.
• شبکه های بین شهری: کابل های فیبر نوری برای انتقال اطلاعات بین شبکه های کامپیوتری در مسافت های طولانی استفاده می شوند. آنها می توانند پهنای باند بسیار بالاتری نسبت به سایر فناوری های انتقال داده ارائه دهند.

مزایا کابل فیبر نوری

کابل های فیبر نوری مزایای متعددی نسبت به کابل های مسی دارند. از جمله مزایای کابل های فیبر نوری می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• پهنای باند بسیار بالاتر: کابل های فیبر نوری می توانند پهنای باند بسیار بالاتری نسبت به کابل های مسی ارائه دهند. این امر باعث می شود که کابل های فیبر نوری برای انتقال حجم های عظیمی از اطلاعات، مانند داده های مخابراتی، تلویزیون و فیلم، مناسب باشند.
• تلفات کمتر: کابل های فیبر نوری تلفات کمتری نسبت به کابل های مسی دارند. این امر باعث می شود که کابل های فیبر نوری برای انتقال اطلاعات در مسافت های طولانی مناسب باشند.
• مقاومت بیشتر در برابر نویز: کابل های فیبر نوری مقاومت بیشتری در برابر نویز نسبت به کابل های مسی دارند. این امر باعث می شود که کابل های فیبر نوری برای انتقال اطلاعات با کیفیت بالا مناسب باشند.
• ایمنی بیشتر: کابل های فیبر نوری از نظر ایمنی نسبت به کابل های مسی ایمن تر هستند. این امر به این دلیل است که کابل های فیبر نوری جریان الکتریکی را حمل نمی کنند و در نتیجه خطر آتش سوزی و برق گرفتگی را کاهش می دهند.
• وزن سبک تر: کابل های فیبر نوری نسبت به کابل های مسی سبک تر هستند. این امر باعث می شود که کابل های فیبر نوری برای نصب و نگهداری راحت تر باشند.
• اندازه کوچکتر: کابل های فیبر نوری نسبت به کابل های مسی کوچکتر هستند. این امر باعث می شود که کابل های فیبر نوری برای نصب در فضاهای کوچک مناسب تر باشند.

معایب کابل فیبر نوری

کابل های فیبر نوری همچنین معایبی نیز دارند. از جمله معایب کابل های فیبر نوری می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• قیمت بالاتر: کابل های فیبر نوری نسبت به کابل های مسی گران تر هستند.
• نصب و راه اندازی پیچیده تر: نصب و راه اندازی کابل های فیبر نوری نسبت به کابل های مسی پیچیده تر است.

کابل فیبر نوری از چه سالی وارد ایران شد؟

کابل فیبر نوری برای اولین بار در سال ۱۳۶۷ شمسی وارد ایران شد. این کابل توسط شرکت فرانسوی Alcatel خریداری شد و برای ایجاد یک شبکه مخابراتی بین تهران و کرج استفاده شد.

در سال‌های بعد، واردات کابل فیبر نوری به ایران افزایش یافت و این کابل‌ها برای ایجاد شبکه‌های مخابراتی در سراسر کشور مورد استفاده قرار گرفتند.

در سال ۱۳۷۳ شمسی، تولید کابل فیبر نوری در ایران آغاز شد. این تولید توسط شرکت‌های ایرانی مانند شرکت صنایع سیم و کابل ایران (سیمان) و شرکت صنایع کابل تهران (تک‌سیم) آغاز شد.

امروزه، کابل فیبر نوری یکی از فناوری‌های اصلی در ارتباطات داده، تلفن و تلویزیون در ایران است.

نکات نگهداری کابل فیبر نوری

کابل های فیبر نوری معمولاً نیاز به نگهداری کمی دارند. با این حال، نکاتی وجود دارد که می توان برای اطمینان از عملکرد طولانی مدت آنها انجام داد.

• کابل ها را در برابر آسیب فیزیکی محافظت کنید. کابل های فیبر نوری نسبت به کابل های مسی مقاوم تر هستند، اما هنوز هم می توانند در اثر آسیب فیزیکی مانند خم شدن، کشیدن یا پارگی آسیب ببینند.
• کابل ها را در برابر رطوبت و دمای شدید محافظت کنید. رطوبت می تواند باعث خوردگی فیبر نوری شود و دمای شدید می تواند باعث تغییر شکل فیبر نوری شود.
• کابل ها را به طور منظم از نظر آسیب بررسی کنید. به طور منظم کابل ها را از نظر خمیدگی، پارگی یا سایر آسیب های فیزیکی بررسی کنید.

نکات نصب کابل فیبر نوری

نصب کابل های فیبر نوری باید توسط یک متخصص انجام شود. با این حال، برخی از نکات کلی وجود دارد که می توان برای اطمینان از نصب صحیح آنها رعایت کرد.

• کابل ها را با دقت انتخاب کنید. کابل های فیبر نوری برای کاربردهای مختلف در دسترس هستند. برای اطمینان از انتخاب کابل مناسب برای کاربرد خود، با یک متخصص مشورت کنید.
• کابل ها را با استفاده از روش های صحیح نصب کنید. روش های مختلفی برای نصب کابل های فیبر نوری وجود دارد. برای اطمینان از نصب صحیح کابل ها، از دستورالعمل های سازنده پیروی کنید.
• کابل ها را به طور صحیح تست کنید. پس از نصب کابل ها، آنها را به طور صحیح تست کنید تا از عملکرد صحیح آنها اطمینان حاصل کنید.

نکات ایمنی در هنگام کار با کابل های فیبر نوری

کابل های فیبر نوری هیچ خطر برق گرفتگی ندارند، زیرا جریان الکتریکی را حمل نمی کنند. با این حال، نکاتی وجود دارد که می توان برای اطمینان از ایمنی در هنگام کار با آنها رعایت کرد.

• از تجهیزات ایمنی مناسب استفاده کنید. هنگام کار با کابل های فیبر نوری، از عینک ایمنی، دستکش و لباس محافظ استفاده کنید.
• از تماس با فیبر نوری شکسته خودداری کنید. فیبر نوری شکسته می تواند به پوست شما آسیب برساند.
• در صورت تماس با فیبر نوری شکسته، فوراً منطقه را تمیز کنید و با پزشک مشورت کنید.

مقایسه کابل فیبر نوری با سیم های مسی

ویژگی	کابل فیبر نوری	سیم های مسی
رسانه انتقال	نور	الکترون
پهنای باند	بسیار بالاتر	محدودتر
فاصله انتقال	طولانی تر	کوتاه تر
ایمنی	بی خطر	خطر برق گرفتگی
هزینه	بالاتر	پایین تر
وزن	سبک تر	سنگین تر
تداخل	مقاوم تر	آسیب پذیرتر
نصب	دشوارتر	آسان تر

نحوه انتخاب کابل فیبر نوری

هنگام انتخاب کابل فیبر نوری، باید عوامل مختلفی را در نظر بگیرید، از جمله:

۱. نوع کاربرد: کابل های فیبر نوری برای کاربردهای مختلف در دسترس هستند، از جمله ارتباطات داده، ارتباطات تلفنی، تلویزیون کابلی و شبکه های بین شهری. برای اطمینان از انتخاب کابل مناسب برای کاربرد خود، با یک متخصص مشورت کنید.

۲. فاصله انتقال: کابل های فیبر نوری برای مسافت های مختلف انتقال موجود هستند. برای اطمینان از انتخاب کابل مناسب برای فاصله انتقال خود، با یک متخصص مشورت کنید.

۳. پهنای باند: کابل های فیبر نوری با پهنای باند های مختلف موجود هستند. برای اطمینان از انتخاب کابل مناسب برای نیازهای پهنای باند خود، با یک متخصص مشورت کنید.

۴. روکش کابل: کابل های فیبر نوری با روکش های مختلف موجود هستند. روکش کابل از کابل در برابر آسیب های فیزیکی و محیطی محافظت می کند.

۵. نوع فیبر نوری: کابل های فیبر نوری بر اساس نوع فیبر نوری استفاده شده در آنها به دو دسته تقسیم می شوند:

• کابل فیبر نوری تک حالته: در این نوع کابل، هسته فیبر نوری تنها می تواند یک حالت نوری را هدایت کند. کابل های فیبر نوری تک حالته پهنای باند بالاتری نسبت به کابل های فیبر نوری چند حالته دارند، اما در مسافت های کوتاه تری قابل استفاده هستند.
• کابل فیبر نوری چند حالته: در این نوع کابل، هسته فیبر نوری می تواند چندین حالت نوری را هدایت کند. کابل های فیبر نوری چند حالته در مسافت های طولانی تر قابل استفاده هستند، اما پهنای باند کمتری نسبت به کابل های فیبر نوری تک حالته دارند.

در اینجا برخی از نکات خاص برای انتخاب کابل فیبر نوری برای کاربردهای مختلف آورده شده است:

• برای ارتباطات داده: برای ارتباطات داده، کابل فیبر نوری تک حالته با پهنای باند بالا و فاصله انتقال مناسب انتخاب کنید.
• برای ارتباطات تلفنی: برای ارتباطات تلفنی، کابل فیبر نوری تک حالته یا چند حالته با پهنای باند مناسب انتخاب کنید.
• برای تلویزیون کابلی: برای تلویزیون کابلی، کابل فیبر نوری چند حالته با پهنای باند مناسب انتخاب کنید.
• برای شبکه های بین شهری: برای شبکه های بین شهری، کابل فیبر نوری تک حالته با پهنای باند بسیار بالا و فاصله انتقال طولانی انتخاب کنید.

با در نظر گرفتن این عوامل، می توانید کابل فیبر نوری مناسب برای نیازهای خود را انتخاب کنید.

بهترین برند کابل فیبر نوری

بهترین برند کابل فیبر نوری به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله کیفیت کابل، قیمت کابل و خدمات پس از فروش ارائه شده توسط سازنده.

برخی از برندهای معتبر کابل فیبر نوری عبارتند از:

• Corning : Corning یکی از پیشگامان فناوری فیبر نوری است و محصولاتی با کیفیت بالا و قابلیت اطمینان بالا ارائه می دهد.
• Sumitomo : Sumitomo یکی دیگر از تولیدکنندگان پیشرو کابل فیبر نوری است که محصولاتی با کیفیت بالا و قیمت مناسب ارائه می دهد.
• Prysmian : Prysmian یکی از بزرگترین تولیدکنندگان کابل در جهان است که محصولاتی با کیفیت بالا و طیف گسترده ای از گزینه ها ارائه می دهد.
• OFS Optics : OFS Optics یکی از تولیدکنندگان پیشرو کابل فیبر نوری است که محصولاتی با کیفیت بالا و خدمات پس از فروش عالی ارائه می دهد.

در نهایت، بهترین راه برای انتخاب بهترین برند کابل فیبر نوری این است که با یک متخصص مشورت کنید. یک متخصص می تواند به شما کمک کند تا عوامل مهم را در نظر بگیرید و کابل مناسبی را برای نیازهای خود انتخاب کنید.

قیمت کابل فیبر نوری

قیمت کابل فیبر نوری در ایران به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:

• نوع کابل: کابل های فیبر نوری تک حالته معمولاً گران تر از کابل های فیبر نوری چند حالته هستند.
• فاصله انتقال: کابل های فیبر نوری با فاصله انتقال طولانی تر معمولاً گران تر از کابل های فیبر نوری با فاصله انتقال کوتاه تر هستند.
• پهنای باند: کابل های فیبر نوری با پهنای باند بالاتر معمولاً گران تر از کابل های فیبر نوری با پهنای باند پایین تر هستند.
• روکش کابل: کابل های فیبر نوری با روکش های ضخیم تر و مقاوم تر معمولاً گران تر از کابل های فیبر نوری با روکش های نازک تر هستند.
• برند سازنده: کابل های فیبر نوری از برندهای معتبر معمولاً گران تر از کابل های فیبر نوری از برندهای غیر معتبر هستند.

در اینجا برخی از قیمت های نمونه برای کابل های فیبر نوری در ایران آورده شده است:

• کابل فیبر نوری تک حالته با فاصله انتقال ۱۰۰ متر و پهنای باند ۱ گیگابیت بر ثانیه: حدود ۳۰۰ تا ۶۰۰ هزار تومان
• کابل فیبر نوری چند حالته با فاصله انتقال ۱ کیلومتر و پهنای باند ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه: حدود ۱۵۰ تا ۳۰۰ هزار تومان
• کابل فیبر نوری تک حالته با فاصله انتقال ۱۰ کیلومتر و پهنای باند ۱۰ گیگابیت بر ثانیه: حدود ۳ میلیون تا ۶ میلیون تومان

البته، این قیمت ها فقط نمونه ای هستند و قیمت واقعی کابل فیبر نوری بسته به عوامل مختلفی می تواند متفاوت باشد.
برای دریافت قیمت دقیق کابل فیبر نوری مورد نیاز خود، می توانید با یک تامین کننده کابل فیبر نوری در ایران مشورت کنید.
در اینجا برخی از تامین کنندگان کابل فیبر نوری در ایران آورده شده است:

• شرکت کابل مخابراتی البرز: یکی از بزرگترین تولیدکنندگان کابل فیبر نوری در ایران
• شرکت کابل مخابراتی خاورمیانه: یکی دیگر از تولیدکنندگان کابل فیبر نوری در ایران
• شرکت کابل مخابراتی پارس کابل: یکی از تامین کنندگان کابل فیبر نوری در ایران
• شرکت کابل مخابراتی پارس نور: یکی دیگر از تامین کنندگان کابل فیبر نوری در ایران