فیبر نوری (Optical Fiber/Fibre) در اصل، رشته شفاف و انعطاف‌پذیری است که معمولا از شیشه یا پلاستیک ساخته می‌شود. با جای دادن یک یا چند عدد از این تارهای شفاف درون چند لایه روکش مخصوص، کابل فیبر نوری (Fiber optics cable) پدید می‌آید. اغلب به‌جای کابل فیبر نوری، عبارت خلاصه‌تر «فیبر نوری» را به کار می‌برند. فیبر نوری مانند سیم مسی بستری برای انتقال اطلاعات در شبکه‌های کامپیوتری و مخابراتی است. و البته فیبر نوری با سیم مسی تفاوت مهمی دارند: سیم‌های مسی داده‌ها را در قالب سیگنال‌های الکتریکی جابه‌جا می‌کنند، اما فیبر نوری داده‌ها را در قالب سیگنال‌های نوری انتقال می‌دهد. به همین علت، ایجاد و نگهداری شبکه‌های مبتنی بر فیبر نوری به فناوری‌ها، تجهیزات و زیرساخت‌های متفاوتی نیاز دارد.
فیبر نوری چیست؟
فیبر نوری (Fiber Optics یا Optical Fiber) در اصل به رشته‌های شفاف شیشه‌ای (یا پلاستیکی) درون کابل‌های فیبر نوری گفته می‌شود. اما این عبارت در حوزه شبکه‌های ارتباطی می‌تواند معنای وسیع‌تری داشته باشد و برای اشاره به فناوری‌ها و شبکه‌های مبتنی بر فیبر نوری نیز به کار رود. در این‌صورت، منظور از «فیبر نوری»، فناوری و رسانه‌ای است که با انتقال اطلاعات به‌شکل پالس‌های نوری در رشته‌ها یا فیبرهای شفاف شیشه‌ای یا پلیمری سروکار دارد. فیبر نوری در مقایسه با کابل مسی از پهنای باند، سرعت انتقال و برد بیشتری برخوردار است. فیبر نوری در خطوط اینترنت، تلویزیون کابلی و تلفن کاربرد گسترده‌ای دارد.
ساختار فیبر نوری
کابل فیبر نوری شامل چند رشته یا تار شفاف شیشه‌ای یا پلاستیکی است. تعداد این رشته‌های شفاف بسته به نوع کابل متفاوت است و گاهی تعدادشان به چندصد رشته نیز می‌رسد.
هر تار یا رشته فیبر نوری دارای هسته‌‌‌ای از جنس شیشه یا پلاستیک شفاف است که در واقع مسیر حرکت نور است. «هسته» شیشه‌ای را لایه شیشه‌ای دیگری احاطه کرده است که به آن «غلاف» می‌گویند. این رشته‌ها را هر تعداد که باشند، روکش محافظ دیگری پوشانده است که «ضربه‌گیر» نام دارد. و سرانجام لایه دیگری موسوم به «روکش خارجی» کل این مجموعه را محافظت می‌کند. ممکن است برخی از فیبرهای نوری بین غلاف و روکش ضربه‌گیر، روکش میانی نیز داشته باشند. همچنین ممکن است دارای دو روکش ضربه‌گیر باشند. اما در کل، ساختار فیبر نوری از چهار جزء اصلی تشکیل شده است که به‌ترتیب از درون به بیرون عبارتند از:
- هسته (Core)
- غلاف (Clad)
- روکش ضربه‌گیر (Buffer)
- روکش خارجی (Outer jacket)
فیبر نوری چگونه کار می‌کند؟
فیبر نوری داده‌ها را به‌شکل ذرات نور جابه‌جا می‌کند. هر ذره نور را یک فوتون می‌نامند. فوتون‌ها مسیر درون کابل فیبر نوری را می‌پیمایند تا از نقطه‌ای به نقطه دیگر منتقل شوند. هسته و غلاف شیشه‌ای فیبر نوری، هر کدام ضریب انعکاس متفاوتی دارند که بسته به آن، نور را با زاویه مشخصی خم می‌کنند. ضریب انعکاس هر فیبر نوری یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های آن است که مشخص می‌کند نور با چه میزان شکست و انعکاس در طول کابل پیش می‌رود. این ویژگی در تعیین برد سیگنال و طول کابل اهمیت دارد.
وقتی سیگنال‌های نوری درون کابل فیبر نوری حرکت می‌کنند، از سطح هسته و غلاف منعکس میشوند و به‌صورت جناغی یا اصطلاحا زیگزاگی در طول کابل فیبر نوری پیش می‌روند. به این حرکت، بازتاب داخلی کلی (total internal reflection) گفته می‌شود. غلاف، نورهایی را که از سطح هسته به بیرون (سمت غلاف) منعکس میشوند، دوباره به درون هسته بازمی‌تاباند تا سیگنال‌های نوری از دست نروند. سیگنال‌های نوری، نه با سرعت نور بلکه با ۳۰ درصد سرعت کمتر در فیبر نوری حرکت می‌کنند، زیرا چگالی لایه‌های شیشه اجازه نمی‌دهد سیگنال‌ها سریع‌تر از این حرکت کنند. اما همین سرعت نیز بسیار بیشتر از سرعت سیگنال‌های الکتریکی در کابل‌های مسی است.
