پيام رسان هاي نوري

[omid-suzuki]

-- آشنايي با شيوه هاي انتقال اطلاعات به وسيله امواج --​

​

ارتباط نوري در دهه 1970 با ابداع تلگراف نوري آغاز شد. هر چند در سال 1880 نيز «الكساندر گراهام بل» يك سيستم تلفن نوري را به ثبت رساند، ولي اين اختراع مانند اختراع قبلي اش يعني تلفن معمولي نبود و به صورت يك اختراع تجربي باقي ماند و هرگز تحقق پيدا نكرد. يك دانشمند آلماني به نام «ون هيل» و يك دانشمند انگليسي به نام «هاپكينز» در سال 1945 مقاله هايي را در مورد «بسته هاي تصويري» منتشر كردند. گزارش «هاپكينز» به بسته هاي تصويري از فيبرهاي بدون پوشش مربوط مي شد، در حالي كه گزارش «ون هيل» درباره بسته هاي ساده يي از فيبرهاي داراي پوشش شيميايي بود، به طوري كه يك فيبر ساده را با يك پوشش شفاف از ماده يي مخصوص مي پوشاند. در نهايت اين دانشمند آلماني به خاطر گفت وگو با يك فيزيكدان نوري امريكايي تحت تاثير قرار گرفت و اختراع بسيار مهمي ارائه كرد كه به نام كابل فيبر نوري داراي پوشش معروف شد. اين در حالي بود كه هيچ كدام از فيبرهايي كه تا آن زمان تهيه مي شدند، پوششي نداشتند. «ون هيل» يك فيبر برهنه از شيشه يا پلاستيك را با يك پوشش شفاف از ماده يي مخصوص پوشاند و با اين كار از سطح انعكاس كلي در برابر آلودگي ها محافظت كرد و تا حد زيادي تداخل بين فيبرها را نيز از بين برد. تا سال 1960 از فيبرهاي نوري پوشش دار با تضعيفي معادل يك دسي بل در هر متر استفاده مي شد كه براي كاربردهاي پزشكي كاملاً مناسب بود ولي براي استفاده در ارتباطات به هيچ وجه مناسب نبود. يك سال بعد «اسنيتزد» امريكايي توضيحي نظري در مورد فيبري منتشر كرد كه هسته آن به حدي كوچك بود كه مي توانست نور را تنها با يك موج حمل كند. اين پيشنهاد براي يك وسيله پزشكي كه به جست وجو در داخل بدن انسان مي پرداخت، مناسب به نظر مي رسيد، ولي مشكل مهمي كه داشت اين بود كه افت نوري اين فيبر بالابود و در مسافت هاي بسيار طولاني و در ارتباطات راه دور قابل استفاده نبود. در سال 1964 يك دانشمند امريكايي ديگر نياز به يك شكل خالص تر از شيشه را براي كمك به كاهش افت نوري فيبر، تشريح و در ضمن استاندارد افت نوري آن را نيز تعيين كرد. محققان شركت corning glass در تابستان سال 1970 آزمايش هاي مهمي را انجام داده و ماده يي فوق العاده خالص با نقطه ذوب بالاو افت نوري مناسب پيدا كردند. آنها در نهايت سيم فيبرهاي نوري يا همان «فيبرهاي موج بر نوري» را ابداع كردند كه توانايي آنها در حمل و نقل اطلاعات، 65 هزار برابر سيم هاي مسي بود. اطلاعات از طريق اين سيم ها توسط الگويي از امواج نوري حمل مي شد كه رمزگشايي آنها حتي در مقصدي كه هزاران كيلومتر دورتر قرار داشت، به سادگي امكان پذير بود.
كارشناسان اين شركت مشكل افت نوري را نيز حل كردند. آنها در اصل با استفاده از «تيتانيوم» در هسته فيبر، افت نوري را به حداقل رساندند. سرانجام دو سال بعد هم توانستند فيبر چندحالتي را با ناخالصي ژرمانيوم ابداع كنند كه افت نوري آن به چهار دسي بل در هر كيلومتر مي رسيد و بسيار قدرتمندتر از فيبر مركب با تيتانيوم بود. در سال 1973 فرآيندي شيميايي با نام «رسوب سازي با بخار اصلاح شده» را براي توليد فيبر ابداع كردند. اين فرآيند پيشگام توليد تجاري كابل هاي فيبر نوري است. در همان سال اولين ترافيك تلفني زنده از طريق يك سيستم فيبر نوري كه با سرعت شش مگابايت در ثانيه كار مي كرد توسط شركت General Sonic در كاليفرنيا نصب و آزمايش شد. سپس نمونه ديگري نيز در شهر شيكاگو مورد استفاده قرار گرفت. اين در حالي است كه هر زوج فيبر نوري مي تواند اطلاعاتي معادل 670 كانال صوتي را حمل كند.
امروزه بيش از 80 درصد ترافيك اطلاعاتي و صوتي راه دور در جهان توسط كابل هاي فيبر نوري حمل مي شود. موارد استفاده و تقاضا براي فيبر نوري به شدت افزايش يافته و كاربردهاي بي شماري پيدا كرده است. نمونه يي از اين كاربردها انتقال صدا يا تصوير به مسافت هاي زياد است. شركت هاي بين المللي و سازمان هاي دولتي نيز براي انتقال اطلاعات مالي و داده ها از فيبر نوري استفاده مي كنند زيرا به سيستم هاي قابل اطمينان نياز دارند.
شركت هاي تلويزيوني كابلي نيز از فيبر براي تحويل سرويس هاي ديتا و ويدئوي ديجيتال استفاده مي كنند. سيستم هاي ترابري هوشمند مانند بزرگراه هاي مجهز به چراغ هاي راهنمايي هوشمند از سيستم هاي سنجش از راه دور مبتني بر فيبر نوري بهره مي برند. عملكرد فيبر نوري نيز به اين صورت است كه مقدار نوري كه مي توان از طريق زاويه پذيرش خارجي به يك هسته تزريق كرد با كارايي فيبر نوري مورد نظر متناسب است، يعني هرچه مقدار نور قابل تزريق به هسته بيشتر باشد، نور بيشتري به گيرنده خواهد رسيد.
كابل هاي فيبر نوري از سه نوع ماده ساخته مي شوند: كابل هاي شيشه يي، كابل هاي پلاستيكي و كابل هاي PCS Plastic Clad Silica)). كابل فيبر نوري شيشه يي داراي كمترين تضعيف است و گسترده ترين كاربرد را دارد. شيشه مورد استفاده در آن از جنس دي اكسيد سيليكون يا كوارتز گداخته فوق العاده شفاف است. در طول فرآيند ساخت آن ناخالصي هايي به شيشه خالص افزوده مي شود. كابل فيبر نوري پلاستيكي نيز داراي بيشترين تضعيف و داراي هسته و پوسته پلاستيكي و نسبتاً ضخيم است. مهم ترين مزيت كابل هاي شيشه يي و پلاستيكي هزينه ساخت و بهره برداري آنهاست و مورد پسند آن دسته از افرادي است كه با مشكلات بودجه يي مواجه اند. لازم به توضيح است اين كابل ها فقط براي محيط هاي مخصوص قابل استفاده هستند زيرا به راحتي قابل اشتعال اند، البته قابليت مقاومت بالايي نيز دارند.
كابل فيبر نوري PCS چيزي بين شيشه و پلاستيك است يعني داراي يك هسته شيشه يي و يك پوسته پلاستيكي است و البته معايبي نيز دارد: به عنوان مثال در حلال هاي آلي حل نمي شود، در نتيجه ميان نصب كنندگان لينك محبوبيتي ندارد و در هر نوع محيطي نيز قابل استفاده نيست. البته بهبودهايي نيز در وضعيت آن به وجود آمده است.هم اكنون به دليل سرعت بالاي انتقال نور از آن در زمينه هاي مختلف علم استفاده مي شود كه دامنه كاربردهاي آن با پيشرفت دانش به شدت در حال گسترش است و در آينده يي نزديك زمينه هاي مختلفي را دربر خواهد گرفت.

 

[saye-2010]

خیلی اکتیوی ها بابا فعال