فیبرهای نوری به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود در انتقال داده با سرعت بالا و افت انرژی کم، یکی از مهم‌ترین فناوری‌های انتقال داده در جهان محسوب می‌شوند. اما این فناوری با چالش‌هایی نیز روبه‌رو است؛ از جمله حساسیت به فشار و خمیدگی. وقتی که فیبر نوری تحت فشار خم می‌شود، نور انتقال‌یافته درون هسته دچار پراکندگی می‌شود و مقداری از نور به قسمت‌های اطراف هسته (کلادینگ) می‌رود، که این پدیده منجر به افزایش افت نور می‌شود.


برای حل این مشکل، فیبرهای نوری مقاوم در برابر خمیدگی یا Bend-Insensitive Fiber در سال‌های اخیر معرفی شده‌اند. این نوع از فیبر نوری، با تغییرات ساختاری خاصی که در آن انجام شده است، می‌تواند در برابر خمیدگی‌های تند مقاومت بیشتری نشان دهد و افت نور را به حداقل برساند. در ادامه به بررسی فیبرهای مقاوم در برابر خمیدگی و مزایا و کاربردهای آن‌ها پرداخته می‌شود.


مشکل خمیدگی در فیبرهای نوری

فیبرهای نوری به‌طور کلی نسبت به فشار و خمیدگی حساس هستند، زیرا فشار و خمیدگی باعث پراکندگی نور و افت انرژی در طول فیبر می‌شود. این حساسیت هم در فیبرهای نوری سینگل مود (SMF) و هم در فیبرهای مالتی مود (MMF) وجود دارد و در طول موج‌های بلندتر بیشتر مشهود است. وقتی که فیبر نوری تحت فشار خم می‌شود، نور از هسته به سمت کلادینگ انتقال می‌یابد و باعث از دست رفتن بخشی از نور می‌شود. این مسئله به ویژه در شرایط نصب که خمیدگی‌های زیادی در کابل‌کشی رخ می‌دهد، می‌تواند مشکل‌ساز باشد.


فیبرهای نوری مقاوم در برابر خمیدگی: راه‌حلی نوآورانه

برای حل مشکل خمیدگی، در سال 2007 فیبر نوری مقاوم در برابر خمیدگی برای اولین‌بار معرفی شد. ابتدا این فناوری در فیبرهای سینگل مد به کار گرفته شد و سپس در سال 2009 در فیبرهای چندمد نیز گسترش یافت. این نوآوری باعث شد تا امکان انجام کارهایی که قبلاً به‌دلیل خطر افت نور غیرممکن بود، به وجود بیاید؛ از جمله خم کردن فیبر به دور خم‌های کوچک یا حتی نصب آن به شکل منگنه‌شده روی چوب.


تکنولوژی فیبرهای مقاوم در برابر خمیدگی

آنچه که در این نوع از فیبر نوری تفاوت ایجاد کرده است، استفاده از یک لایه اضافی با ضریب شکست کمتر بین هسته و کلادینگ است. این لایه به گونه‌ای طراحی شده که نوری که در اثر خمیدگی به سمت کلادینگ پراکنده می‌شود، به هسته بازتاب می‌دهد. این طراحی ابتدا در فیبرهای سینگل مود آزمایش شد و پس از موفقیت در این زمینه، در فیبرهای مالتی مود نیز به کار گرفته شد.


در فیبرهای مالتی مود مقاوم در برابر خمیدگی، یک لایه شیشه‌ای با ضریب شکست کمتر به دور هسته اضافه شده است. این لایه، پرتوهای نوری ضعیف‌تری را که به دلیل خمیدگی ممکن است از هسته جدا شوند، به هسته بازتاب می‌دهد و از افت نور جلوگیری می‌کند. این ساختار که به آن «خندق» یا «خندق نوری» نیز می‌گویند، از طراحی هندسی دقیقی برخوردار است که عملکرد آن را به حداکثر می‌رساند.


مزایای فیبرهای نوری مقاوم در برابر خمیدگی

استفاده از فیبرهای مقاوم در برابر خمیدگی، مزایای متعددی دارد که به‌طور ویژه در نصب و استفاده از فیبر نوری مشهود است:

کاهش افت نور در پنل‌های پچ: در سیستم‌های شبکه و ارتباطی که کابل‌ها معمولاً در اطراف رک‌ها و پنل‌های پچ به شدت خم می‌شوند، فیبرهای مقاوم در برابر خمیدگی به دلیل طراحی خاص خود، افت نور کمتری خواهند داشت.

نصب آسان‌تر در ساختمان‌ها: این نوع فیبر امکان نصب در قالب‌کشی‌های مختلف در سقف، کف، و درب‌ها و پنجره‌ها را بدون ایجاد افت زیاد در نور فراهم می‌کند.

کاهش مشکلات نصب نادرست: حتی اگر فیبر به‌درستی نصب نشود یا در معرض خمیدگی ناگهانی قرار گیرد، باز هم مقاومت کافی برای جلوگیری از افت نور خواهد داشت.

تراکم بالا و ابعاد کوچک‌تر کابل‌ها: با کاهش حساسیت فیبر به استرس و فشار، امکان تولید کابل‌های با تراکم بالا و ابعاد کوچک‌تر فراهم می‌شود که این امر به استفاده از کابل‌های کوچک‌تر در فضاهای محدود کمک می‌کند.



کاربردهای فیبرهای مقاوم در برابر خمیدگی

فیبرهای مقاوم در برابر خمیدگی (BI) برای کاربردهای مختلفی به ویژه در ساختمان‌های مسکونی و محیط‌های پرظرفیت مناسب هستند. به عنوان مثال:

نصب در ساختمان‌های مسکونی و آپارتمان‌ها: این فیبرها نصب را آسان‌تر کرده و نیازی به نگرانی از خمیدگی در مسیرهای پیچیده ساختمان ندارند.

استفاده در کابل‌های فضای باز (OSP): در کابل‌های فضای باز که امکان قرارگیری در محیط‌های مختلف وجود دارد، استفاده از فیبرهای مقاوم در برابر خمیدگی به کاهش اندازه و وزن کابل کمک کرده و کابل‌کشی را ساده‌تر می‌کند.

کابل‌های میکرو و کابل‌های با تعداد فیبر بالا: با استفاده از فیبرهای مقاوم در برابر خمیدگی، کابل‌های با قطر کمتر و فیبرهای بیشتر ساخته می‌شود که این کابل‌ها برای نصب در فضاهای باریک و محدود مناسب هستند.


سازگاری فیبرهای مقاوم در برابر خمیدگی با فیبرهای معمولی

یکی از سوالات مهم در مورد فیبرهای مقاوم در برابر خمیدگی این است که آیا این نوع فیبر با فیبرهای معمولی سازگار است یا خیر. در مورد فیبرهای سینگل مود، این سازگاری به‌خوبی وجود دارد و مشکلی در اتصال و تطبیق آن با فیبرهای معمولی مشاهده نشده است. به دلیل اینکه تنها یک مد در این نوع فیبر هدایت می‌شود، وجود خندق نوری تاثیر قابل توجهی بر عملکرد سیستم نخواهد داشت.


اما در مورد فیبرهای مالتی مود، شرایط کمی پیچیده‌تر است. برخی پارامترهای اندازه‌گیری مانند اندازه هسته، زاویه عددی، تأخیر مدهای مختلف، و پهنای باند قبل از معرفی فیبرهای مقاوم در برابر خمیدگی توسعه یافته‌اند. اما برای تطبیق با فیبرهای معمولی، تغییراتی در طراحی هسته یا مهندسی دقیق‌تر خندق انجام شده است تا فیبرهای مقاوم در برابر خمیدگی تا حد امکان با فیبرهای معمولی سازگار شوند.



فیبرهای مقاوم در برابر خمیدگی (Bend-Insensitive Fiber) یک پیشرفت مهم در صنعت فیبر نوری محسوب می‌شوند. این فناوری با کاهش افت نور ناشی از خمیدگی و استرس، امکانات جدیدی را برای نصب و استفاده از فیبر نوری به ارمغان آورده است. این فیبرها با ویژگی‌هایی نظیر کاهش نیاز به نگهداری و کاهش مشکلات ناشی از نصب نادرست، جایگاه ویژه‌ای در شبکه‌های نوری و کابل‌کشی ساختمان‌ها پیدا کرده‌اند.