فیبر نوری

[masih_m2000]

بازم مطلب

فيبرهاي نوري دو نوعند :

• فيبرهاي نوري تک وجهي _ اين نوع از فيبرها هسته هاي کوچکي دارند ( قطري در حدود inch (4-) 10x 5/3 يا 9 ميکرون ) و ميتوانند نور ليزر مادون قرمز ( با طول موج 1300 تا 1550 نانومتر ) را درون خود هدايت کنند.
• فيبرهاي نوري چند وجهي _ اين نوع از فيبرها هسته هاي بزرگتري دارند ( قطري در حدود inch (3-) 10x 5/2 يا 5/62 ميکرون ) و نور مادون قرمز گسيل شده از ديودهاي نوري موسوم به LEDها را ( با طول موج 850 تا 1300 نانومتر ) درون خود هدايت ميکنند.

برخي از فيبرهاي نوري از پلاستيک ساخته ميشوند. اين فيبرها هسته بزرگي ( با قطر 4 صدم inch يا يک ميليمتر ) دارند و نور مرئي قرمزي را که از LEDها گسيل ميشود ( و طول موجي برابر با 650 نانومتر دارد ) هدايت ميکنند.
بياييد ببينيم طرز کار فيبر نوري چيست.

[masih_m2000]

بازم مطلب سلام

يک فيبر نوري چگونه نور را هدايت ميکند؟

فرض کنيد ميخواهيد يک باريکه نور را بطور مستقيم و در امتداد يک کريدور بتابانيد. نور براحتي در خطوط راست سير ميکند و مشکلي ازين جهت نيست. حال اگر کريدور مستقيم نباشد و در طول خود خميدگي داشته باشد چگونه نور را به انتهاي آن ميرسانيد؟
براي اين منظور ميتوانيد از يک آينه استفاده کنيد که در محل خميدگي راهرو قرار ميگيرد و نور را در جهت مناسب منحرف ميکند. اگر راهرو خيلي پيچ در پيچ باشد و خمهاي زيادي داشته باشد چه؟ ميتوانيد ديوارها را با آينه بپوشانيد و نور را به دام بيندازيد بطوريکه در طول راهرو از يک گوشه به گوشه ديگر بپرد. اين دقيقا همان چيزي است که در يک فيبرنوري اتفاق مي افتد.
نور در يک کابل فيبرنوري، بر اساس قاعده اي موسوم به بازتابش داخلي، مرتبا بوسيله ديواره آينه پوش لايه اي که هسته را فراگرفته، به اين سو و آن سو پرش ميکند و در طول هسته پيش ميرود.

[masih_m2000]

بازم مطلب

تصويري از بازتابش کلي نور در يک فيبر نوري

از آنجا که لايه آينه پوش اطراف هسته هيچ نوري را جذب نميکند، موج نور ميتواند فواصل طولاني را طي کند. به هر حال، برخي از سيگنالهاي نوري در حين حرکت در طول فيبر، ضعيف ميشوند که علت عمده آن وجود برخي ناخالصيها داخل شيشه است. ميزان ضعيف شدن سيگنال به درجه خلوص شيشه بکار رفته در داخل فيبر و نيز طول موج نوري که درون فيبر سير ميکند بستگي دارد (بعنوان مثال
850 نانومتر = 60 تا 75 درصد در هر يک کيلومتر
1300 نانومتر = 50 تا 60 درصد در هر يک کيلومتر
1550 نانومتر = بيش از 50 درصد در هر يک کيلومتر ).
برخي از فيبرهاي نوري هم هستند که سيگنال در داخل آنها خيلي کم تضعيف ميشود. (کمتر از 10 درصد در هر يک کيلومتر براي 1550 نانومتر ).

[masih_m2000]

بازم مطلب

سيستم ارتباط بوسيله فيبرنوري

براي پي بردن به اينکه فيبرهاي نوري چگونه در سيستم هاي ارتباطي مورد استفاده قرار ميگيرند، اجازه دهيد نگاهي بياندازيم به فيلم يا سندي که مربوط به جنگ جهاني دوم است. دو کشتي نيروي دريايي را درنظر بگيريد که از کنار يکديگر عبور ميکنند و لازم است باهم ارتباط برقرار کنند درحالي که امکان استفاده از راديو وجود ندارد و يا دريا طوفاني است. کاپيتان يکي از کشتي ها پيامي را براي يک ملوان که روي عرشه است ميفرستد. ملوان آن پيام را به کد مورس ترجمه ميکند و از نورافکني ويژه که يک پنجره کرکره جلو آن است براي ارسال پيام به کشتي مقابل استفاده ميکند. ملواني که در کشتي مقابل است اين پيام مورس را ميگيرد، ترجمه ميکند و به کاپيتان ميدهد. (ملوان کشتي دوم عکس عملي را انجام ميدهد که ملوان کشتي اول انجام داد.)

حالا فرض کنيد اين دو کشتي هر يک در گوشه اي از اقيانوسند و هزاران مايل فاصله دارند و در فاصله بين آنها يک سيستم ارتباطي فيبرنوري وجود دارد.

سيستم هاي ارتباط بوسيله فيبرنوري، شامل اين قسمت هاست:

• فرستنده _ سيگنالهاي نور را توليد ميکند و به رمز در مياورد.
• فيبرنوري _ سيگنالهاي نور را تا فواصل دور هدايت ميکند.
• تقويت کننده نوري _ ممکن است براي تقويت سيگنالهاي نوري لازم باشد. (براي ارسال سيگنال به فواصل خيلي دور)
• گيرنده نوري _ سيگنالهاي نور را دريافت و رمزگشائي ميکند.

[masih_m2000]

بازم مطلب

فرستنده

نقش فرستنده شبيه ملواني است که روي عرشه کشتي فرستنده پيام ايستاده و پيام را ارسال ميکند. فرستنده ابزار توليد نور را در فواصل زماني مناسب خاموش يا روشن ميکند.
فرستنده درعمل به فيبر نوري متصل ميشود و حتي ممکن است داراي لنزي براي متمرکز کردن نور به داخل فيبر هم باشد. قدرت اشعه ليزر بيش از ledهاست اما با کم و زياد شدن دما شدت نورشان تغيير ميکند و گرانتر هم هستند. متداول ترين طول موجهايي که استفاده ميشود عبارتند از: 850 نانومتر، 1300 نانومتر و 1550 نانومتر. (مادون قرمز و طول موجهاي نامرئي طيف )

[masih_m2000]

بازم مطلب

)

تقويت کننده نوري

همانطور که قبلا هم به آن اشاره شد، نور حين عبور از فيبر ضعيف ميشود. (مخصوصا در فواصل طولاني بيش از نيم مايل يا حدود يک کيلومتر مثلا در کابلهاي زير دريا) بنابرين يک يا بيش از يک تقويت کننده نوري در طول کابل بسته ميشوند تا نور ضعيف شده را تقويت کنند.
يک تقويت کننده نوري داراي فيبرهاي نوري با پوشش ويژه اي است. نور ضعيف شده پس از ورود به اين تقويت کننده تحت تاثير اين پوشش خاص و نيز نور ليزري که به اين پوشش تابيده ميشود تقويت ميشود. ملکولهاي موجود در اين پوشش ويژه با تابش ليزر به آنها، سيگنال نوري جديد و قوي توليد ميکنند که مشخصات آن مشابه نور ورودي به تقويت کننده است. درواقع تقويت کننده نوري يک آمپلي فاير ليزري براي نور ورودي به آن است.

[masih_m2000]

بازم مطلب

گيرنده نوري

گيرنده نوري مشابه ملواني که روي عرشه کشتي گيرنده پيام بود عمل ميکند. اين گيرنده سيگنالهاي نوري ورودي را ميگيرد، رمزگشائي ميکند و سيگنالهاي الکتريکي مناسب را براي ارسال به کامپيوتر، تلويزيون يا تلفن کاربر توليد و به آنها ارسال ميکند. اين گيرنده براي دريافت و آشکارسازي نور ورودي از فتوسل يا فتوديود استفاده ميکند

[masih_m2000]

بازم مطلب

فيبر نوري چيست و كاربرد و عملكرد فيبر نوري چگونه است

پيش گفتار

فيبر نوري يكي از محيط هاي انتقال داده با سرعت بالا است . امروزه از فيبر نوري در موارد متفاوتي نظير: شبكه هاي تلفن شهري و بين شهري ، شبكه هاي كامپيوتري و اينترنت استفاده بعمل مي آيد. فيبرنوري رشته اي از تارهاي شيشه اي بوده كه هر يك از تارها داراي ضخامتي معادل تار موي انسان را داشته و از آنان براي انتقال اطلاعات در مسافت هاي طولاني استفاده مي شود.

مباني فيبر نوري

فيبر نوري ، رشته اي از تارهاي بسيار نازك شيشه اي بوده كه قطر هر يك از تارها نظير قطر يك تار موي انسان است . تارهاي فوق در كلاف هائي سازماندهي و كابل هاي نوري را بوجود مي آورند. از فيبر نوري بمنظور ارسال سيگنال هاي نوري در مسافت هاي طولاني استفاده مي شود.

[masih_m2000]

بازم مطلب

مزاياي فيبر نوري

فيبر نوري در مقايسه با سيم هاي هاي مسي داراي مزاياي زير است :

· ارزانتر. هزينه چندين كيلومتر كابل نوري نسبت به سيم هاي مسي كمتر است .

· نازك تر. قطر فيبرهاي نوري بمراتب كمتر از سيم هاي مسي است .

· ظرفيت بالا. پهناي باند فيبر نوري بمنظور ارسال اطلاعات بمراتب بيشتر از سيم مسي است .

· تضعيف ناچيز. تضعيف سيگنال در فيبر نوري بمراتب كمتر از سيم مسي است .

· سيگنال هاي نوري . برخلاف سيگنال هاي الكتريكي در يك سيم مسي ، سيگنا ل ها ي نوري در يك فيبر تاثيري بر فيبر ديگر نخواهند داشت .

· مصرف برق پايين . با توجه به سيگنال ها در فيبر نوري كمتر ضعيف مي گردند ، بنابراين مي توان از فرستنده هائي با ميزان برق مصرفي پايين نسبت به فرستنده هاي الكتريكي كه از ولتاژ بالائي استفاده مي نمايند ، استفاده كرد.

· سيگنال هاي ديجيتال . فيبر نور ي مناسب بمنظور انتقال اطلاعات ديجيتالي است .

· غير اشتعال زا . با توجه به عدم وجود الكتريسيته ، امكان بروز آتش سوزي وجود نخواهد داشت .

· سبك وزن . وزن يك كابل فيبر نوري بمراتب كمتر از كابل مسي (قابل مقايسه) است.

· انعطاف پذير . با توجه به انعظاف پذيري فيبر نوري و قابليت ارسال و دريافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظير دوربين هاي ديجيتال با موارد كاربردي خاص مانند : عكس برداري پزشكي ، لوله كشي و ...استفاده مي گردد.

با توجه به مزاياي فراوان فيبر نوري ، امروزه از اين نوع كابل ها در موارد متفاوتي استفاده مي شود. اكثر شبكه هاي كامپيوتري و يا مخابرات ازراه دور در مقياس وسيعي از فيبر نوري استفاده مي نماين

ب

[masih_m2000]

بازم مطلب

بخش هاي مختلف فيبر نوري

يك فيبر نوري از سه بخش متفاوت تشكيل شده است :

هسته (Core)

هسته نازك شيشه اي در مركز فيبر كه سيگنا ل هاي نوري در آن حركت مي نمايند.

روكش Cladding بخش خارجي فيبر بوده كه دورتادور هسته را احاطه كرده و باعث برگشت نورمنعكس شده به هسته مي گردد.

بافر رويه Buffer Coating

روكش پلاستيكي كه باعث حفاظت فيبر در مقابل رطوبت و ساير موارد آسيب پذير ، است .