סיבים אופטיים - Fiber Optics 

סיבים אופטיים - Fiber Optics עשויים מחומר שקוף (בד"כ מזכוכית), המבנה של הסיבים האופטיים מאפשר העברת אור בהפסד מזערי של אנרגיה בניגוד לכבלי נחושת שבהם האות החשמלי סובל מניחות גבוה שמתגבר ככל שהמרחק גדל. סיב האופטי הראשון יוצר בשנת 1970 ע"י חברת CORNING האמריקאית המייצרת מוצרי זכוכית.

בשנים האחרונות ישנה עליה מתמדת ביישום תשתיות תקשורת מסיבים אופטיים על פני כבלי נחושת עקב עלייה מתמדת ברוחב הפס.

סיב אופטי בנוי משלוש שכבות:

ליבה (Core) בקוטר שנע בין 9µm-62.5µm תלוי בסוג הסיב.

מעטפת (Cladding) בקוטר של125µm.

שכבת מגן (Coating) בקוטר של 250µm/900µm תלוי בסוג הסיב.

במגשרים ובכבלים אופטיים שכבת המגן (coating) מצופה עם שכבת מגן נוספת (jacket) שעשויה מפלסטיק שתפקידה לשמור על מעטפת הסיב מפני נזקים.

בין הציפוי (coating) למעטפת (jacket) ישנה שכבת מגן נוספת שעשויה מקוולר (Kevlar), זהו חומר העשוי מסיב סינטטי המקנה חוזק מכני ומגן על הסיב מפני כיפוף יתר.

סיבים אופטיים מחולקים לשני סוגים:

חד-אופן (Single-Mode) - סיבים המיועדים להעברת קצב נתונים למרחקים שידור ארוכים (בין ערים, בין מדינות, רשתות WAN ובכבלים תת ימיים), המידע בסיבי Single-Mode מועבר באופן יחיד בתוך ליבת הסיב (Core), דבר אשר מאפשר שידור למרחקים ארוכים ומונע הפרעות. סיבי Single-Mode לתקשורת בנויים מליבה בקוטר 9µm, מעטפת בקוטר 125µm ושכבת מגן בקוטר 250µm בסיב Loose Tube או 900µm בסיב Tight Buffer. כיום קיימות טכנולוגיות אשר מאפשרות העברת מידע על מספר אורכי גל בסיב מסוג Single-Mode, דבר אשר מאפשר להעביר מידע בעל רוחב פס כמעט בלתי מוגבל.

רב-אופן (Multi-Mode) - סיבים המיועדים להעברת קצב נתונים למרחקים קצרים של מאות מטרים (רשתות LAN, בתוך בניינים ובין בניינים סמוכים), המידע מועבר במספר אופנים במקביל. בסיבי Multi-Mode האור עובר במעטפת הסיב (Cladding) במספר מסלולים, מה שגורם לכך שפולס אור קצר בכניסה ימרח במוצא, דבר אשר מגביל את קצב התקשורת בסיבים ואת מרחקי השידור.

סיבים אופטיים מסוג Multi-Mode לתקשורת מחולקים ל-4 תקנים:

OM1 - סיבים בעלי ליבה בקוטר 62.5µm.

OM2, OM3, OM4 – סיבים בעלי ליבה בקוטר 50µm.

הצבע המקובל למעטפת של סיבי Single-Mode הוא צהוב.

הצבע המקובל למעטפת של סיבי Multi-Mode בתקן OM1 הוא כתום, לסיבים בתקן OM2 בצבע שחור ולסיבים בתקנים OM3 ו OM4 בצבע טורקיז.

תנועת קרני האור לאורך הסיב מתאפשרת בזכות מקדם השבירה של הליבה (Core) הגדול במעט מזה של המעטפת  (Cladding), ההפרש בין מקדמי השבירה גורם לכך שהאור הנע בסיב אינו מתפזר גם בעיקולים.

האור מוחדר לסיב באמצעות LED או VCSEL בסיבי Multi-Mode ובאמצעות LASER בסיבי Single-Mode, האותות בסיב האופטי הם בתחום האינפרה אדום בשלושה תחומים של אורכי גל עיקריים:

בסיבי Multi-Mode: סביב אורך גל של 850nm.

בסיבי Single-Mode: סביב אורך גל של  1310nm או סביב אורך גל של 1550nm.

העברת התקשורת בסיבים אופטיים מתבצעת בדרך כלל בזוגות כאשר סיב אחד משמש לשידור נתונים והסיב השני משמש לקליטת נתונים.

בטבלה הבאה ישנה השוואה של מרחקי השידור ומהירות רוחב הפס בין סוגי סיבים מסוג Multi-Mode:

(62.5µm (OM1)        50µm (OM2)              50µm (OM3)              50µm (OM4         סוג הסיב/ מרחק

                                                                                                                                       להעברת תקשורת

      1100                              1000                          600                         300               1Gbps @ 850nm 

                                                                                                                                         (meters)

      550                                 300                            82                           33              10Gbps @ 850nm

                                                                                                                                         (meters)       

 יתרונות תשתיות תקשורת מסיבים אופטיים על פני כבלי נחושת: 

• רוחב פס גדול בהרבה. 
• העברת מידע למרחקים ארוכים בזכות ניחות נמוך.
• עמידות ושרידות בסביבה לחה ורטובה.
• לא מושפע מהפרעות הסביבה.
• תקשורת באבטחת מידע גבוהה בהרבה מהסיבה שהסיב אינו פולט קרינה.
• משקל נמוך משמעותית מכבלי נחושת.