تاريخچه: بعد از اختراع ليزر در سال 1960 ميلادي، ايده بكارگيري فيبر نوري براي انتقال اطلاعات شكل گرفت. خبر ساخت اولين فيبر نوري در سال 1966 همزمان در انگليس و فرانسه با تضعيفي برابر با اعلام شد كه عملاَ در انتقال اطلاعات مخابراتي قابل استفاده نبود تا اينكه در سال 1976 با كوشش فراوان محققين تلفات فيبر نوري توليدي شديداَكاهش داده شد و به مقدار رسيد كه قابل ملاحضه با سيم هاي كوكسيكال مورد استفاده در شبكه مخابرات بود. درايران در اوايل دهه 60، فعاليت هاي تحقيقاتي در زمينه فيبر نوري در مركز تحقيقات منجر به تأسيس مجتمع توليد فيبر نوري در پونك تهران گرديد وعملاَ درسال 1373 توليد فيبر نوري با ظرفيت 000/50 كياومتر در سل در ايران آغاز شد. فعاليت استفاده از كابل هاي نوري در ديگر شهرهاي بزرگ ايران شروع شد تا در آينده نزديك ازطريق يك شبكه ملي مخابرات نوري به هم متصل شوند.
پاسخ : فیبر نوری چگونگي كار كرد فيبر نوري مي دانيم هر گاه نور از محيط اول به محيط دوم كه غليظتر است وارد شود دچار شكست ميشود. و اگر نور از محيط غليظ با بيش از زاويه حد به سطح آن بر خورد كند سطح ماده همانند يك آيينه تخت عمل مي كند و نور باز تابش مي كند. از اين خاصيت در فيبر نوري استفاده شده است. فيبر نوري يك موجبر استوانه اي از جنس شيشه (يا پلاستيك) كه دو ناحيه مغزي و غلاف با ضريب شكست متفاوت و دولايه پوششي اوليه و ثانويه پلاستيكي تشكيل شده است. بر اساس قانون اسنل براي انتشار نور در فيبر نوري شرط: مي بايست برقرار باشد كه به ترتيب ضريب شكست هاي مغزي و غلاف هستند.1 انتشار نور تخت تاثير عواملي ذاتي و اكتسابي ذچار تضعيف مي شود. اين عوامل عمدتاَ ناشي از جذب ماوراي بنفش، جذب مادون قرمز، پراكندگي رايلي، خمش و فشارهاي مكانيكي بر آنها هستند. منحني تغييرات تضعيف بر حسب طول موج در شكل زير نشان داده شده است. فيبر نوري رشته اي از تارهاي شيشه اي بوده كه هر يك از تارها داراي ضخامتي معادل تار موي انسان را داشته و از آنان براي انتقال اطلاعات در مسافت هاي طولاني استفاده مي شود. فيبر نوري، رشته اي از تارهاي بسيار نازك شيشه اي بوده كه قطر هر يك ازتارها نظير قطر يك تار موي انسان است. تارهاي فوق در كلاف هائي سازماندهي و كابل هاي نوري را بوجود مي آورند. از فيبر نوري بمنظور ارسال سيگنال هاي نوري در مسافت هاي طولاني استفاده مي شود. يك فيبر نوري از سه بخش متفاوت تشكيل شده است: هسته: ( core ) هسته نازك شيشه اي در مركز فيبر كه سيگنال هاي نوري در آن حركت مي نمايند. روكش:( cladding ) بخش خارجي فيبر بوده كه دور تا دور هسته را احاطه كرده و باعث برگشت نور منعكس شده به هسته مي گردد. بافر رويه:( buffer coating )روكش پلاستيكي كه باعث حفاظت فيبر در مقابل رطوبت و ساير موارد آسيب پذير،است. صدها و هزاران نمونه از رشته هاي نوري فوق در دسته هائي سازماندهي شده وكابل هاي نوري را بوجود مي آورند. هر يك از
پاسخ : فیبر نوری كلاف هاي فيبرنوري توسط يك روكش هائي با نام jacket محافظت مي گردند. فيبر هاي نوري در دو گروه عمده ارائه مي گردند: فيبرهاي تك حالته: (dsingle- Mode) ببمنظور ارسال يك سيگنال در هر فيبر استفاده مي شود(نظير: تلفن) فیبر های چند حالته multi-mpde )بمنظور ارسال چندین سیگنال در یک فیبر استفاده می شود(نظیر: شبکه های کامپیوتری) ( single mode filber ) -1 : smf قطر هسته 9 ميكرون و طول موج 1/3 ميكرومتر: single mode filber single path through the fiber الف: multi mode stop index :كابل يكسان است وداراي پهناي باند 20 تا 30 مگاهرتز است. ب: :multi mode graded index در اين كابل در جايي كه شكست نور تحت زاويه كمتري صورت مي گيرد نسبت به جايي كه تحت زاويه بزرگتري صورت مي گيرد، بيشتر است. پهناي باند آن 100 مگا هرتز تا 1 گيگا هرتز است. فن آوري ساخت فيبر هاي نوري براي توليد فيبر نوري، ابتدا ساختار آن در يك ميله شيشه اي موسوم به پيش سازه از جنس سيليكا ايجاد مي گردد وسپس در يك فرآيند جداگانه اين ميله كشيده شده تبديل به فيبر مي گردد. از سال1970 روش هاي متعددي براي ساخت انواع پيش سازه ها به كار رفته است كه اغلب آنها بر مبناي رسوب دهي لايه هاي شيشه اي در اخل يك لوله به عنوان پايه قرار دارند. روشهاي ساخت پيش سازه روش هاي فرآيند فاز بخار براي ساخت پيش سازه فيبر نوري را مي توان به سه دسته تقسيم كرد: - رسوب دهي داخلي در فاز بخار - رسوب دهي بيروني در فاز بخار - رسوب دهي محوري در فاز بخار مواد لازم در فرآيند ساخت پيش سازه - تتراكلريد سيلسكون: اين ماده براي تا مين لايه هاي شيشه اي در فرآيند مورد نياز است. - تتراكلريد ژرمانيوم: اين ماده براي افزايش ضريب شكست شيشه در ناحيه مغزي پيش سازه استفاده مي شود. - اكسي كلريد فسفريل: براي كاهش دماي واكنش در حين ساخت پيش سازه، ايم مواد وارد واكنش مي شود. - گاز فلوئور: براي كاهش ضريب شكست شيشه در ناحيه غلاف استفاده مي شود. - گاز هليم: براي نفوذ حرارتي و حباب زدايي در حين واكنش شيميايي در داخل لوله مورد استفاده قرار مي گيرد. - گازكلر: براي آب زدايي محيط داخل لوله قبل از شروع واكنش اصلي مورد نياز است. مراحل ساخت: + مراحل ثيقل حرارتي: بعد از نصب لوله با عبور گازهاي كلر واكسيژن, در درجه حرارت بالاتر از 1800 درجه سلسیوس لوله صیقل داده می شود تا بخار آب موجود در جدار داخلی لوله از آن خارج شود. + مرحله اچینگ: در این مرحله با عبور گازهای کلر, اکسیژن و فرئون لايه سطحي جدار داخلي لوله پايه خورده مي شود تا ناهمواري ها و ترك هاي سطحي بر روي جدار داخلي لوله از بين بروند.
پاسخ : فیبر نوری + لايه نشاني ناحيه غلاف: در مرحله لايه نشاني غلاف، ماده تترا كلريد سيليسيوم و اكسي كلريد فسفريل به حالت بخار به همراه گازهاي هليم و فرئون وارد لوله شيشه اي مي شوند و در حالتي كه مشعل اكسي هيدروژن با سرعت تقريبي 120 تا 200 ميلي متر در دقيقه در طول لوله حركت مي كند و دمايي بالاتر از 1900 درجه سليسيوس ايجاد ميكند، واكنش هاي شيميايي زير به دست مي آيند. ذرات شيشه اي حاصل از واكنش هاي فوق به علت پديده ترموفرسيس كمي جلوتر از ناحيه داغ پرتاب شده و بر روي جداره داخلي رسوب مي كنند و با رسيدن مشعل به اين ذرات رسوبي حرارت كافي به آنها اعمال مي شود به طوري كه تمامي ذرات رسوبي شفاف مي گردند و به جدار داخلي لوله چسبيده و يكنواخت مي شوند. بدين ترتيب لايه هاي شيشه اي مطابق با طراحي با تركيب در داخل لوله ايجاد مي گردد و در نهايت ناحيه غلاف را تشكيل مي دهد.
پاسخ : فیبر نوری فيبر هاي تك حالته داراي يك هسته كوچك ( تقريباَ 9 ميكرون قطر) بوده وقادر به ارسال نور ليزري مادون قرمز( طول موج از 1300 تا 1550 نانومتر) مي باشند. فيبرهاي چند حالته داراي هسته بزرگتر(تقريباَ 5/62 ميكرون) و قادر به ارسال نور مادون قرمز از طريق LED می باشند.[/FONT] ارسال نور در فيبر نوري: فرض كنيد، قصد داشته باشيم با استفاده از يك چراغ قوه يك راهروي بزرگ و مستقيم را روشن نمائيم. همزمان با روشن نمودن چراغ قوه، نور مربوطه در طول مسير مستقيم راهرو تابانده شده و آن را روشن خواهد كرد. با توجه به عدم وجود خم و يا پيچ در راهرو در رابطه با تابش نور چراغ قوه مشكلي وجود نداشته و چراغ قوه مي تواند ( با توجه به نوع آن) محدوده مورد نظر را روشن كرد. در صورتي كه راهروي فوق داراي خم و يا پيچ باشد، با چه مشكلي بر خورد خواهيم كرد؟ در اين صورت مي توان از يك آيينه در محل پيچ راهرو استفاده تا باعث انعكاس نور از زاويه مربوط گردد. در صورتي كه راهروي فوق داراي پيچهاي زيادي باشد، چه كار بايست كرد؟ در چنين حالتي در تمام طول مسير ديوار راهروي مورد نظر، مي بايست از آيينه استفاده كرد. بدين ترتيب نور تابانيده شده توسط چراغ قوه( با يك زاويه خاص) از نقطه اي به نقطه اي ديگر حركت كرده( جهش كرده و طول مسير راهرو را حركت خواهد كرد). عمليات فوق مشابه آن چيزي است كه در فيبر نوري انجام مي گيرد. نور، در كابل فيبر نوري از طريق هسته( نطير راهروي مثال ارائه شده) و توسط جهش هاي پيوسته با توجه به سطح آبكاري شده ( CLADDING( )مشابه ديوارهاي شيشه اي مثال ارائه شده) حركت مي كند. ( مجموع انعكاس داخلي). با توجه به اينكه سطح آبكاري شده ، قادر به جذب نور موجود در هسته نمي باشد، نور قادر به حركت در مسافت هاي طولاني مي باشد. برخي از سيگنال هاي نوري بدليل عدم خلوص شيشه موجود، ممكن است دچار نوعي تضعيف درطول هسته گردند. ميزان تضعيف سيگنال نوري به درجه خلوص شيشه و طول موج نور انتقالي دارد.( مثلاَ موج با طول 850 نانومتر بين 60 تا75 درصد در هر كيلومتر، موج با طول 1300 نانومتر بين 50 تا 60 درصد در هر كيلومتر، موج با طول 1550 نانومتر بيش از 50 درصد در هر كيلومتر) سيستم رله فيبر نوري به منظور آگاهي از نحوه استفاده فيبر نوري در سيستم هايمخابراتي، مثالي را دنبال خواهيم كرد كه مربوط به يك فيلم سينمايي و يا مستند در رابطه با جنگ جهاني دوم است. در فيلم فوق دو ناوگان دريائي كه بر روي سطح دريا در حال حركت مي باشند، نياز به برقراري ارتباط با يكديگر در يك وضعيت كاملاَ بحراني و توفاني را دارند.يكي از ناوها قصد ارسال پيام براي ناو ديگر دارد. كاپيتان ناو فوق پيامي براي يك ملوان كه بر روي عرشه كشتي مستقر است، ارسال مي دارد. ملوان فوق پيام دريافتي را به مجموعه اي از كدهاي مورس( نقطه و فاصله) ترجمه مي نمايد. در ادامه ملوان مورد نظر با استفاده از يك نورافكن تقدام به ارسال پيام براي ناو ديگر مي نمايد. يك ملوان بر روي عرشه كشتي دوم، كدهاي مورس ارسالي را مشاهده مي نمايد. در ادامه ملوان فوق كدهاي فوق را به يك زبان خاص( مثلاَ انگليسي) تبديل و آنهارا براي كاپيتان ناو ارسال مي دارد. فرض كنيد فاصله دو ناو فوق از يكديگر بسيار زياد( هزاران مايل) بوده و به منظور برقراري ارتباط بين آنها از يك سيستم مخابراتي مبتني بر فيبر نوري استفاده گردد. سيستم رله فيبر نوري از عناصر زير تشكيل شده است: فرستنده: مسئول توليد و رمز نگاري سيگنال هاي نوري است. فيبر نوري مديريت سيگنال هاي نوري در يك مسافت را بر عهده مي گيرد.
پاسخ : فیبر نوری بازياب نوري: به منظور تقويت سيگنال هاي نوري در مسافت هاي طولاني استفاده مي گردد. دريافت كننده نوري: سيگنال هاي نوري را دريافت و رمز گشايي مي نمايد. در ادامه به بررسي هر يك از عناصر فوق خواهيم پرداخت. فرستنده: وظيفه فرستنده ، مشابه نقش ملوان بر روي عرشه كشتي ناو فرستنده پيام است. فرستنده سيگنال هاي نوري را دريافت و دستگاه نوري را به منظور روشن و خاموش شدن در يك دنباله مناسب( حركت منسجم) هدايت مي نمايد. فرستنده، از لحاظ فيزيكي در مجاورت فيبر نوري قرار داشتهو ممكن است داراي يك لنز به منظور تمركز نور در فيبر باشد. ليزر ها داراي توان به مراتب بيشتري نسبت به LED مي باشند. قيمت آنها نيز در مقايسه با LED به مراتب بيشتر است. متداولترين طول سيگنال هاي نوري، 850 نانومتر، 1300 نانومتر و 1550 نانومتر است. بازياب(تقويت كننده) نوري همانگونه كه قبلاَ اشاره گرديد، برخي از سيگنال ها در موارديكه مسافت ارسال اطلاعات طولاني بوده( بيش از يك كيلومتر) و يا از مواد خاصي براي نهيه فيبرنوري (شيشه) استفاده نشده باشد، تضعيف و از بين خواهد رفت. در چنين مواردي و به منظور تقويت(بالا بردن) سيگنال هاي نوري تضعيف شده از يك يا چندين تقويت كننده نوري استفاده مي گردد. تقويت كننده نوري از فيبرهاي نوري متعددي بهمراه يك روكش خاص ( doping )تشكيل مي گردند. بخش دوپينگ با استفاده از يك ليزر پمپ مي گردد. زمانيكه سيگنال تضعيف شده به روكش دوپينگي مي رسد، انرژي ما حصل از ليزر باعث مي گردد كه مولكولهاي دوپينگ شده، به ليزر تبديل مي گردند. مولكول هاي دوپينگ شده در ادامه باعث انعكاس يك سيگنال نوري جديد و قويتر با همان خصايص سيگنال ورودي تضعيف شده، خواهند بود.( تقويت كننده ليزري) دريافت كننده نوري وظيفه دريافت كننده نوري، مشابه نقش ملوان عرشه كشتي ناو دريافت كننده پيام است. دستگاه فوق سيگنال هاي ديجيتالي نوري را اخذ و پس از رمز گشائي، سيگنال هاي الكتريكي را براي ساير استفاده كنندگان (كامپيوتر، تلفن و...) ارسال مي نمايد. دريافت كننده بمنظور تشخيص نور از يك فتوسل و يا فتوديود استفاده مي كند. فيبر نوري در مقايسه با سيم هاي مسي داراي مزاياي زير است: ارزانتر: هزينه چندين كيلومتر كابل نوري نسبت بهسيم هاي مسي كمتر است. نازك تر: قطر فيبر هاي نوري به مراتب كمتر از سيم هاي مسي است. ظرفيت بالا: پهناي باند فيبر نوري به منظور ارسال اطلاعات به مراتب بيشتر از سيم مسي است. تضعيف ناچيز: تضعيف سيگنال در فيبر نورب به مراتب كمتر از سيم مسي است.
پاسخ : فیبر نوری سيگنال هاي نوري: بر خلاف سيگنا هاي الكتريكي در يك سيم مسي، سيگنال هاي نوري دريك فيبر نوري تاثيري بر فيبر نوري نخواهند داشت. مصرف برق پايين: با توجه به سيگنال ها در فيبر نوري كمتر ضعيف مي گردند، بنابراين مي توان از فرستنده هائي با ميزان برق مصرفي پايين نسبت به قرستنده هاي الكتريكي كه از ولتاژ بالائي استفاده مي نمايد، استفاده كرد. سيگنال هاي ديجيتال: فيبر نوري مناسب بمنظور انتقال اطلاعات ديجيتالي است. غير اشتعال زا: با توجه به عدم وجود الكتريسيته ، امكان بروز آتش سوزي وجود نخواهد داشت. سبك وزن: وزن يك كابل فيبر نوري به مراتب كمتر ار كابل مسي(قابل مقايسه) است. انعطاف پذير: با توجه به انعطاف پذيري فيبر نوري و قابليت ارسال و دريافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظير دوربين هاي ديجيتال با موارد كاربردي خاص مانند: عكس برداري پزشكي، لوله كشي و ... استفاده مي گردد. كاربردهاي فيبر نوري: كاربرد در حسگرها استفاده از حسگر هاي فيبر نوري براي اندازه گيري كميتهاي فيزيكي مانند جريان الكتريكي ، ميدان مغناطيسي ، فشار ، حرارت ، جابجايي، آلودگي آبهاي دريا، تشعشعات پرتوهاي گاما و ايكس در سال هاي اخير شروع شده است. در اين نوع حسگر ها، از فيبر نوري به عنوان عنصر اصلي حسگر بهره گيري مي شود، بدين ترتيب به خصوصيات قيبر نوري تحت ميدان كميت مورد اندازه گيري تغيير يافته و با اندازه شدت كميت تاثير پذير مي شود. [/FONT] كاربردهاي نظامي فيبر نوري كاربردهاي بي شماري در صنايع دفاع دارد كه از ان جمله مي توان برقراري ارتباط و كنترل با آنتن رادار ، كنترل و هدايت موشكها، ارتباط زير درياييها (هيدروفون) را نام برد. كاربردهاي پزشكي فيبر نوري در تشخيص بيماري ها ئ ازمايشهاي گوناگون در پزشكي كاربرد فراوان دارد كه از ان جمله مي توان دزيمتري غدد سرطاني، شناسايي نارساييهاي داخلي بدن، جراحي ليزري، استفاده در دندانپزشكي و اندازه مايعات و خون نام برد. نكته قابل ذكر اين است كه مشخصات يك محيط( ماده) را با پنج عامل سيكما ، ميو ، ميو پريم ، اپسيلن و اپسيلن پريم تعريف مي كنند. حال فيبر نوري را بايك E ي يعني از جنسي مي سازند تا نور با هر زاويه اي هم كه به سطح مقطع آن برخورد كرد از ان خارج نشود و در طول فيبر حركت كند. فرآيند انتقال سيگنال بدين صورت است كهيك سيگنال را توسط چند عمل مدولاسيون به فركانس KHz64 مي رسانند سپس نوسط ليزر آن را به فركانس نور تبديل و به داخل فيبر مي تابانند. چون فركانس نور در حد گيگا بايت است يك پهناي باند فوق العاده زياد براي انتقال سيگنال در اختيار ما قرار مي دهد و همچنين با مالتي پلكس كردن سيگنالها مي توان كانال را همزمان از داخل فيبر عبور داد.
پاسخ : فیبر نوری اين خاصيت باعث شده تا ارتباط بين دو مركز مخابرات تنها با يك رشته فيبر برقرار شود. اتلاف توان سيگنال در كيلمتر از فيبر نوري در فركانس 400 گيگا هرتز 10 db است در مقايسه با كابل هم محور به قطر 1 سانتي متر كه در فركانس 100 كيلو هرتز، 1 dB و در فركانس 3 مگا هرتز dB 1/5 اتلاف دارد. اين اتلاف كم كم فيبر ها باعث شده تا درميان راه از repeater كمتري استفاده شود و از هزينه ها كاسته شود. همچنين ارزان بودن فيبر و خواصي همچون ضد آب بودن باعث شده تا فيبر روز به روز به طور گسترده تري استفاده شود.تنها ايرادي كه به فيبر وارد است اينست كه به راحتي سيمها نمي توان انها را پيچ و خم داد زيرا زاويه تابش نور درداخل آن تغيير مي كند و باعث مي شود نور از سطح آن خارج شود و اينكه اتصال دو رشته فيبر نيز احتياج به دقت و لوازم خاص خود را دارد. فيبر نوري يكي از محيط هاي انتقال داده با سرعت بالا است. امروزه از فيبر نوري در موارد متفاوتي نظير: شبكه هاي تلفن شهريو بين شهري، شبكه هاي كامپيوتري و اينترنت استفاده به عمل مي آيد. يك از جديد ترين محيط هاي انتقال در شبكه هاي كامپيوتري، فيبر نوري است. فيبر نوري از يك ميله استوانه اي كه هسته ناميده مي شود و جنس آن از سيليكات است تشكيل مي گردد. شعاع استوانه بين دو تا سه ميكرون است. روي هسته، استوانه ديگري( از همان جنس هسته) كه غلاف ناميده مي شود، استقرار مي يابد. ضريب شكست هسته را با m1 و ضريب شكست غلاف را با M2 نشان داده و همواره M2<M1 است. در اين نوع فيبر ها، نور در اثر انعكاس كلي در فصل مشترك هسته و غلاف، انتشار پيدا خواهد كرد. منابع نوري در اين نوع كابل ها، ديود ليزري و با ديودهاي ساطع كننده و نور مي باشند. منابع فوق، سيگنال هاي الكتريكي را به نور تبديل مي نمايد. [/FONT] مزاياي فيبر نوري: - حجم و وزن كم - پهناب باند بالا - تلفات سيگنال كم و در نتيجه فاصله تقويت كننده هازياد مي گردد. - فراواني مواد تشكيل دهنده آنها - مصون بودن از اثرات القاهاي الكترو مغناطيسي مدارات ديگر - آتش زا نبودن انها بدليلعدم وجود پاليس الكتريكي در آنها - مصون بودن در مقابل عوامل جوي و رطوبت - سهولت در امر كابل كشي و نصب - استفادهدر شبكه هاي مخابراتي آنالوگ و ديجيتال - مصونيت در مقابل پارازيت
پاسخ : فیبر نوری معايب فيبر نوري: - به راحتي شكسته شده و مي بايست داراي يك پوشش مناسب باشند. مسئله فوق با ظهور فيبر هاي تمام پلاستيكيو پلاستيكي/ شيشه اي كاهش پيدا كرده است. - اتصال دو بخش ار فيبر هاي ضخيم تر استفاده كرد اما اين مسئله باعث تلفات زياد وكم شدن پهناي باند مي گردد. - از اتصالات T شكل در فيبر نوري نمي توان جهت گرفتن انشهاب استفاده نمود. در چنين حالتي فيبر مي بايست بريده شده و يك detector اضافه گردد. دستگاه فوق مي بايست قادر به دريافت و تكرار سيگنال را داشته باشد. - سيگنال مي بايست سيگنال هاي توري به سيگنال هاي الكتريكي تيديل، تقويت و مجدداَ به علائم نوري تبديل شوند. با توجه به مزاياي فراوان فيبر نوري ، امروزه از ايننوع كابل ها در موارد متفاوتي استفاده مي شود. اكثر شيكه هاي كامپوتري و يا مخابرات از راه دور در مقياس وسيعي از فيبر نوري استفاده مي نمايند. فيبر نوري از پالسهاي نور براي انتقال داده ها از طريق تارهاي شيشه يا پلاستيك بهره مي گيرد. يك كابل فيبر نوري كه كمتر از يك اينچ قطر دارد مي تواند صدها هزار مكالمه ي صوتي را حمل كند. فيبر هاي نوري تجاري ظرفيت 5/2 گيگت بايت در ثانيه 10 گيگا بايت در ثانيه را فراهم مي سازند. فيبر نوري از چندين لايه ساخته مي شود. دروني ترين لايه را هسته مي نامند. هسته شامل يك تار كاملاَ بازتاب كننده از شيشه خالص (معمولاَ) است. هسته در بعضي از كابل ها از پلاستيكي كاملاَ بازتابنده ساخته مي شود، كه هزينه ساخت را پايين مي آورد. با اين حال، يك هسته پلاستيكي معمولاَ كيفيت شيشه را ندارد و بيشتر براي حمل داده ها در فواصل كوتاه به كار مي رود. حول هسته بخش پوسته قرار دارد، كه از شيشه يا پلاستيك ساخته مي شود. هسته و پوسته به همراه هم يك رابط بازتابنده را تشكيل مي دهند كه باعث مي شود كه نور در هسته تا بيده شود تا از سطحي به طرف مركز هسته باز تابيده شود كه در آن دو ماده به هم مي رسند. اين عمل بازتاب نور به مركز هسته را( بازتاب داخلي كلي) مي نامند. قطر هسته و پوسته به همراه هم يك رابط بازتابنده را تشكيل مي دهند كه باعث مي شود كه نور در هسته تابيده شود تا از سطحي به طرف مركز هسته باز تابيده شود كه در آن دو ماده به هم مي رسند. اين عمل بازتاب نور به مركز هسته را (بازتاب داخلي كلي) مي نامند. قطر هسته و پوسته با هم حدود 125 ميكرون است(هر ميكرون معادل يك ميليو نيم متر است) ، كه در حدود اندازه يك تار موي انسان است. بسته به سازنده، حول پوسته چند لايه محافظ، شامل يك پوشش قرار مي گيرد. يك پوشش مخافظ پلاستيكي سخت لايه بيروني را تشكيل مي دهد. اين لايه كل كابل را در خود نگه مي دارد، كه مي تواند صدها فيبر نوري مختلف را بر بر بگيرد. قطر يك كابل نمونه كمتر از يك اينچ است. از لحاظ كلي، دو نوعفيبر وجود دارد: تك حالتي ، فيبر تك خالتي يك سيگنال نوري را در هر زمان انتشار مي دهد، در حالي كه فيبر چند حالتي مي تواند صدها حالت نور را به طور همزمان انتقال بدهد. فيبر نوري يك موجبر استوانه اي از جنس شيشه يا پلاستيك است كه دو ناحيه مغزي و غلاف با ضريب شكست متفاوت و دو لايه پوششي اوليه و ثانويه پلاستيكي تشكيل شده است. بر پايه قانون اسنل براي انتشار نور در فيبر نوري شرط: مي بايست برقرار باشد كه به ترتيب ضريب شكست هاي مغزي و غلاف هستند. انتشار نور تحت تاثير عواملي ذاتي واكتسابي دچار تضعيف مي شود. ايم عوامل عمدتاَ ناشي از جذب فرابنفش، جذب فروسرخ، پراكندگي رايلي، خمش و فشار هاي مكانيكي بر آنها هستند. منحني تغييرات
پاسخ : فیبر نوری تضعيف بر حسب طول موج در شكل زير نشان داده شده است. سيستم هاي مخابرات فيبر نوري گسترش ارتباطات و راحتي انتقال اطلاعات از طريق سيستم هاي انتقال و مخابرات فيبر نوري يكي از پر اهميت ترين موارد مورد بحث در جهان امروز است. سرعت دقت و تسهيل از مهمترين ويژگي هاي مخابرات فيبر نوري مي باشد. يكي ار پر اهميت ترين موارد استفادهار مخابرات فيبر نوري آساني انتقال در فرستادن سيگنال هاي حامل اطلاعات ديجيتالي است كه قابليت تقسيم بندي در حوزه زماني را دارا مي باشد. اين به اين معني است كه مخابرات ديجيتال تامين كننده پتانسيل كافي براي استفاده ار امكانات مخابره اطلاعات در پكيجهاي كوچك انتقال در حوزه زماني است. براي مثال عملكرد مخابرات فيبر نوري با توانايي 20 مگا هرتز با داشتن پهناي باد 20 كيلو هرتز داراي گنجايش اطلاعاتي %0,1 مي باشد. امروزه انتقال سيگنالها به وسيله امواج نوري به همراه تكنيكهاي وابسته به انتقال شهرت و آوازه سيستم هاي انتقال ماهواره هاي را به شدت مورد تهديد قرار داده است. دير زماني است كه اين مطلب كه نور مي تواند براي انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار گيرد به اثبات رسيده است و بشر امروزه توانسته است كه از سرعت فوق العاده آن به بهترين وجه استفاده كند. مزاياي فيبر نوري 1- انتقال اطلاعات در فيبر نوري بسيار بالا و در حد سرعن نور مي باشد. 2- فيبر هاي نوري از عوامل طبيعي كمتر تاثير مي پذيرند بدين صورت كه ميدان هاي مغناسيطي و با الكتريكي شديد بر آن هيچ تاثيري نمي گذارد. 3- به دليل عدم تاثير پذيري عواملي چون ميدان هاي مغناسيطي مي توان آن را در كنار كابلهاي فشار قوي استفاده مي شود مقرون به صرفه تر مي باشد. 5- به دليل تضعيف بسيار كم شعاع نوري در فيبر نوري نياز به تقويت كننده هاي بين راهي در مسافت هاي طولاني بسيار كمتر از كابلهاي كواكسيال مي باشد. معايب فيبر نوري 1- از فيبر نوري فقط مي توان براي انتقال اطلاعات آن هم به صورت شعاع نوري استفاده كرد و نمي توان براي انتقال الكتريسيته استفاده نمود. 2- انتصال دو فيبر نوري به يكديگر بسيار مشكل و وقت گير مي باشد و نياز به دانش فني خاص خود را دارد. 3- نمي توان چند شعاع نوري را به طور همزمان انتقال داد.
