توسعه فیبر نوری دنیای اینترنت و شبکه را متحول کرد
فیبرهای نوری کاربردهای بسیار گوناگون دارند که از ارتباطات تا حوزه پزشکی و صنعتی را در بر میگیرند. این کابلها انتقال سریع اطلاعات در مسافتهای طولانی را ممکن میکنند. فرایند تولید فیبرهای نوری از مراحل دقیق و حساس تشکیل میشود. کنترل کیفی بسیار بالا در هر مرحله موجب تولید فیبرهایی به اندازه تار مو میشود که پهنای باند، هندسه و قدرت بازتاب بسیار خوبی دارند. کابلهای فیبر نوری بسیار انعطافپذیر هستند و از زمان ابداع در سال 1970 تاکنون پیشرفتهای بسیار زیادی داشتهاند. در این مطلب با نحوه ساخت فیبر نوری آشنا میشویم.
فیبر نوری چیست؟
احتمالا برای شما هم این سوال پیش آمده که فیبر نوری چیست، نحوه ساخت آن فیبر نوری چگونه است و چرا اینقدر کاربرد دارد. این رشتهها از یک لایه مرکزی هدایت نور و روکش تشکیل میشوند. لایه مرکزی باید ضریب شکست بیشتری در مقایسه با روکش داشته باشد تا نور با انعکاس بین لایههای داخلی در طول فیبر حرکت کند. طراحی مناسب فیبر نوری باعث میشود تا پرتوهای نوری در هنگام انتقال تضعیف نشوند. فیبرهای نوری کاربردهای بسیار زیادی دارند و شرکتهای مخابراتی یکی از مشتریان اصلی این محصول به شمار میروند. تولید این محصولا به روشهای مدرن و بهینه باعث کاهش هزینه فیبر نوری خارج ساختمان نیز شده است.
فرایند تولید فیبر نوری
هر دو بخش مرکزی و روکش فیبر نوری با استفاده از شیشه سیلیکا بسیار خالص تولید میشوند. تولید فیبرهای نوری به روشهای گوناگون انجام میشود که متداولترین آنها MCVD است. فرایند رسوب بخار شیمیایی یا MCVD به شکل زیر انجام میشود:
- ابتدا پریفورم سیلندری با استفاده از دیاکسید سیلیکون که سطح داخلی میلهای خالی را پوشانده است، تولید میشود. این لایهها در تماس با جریان اکسیژن خالص رسوب میکنند. در این پروسه بخارهای شیمیایی مختلف ماننده تتراکلرید سیلیکون، تتراکلرید ژرمانیوم و اکسیکلرید فسفر به جریان اکسیژن اضافه میشوند. تماس اکسیژن با سطح داغ میله موجب تشکیل دیاکسید سیلیکون بسیار خالص میشود. در پایان نیز دوده شیشهای و چند لایه در داخل میله رسوب میکند که هسته فیبر نوری را تشکیل خواهد داد
- پس از تشکیل دوده شیشهای با ضخامت مدنظر، لوله وارد مراحل حرارتدهی میشود. طی این فرایند رطوبت و حبابهای موجود در لایههای دوده خارج میشوند. در طول فرایند حرارتدهی این لایهها حالت جامد پیدا میکنند و پریفورم بسیار خالص دیاکسی سیلیکون را تشکیل میدهند. این پریفورم معمولا 10 تا 25 میلیمتر قطر و بین 600 تا 1000 میلیمتر طول دارد
- در ادامه پریفورم جامد به یک سیستم کشش فیبر عمودی منتقل میشود. این دستگاه برای تولید مداوم فیبرهای نوری به طول 300 کیلومتر طراحی شده است. سیستم مذکور از یک کوره برای ذوب پریفرم، حسگرهای نظارتی برای سنجش قطر الیاف و دستگاه پوششدهی برای اضافه کردن لایه خارجی تشکیل شده است
- پریفورم ابتدا از یک کوره بسیار داغ با دمای حدود 2,000 درجه سانتیگراد عبور میکند تا گرم شود. در ادامه یک قطره شیشهای مذاب به نام گاب در انتهای پریفورم تشکیل میشود که فیبر نوری منفرد از درون آن کشیده میشود. مواد موجود در میله زیرلایه اصلی روکش را تشکیل میدهند و دیاکسید سیلیکون که به صورت دوده رسوب کرده بود هسته فیبر نوری را تشکیل خواهد داد
- پس از کشیده شدن فیبر نوری قطر و نرخ بازتاب آن اندازهگیری میشود. همزمان یک دستگاه دیگر روکش محافظ را به سطح فیبر نوری اضافه میکند. در پایان نیز فیبر از درون کوره پخت و دستگاه سنجش قطر عبور میکند و آماده استفاده خواهد بود
فرایند تست فیبر نوری
فیبرهای نوری پس از تولید باید از نظر کارایی و عملکرد مورد تست قرار گیرند. برای این منظور یک پروسه تحت عنوان Proof Test طراحی شده است که شامل اندازهگیری و آزمایش فاکتورهای گوناگون فیبر نوری میشود. در این فرایند پارامترهای زیر مورد آزمایش قرار میگیرند:
- مقاومت کششی: این پارامتر باید 100,000 lb/in2 یا بیشتر باشد
- ضریب شکست پروفیل: ابعاد دیافراگم و عیوب نوری گوناگون در این مرحله بررسی میشوند
- هندسه فیبر: قطر هسته، ابعاد روکش و قطر پوشش باید یکنواخت باشند
- میرایی: این پارامتر میزان تضعیف سیگنالهای نوری با طول موجهای مختلف را در مسافتهای گوناگون میسنجد
- ظرفیت انتقال داده (پهنای باند): تعداد سیگنالهایی که فیبر نوری میتواند به طور همزمان انتقال دهد (فیبرهای چندحالته)
- پراکندگی کروماتیک: توانایی هسته برای پخش طول موجهای مختلف نور (این فاکتور برای پهنای باند اهمیت دارد)
- محدوده عملیاتی دما/رطوبت
- بررسی نسبت میرایی به دما
- قابلیت هدایت نور در زیر آب: این فاکتور برای کابلهای نوری در زیر دریا اهمیت دارد
فیبرهای نوری پس از گذراندن تست کیفی به شرکتهای مخابراتی، شرکتهای کابل و ارائهدهندگان خدمات شبکه فروخته میشوند. در حال حاضر بیشتر شرکتها سیستمهای قدیمی خود که با سیمهای مسی ساخته شده بودند را با فیبر نوری جایگزین کردهاند. این کار موجب افزایش سرعت، ظرفیت و کیفیت انتقال اطلاعات میشود. به این ترتیب خرید تجهیزات شبکه و فیبر نوری در دستور کار آنها قرار دارد.
اهمیت فیبر نوری در توسعه زیرساختهای مدرن
تقاضا برای فیبر نوری به دلیل کاربردهای بسیار زیادی که دارد هر روز در حال افزایش است. همین موضوع ارائه روشهای جدیدتر و بهینه برای تولید فیبر نوری را اجتنابناپذیر میکند. تولید فیبر نوری یک فرایند چندمرحلهای و بسیار دقیق است و تولیدکنندگان میتوانند با شناخت کامل این پروسه از تولید بهینه فیبر نوری باکیفیت اطمینان حاصل کنند. شرکت برنا در زمینه تولید، فروش و اجرای سیستمهای مخابراتی، ارتباطی و حفاظتی فعالیت میکند. شما میتوانید برای اطلاع از خدمات شرکت و سفارش محصولات به سایت ما مراجعه کنید.
سوالات متداول
بهترین ماده برای ساخت فیبر نوری چیست؟
در حال حاضر شیشههای سیلیکا با فلوراید بالا به عنوان بهترین متریال برای ساخت فیبر نوری شناخته میشود.
سه نوع اصلی فیبر نوری چه نام دارند؟
کابلهای فیبر نوری به سه نوع اصلی فیبر نوری تکحالته، فیبر نوری چندحالته و فیبر نوری پلاستیکی تقسیم میشود. هر سه نوع این کابلها قابلیت انتقال داده در مسافتهای طولانی را دارند.
ابعاد فیبرهای نوری چقدر است؟
فیبرهای نوری چندحالته در دو اندازه 62.5 یا 50 میکرون در دسترس هستند. طول کابلهای فیبر نوری نیز به دو فاکتور پراکنده شدن و تضعیف پرتوهای نوری بستگی دارد. کابلهای فیبر نوری میتوانند تا 100 کیلومتر نیز طول داشته باشند و در موارد خاص با طول بیشتر نیز تولید میشوند.
بدون دیدگاه