فیبر توخالی چیست؟

فیبر توخالی (HCF)، همچنین به عنوان فیبر کریستال فوتونیک توخالی یا فیبر هسته هوا شناخته می شود، یک رسانه انتقال نوری ابتکاری است که از هوا به عنوان هسته خود به جای شیشه کوارتز سنتی استفاده می کند. این طراحی اجازه می دهد تا سیگنال های نوری تقریباً در خلاء منتشر شوند و انتقال داده ها را با سرعتی نزدیک به سرعت نور ممکن می کند. مزایا و ویژگی های اصلی فیبر توخالی عبارتند از:

1. تأخیر کم: از آنجایی که نور در هوا سریعتر از شیشه حرکت می کند، فیبر توخالی می تواند تأخیر را از 5 میکروثانیه در هر کیلومتر به 3.46 میکروثانیه در هر کیلومتر کاهش دهد و تاخیر انتقال را تقریباً 30 درصد کاهش دهد. این برای برنامه هایی که نیاز به پاسخ های سریع دارند، مانند تراکنش های مالی و تجزیه و تحلیل داده های بلادرنگ، بسیار مهم است.

2. غیرخطی بسیار کم: در مقایسه با الیاف هسته جامد سنتی، الیاف هسته توخالی چندین مرتبه اثرات غیرخطی کمتری از خود نشان می دهند. این اجازه می دهد تا برای سطوح توان ورودی بالاتر، از فواصل انتقال طولانی تر بدون اعوجاج سیگنال قابل توجه پشتیبانی کند.

3. پتانسیل برای تلفات بسیار کم: از نظر تئوری، فیبرهای توخالی می توانند به سطح تلفات زیر 0.1 دسی بل در کیلومتر برسند، که کمتر از فیبرهای هسته جامد با بهترین عملکرد موجود امروزی است. این بدان معناست که داده ها را می توان در فواصل طولانی تری بدون نیاز به تکرار کننده ها منتقل کرد.

4. پشتیبانی از پهنای باند گسترده: ساختار بهینه فیبرهای توخالی می تواند محدوده طیفی بیش از 1000 نانومتر را پوشش دهد و از باندهای متعدد (مانند باندهای O, S, E, C, L, U) پشتیبانی کند و انعطاف پذیری قابل توجهی را ارائه دهد.

5. آستانه آسیب لیزر بالا: از آنجا که بیشتر انرژی نور در هوا منتشر می شود، جذب مواد حداقل است و مقاومت در برابر لیزرهای با شدت بالا را افزایش می دهد.

6. دیافراگم بزرگ و انعطاف پذیری: فیبرهای توخالی دارای دیافراگم مرکزی بزرگ تری هستند و در عین حال شعاع خمشی کوچکی را حفظ می کنند که ادغام با سایر دستگاه ها را تسهیل می کند و مناسب برای کاربردهای شکل پیچیده است.

7. پراکندگی کم و مسطح بودن: فیبرهای توخالی معمولاً ویژگی‌های پراکندگی پایین و منحنی‌های پراکندگی مسطح را نشان می‌دهند که به ویژه برای انتقال داده با سرعت بالا و فواصل طولانی مفید هستند.

8. سازگاری قوی با محیط: گزارش ها نشان می دهد که اقدامات فنی خاص می تواند به طور موثر از نفوذ رطوبت در حین استقرار جلوگیری کند و پایداری و قابلیت اطمینان را در محیط های مختلف تضمین کند.

با پیشرفت تکنولوژی، فیبرهای توخالی به تدریج به سمت تجاری سازی حرکت می کنند، به ویژه در اتصالات مرکز داده (DCI). کابل زیردریاییسیستم ها و مناطقی که به اتصالات شبکه با کارایی بالا نیاز دارند. علاوه بر این، آنها به عنوان یک جزء حیاتی از زیرساخت های ارتباطی نسل بعدی با پتانسیل تغییر قابل توجه روش های انتقال اطلاعات جهانی در سال های آینده دیده می شوند.