نحوه ساخت کابل فیبر نوری

اگرچه ممکن است جادو یا علمی تخیلی به نظر برسد، فناوری فیبر نوری بسیار علمی است و بیش از نیم قرن است که وجود داشته است. اما چگونه کار می کند؟ شیشه چگونه به فیبر نوری تبدیل می شود؟ چگونه نور از طریق کابل عبور می کند و به مقصد می رسد؟ (نکته: این گرد و غبار پیکسی و الف نیست.)

در سال 1970، مهندسان آزمایشگاه تحقیقاتی Corning Incorporation در کورنینگ، نیویورک به فرمولی برای ساخت رشته‌های شیشه‌ای دست یافتند که می‌توانست پالس‌های نور حاوی داده‌هایی را منتقل کند که سپس توسط رایانه قابل خواندن بود. تا آن زمان، داده ها فقط می توانستند از روی سیم های مسی عبور کنند. با تکیه بر این کشف، آنها انتقال داده فیبر را در فواصل طولانی‌تر آزمایش کردند که همگی با حداقل از دست دادن سیگنال همراه بود. این فیبر جدید "کم تلفات"، همانطور که شناخته شد، انقلاب داده و فناوری مخابرات را آغاز کرد که بیش از نیم قرن بعد ادامه دارد. اما این الیاف شیشه چگونه ساخته می شود؟

3 سی سی فیبر

برای درک اینکه چرا فیبر به روشی ساخته می شود، مهم است که ابتدا نحوه حرکت نور را درک کنید. امواج نور در یک خط مستقیم حرکت می کنند تا زمانی که به جسمی برخورد کنند که آنها را منعکس، شکست یا جذب کند. فیبر نوری برای به حداقل رساندن طراحی شده استانعکاسدر حالی که به حداکثر رساندنانکسارو از بین بردنجذب. چالش فیبر نوری حفظ سیگنال نور در داخل فیبر از ابتدا تا انتها بود. این نیاز به نگه داشتن سیگنال در داخل فیبر دیکته مواد و فرآیندی است که در آن شیشه مایع به کابل فیبر نوری قابل استفاده تبدیل می شود.

در هر رشته فیبر نوری سه جزء اصلی وجود دارد:هسته، روکش،وپوشش.

رشته های فیبر نوری از این لایه ها تشکیل شده اند که هر کدام عملکرد متفاوتی را در انتقال داده ها از طریق نور انجام می دهند.

برخلاف تصور رایج،هسته، جایی که نور حرکت می کند، توخالی نیست. درعوض، این شیشه سیلیسی جامد و فوق‌العاده خالص است – بنابراین سطوح آلاینده خالص آن بر حسب بخش در میلیارد اندازه‌گیری می‌شود. این سطح از خلوص برای حرکت سیگنال نور در رشته فیبر بدون کاهش کیفیت نور ضروری است که باعث کاهش داده ها می شود. هر بار که نور به جسمی برخورد می کند، مقداری قدرت خود را از دست می دهد. کلید موفقیت در انتقال سیگنال فیبر نوری، به حداقل رساندن این تلفات با استفاده از شیشه بسیار شفاف است. هر چه شیشه شفاف‌تر باشد، سیگنال نور از سر به انتها بهتر است.

دومین لایه شیشه ای کمتر خالص به نامروکش فلزیتمام طول هسته فیبر را احاطه کرده است. این لایه به عنوان یک بازتابنده عمل می کند تا نور را در داخل هسته در حین حرکت به مقصد نگه دارد. بدون روکش، نور از هسته خارج می شود و از بین می رود. با این حال، با روکش، نور با حداقل از دست دادن سیگنال به مقصد خود می رود و یکپارچگی داده ها را از ابتدا تا انتها حفظ می کند.

روکش از خروج نور از هسته جلوگیری می کند.

سومین و آخرین جزء لاستیک نازک استپوششکه از فیبر در برابر خراش محافظت می کند و سازماندهی الیاف را برای نصاب ها و تکنسین ها آسان تر می کند. معمولاً برای سهولت در اتصال و نصب، روکش دارای کد رنگی است.

بیایید به روند گام به گام نگاه کنیم که با مواد شیمیایی خام شروع می شود و آنها را به فیبر نهایی تبدیل می کند.

چیدمان و تحکیم

ساخت الیاف با آویزان کردن یک میله طعمه سرامیکی طراحی شده برای جذب دی اکسید سیلیکون، شکل بسیار خالص سیلیس، در داخل یک ظرف بسیار تمیز و تحت کنترل آب و هوا شروع می شود. دی اکسید سیلیکون به میله سرامیکی می چسبد و یک استوانه ضخیم از شیشه به نام پیش فرم تشکیل می دهد. سپس فرآیند تثبیت، رطوبت را از پیش‌فرم تازه ایجاد شده در کوره‌ای با دمای بالا حذف می‌کند و دی اکسید سیلیکون زبر را به شیشه‌ای صاف و بدون متخلخل تبدیل می‌کند، قبل از تف جوشی/ذوب انتها برای شکل دادن به آن و آماده کردن آن برای مرحله بعدی این فرآیند منجر به فیبر نوری خالی می شود که در مرحله سوم به رشته تبدیل می شود.

Draw جایی است که شیشه داغ به اندازه کافی نازک می شود تا آن را به هسته فیبر نوری و روکش تبدیل کند.

قرعه کشی کنید

مرحله نهایی در ایجاد قسمت شیشه ای کابل فیبر نوری، کشش است، که با آویزان شدن به صورت عمودی در داخل یک کوره فوق داغ و گرم کردن شیشه تا نقطه ذوب شروع می شود. نوک قسمت خالی گرم می‌شود، نرم می‌شود و به آرامی شروع به ریزش می‌کند و در مسیر پایین، یک رشته شیشه بسیار نازک تشکیل می‌دهد، بنابراین نازک آن در میکرون اندازه‌گیری می‌شود. این رشته به هسته و روکش تبدیل می شود. بسته به اندازه، هر ورقه می تواند تا 5 کیلومتر فیبر تولید کند.

پوشش

پس از سرد شدن الیاف شیشه، روی قرقره‌های بزرگ پیچیده می‌شود و به کارخانه تکمیل ارسال می‌شود، جایی که بدون قرقره می‌شود و از طریق دستگاهی ارسال می‌شود که لایه نازکی از لاستیک را در قسمت بیرونی رشته اعمال می‌کند. پوشش رشته به میزان قابل توجهی به استحکام کلی اضافه نمی کند. شیشه به تنهایی به اندازه کافی قوی است. در عوض، پوشش از خراشیده شدن فیبر جلوگیری می‌کند و کار نصب و یافتن محل اتصال الیاف را برای نصاب‌ها آسان‌تر می‌کند، مشابه روشی که سیم‌های مسی با رنگ‌بندی برای سازماندهی آسان می‌شوند.

کابل کشی

به همان اندازه که رشته های فیبر نوری سخت هستند، ما همچنان از آنها با زره محافظت می کنیم تا به عنوان لایه ای از محافظت در برابر آب و هوا و شرایط دیگر محافظت کنیم.

اگرچه رشته‌های فیبر نوری به تنهایی می‌توانند حجم زیادی از داده‌ها را حمل کنند، معمولاً فیبر نوری برای سهولت در نصب و محافظت از آنها در برابر عناصر در کابل‌ها قرار می‌گیرد. غالباً الیاف جداگانه به نوارهای رنگی 12-، 24-، 48-، 72- و 96- متصل می‌شوند که سپس در داخل یک لاستیک یا فلز محافظ قرار می‌گیرند. مجرای استقرار در یک محله

پس از رسیدن به خانه یا کسب و کار، الیاف دوباره به رشته های جداگانه برای ارائه خدمات به مشتریان جدا می شوند. این به بسیاری از مشتریان این امکان را می دهد که از یک بسته کابلی در زمین خدمات دریافت کنند بدون اینکه هیچ یک از آنها پهنای باند را با همسایگان خود به اشتراک بگذارند زیرا هر خانواده فیبر اختصاصی خود را دریافت می کند.

کابل فیبر نوری بدون آسیب از منبع خارجی، باید برای نسل‌های مختلف کاربران اینترنت، با پهنای باند و سرعت نامحدود دوام بیاورد.