پریز فیبر نوری
اهمیت بالای تغییرات دمایی بر کابل‌های فیبر نوری
یکی از مهم‌ترین عوامل محیطی که بر روی عملکرد فیبر نوری و کابل‌های آن تأثیر می‌گذارد، دما است. تاثیر دما بر کابل‌های فیبر نوری مستقیم بوده و باعث تغییراتی در ویژگی‌های فیزیکی و رفتار سیگنال نوری می‌شود، درنتیجه شاهد افت کیفیت سیگنال، کاهش پهنای باند و حتی آسیب‌های فیزیکی به کابل خواهیم بود. گرمای زیاد یا سرمای شدید مشکلاتی در کابل به همراه می‌آورند. به عنوان مثال دمای زیاد باعث نرم شدن یا آسیب به لایه‌های محافظتی کابل می‌شود، در مقابل سرمای بیش از حد هم باعث شکنندگی و ترک‌خوردگی خواهد شد؛ بنابراین انتخاب یک کابل مناسب برای محیط‌هایی که نوسانات دمایی دارند، بخشی حیاتی در طراحی و نگهداری شبکه‌های فیبر نوری محسوب می‌شود.
دما و فاکتورهای وابسته به آن در کابل‌های فیبر نوری
تغییر ضریب شکست و پراکندگی سیگنال
از جمله مهم‌ترین پیامدهایی که تاثیر دما بر کابل‌های فیبر نوری دارد، تغییر در ضریب شکست هسته فیبر نوری است. این ضریب عاملی تعیین‌کننده برای سرعت حرکت نور در داخل فیبر نوری بوده که با تغییرات دمایی، دچار نوسان می‌شود. همین نوسان منجر به ایجاد پدیده‌ای با نام پراکندگی شده که به دنبال آن طول موج‌های مختلف نور با سرعت متفاوتی حرکت می‌کنند و حتی از هم جدا می‌شوند. نتیجه این فرایند کشیده شدن پالس نوری، افت انتقال سیگنال و عدم عملکرد صحیح کابل فیبر نوری خواهد بود. اگر فواصل کابل‌ها طولانی‌تر باشد این تأثیر بیشتر به چشم می‌خورد.
تاثیر دما بر کابل‌های فیبر نوری
پراکندگی وابسته به نوع فیبر و طول موج
شدت پراکندگی حاصل از تاثیر دما بر کابل‌های فیبر نوری، به عوامل مختلفی بستگی دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به نوع فیبر نوری که تک حالته باشد یا چند حالته، طول موج مورد استفاده و همچنین مقدار اختلاف دما در مسیر اشاره داشت. درست است که کابل‌های فیبر نوری تک حالته نسبت به مدل چند حالته حساسیت کمتری در مقابل پراکندگی از خود نشان می‌دهند، اما آن‌ها هم همچنان در شرایط دمایی ناپایدار دچار افت عملکرد خواهند شد. به همین منظور حتی در پروژه‌هایی که کابل‌های تک حالته در آن استفاده می‌شود کنترل دما و استفاده از فیبرهای باکیفیت، پراهمیت است تا انتقال سیگنال با کمترین میزان تخریب انجام شود.
ایجاد تنش مکانیکی ناشی از انبساط و انقباض
تغییرات دمایی منجر به انبساط و انقباض ساختار فیزیکی کابل‌های فیبر نوری می‌شود. این تغییرات در دما، تنش‌هایی را به کابل وارد کرده که در نهایت منجر به بروز پدیده‌هایی با نام میکروبندینگ و ماکروبندینگ خواهد شد. تحت چنین شرایطی، در مسیر فیبر نوری خمیدگی یا پیچ‌های کوچک و بزرگی ایجاد شده که افزایش پراکندگی یا خروج نور از هسته را به همراه می‌آورد. این مشکل ضمن تضعیف سیگنال، در صورت شدید بودن منجر به قطع کامل ارتباط نوری هم خواهد شد؛ پس تأثیر دما بر کابل‌های فیبر نوری بسیار پراهمیت بوده و حتماً در هنگام نصب باید به تغییرات دمایی توجه داشت.
افزایش تلفات در طول موج‌های بالاتر
از دیگر جنبه‌های تاثیر دما بر کابل‌های فیبر نوری، می‌توان به حساسیت بیشتر در طول موج‌های بالاتر اشاره داشت. در شرایطی که طول موج‌های ۱۳۱۰ یا ۱۵۵۰ نانومتر، که جزء طول موج‌های رایج در ارتباطات راه دور هستند، استفاده شود، خمیدگی‌های جزئی از انقباض یا انبساط حرارتی هم منجر به اتلاف بالای انرژی خواهد شد. پس از همین منظر رعایت شعاع خمش استاندارد و پرهیز از نصب کابل در مسیرهایی که پیچ‌وخم زیادی دارند، اهمیت بالایی را به‌همراه می‌آورد.
استراتژ‌ی های پیشگیری از تخریب عملکرد فیبر نوری بر اثر تغییر دما
تاثیر دما بر کابل‌های فیبر نوری به صورت افزایش ارتعاشات مولکولی داخل هسته فیبر نوری دیده می‌شود که این ارتعاشات خود منجر به پراکندگی نور در طول کابل خواهند شد. در چنین شرایطی کاهش قدرت سیگنال در انتهای مسیر به وجود می آید که منجر به افت کیفیت انتقال اطلاعات خواهد شد. به‌همین منظور توصیه می‌شود در شرایط دمای بالا از کابل‌های مقاوم حرارتی که با شیشه سیلیکای تقویت شده یا پلیمرهای مقاوم ساخته شدند استفاده کنید. دماهای پایین هم به شکل متفاوت بر عملکرد کابل تأثیر می‌گذارند. هر چه دما کم‌تر شود، متریال سازنده فیبر نوری انعطاف‌پذیری خود را از دست داده و مستعد شکست و ترک‌خوردگی می‌شوند. این ویژگی به‌خصوص هنگام جابه‌جایی، نصب یا حتی بهره‌برداری از این کابل‌ها در فضای باز رخ می‌دهد. همچنین تجمع یخ بر روی سطح کابل، فشار مضاعفی را بر روی آن وارد می‌کند که منجر به شکستن فیبر خواهد شد. در کنار آن نفوذ رطوبت و یخ به داخل کابل هم باعث افزایش پراکندگی، کاهش طول عمر کابل و همچنین تلفات سیگنال می‌شود. پس در شرایط دمایی پایین باید از کابل‌هایی با ژاکت‌های ضدآب و انعطاف‌پذیری بالا استفاده کرد.