پشت پرده اینترنت پرسرعت؛ کابلهای فیبر نوری دقیقاً چه میکنند؟ – پامپا
کابلهای فیبر نوری، که از نوآورانهترین و کارآمدترین انواع کابلهای ارتباطی به شمار میروند، زیرساخت اصلی اینترنت مدرن را تشکیل میدهند و نقشی بسیار مهم در انتقال اطلاعات در فواصل طولانی دارند. این کابلها توانایی فوقالعادهای در جابهجایی حجم عظیمی از دادهها با سرعت بسیار بالا دارند و به همین دلیل در شبکههای مخابراتی و اینترنتی سراسر جهان به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند.
فیبرهای نوری معمولاً از رشتههای بسیار نازک شیشهای یا پلاستیکی ساخته میشوند و نحوه عملکرد آنها بر پایه انتقال نور است؛ به این صورت که یک سیگنال نوری از یک سر کابل وارد میشود و سپس در طول مسیر کابل حرکت میکند. این نور درون هسته فیبر بارها و بارها از دیوارههای داخلی بازتاب مییابد و به کمک لایهای به نام روکش یا «کلَدینگ» (Cladding) در مسیر خود حفظ میشود.
این فرایند که «بازتابش کامل داخلی» نام دارد، زمانی امکانپذیر است که نور توسط لایه بیرونی جذب نشود و در نتیجه بتواند بدون افت قابل توجه انرژی مسافتهای بسیار طولانی را طی کند. به لطف این ویژگی، دادهها با دقت بالا و تلفات بسیار کم منتقل میشوند. در نهایت، هنگامی که سیگنال نوری به مقصد میرسد، یک گیرنده نوری آن را دریافت کرده و اطلاعات رمزگذاری شده موجود در نور را تفسیر و به دادههای قابل استفاده برای تجهیزات دیجیتال تبدیل میکند.
گیرنده نوری یا Optical Receiver نور ارسالی درون کابلهای فیبر نوری را دریافت میکند و آن را دوباره به همان شکلی که در ابتدا وجود داشت، یعنی سیگنالهای الکتریکی، تبدیل مینماید. پس از این تبدیل، سیگنالهای الکتریکی از طریق شبکه اینترنت داخلی به دستگاههایی مانند رایانه، تلفن همراه یا تلویزیون منتقل میشوند. این دستگاهها سپس سیگنالهای دریافتی را پردازش کرده و آنها را به اطلاعاتی تبدیل میکنند که برای کاربر قابل مشاهده و استفاده باشد. با وجود کارایی بسیار بالای فیبر نوری، همچنان احتمال از دست رفتن بخشی از دادهها وجود دارد؛ به ویژه زمانی که اطلاعات باید در فواصل بسیار طولانی منتقل شوند.
جالب است بدانید که کابلهای فیبر نوری صرفاً جدیدترین فناوری ارائه شده توسط شرکتهای خدمات اینترنتی نیستند. برخلاف تصور بسیاری از افراد، این فناوری سابقهای نسبتاً طولانی دارد و ریشههای آن به دهه 1950 میلادی بازمیگردد. با این حال، استفاده گسترده از آن چند دهه بعد آغاز شد؛ زمانی که شرکتهایی مانند AT&T در دهه 1980 شروع به نصب و گسترش شبکههای فیبر نوری برای زیرساختهای مخابراتی کردند. نکته عجیب و در عین حال واقعی این است که گاهی اوقات کابلهای زیردریایی فیبر نوری توسط کوسهها گاز گرفته میشوند و این موضوع در برخی موارد باعث آسیبدیدگی کابلها شده است!
کابلهای فیبر نوری ستون فقرات جامعه مدرن هستند
کابلهای فیبر نوری از زمان معرفی و استفاده گسترده تاکنون دستخوش تغییرات بنیادین و انقلابی نشدهاند. اگرچه در طول سالها پیشرفتهای متعددی در زمینه افزایش تراکم انتقال داده، بهبود ساختار فیبرها و اصلاح لایههای روکش یا کلَدینگ برای کاهش اتلاف اطلاعات صورت گرفته است، اما اصل و اساس فناوری فیبر نوری تقریباً همان مفهومی است که دههها پیش معرفی شد. با این حال، پژوهشگران همچنان در حال توسعه نسلهای جدید این فناوری هستند تا ظرفیت و کارایی آن را افزایش دهند.
یکی از نوآوریهای جدید در این حوزه، فیبرهای نوری «توخالی» یا Hollow Fiber است. این نوع کابلها به گونهای طراحی شدهاند که بتوانند مقدار بیشتری داده را در هر رشته شیشهای منتقل کنند. نتایج تحقیقات نشان داده است که با استفاده از فیبرهای توخالی، نور میتواند حدود 50 درصد سریعتر از فیبرهای متداول حرکت کند. این افزایش سرعت موجب کاهش تأخیر یا Latency در شبکه میشود و در نتیجه کیفیت ارتباطات و سرعت انتقال دادهها به شکل محسوسی بهبود مییابد.
سازمانها، مراکز تحقیقاتی و نهادهای فناورانه مختلف در سراسر جهان تلاش کردهاند ظرفیت فناوری فیبر نوری را به حداکثر ممکن برسانند. در حال حاضر، رکورد جهانی انتقال داده با سرعت خیره کننده 1.02 پتابیت بر ثانیه ثبت شده است. این دستاورد توسط پژوهشگران و دانشمندان در ژاپن به دست آمده و بخشی از تحقیقات آنها برای توسعه نسل آینده ارتباطات راه دور و شبکههای فوقپرسرعت محسوب میشود. چنین سرعتی نشان میدهد که فیبر نوری همچنان ظرفیت پیشرفتهای چشمگیر بیشتری را در آینده دارد.
