Array
Geri git   GençMekan > EĞİTİM | ÖĞRETİM > Bilgi Kaynağı > Elektrik-Elektronik


Fiber Optik Kabolar Hakkında Herşey


Konuya Davet EdilenLeR

Yeni Konu aç Cevapla
 
LinkBack Seçenekler Stil
Alt 21-01-2009, 07:51 AM   #1 (permalink)
Kurucu

 
Hâdim - ait Kullanıcı Resmi (Avatar)
 
Üyelik Bilgileri
Üyelik tarihi: Dec 2006
Bulunduğu yer: Başkent
Yaş: 30
Mesajlar: 33.507
Bahsedildi: 5 mesajda
Davet edildi: 3 konuda
Rep Durumu
Tecrübe Puanı: 2449
Rep Puanı: 83973
Rep Derecesi:
Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.
Standart Fiber Optik Kabolar Hakkında Herşey

Fiber Optik Kabolar Hakkında Herşey



1. OPTİK İLETİME GİRİŞ

1.1. FİBER OPTİK KABLO NEDİR?


Son on yıldaelektronik iletişim endüstrisinde çok sayıda önemli ve dikkate değer değişim meydana geldi. Sesveri ve görüntü iletişimindeki olağanüstü artışdaha ekonomik ve daha geniş kapasiteli iletişim sistemlerine olan talebin de aynı şekilde artmasına neden oldu. Bu da elektronik iletişim endüstrisinde teknik bir devrime yol açtı.Yeryüzü mikrodalga sistemleri çoktan maksimum kapasitelerine ulaşmış bulunmaktadır;uydu sistemleri de her geçen gün artan talebe ancak geçici bir rahatlama getirebilmektedir. Geniş kapasitelere cevap verebilecek ve yüksek kalitede hizmet sağlayabilecek ekonomik iletişim sistemlerinin gerekli olduğu açıkça ortadadır.

Bilgi taşıyıcısı olarak ışığın kullanıldığı iletişim sistemlerison zamanlarda oldukça ilgi görmektedir. Bu bölümde daha ileride göreceğimiz gibiışık dalgalarını yeryüzü atmosferinde yaymak zor ve elverişsizdir. Dolayısıylagünümüzün önde gelen çeşitli ve geliştirme laboratuarlarındabir ışık dalgasını "içermek" ve bu dalgayı bir kaynaktan bir varış yerine göndermek üzere cam ya da plastik fiber kabloların kullanıldığı sistemlerle ilgili araştırmalar yapılmaktadır. Güdümlü bir fiber optik aracılığıyla bilgi taşıyan iletişim sistemlerine fiber optik sistemler denmektedir.

1.2. FİBER OPTİK KABLONUN AVANTAJLARI:

• geniş band aralığı
• elektromagnetik bağışıklık
• karışma olmaması
• çevre koşullarına karşı direnç
• tesis kolaylığı
• güvenilirlik
• maliyet

Tablo.1 - Fiber optik ve koaksiyel kablolar arasındaki band aralığı farkı

1.2.1. Geniş Band Aralığı

Yapıları gereği optik frekanslar daha geniş bant genişlikleri sağladıkları için fiber sistemler daha büyük bir kapasiteye sahiptir. Metalik kablolarda iletkenler arasında kapasitans ve iletkenler boyunca indüktans meydana gelir. Bu özellikler metalik kabloların bant genişliklerini sınırlayan alçak geçiren filtreler gibi hareket etmelerine neden olur.

Elektromagnetik Bağışıklık

Fiber sistemler manyetik indüksiyonun neden olduğu kablolar arası karışmadan etkilenmezler. Cam ya da plastik fiberler elektriği iletmeyen malzemelerdir; bu nedenle fiber optik kablolarda akım akışının meydana getirdiği manyetik alan yoktur. Metalik kablolarda karışmanın başlıca nedeni birbirine yakın yerleştirilmiş iletkenler arasındaki manyetik indüksiyondur.

1.2.3. Karışma (Diyafoni) Olmaması

Fiber kablolar yıldırımın elektrik motorlarının floresan ışığın ve diğer elektriksel gürültü kaynaklarının neden olduğu statik karışmadan etkilenmezler; bunun bir nedeni de fiber optiklerin elektrik iletmeme özelliğidir. Ayrıca fiber kablolar enerji yaymazlar; dolayısıyla diğer iletişim sistemleriyle girişime yol açmaları mümkün değildir. Bu özellik fiber sistemleri askeri uygulamalara çok uygun hale getirir; askeri uygulamalarda nükleer silahların etkileri (EMP elektromanyetik darbe girişimi) klasik iletişim sistemleri üzerinde çok kötü sonuçlar yaratır.

1.2.4. Çevre Koşullarına Karşı Direnç

Fiber kablolar çevre koşullarındaki büyük değişikliklere karşı daha dirençlidir. Metalik kablolara oranla daha geniş bir sıcaklık aralığında çalışabilirler. Aynı şekilde fiber kablolar aşındırıcı sıvılardan ve gazlardan daha az etkilenirler.

1.2.5. Tesis Kolaylığı

Fiber kabloların monte edilmesi ve bakımı daha kolay ve daha güvenlidir. Cam ve plastik fiberler iletken olmadıkları için fiberler kullanıldığında elektrik akımları ya da gerilimlerinin yarattığı tehlikeler yoktur. Fiberler hiçbir patlama ya da yangın tehlikesi oluşturmaksızın uçucu sıvıların ya da gazların çevresinde kullanılabilirler.

Fiberler metalik kablolardan daha küçük ve çok daha hafiftir. Dolayısıyla fiber kablolarla çalışmak daha kolaydır. Ayrıca fiber kablolar daha az saklama alanı gerektirir ve daha ucuza nakledilebilir.

1.2.6. Güvenilirlik

Fiber kablolar bakır kablolara oranla daha emniyetlidir. Kullanıcının haberi olmaksızın fiber kablonun içine kaçak veya gizli bir bağlantı yapmak imkansızdır. Bu da fiberi askeri uygulamalar açısından cazip kılan bir başka niteliğidir.
Henüz kanıtlanmamış olmasına rağmen fiber sistemlerin metalik malzemede daha uzun süre dayanacağı varsayılmaktadır. Bu varsayımın dayanak noktası fiber kabloların çevre koşullarındaki değişikliklere daha dayanıklı olmasıdır.

1.2.7. Maliyet

Fiber optik bir sistemin uzun vadeli maliyetinin metalik bir sistemin uzun vadeli maliyetinden daha az olacağı düşünülmektedir.

1.3. FİBER OPTİK KABLONUN DEZAVANTAJLARI

• Mevcut şebekeye ayarlanmasında zorluklar çıkmaktadır. (bakır devre ve fiberin uyuşmaması)
• Digital ve analog sistemlerin uyuşmaması
• Fiber fiyatlarının yeteri kadar ucuz olmaması. Ancak kısa zamanda ucuzlaması muhtemeldir. tlk fiber kablodan buyana (sistem + kablo) ıso ucuzlamış durumdadır. Uzun mesafe irtibatlarında ise fiber optik sistemler konvansiyonel fiber ve bakır kabloların ekonomik karşılaştırılmasında bant genişliği veya kanal maliyeti de dikkate alınmalıdır.
• Local şebekelerde fiber optik kabloya olan ihtiyaç fazla olmadığından local şebekede kullanılacak teçhizat geliştirme çalışmaları yavaş yavaş yürütülmektedir. Mevcut teçhizatlar ise çok pahalıdır.
• Fiber optik kabloların pratikte 5 km den kısa mesafelere çekilmesi ekonomik değildir.

1.4. OPTİK FİBERLERİN KULLANIM ALANLARI

Optik iletişim sistemleri; büyük olanaklar sağlaması nedeniyle kısa sürede çok geniş kullanım alanları bulmuştur. Bu sistemin kullanıldığı çeşitli alanlar aşağıda sıralanmıştır.

• Zayıflamanın az bant genişliğinin büyük kanal başına düşen maliyetin düşük olması nedeni ile uzun mesafeli büyük kapasiteli haberleşme sistemlerinde ve orta mesafeli küçük kapasiteli sistemlerde
• Hem örneksel hem sayısal iletime olanak sağlaması ve geniş bantlı servis verebildiğinden özellikle santraller arası (jonksiyonlu) bağlantıda
• Düşük kayıp yüksek hız nedeni ile bina içlerindeki iletim sistemlerinde (plastik fiberlerle)
• Kapalı devre televizyon sistemlerinde
• Veri (data) iletiminde
• Elektronik aygıtların birbirleriyle bağlantısında
• Havacılık alanında (radar) yüksek hız gerektiren aygıtlar arası ve uçak iç donanımlarında
• Demiryolu elektrifikasyon ve sinyalizasyon uygulamalarında
• Yüksek gerilim iletkenlerinin içine fiber damarlar yerleştirilerek iletkenlerin enerji taşırken aynı anda haberleşmeyi de sağlamasında
• Trafik kontrol sistemlerinde
• Reklam panolarında
• Tıp alanında kullanılan aygıtlarda
• Nükleer enerji santrallerin ve radyo aktif ışınların iletişimi bozduğu yerlerde kullanılırlar.

1.5. FİBER TÜRLERİ

- Plastik çekirdekli plastik koruyucu zarflı
- Cam çekirdekli plastik koruyucu zarflı(çoğunlukla PCS fiber denirlastik koruyucu zarflı silika.)
- Cam çekirdekli cam koruyucu zarflı(çoğunlukla SCS denir:silika koruyucu zarflı silika.)

Plastik fiberlerin cam fiberlere oranla çeşitli avantajları vardır. Birincisi plastik fiber daha esnektir ve bu nedenle camdan daha dayanıklıdır. Monte edilmeleri kolaydır basıca daha dayanıklı ve daha ucuzdurlar; üstelik cama oranla %60 daha hafiftirler. Plastik fiberin dezavantajı yüksek zayıflama özelikleridir; ışığı cam kadar verili yayamazlar. Dolayısıyla plastik fiberlerin kullanımı nispeten kısa mesafelerle (örneğintek bir bina ya da bir bina kompleksi dahili) sınırlıdır.

Cam çekirdekli fiberler düşük zayıflama özellikleri sergilerler. Ancak PCS fiberler SCS fiberlerden biraz daha iyiyidir. Ayrıca PCS fiberler yayılımdan daha az etkilenirler; dolayısıyla askeri uygulamalar açısından daha caziptirler. SCS fiberler en iyi yayılım özelliklerine sahiptir ve sonlandırılmaları. PCS fiberlere oranla daha kolaydır. Ne yazık ki SCS kablolar en dayanıksız kablolardır ve yayılıma maruz kaldıklarından en fazla zayıflama bu kablolarda meydana gelir.

Fiber optik kablolarla normal kabloları kıyasladığımızda işin teknik yönü ve sağladığı avantajlar dışında maliyet açısından fiberlerin çok daha pahalı olduğunu görürüz ancak kısa mesafeler için (1-5 km) ya da bilgi taşıma kapasitesi bakımından fiberlerde kullanılan malzemeyle oynamak suretiyle hem fiyat uygunluğu hem de ihtiyaca cevap vermek mümkün olmuştur.

Fiberleri sınıflandırılırken ilk önce 2'ye ayrılırlar; kapasitesine göre ve yapısına göre; yapısına göre 3'e ayrılırlar:

1.5.1. Cam Fiberler

Nüvesi ve kılıfı camdan imal edilir. Veri iletimi açısından en iyi performansı gösterir. Yapımında kullanılan cam ultra saf silikon dioksit veya kuartz kristalidir. malat aşamasında indisi azaltmak için flor veya bor indisi artırmak için germanyum veya fosfor ile katkılanır.

1.5.2. Plastik Kaplı Silisyum Fiber

Cam nüveye plastik kılıfa sahiptirler. Fiyat olarak cam fiberlere göre daha ucuz ama performans açısından daha verimsizdir.

1.5.3. Plastik Fiberler

En ucuz fiber tipidir. Nüvesi de kılıfı da plastiktir. Performansı en zayıf fiyatı en uygun fiberdir genelde kaplamaları yoktur. Kısa mesafe iletişimi için uygundur.

Şekil.3 - Fiber Türleri

Fiber optik kabloların nüve tipine göre sınıflandırılmasından ve fiber karakteristiklerinden bahsedecek olursak önce yapılacak sınıflandırma kırılma indis profiline göre yapılacağı için kırılma indis profiline değinmek gerekir. Kırılma indis profili nüve kılıf indisleri arasındaki ilişkiyi tanımlar. İki tip kırılma indisi vardır. Kademeli indis ve dereceli indis. Bunu şöyle açıklayabiliriz; Bir kademeli indis fiberin uç kesitine baktığımızda düz bir kesit görürüz. Bunun yorumu fiber nüvesinin her noktasında aynı indis değerinin olduğudur. Yani enjekte edilen ışık nüvenin her yerinde aynı dirençle karşılaşır. Dolayısıyla bildiğimiz sıradan yansıma kurallarına göre nüve içerisinde yansıyarak ilerler. Buna göre nüve tipine göre ikiye ayırabilir fiber optik kabloları:



___----____
__________________
Yediğin içtiğin senin olsun kardaş
Ahiret için neler yapıyorsun onlardan bahset ...
Hâdim isimli Üye şuanda  online konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 21-01-2009, 07:52 AM   #2 (permalink)
Kurucu

 
Hâdim - ait Kullanıcı Resmi (Avatar)
 
Üyelik Bilgileri
Üyelik tarihi: Dec 2006
Bulunduğu yer: Başkent
Yaş: 30
Mesajlar: 33.507
Bahsedildi: 5 mesajda
Davet edildi: 3 konuda
Rep Durumu
Tecrübe Puanı: 2449
Rep Puanı: 83973
Rep Derecesi:
Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.
Standart

1.5.4. Dereceli İndis Fiber

Aynı kesit dereceli indis fiberden alınacak olursa nüvenin dışa doğru tıpkı bir dış bükey mercek gibi yay çizdiği görülür. Bunun anlamı ise nüvenin çok sayıda farklı yoğunluklarda cam tabakadan oluştuğudur. Bu durumda ışık nüve içerisinde kabaca bir sinüs dalgası çizerek ilerler.

1.5.5. Kademeli İndis Fiber

Çok modlu kademeli indis fiber en basit fiber tiplerinden biridir 100 – 970µm arasında bir nüve çapına sahiptir. Nüve çapının daha fazla olması daha fazla mod taşınması açısından faydalıdır. Ancak modal yayılma en çok bu tip fiberde olur. Yayılma km başına 15-30 nano saniye olur. Rakam saniyenin milyarda 15- 30 u gibi görünebilir ama bütün kodlama sistemlerinde hataya sebep olacak düzeydedir. Kabul edilebilir yayılma miktarı km de 1 ns dir. Işık nüve içinde dereceli indis fiber gibi sinüs dalgaları çizmek yerine tam yansıma kurallarına bağlı zig zaglar çizerek ilerler.

2. FİBER OPTİK KABLONUN ÇALIŞMASI

Fiberin çalışma prensibi temel optik kurallarına dayanır. Bir ışın demeti az yoğun bir ortamdan daha yoğun bir ortama geçerken geliş açısına bağlı olarak yansıması ( tam yansıma) yada kırılarak ortam dışına çıkması (bu istenmeyen durumdur) mantığına dayanır.

Öncelikle fiber optik kablonun yapısına bir göz atalım. Kablo 3 kısımdan oluşur.

Nüve: Işığın içerisinde ilerlediği ve kablonun merkezindeki kısımdır. Çok saf camdan yapılmıştır ve esnektir. Yani belirli sınırlar dahilinde eğilebilir cinsine göre çapı tek modlu veya çok modlu oluşuna göre 8 mikrometre ile 100 mikrometre arasında değişir (not: insan saçı 100 mikro metre civarındadır).

Kılıf: Tipik olarak 125 mikrometre çapında nüveyi saran ve fibere enjekte edilen ışının nüveden çıkmasını engelleyen kısımdır aynı nüve gibi camdan yapılmıştır ancak indis farkı olarak yaklaşık %1 oranında daha azdır bu indis farkından dolayı ışık ışını nüveye enjekte edildikten sonra kılıfa geçmez (aşırı bir katlanma ya da ezilme yoksa) ışın kılıf nüve sınırından tekrar nüveye döner ve böyle yansımalar dizisi halinde nüve içerisinde ilerler.

Kaplama: Optik bir özelliği olmayan kaplama polimer veya plastik olabilir bir veya birden fazla katmanı olabilir. Optik bir özelliği yoktur sadece fiberi darbe ve şoklardan korur.

2.1. Işın Demetinin Fibere Enjekte Edilmesi

Gönderilecek ışın yada sinyal fiberin nüvesine enjekte edilir. Ancak fiber içerisinde kılıfa geçmemesi için belirli bir açı dahilinde nüveye girmeli ki nüve kılıf sınırından tam yansıma yapabilsin bu açıya kritik açı denir. Hesaplanması aşağıdaki gibidir.

Şekil.8 – Kırılma

Şekildeki kabul konisi olarak görülen bölüm kritik açının oluşturduğu ve tamamen fiber kablonun parametrelerine göre değişebilen bir konidir. Bu açılardan küçük gelen her ışın demeti fibere girer. Formüldeki n1 nüve n2 kılıf indisleridir.

2.2.IŞIĞIN DALGA BOYLARI VE SPEKTRAL GENİŞLİK

Şekil.9 – Elektromagnetik spektrum

Her ışının bir dalga boyu vardır. Bu dalga boyu ışığın görünür- görünmez yada elektromagnetik spektrumda nerede ve ne özellikte olduğunu belirler. Örneğin infrared (kızıl ötesi) ışınlar insan gözünün algılayabileceği sınırın altındadır.

Bir ışın demetinin nüve içerisinde ilerleme hızı dalga boyuna bağlıdır. Örneğin mor olan yani mor renkli ışığın dalga boyu 455 nm kırmızı ışığın dalga boyu 620 nm. Bunun anlamı bu iki ışın fiber içinde aynı hızla ilerlemez. Kırmızı ışın aralarındaki dalga boyu farkı kadar daha hızlı ilerler (her saykılda). Işığın bu özelliği fiber optik iletimde bir dezavantaj olarak geri döner(modal yayılma olarak).

2.3. MOD

Mod genel olarak bir fibere enjekte edilen her ışın şeklinde tanımlanabilir ve kısmen fiberin bilgi taşıma kapasitesini ifade eder. Her fiberin taşıyabileceği mod sayısı nüvenin çapına ve yapısına bağlıdır. Fiberin iletebileceği mod sayısı için ilk önce normalize olmuş nümerik açıklık frekansı (V) bulunur. Daha sonra iletilebilecek mod sayısı (N) bulunur.

2.4. MODAL YAYILMA

Aynı anda fibere enjekte edilen ışınlar fiber sonuna farklı zamanlarda ulaşırlar buna modal yayılma denir ve sadece çok modlu fiberlerde meydana gelir. Modal yayılmayı azaltmanın 3 yolu vardır:

• Kullanılacak fiberi daha az moda izin verecek şekilde seçmek dolayısıyla daha dar bant genişliğine katlanmak
• Dereceli indis fiber kullanmak: dereceli indis fiber kullanıldığında bütün ışınlar dalga boyu ne olursa olsun nüvenin yapısından dolayı aynı yolu izleyeceklerdir. Bu en etkili yöntemdir. Bant genişliği açısından da kısıtlama getirmez.
• Tek modlu fiber kullanmak bu tip fiberde yalnız tek mod bulunduğundan bir gecikme söz konusu olmaz.

2.5. MALZEME YAYILMASI

Farklı dalga boyları (renkler) fiber nüvesi içerisinde farklı hızlarda hareket eder. Ancak farklı ortamlarda da ortama göre de farklı hızlarda hareket eder. Işık hızının malzeme (nüve) içerisindeki hızı hem nüve malzemesine hem de ışığın dalga boyuna bağlıdır. Malzeme özelliğinden kaynaklanan yayılmaya bu nedenle malzeme yayılması denir. Bir kaynak normalde tek bir dalga boyunda ışık yaymaz. Bir çok dalga boyundan ışık yayabilir. Bu dalga boyları aralığı spektral genişlik olarak tanımlanabilir. Spektral genişlik ledler için 35nm lazer için 2-3 nm dir. Örnekten de anlaşılacağı gibi kullanılan kaynak lazer ise malzeme yayılması çok daha az olur. Örneğin lazer kaynağımızın 850nm de çalışmasını istiyoruz. Kaynak 848 nm ile 851 nm arasında bir spektral çerçevede çalısır. 848nm deki sinyaller (kırmızımsı) 851 nm deki sinyallerden daha hızlı hareket edecektir. Ancak lede göre çok daha az bir yayılma ortaya çıkar.

2.6. ZAYIFLAMA SAÇILMA VE ABSORBLAMA
Zayıflama ışık fiber içerisinde yol alırken meydana gelen güç kaybıdır dB/km olarak ölçülür. Plastik fiberler için 300dB/km tek modlu cam fiberler için 021dB/km civarındadır. Ancak ışının dalga boyu ile de ilgilidir aşağıdaki grafik bu durumu gösterir.

Zayıflamanın en fazla olduğu bölgeler 730-950 nm ve 1250-1380nm bölgeleridir. Bu bölgelerde çalışmamak daha avantajlı olur. Zayıflama iki sebepten dolayı olur; saçılma ve absorblama.

2.6.1. Saçılma

Gelen ışının yabancı bir maddeye çapmasıyla oluşan dağılma ve ışık kaybıdır Saçılma uzun dalga boyundaki ışınlarda çok daha küçük bir etkiye sahiptir. Matematiksel olarak saçılma dalga boyunun 4.kuvvetinin tersi ile orantılı olduğundan kısa dalga boyundan uzun dalga boylarına geçildikçe hızla azalır ama asla sıfır olmaz.

Saçılma;
820nm de :25db
1300nm de :024db
1550nm de :0012db gibi değerlerde seyreder.

2.6.2. Absorblama

Saçılmayla aynı nedenden oluşur. Temel farklılık saçılma ışığın dağılması şeklinde bir bozuklukken bu olayda ışığın sönümlenmesi söz konusudur. Fiber içindeki yabancı maddeler (örn: kobaltbakır krom) absorblamaya neden olur. Kayıpların düşük olması için bu maddelerin fiberde milyarda bir düzeyinde olmalıdır.

2.7. MİKROBENT KAYIPLARI

Mikrobent kayıpları kablonun çeşitli sebeplerden bükülmesinden dolayı oluşur. Eğer ciddi boyutlarda bir bükülme varsa ışının tamamen yok olması söz konusu olabilir. Bu nedenle fiber kablolar genelde çok katmanlı korumalı imal edilir.

3. FİBER OPTİK İLETİŞİM SİSTEMİ

Şekil 12’de optik bir iletişim hattının basitleştirilmiş blok diyagramı gösterilmektedir. Hattın üç asal öğesi vericialıcı ve kılavuzdur.

Verici şunlardan oluşur: analog ya da sayısal bir arabirim bir gerilim- akım dönüştürücüsü bir ışık kaynağı ve bir kaynaktan- fibere ışık bağlayıcı.

Fiber kılavuz ya aşırı saf cam ya da plastik bir kablodur.
Alıcı ise şunları içerir: bir fiberden ışık dedektörüne bağlaşım aygıtı bir fotodedektör bir akım- gerilim dönüştürücüsü bir yükselteç ve analog ya da sayısal bir arabirim.

Fiber optik bir vericide ışık kaynağı sayısal ya da analog bir sinyal tarafından modüle edilebilir. Analog modülasyonda giriş arabirimi empedansları eşler ve giriş sinyal genliğini sınırlar. Sayısal modülasyonda başlangıçtaki kaynak zaten sayısal biçimde olabilir; eğer kaynak bilgi sayısal değil de analog biçimde ise sayısal darbe akışına dönüştürülmesi gerekir. Kaynak bilgi analog olduğunda arabirimde ek olarak bir analog/sayısal dönüştürücü bulunmalıdır.

Gerilim- akım dönüştürücüsü giriş devreleriyle ışık kaynağı arasında elektriksel bir arabirim vazifesi görür. Işık kaynağı ya ışık yayan bir diyod (LED) ya da enjeksiyon lazer diyodudur (ILD). Bir LED ya da bir ILD tarafından yayılan ışık miktarı sürme akımının miktarına eşittir. Gerilim- akım dönüştürücüsü bir giriş sinyal gerilimini ışık kaynağını sürmede kullanılan bir akıma dönüştürür.
Kaynaktan fibere bağlayıcı mekanik bir arabirimdir. İşlevi kaynaktan yayılan ışığı fiber optik kabloya bağlamaktır.

Fiber optik cam ya da plastik fiber çekirdekten bir koruyucu zarftan ve bir koruyucu kılıftan oluşmaktadır. Fiberden ışık dedektörüne bağlaşım aygıtı da mekanik bir bağlayıcıdır. Bu aygıtın işlevi fiber kablodan mümkün olduğunca çok ışığı ışık dedektörüne bağlamaktır.

Işık dedektörü çoğunlukla ya bir PIN (pozitif - saf - negatif ) diyod ya da bir APD'dir (çığ fotodiyodu). Gerek APD gerekse PIN diyod ışık enerjisini akıma dönüştürür. Dolayısıyla bir akım- gerilim dönüştürücüsü gereklidir.

Akım-gerilim dönüştürücüsü dedektör akımındaki değişiklikleri çıkış sinyal gerilimindeki değişikliklere dönüştürür.

Alıcı çıkışındaki analog ya da sayısal arabirim de elektriksel bir arabirimdir. Eğer analog modülasyon kullanılıyorsa arabirim empedansları ve sinyal düzeylerini çıkış devreleriyle eşler. Eğer sayısal modülasyon kullanılıyorsa arabirimde bir de sayısal- analog dönüştürücü bulunmalıdır.

3.1 IŞIK KAYNAKLARI

Temel olarak fiber optik iletişim sistemlerinde ışık üretmede yaygın olarak kullanılan iki aygıt vardır : ışık yayan diyodlar (LED'ler) ve enjeksiyon lazerli diyodlar (ILD'ler). Her iki aygıtın da avantajları ve dezavantajları vardır ve birine oranla öteki aygıtın seçilmesi sistem gerekliliklerini bağlı olarak yapılır.

3.1.1. Işık Yayan Diyodlar

Temel olarak ışık yayan diyod (LED) yalnızca bir P-N eklem diyodudur. Çoğunlukla alüminyum galyum arsenit (AlGaAs) veya galyum arsenit fosfit (GaAsP) gibi yarı iletken bir malzemeden yapılır. Ledler ışığın doğal emisyonla yayarlar; ışık elektronlar ile deliklerin yeniden birleşiminin bir sonucu olarak yayılır. Diyod ileri ön gerilimli olduğunda P-N eklemi üzerinde azınlık taşıyıcıları meydana gelir. Azınlık taşıyıcıları eklemde çoğunluk taşıyıcıları ile yeniden birleşip enerjiyi ışık şeklinde verirler. Bu süreç temel olarak klasik bir diyottaki süreç ile aynıdır; aradaki fark şudur: LED'lerde belli yarı iletken malzemeler ve katkılama maddeleri süreç ışıma yapacak (foton üretecek) şekilde seçilir. Foton elektromanyetik dalga enerjisinin bir nicesidir. Fotonlar ışık hızında ilerleyen parçalardır ancak durağan halde iken kütleleri yoktur. Klasik yarı iletken diyotlarda (sözgelimi germanyum ve silisyum) süreç temel olarak ışıma yapmaz ve foton üretimi olmaz. Bir LED imal etmek için kullanılan malzemenin enerji aralığı LED'den yayılan ışığın görünür ışık olup olmadığını ve ışığın rengini belirler.

En basit LED yapıları sade eklemli epitaksiyel olarak büyütülmüş veya tek dağılmış aygıtlardır. Epitaksiyel olarak büyütülmüş LED'ler genellikle silisyum katkılı galyum arsenitle yapılırlar. Bu tür LED'den yayılan tipik bir dalga boyu 940 nm'dir; 100 mA'lik ileri yönde akımda tipik çıkış gücü ise 3 mW'tır. Düzlemsel dağılmış (sade eklemli) LED'ler 900 nm'lik bir dalga boyunda yaklaşık 500 mW çıkış yaparlar. Sade eklemli LED'lerin önde gelen dezavantajı ışık emisyonlarının yönlü olmayışıdır; bu da bu tür diyotları fiber optik sistemler açısından kötü bir seçenek haline getirir.

Düzlemsel karışık eklemli LED epitaksiyel olarak büyütülmüş LED'e oldukça benzer; aradaki fark düzlemsel karışık eklemli LED'de geometrik tasarımın ileri yönde akımı aktif katmanın çok küçük bir alanına yoğunlaştıracak şekilde yapılmış olmasıdır. Bu yüzden düzlemsel karışık eklemli LED'lere oranla çeşitli avantajları vardır.

Bu avantajlar şunlardır:
• Akım yoğunluğundaki artış daha parlak bir ışık spotu oluşturur.
• Emisyon yapan alanın daha küçük yayılan ışığı bir fibere bağlamayı kolaylaştırır
• Etkili küçük alanın kapasitansı daha düşüktür; bu da düzlemsel karışık eklemli LED'lerin daha yüksek hızlarda kullanılmasını sağlar

4. FİBER OPTİK KABLOLARDA KAYIPLAR

Fiber optik kablolarda iletim kayıpları fiberin en önemli özelliklerinden biridir. Fiberdeki kayıplar ışık gücünde bir azalmaya neden olur ve böylece sistem bant genişliğini bilgi iletim hızını verimliliği ve sistemin genel kapasitesini azaltır. Başlıca fiber kayıpları şunlardır:

• Soğurma kayıpları
• Malzeme ya da Rayleigh saçınım kayıpları
• Renk ya da dalga boyu ayrılması
• Yayılım kayıpları
• Modal yayılma
• Bağlaşım kayıpları

4.1. SOĞURMA KAYIPLARI

Fiber optikteki soğurma (yutma) kaybı bakır kablolardaki güç kaybına benzer; fiberin saf olmaması nedeniyle fiberde bulunan maddeler ışığı soğurur ve ısıya dönüştürür. Fiber optikleri imal etmede kullanılan aşırı saf cam yaklaşık %99.9999 saftır. Gene de 1 dB/km arasındaki soğurma kayıpları tipik değerlerdir.

Fiber optikteki soğurma kayıplarına yol açan üç faktör vardır: morötesi soğurma kızılaltı soğurma ve iyon rezonans soğurması.

4.1.1. Morötesi soğurma

Morötesi soğurmaya fiberin imal edildiği silika malzemesindeki valans elektronları neden olur. Işık valans elektronlarını iyonize ederek iletkenlik yaratır. İyonizasyon toplam ışık alanındaki bir kayba eşdeğerdir ve bu nedenle fiberin iletim kayıplarından birini oluşturur.

4.1.2. Kızılaltı soğurma

Kızılaltı soğurmaya cam çekirdek moleküllerinin atomları tarafından soğurulan ışık fotonları neden olur. Soğurulan fotonlar ısınmaya özgü rastgele mekanik titreşimlere dönüştürülür.

4.1.3. İyon rezonans soğurması

İyon rezonans soğurmasına malzemedeki OH-iyonları neden olur. OH-iyonlarının kaynağı imalat sürecinde camın içinde sıkışıp kalan su molekülleridir. İyon soğurmasına demir bakır ve krom molekülleride neden olabilir.

4.2.MALZEME YA DA RAYLEIGH SAÇINIM KAYIPLARI

İmalat sürecinde cam çekilerek çok küçük çaplı uzun fiberler haline getirilir. Bu süreç esnasında cam plastik haldedir(sıvı ya da katı halde değil). Bu süreç esnasında cama uygulanan germe kuvveti soğuyan camda mikroskopla görülmeyecek kadar küçük düzensizliklerin oluşmasına neden olur;bu düzensizlikler fiberde kalıcı olarak oluşur. Işık ışınları fiberde yayınım yaparken bu düzensizliklerden birine çarparsa kırınım meydana gelir. Kırınımışığın birçok yönde dağılmasına ya da saçılmasına yol açar. Kırınım yapan ışığın bir kısmı fiberde yoluna devam eder bir kısmı da koruyucu zarf üzerinden dışarı kaçar. Kaçan ışık ışınları ışık gücünde bir kayba karşılık gelirler. Buna Rayleigh saçınım kaybı denir.

4.3. RENK YA DA DALGA BOYU AYRILMASI

Daha önce de belirtildiği gibi bir ortamın kırılma indisi dalga boyuna bağlıdır. Işık yayan diyodlar(LED'ler) çeşitli dalga boylarını içeren ışık yayarlar. Bileşik ışık sinyalindeki her dalga boyu farklı bir hızda ilerler. Dolayısıyla bir LED'den aynı zamanda yayılan ve fiber optikte yayınım yapan ışık ışınları fiberin en uç noktasına aynı anda ulaşmazlar. Bunun sonucu olarak alma sinyalinde bozulma meydana gelir; buna kromatik bozulma denir.

4.4. YAYILIM KAYIPLARI

Yayınım kayıplarına fiberdeki küçük bükümler ve burulmalar neden olur. Temel olarak iki tür büküm vardır:mikro büküm ve sabit yarıçaplı büküm. Mikro büküm çekirdek malzemesi ile koruyucu zarf malzemesinin ısıl büzülme oranları arasındaki farktan kaynaklanır. Mikro büküm fiberde Rayleigh saçınımının meydana gelebileceği bir süreksizlik oluşturur. Sabit yarı çaplı bükümler fiberin yapımı ya da monte edilmesi sırasındaki bükülmeler sonucu meydana gelir.

4.5. MODAL YAYILMA

Modal yayılmanın ya da darbe yayılmasının nedeni bir fiberde farklı yollar izleyen ışık ışınlarının yayınım sürelerindeki farktır. Modal yayılmanın yalnızca çok modlu fiberlerde meydana gelebileceği açıktır. Dereceli indeksli fiberler kullanılmak suretiyle modal yayılma önemli ölçüde azaltılabilir; tek modlu kademe indeksli fiberler kullanıldığında ise hemen hemen bütünüyle bertaraf edilebilir.

Modal yayılma bir fiberde yayınım yapmakta olan bir ışık enerjisi darbesinin yayılarak dağılmasına neden olabilir. Eğer darbe yayılması yeterince ciddiyse bir darbe bir sonraki darbenin tepesine düşebilir(bu semboller arası girişime bir örnek oluşturmaktadır). Çok modlu kademe indeksli bir fiberede doğrudan fiber ekseni üzerinden yayınım yapan bir ışık ışınıfiberi bir ucundan diğer ucuna en kısa sürede kat eder. Kritik açıyla çekirdek/koruyucu zarf sınırına çarpan bir ışık ışını en çok sayıda dahili yansımaya maruz kalacak. Dolayısıyla fiberi bir ucundan diğer ucuna en uzun sürede kat edecektir.




__________________
Yediğin içtiğin senin olsun kardaş
Ahiret için neler yapıyorsun onlardan bahset ...
Hâdim isimli Üye şuanda  online konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 21-01-2009, 07:52 AM   #3 (permalink)
Kurucu

 
Hâdim - ait Kullanıcı Resmi (Avatar)
 
Üyelik Bilgileri
Üyelik tarihi: Dec 2006
Bulunduğu yer: Başkent
Yaş: 30
Mesajlar: 33.507
Bahsedildi: 5 mesajda
Davet edildi: 3 konuda
Rep Durumu
Tecrübe Puanı: 2449
Rep Puanı: 83973
Rep Derecesi:
Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.
Standart

4.6. BAĞLAŞIM KAYIPLARI

Fiber kablolarda şu üç optik eklem türünden herhangi birinde bağlaşım kayıpları meydana gelebilir:ışık kaynağı-fiber bağlantıları fiber-fiber bağlantıları ve fiber fotodedektör bağlantıları. Eklem kayıplarına çoğunlukla şu ayar sorunlarından biri neden olur:yanal ayarsızlık açısal ayarsızlık aralık ayarsızlık ve kusursuz olmayan yüzey.

4.6.1. Yanal Ayarsızlık

Yanal ayarsızlık bitişik iki fiber kablo arasındaki yanal kayma ya da eksen kaymasıdır. Kayıp miktarı bir desibelin beş ila onda biri ile birkaç desibel arası olabilir. Eğer fiber eksenleri küçük fiberin çapının yüzde beşi dahilinde ayarlanmışsa bu kayıp ihmal edilebilir.

4.6.2. Açısal Ayarsızlık

Açısal ayarsızlığa bazen açısal yer değiştirmede denir. Açısal ayarsızlık ikiden az ise kayıp 0.5 desibelden az olur.

4.6.3. Aralık Ayarsızlığı

Aralık ayarsızlığına bazen uç ayrılması da denmektedir. Fiber optiklerde ekler yapıldığında fiberlerin birbiri ile temas etmesi gerekir. Fiberler birbirinden ne kadar ayrı olursa ışık kaybı o kadar fazla olur. İki fiber birbirine bağlantı parçasıyla birleştirilmişse uçlar temas etmemelidir. Bunun nedeni iki ucun bağlantı parçasında birbiri ile sürtünmesinin fiberlerden birine ya da her ikisine birden hasara yol açabilecek olmasıdır.

4.6.4. Kusursuz Olmayan Yüzey

İki bitişik kablonun uçlarının bütün pürüzleri giderilmeli ve iki uç birbirine tam olarak uymalıdır. Fiber uçların dikey çizgiden açıklıkları 3'den az ise kayıpların 0.5 desibelden az olur.

5. FİBER OPTİK DÜZENLEMELERİ

5.1. ÇOK MODLU KADEME İNDEKSLİ FİBER

Çok modlu kademe indeksli düzenleme tek modlu düzenlemeye benzer; aradaki fark merkezi çekirdeğin çok daha geniş olmasıdır. Bu fiber türü daha geniş bir ışık-fiber açıklığına sahiptir dolayısıyla kabloya daha çok ışık girmesine imkan verir. Çekirdek / koruyucu zarf arasındaki sınıra kritik açıdan daha büyük bir açıyla çarpan ışık ışınları çekirdekteki zikzak şeklinde yayınım yapar ve sürekli olarak sınırdan yansırlar. Çekirdek / koruyucu zarf sınırına kritik açıdan daha küçük bir açıyla çarpan ışık ışınları koruyucu zarfa girer ve yok olurlar. Fiberde yayınım yaparken bir ışık ışınının izleyebileceği çok sayıda yol olduğu görülebilir. Bunun sonucu olarak bütün ışık ışınları aynı yolu izlemez dolayısıyla fiberin bir ucundan diğer ucuna olan mesafeyi aynı zaman süresi süresi içinde kat etmezler.

5.2. ÇOK MODLU DERECELİ İNDEKSLİ FİBER

Dereceli indisli çok modlu fiberin yapısındaki çekirdeğin indisi yarı çapa bağlı olarak değişir. Yani dışarıdan bakıldığında (çok hassas ve güçlü mikroskoplarla) içten dışa doğru eşmerkezli halkalar halindedir. Bu halkaların her birinin kırılma indeksi farklıdır ve içten dışa doğru gidildikçe kırılma indisi düşer. Yani tam merkezde en büyük indeks en dışta ise en küçük indeks bulunur. Bu katmanların sayısı imalatçı firmaya göre değişir. Genellikle bu katmanların sayısı 50-400 arasındadır. Merkezde direkt olarak giden ışık az yol alır ancak burada indeks büyüktür. Daha dış katmanlarda giden ışıkların aldıkları yol daha fazladır ancak bu katmanlarda indeks küçük olduğundan ışığın hızı indeks profili ile ters orantılı olarak değişir. Dolayısıyla tüm ışıklar belli düğüm noktalarında birleşirler ancak alıcı uçta darbeler arasında bir gecikme olur. Buna rağmen gecikme basamak indeksli ve çok modlu fiberlerinkine göre daha azdır.

5.3. TEK MODLU KADEME İNDEKSLİ FİBER

Tek modlu kademe indeksli fiber yeterince küçük bir merkezi çekirdeğe sahiptir; öyle ki temel olarak ışığın kabloda yayınım yaparken izleyebileceği tek bir yol vardır. En basit tek modlu kademe indeksli fiber biçiminde dıştaki koruyucu zarf havadır. Cam çekirdeğin kırılma indisi yaklaşık 1.5'tirhava koruyucu zarfının kırılma indisi ise 1'dir. Kırılma indislerindeki büyük fark cam/hava sınırında küçük bir kritik açı (yaklaşık 42 derece) oluşturur. Dolayısıyla fiber geniş bir açıklıktan gelen ışığı kabul eder. Bu da ışığı kaynaktan kabloya bağlamayı nispeten kolay hale getirir. Ancak bu tür fiber tipik olarak çok zayıftır ve pratikte bu fiberin kullanımı sınırlıdır.

Tek modlu kademe indeksli fiberin daha kullanışlı türü koruyucu zarf olarak hava yerine başka bir malzemenin kullanıldığı türdür .Koruyucu zarfın kırılma indisi merkezi çekirdeğin kırılma indisinden biraz daha azdır ve koruyucu zarf boyunca sabittir. Bu tür kablo fiziksel olarak hava koruyucu zarflı kablodan daha güçlüdür ancak kritik açısı da çok daha yüksektir(yaklaşık 77 derece). Kritik açının bu kadar yüksek olması kabul açısının küçük kaynak-fiber açıklığının ise dar olmasına yol açarak ışığı ışık kaynağından fibere bağlamayı güçleştirir.

Her iki tür tek modlu kademe indeksli fiberde de ışık fiberede yansıma yoluyla yayınım yapar. Fibere giren ışık ışınları çekirdekte doğrudan yayınım yaparlar ya da belki bir kez yansırlar. Dolayısıyla bütün ışık ışınları kabloda yaklaşık aynı yolu izler ve kablonun bir ucundan diğer ucuna olan mesafeyi yaklaşık aynı sürede kat ederler. Bu tek modlu kademe indeksli fiberlerin çok önemli avantajlarından biridir.

6. FİBERLERDE ARA BAĞLANTI KABLOSU VE
KONNEKTÖRLER


6.1. Ara Bağlantı Kablosu (pig-tail)

Fiber damardaki optik sinyalin damardan sisteme veya sistemden damara geçiş yapılabilmesi için kullanılan ve bir ucunda birleştirici yani konnektör bulunan sıkı tüplü olarak üretilmiş içinde yalnız tek bir fiber damar bulunan özel kablolardır. 3-10 m uzunluğunda üretilmektedir.

6.2. Konnektör

Sistemden alınan optik sinyalin en az kayıpla fiber damara geçmesini (vida veya geçme yöntemiyle tutturularak) sağlayan malzemelerdir. Optik fiber ara bağlantı kablolarının bir ucunda bulunur.

6.3. Çıplak Fiber Adaptörü

Optik fiber ara bağlantı kablosu bağlantısı yapılmadığı durumlarda (geçici olarak) optik sinyalin geçişini sağlamak için kullanılır. Fiber adaptörünün vidalı veya geçme kısmı sistem veya U linke bağlanırken diğer kısmı düzgün kesilmiş çıplak fiber damarı gerip sıkıştırarak ileri -geri hareketinin engelleyecek şekilde yapılmıştır. Birleştiriciden farklı bir kaynak yapma ve sınırlı esneklik gibi olumsuz yönleri olmayıp istenildiği an fiber damardan ayrılabilir. Değişik yapıda olanları mevcuttur.

6.4. U Link

Konnektörleri veya çıplak fiber adaptörlerini (fiziksel olarak) karşı karşıya getirerek ışıksal sinyalin bir noktadan diğer bir noktaya geçişini sağlayan malzemedir.

Bu geçiş bir damardan diğer bir damara damar ile sistem arasında veya ayrı iki sistyem arasında oalbilir. Sabit ve esnek olarak kullanılabilen değişik yapıda olanları bulunmaktadır.

6.5. Zayıflatıcılar (optik potlar)

Optik zayıflatıcı; sistemin çalışma sınırından daha çok gelen optik gücünü düşürmek için kullanılır. Zayıflatıcılar sinyali 0-25 dB' ye kadar zayıflatabilir.

Zayıflatma gelen ışık ile giden ışık arasındaki geçiş aralığını azaltarak veya çoğaltarak geçen ışığın miktarını ayarlama ilkesine dayanır. İstenilen zayıflatma değeri (sistemin çalışma sınırları) elde edilince zayıflatıcı üzerindeki ayar vidası ile sabitlenir. Yapısı çift konnektörlü olup optik ara bağlantı kablosu(pig-tail) gibidir.

7. DÜNYADA VE TÜRKİYE’DE FİBER VE BAKIR

Dünyadaki bakır rezervlerinin gün geçtikçe eksilmesi ve bant genişliği ihtiyacının her geçen yıl akıl almaz hızla artması kullanıcıları hız bağımsız fiber optik kablo kullanmaya yöneltmesi bekleniyor.

Çok değil beş yıl öncesine kadar Türkiye’de kurulan birçok network altyapısı herhangi bir standarda sahip olmayan kablolar kullanılarak yapılırdı. Tabi bu kablolamanın herhangi bir testi de olamazdı. Nerden nereye geldik evrensel kablolamadan bahsettiğimiz günümüzde birçok yeni yatırım ve yeni teknoloji gelecekte bizleri bekliyor.

1995 yıllarının başında Kategori3 ve 4‘lerden vazgeçildi. Gerçek data kablosu olarak üretilen ve birçok kuruluşun belirlemiş olduğu standartlara uygun kablolar kullanılarak network altyapıları yapılmaya başlandı. Genelde Avrupa’da geçerli sertifikaları veren ISO bu üretilen kabloya Kategori5 adını verdi ve standardını da ClassD95 ile ifade etti. ISO/IEC 11801 standardı ile üretilen bu kablolama altyapısında uygulamalardan bağımsız hem ses hem de datanın kolaylıkla geçebileceği bant genişliğine ulaşılabildi. Spesifikasyonları belirli olan bu kabloda artık testler yapıp uygunluğu da üretici firmalar tarafından onaylanabilecek bir mekanizma otomatikman oluşmuş oldu. Sistemlere onbeş yıllık sistem-performans garantisi verilebildi. Sistem- performans garantisi testlerini ve altyapı hizmetlerini verebilen kuruluşlara da yetkili kurucu sertifikaları verildi.

Bilgisayar sistemlerinin gelişmesi ve bant genişliği ihtiyacının hızla artması ile ClassD95 standartları artık bu ihtiyaçlara cevap veremez duruma geldi. 99 yıllarının başında ISO yeni bir standart olan Kategori5E (Enhanced) ClassD99’un duyurusunu yaptı. Bu standart ile artık ClassD95’te kullanılamayan Full-duplex uygulamalar iki kat hız ile kullanılmaya başlandı. Artık verilecek olan onbeş yıl sistem-performans garantisi ClassD99 testleri yapıldıktan sonra verilebiliyordu.

2000’li yılların başında ise aktif cihaz üreticileri teknolojilerini hızla geliştirdiler. Uygulamalarda Gigabit altyapısına geçildi Internet-intranet VoIP Videokonferans uygulamaları aynı altyapı üzerinde koşturulması isteği ortaya çıktı. Standartları belirli olan ClassD99 bu ihtiyaçlara cevap veremez duruma geldi. Dünyada büyük kablo üreticileri yeni bir teknoloji geliştirerek bu ihtiyaçları karşılama yolunda çalışmalara başladı. Category6 olarak adlandırılan bu kablo ile ClassE serisine geçilmiş oldu. Artık kurulacak olan omurga gigabit altyapısıyla hızlandı ve 1000BaseT uygulamalar bu kablo üzerinde koşturulabiliyor duruma geldi. Büyük sistem kullanıcıları yüksek bant genişliği isteyen uygulamalarda bu kabloyu kullanmak zorunda olduklarından Türkiye’de ve dünyada kullanım payı hızla gelişmektedir. Ancak Category6 kablonun standartları henüz ISO tarafından belirlenmiş değil. 2001 yılı sonlarına doğru standartlarının belirlenmesi bekleniyor.

Evrensel kablolamada yüksek bant genişliği ihtiyacı her geçen gün hızla artıyor ve kullanıcılar hızla altyapılarını yenileme yoluna gidiyorlar. Önümüzdeki üç yıl içerisinde artık masaya kadar Gigabit koşturulacağı gerçeği üreticileri heyecanlandırıyor. Bu yüzden ClassF çözümleri olan Kategori7 birçok büyük üretici tarafından tasarlandı hatta üretime geçildi.

Önümüzdeki beş yıl içerisinde yapısal kablolama bakır çözümleri ile fiber optik ürünlerinin büyük bir rekabete gireceği gerçeği günümüzde oldukça taraftar buluyor. Dünyadaki bakır rezervlerinin gün geçtikçe eksilmesi ve bant genişliği ihtiyacının her geçen yıl akıl almaz hızla artması kullanıcıları hız bağımsız fiber optik kablo kullanmaya yönelteceği bekleniyor. Fiber to Desk çözümlerinin şu an bile çok konuşulan bir konu olduğu bir gerçek.




__________________
Yediğin içtiğin senin olsun kardaş
Ahiret için neler yapıyorsun onlardan bahset ...
Hâdim isimli Üye şuanda  online konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 21-01-2009, 07:54 AM   #4 (permalink)
Kurucu

 
Hâdim - ait Kullanıcı Resmi (Avatar)
 
Üyelik Bilgileri
Üyelik tarihi: Dec 2006
Bulunduğu yer: Başkent
Yaş: 30
Mesajlar: 33.507
Bahsedildi: 5 mesajda
Davet edildi: 3 konuda
Rep Durumu
Tecrübe Puanı: 2449
Rep Puanı: 83973
Rep Derecesi:
Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.
Standart

Fiberoptik Kablo Resimleri











__________________
Yediğin içtiğin senin olsun kardaş
Ahiret için neler yapıyorsun onlardan bahset ...
Hâdim isimli Üye şuanda  online konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 21-01-2009, 07:56 AM   #5 (permalink)
Kurucu

 
Hâdim - ait Kullanıcı Resmi (Avatar)
 
Üyelik Bilgileri
Üyelik tarihi: Dec 2006
Bulunduğu yer: Başkent
Yaş: 30
Mesajlar: 33.507
Bahsedildi: 5 mesajda
Davet edildi: 3 konuda
Rep Durumu
Tecrübe Puanı: 2449
Rep Puanı: 83973
Rep Derecesi:
Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.
Standart

Fiberoptik Terimler Sözlüğü

FİBER OPTİK TERİMLER SÖZLÜĞÜ

- A -
Attenuation/Zayıflama Bir sinyali bir kablo veya devrede ilerlediğinde genliğinde oluşan azalmadır. Bir oranın logaritması olarak ölçülür. Desibel (dB) olarak ifade edilir.

Attenuator/Zayıflatıcı Bir fiberdeki optiksel güç artırımını azaltan pasif bir optikal komponenttir.

- B -
Backreflection optical ...loss /Geri yansıma optikal dönüş kaybı. Hava ve cam arasındaki yığın yansıma miktarı farkından dolayı bir fiberin sonundaki çatlaklık veya parlaklıktan dolayı yansıyan ışık. Genellikle düşen ışığın %4’ününü düşen ışığa oranı dB olarak ifade edilir.

Bağlantı Elektronik devrelerde (veri) alışverişini sağlayan komponentler ve teknoloji.

Balun Dengelenmemiş bir koaksiyel iletim hattını dengeli bir hat ile işleştiren bir devre. Aynı zamanda 300 ohm dengelenmiş empedans 75 ohm dengesiz empedansa çevrilebilir. Yani bir tranformatör görevi de yapar.

Bant Saniyedeki veri iletim hızının ortalama birimidir (500 bant = 500 bit/saniye).

Bant genişliği Sinyal frekanslarının oranı veya fiber optik komponent bağlantı veya networkün bit oranında çalışacağı oran.

Bend loss/Bükülme kaybı a) Fiberin sınırlı ya ..... bir eğilimle kıvrılması ya da b) Fibere dışarıdan gelen fiziksel darbelerden dolayı oluşan zayıflama şekli.

Binder/Bağlayıcı Birleştirilmiş kablo komponentlerini bir arada tutan bant veya tel.

Bozulma Bir dalga formu veya sinyaldeki istenmeyen değişimler.

BPS Saniyedeki bit sayısı. Saniyede iletilen ikili bitlerin sayısıdır: (mbps) (gbps).

Brandwidth/Bant genişliği Belirli bir frekans bandının alt ve üst limitleri arasındaki farktır (Hz cinsinden).

Breakdown voltage/Arıza voltajı İki iletken arasındaki izolasyonun bozulup elektrik arkının oluştuğu voltaj

Breakout Bir veya birden fazla iletkenin çoklu bir iletkenden ayrılarak ama hatta bağlı devrelere bağlandığı nokta veya noktalardır.

Buffer Bir optikal fiber üzerindeki koruyucu tabaka.

Bükülme çapı Düz yuvarlak fiber optik veya metalik kablonun herhangi zıt bir etki olmaksızın bükülebildiği yarıçap.

Bükümlü per Bir arada bükülmüş aynı uzunluktaki iki ayrı uzunluktaki izole iletkenlerin oluşturduğu çift

Bükümlü per kablo Bir veya daha fazla bükümlü perden yapılmış olan kablo.

Byte Bir grup bitişik ikili rakam (8 bit).

- C -
Cladding Bir optikal core’u saran ve ışık yansımasına izin veren bir materyal. Core’u sararak iletilen ışığın yüzeyde dağılmasına engel olur. Bir başkasının üzerine uygulanan bir metal katmanı.Cladding genellikle iletkenliği artırmak ve paslanmayı azaltmak için tercih edilir.

Core Bir optikal fiberin ışık taşıyan ortadaki parçası ışığı yansıtması cladding’den fazla olan kısım. Bir kablonun ortasındaki bölüm. Uygulamada en çok bir koaksiyel kabloda görülür. Core merkezi iletkendir ve dielektrik materyal core üzerine uygulanır.

Corona Potansiyel eğimi kesin bir değere ulaştığında sonuçlanan bir iletkendeki gazların iyonlaşması.

Coupler Işığı birden fazla fibere bölen veya toplayan optikal devre.

Coupling Direk elektriksel bağlantı olmaksızın bir devrenin iki veya daha fazla kablosu veya komponenti arasında enerji transferi gerçekleşmesi.

Coverage Bir metal koruyucunun ana yüzeyi ne derece kapladığının göstergesidir. % olarak ifade edilir.

CPS Cycle per second’un (frekans) kısaltmasıdır (Hz).

Cut-off wavelength Dalga uzunluğu ötesinde sadece singlemode fiberin yayılma propagationın bir modunu sağlar.

- D -
dB (mm) odBm’nin 1 mikrowatt’a eşit olduğu sinyal gücünün kesin ölçümüdür. dB ile karşılaştır.

Desibel Bir desibel bir belin on katıdır ve güç oranının 10 kez logaritmasına voltaj oranının 20 kez logaritmasına veya akım oranının 20 kez logaritmasına eşittir. Desibeller aynı zamanda akustik gücü ifade etmek için kullanılır. Sesin görünür seviyesi gibi desibel sıfır dB olarak kabul edilen referans ile karşılaştırma yapıldığında gerçek bir seviyeyi ifade eder.

- E -
Emilme Optikal gücün ısıya dönüşmesi sonucu fiber optikteki zayıflamanın miktarı.

- F -
Fiber distributed data (FDDI) 100 Mbps’e kadar değişen verilerle birlikte fiber optik linkler için ANSI standardı. Saniyede 100 megabit interface yerel alan ağı için standart.

Fiber kanalı Tartılabilir yüksek hızlı seri data transferi arayüzü standardı.

Fiber optik İletişim ve sinyal için optik fiberlerden ışık geçişi.

Fider kablosu Bir CATV sisteminde ana amplifikatörlere giden ana iletim kablosu. Ana kablo olarak adlandırılır.

Fresnel yansıması Geri yansıma optik return loss hava ve camın refraktif indislerinin farkı nedeniyle oluşmuş fiberin parlak ucundan yansıyan ışık. Tipik olarak %4 ışık olayı.

Full duplex (FDX)/Tam dubleks Eş zamanlı iki yollu her iki yönde bağımsız transmisyon.

Fusion splicer/Füzyon ekleme Fiberleri kullanarak veya ağırlandırarak fiberleri ekleme.

- G -
GigaHertz (GHz) 1 milyar hertz’e eşit frekans birimi.

Graded-index fiber Core’un refraktif indeksinde cladding’i azaltmaya yönelik parabolik eğri şeklinde multi-mode optik fiber çeşidi.

Gürültü Bir kablo veya devrede sistemden normal olarak geçen sinyali engelleyen herhangi bir dış sinyal.

- H -
Half-dublex Her iki yönde de transmisyon -eş zamanlı olmadan- paketlerin gönderilip alınmasına değişik zaman aralıklarında izin verir. Full dubleks ile kıyaslayınız.
gibi dış etkilere dayanıklı metalden metale veya kaynak satışlı paketleri anlatmak için kullanılır.

Hertz (HZ) 1 saniyede bir sinyalin yaptığı kutuplaşmadaki değişim sayısı. Frekans belirtisi saniyedeki döngülerin yerini alır.

Hibrid kablo İki veya daha fazla fiber çeşidini içeren fiber optik kablo; 625 µm multi-mode ve single-mode gibi.

High speed serial dataconnector (HSSDC) Yüksek hızlı seri veri konnektörü. Yüksek hız seri data konnektörü ve kablo tüm korumadır kontrollü empedans fiber kanalı 55A uygulamaları ve diğer öteki standartlar için düşünce aşamasında olanlar için sistemin bağlantısını kurar.

- I -
Insertion loss/Ekleme kaybı Sistemin çıktısını önceden tanımlayarak ve cihazın sisteme eklenmesinden sonra bir kablo veya komponentin zayıflama ölçüsü.

Insulation crimp Bir telin izolasyonu etrafında oluşturulan terminal eklemesi veya temasının alanı.

ISO Uluslararası Standartlar Organizasyonu; bilgisayar standartlarını ilerleten ve ağ iletişimi için OSI modelini geliştiren kurum. Bilgisayarlar veri iletişimi ve diğer alanlar için dünya çapında standartları geliştirme ve kurmaktan sorumlu uluslararası “Ana Kuruluş”.

- K -
Kanal Çıplak tel veya kablonun ilerlediği metal veya plastik kanal. Tel veya kabloyu koruma amaçlı kullanılır ve metal olanları kabloyu yangın tehlikesine karşı da korur.

Kapasitans İIetkenler arasındaki bir dielektrik materyalin bir potansiyel farkı ile enerji depolayabilmesi özelliğidir. Ölçü birimi faraddır. Kablo kapasitansı genelde picofaradlar seviyesinde ölçülür.

Kategori TIA/EIA tarafından belirlenen ve kablonun iletim performansını gösteren bir değerdir.

Kbps Bir saniyedeki kilobit sayısı. Bir saniyedeki 1000 bit.

Kılıf İIetkenler için mekanik koruma sağlamak için izole iletkenler üzerine dış kılıf kaplama. Korumalı transmisyon hattının dış iletme yüzeyi olarak da bilinir.

Koalsiyel kablo Bir metalik tüp veya koruma içine yerleştirilmiş bir iletken (koruyucu veya tüpten dielektrik malzemeyle ayrılmış) ve izole dış kılıftan oluşan silindirik iletim hattıdır.

Konnektör Bir tel veya kablodan bir diğerine elektrik akımının geçmesine izin vermesi için dizayn edilmiş olan bir devre. Bir konnektör kablo veya telde herhangi bir bozulma kırılma olmaksızın başka bir kablo veya devreye veri ve elektrik akımı geçişini kesebilir.

Koruma kılıfı Koruma malzemesiyle kaplanmış bir kablonun optik yüzdesi.

Kromatik dağılım Işık hızına bağlı dalga boyu uzunluğunun neden olduğu bir darbenin optikal dalga yolundaki anlık yayılmasıdır.

- L –
LAN/Yerel alan ağı Yerel alan ağı. Küçük bir alana servis yapmak için tasarlanmış herhangi bir kullanıcı sayısını birleştiren veri ağı.

Lay Tek bir tel veya iletken için bir tel veya kablo ekseni boyunca bir iletken veya kablonun ekseni etrafında tam bir tur yapabilmek için ölçülen uzunluk.

Lay direction Kablonun ekseni boyunca bakıldığında bir kabloda spiral bükümün ilerlemesinin yönü. Yayılma yönü sol veya sağ olabilir.

Lazer Dar bir ışıkla uygun ışık kaynağı ve dar bir spektral bant genişliği (2 nm kadar).

LF (Low frequency) Alçak frekans. Federal İletişim Komisyonu tarafından dizayn edilen radyo spektrumunda 30’dan 300 kHz’e kadar değişen frekans bandı.

Light emitting diode/LED kaynağı P-N birleşimiyle oluşan uygun ışık gönderen yarı iletken cihaz. Işık yoğunluğu elektriksel akıma açık bir şekilde oransaldır.

Local area network/Yerel alan ağı Yüksek veri oranlarına azaltımla (100 Kbps’den 155 Mbps’ye) sınırlı bir coğrafi alana sınırlandırılan veri iletişim sistemi (6 mile veya 10 km’ye kadar). Alan; tek bir binadan birkaç binadan veya kampüs tipi düzenlemeyi öngörür. Ağ bazı switchleme teknolojisi çeşıtlerini ortak taşıyıcı devir kullanmaz her ne kadar toplu ve özel networklere sahip olsa da kullanılmaktadır.

Loose tube Kablolanan bir fiberi çevreleyen çoğunlukla su bloklama jeliyle doldurulmuş koruyucu tüp.

Loose tube kablo Kablo dizaynı tipi; öncelikle bina dışı kullanım için: Bir veya birden fazla fiber sert plastik tüplerin içerisindedir. Fiberler 250 mikrona bufferlanmıştır.

- M -
Mbps Saniye başına megabit bitlerin sayısı bir saniyede iletilen milyon bit.

Megahertz (MHz) Bir milyon hertze eşit frekans birimi (bir saniyede bir milyon hertz).

Micron/Mikron Metrenin milyonda biri.

Microwave Uzak kızılötesi ve geleneksel radyo frekans oranı arasında olan elektromanyetik spektrum bölümü. Mikrodalga frekans oranı 1 GHz’den 300 GHz’e erişmektedir. Mikrodalgalar genellikle noktadan noktaya bağlantılarda kullanılır; çünkü ışık demetinin içine kolayca yoğunlaşabilirler.

Mikrobending Az bir mikrometrenin aynı eksende yerine geçme durumunu kapsayan fiber eğriliği ve milimetrenin uzaydaki dalgaboyu. Mikrobendler ışık kaybına ve sonuç olarak fiberin zayıflamasının artmasına neden olurlar.

Modal dispersion/Modal yayılma Bir optik fiberde değişik mesafelerde ve hızlarda giden çift ışın için yayılan atış.

Mode field diameter (MFD)/Mode alan çapı Singlemode fiberde optik enerjinin çapı. Çünkü MFD şerit çapından daha büyüktür. MFD pratik bir parametre olarak şerit çapının yerini alır.

Mode mixing/Modkarışımı Yayılma hızlarında multimode fiberin değişik modlarının değişkenlik göstermesi. Birbirlerinden bağımsız yayılmaları ne kadar uzun olursa fiber bant genişliği multimode sapması fiber uzunluğu ile ters orantılı olarak değişir. Fiber geometrisi ve indeks profilinin homojen olmaması ve aşamalı enerjinin değişik hızlardaki modları arasında değişkenlik olması sonucu ortaya çıkmaktadır. Bu mod karışımına göre uzun multimode fiberler shod fiberlerdeki Iineer extrapolasyonla edinilen değerden daha büyüktür.

Mode/Mod Bir optik fiberde ilerleyen tek elektromanyetik dalga.

Monokromatik Tek bir dalga boyunu kapsar. Pratikte radyasyon monokromatik olamaz ama daha dar dalga uzunluğu bandı gösterir.

Mono-mode fiber Singlemode fibere bakınız.

MT-RJ MT-RJ Anlaşması tarafından (AMP Siecor HP Fujikura US Conec.) geliştirilmiş MT-RJ fiber optik konnektörü.

Multimode Işığın çift modunu gönderen cihaz veya taşıyan fiber.

- N -
Numerical aperture (NA) Bir fiber için açısal kabulün ölçüsü. Yaklaşık olarak kabul konisinin yarı açısının sinüsüdür.

- O –
Optical waveguide optical fiber Düşük zayıflamanın optik saydam malzemesini içeren ve bu şeritin daha düşük refraktif indeksinin optik saydam malzemenin cladding içerikle dielektrik waveguide şerit. Sinyailerin Lightwaveler ile iletimi için kullanılır ve seyrek olarak fiber olarak refere edilir. Ek olarak bazı optik komponentlerde laser diodeler -ki bunlara da optik waveguide’lar denir- düzlemsel dielektrik waveguide durumları vardır.

Optik fiber Camın ince filamenti. Işık şeklinde bilgi taşıyabilen şerit ve cladding içeren optik eleman.

Optik kayıp Fiberler coupler’lar boyunca iletilen ışığın transfer edilirken kaybettiği optik güç miktarı.

OSI Açık sistem bağlantısı; ISO tarafından geliştirilen LAN iletişim modeli.

OTDR/Optik Zaman Alan Refraktörü Optik bir etkinin fiber boyunca ölçüldüğü yerde ve girdilere yansımalarda zamanın bir fonksiyonu olarak bir fiberi karakterize etmek için bir yöntem. Zayıflama katsayısını uzaklığın bir fonksiyonu olarak zararları ve diğer lokal kayıpları tanımlamakta tahmin etmede yararlıdır.

- P -
Pigtail Bir uçta sonlanmış konnektörlere sahip fiber optik kablo. Kablo birleşimine de bakınız.

Plastik optik fiber Plastik optik fiber cam optik fiberden daha ucuz olduğu için masaüstü fiberi destekleyecek şekilde dizayn edilmiştir.

Preform Optik fiber dalga boyundan cam durumu.

Primary coating/Ön kaplama Üretim sırasında alanın güvenirliğini koruyan fiberin cladding yüzeyine direk olarak uygulanan plastik kaplama.

- R -
Receiver/Alıcı Bir fiber optik sistemde ışık enerjisini elektriksel enerjiye çeviren elektronik paket.

Reflection loss/Yansıma kaybı Bir çizgi süreksizliğinde gücün yansımasına göre kaybolan sinyal parçası.

Refraktif index Bir vakumda ışık hızının transmisyon çevresindeki hızına oranı.

- S -
SC Optik fiber konnektör tipi. SC ST gibi 25 mm demir kullanır push-pull eklemeye izin veren yuvada durmaktadır ve konnektörün kaldırılması adaptörü oluşturmaktadır. Hızlı veri ağları için seçimin konnektörü olmaktadır.

Spectral bandwidth/ Spektral bant genişliği Aydınlatma gucünün en fazla ve bunun yarısı olduğu dalga boyları arasındaki fark.

- T -
Transmitter Bir fiber optik sistemde elektrik enerjisini ışık enerjisine çeviren elektronik düzen.

- U -
UHF Ultra high frekans; 300-3000 MHZ arası.

- V –
Velocity of propagation (VP) Belirli uzunluktaki bir kablodaki elektrik
enerjisinin iletim hızının aynı mesafede boşlukta ışık hızına oranı. Genelde % olarak ifade edilir.

VHF Very-high frequency; Federal İletim Komisyonu’nca 30-300 MHz arasında standartlaştırılmıştır.

VLF Very low frequency; 10-30 kHz arası.

- W -
Wave length Bir sinyalin pozitif tepe değerleri arasındaki mesafe. Frekans arttıkça dalgalar yaklaşır ve bu mesafe de azalır.

- Z –
Zero-dispersion wave length 1) Bir single mode fiber optikte materyalin ışın dağılımıyla dalga yolu ışın dağılımının birbirini engellemediği dalga boyu veya boyları. Not: Tüm silika yapıdaki fiber optiklerde yaklaşık 1.55 mikron seviyelerinde gerçekleşir. Mühendislikte en düşük zayıflama katsayısındaki küçük bir artış. 2) Kabaca bir ifadeyle multimode fiber optikte materyal ışın dağılımının minimum örneğin gerçekte sıfır olduğu dalga boyu. Minimum-dispersion wave length’in eş anlamlısı.
gerilim değeri. bükümlü per. minimum materyalışın dağılımlı yaklaşık 1.3 mikronluk dalga boyundan oluşmaktadır. Singlemode fiberler dopant içeren silika yapıdaki camdan yapılmaktadırlar; bu yüzden de materyalin ışın dağılımlı dalga boyu bir miktar değişir: Zero-dispersion wave length (sıfır ışın dağılımlı dalga boyu)



__________________
Yediğin içtiğin senin olsun kardaş
Ahiret için neler yapıyorsun onlardan bahset ...
Hâdim isimli Üye şuanda  online konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 21-01-2009, 07:57 AM   #6 (permalink)
Kurucu

 
Hâdim - ait Kullanıcı Resmi (Avatar)
 
Üyelik Bilgileri
Üyelik tarihi: Dec 2006
Bulunduğu yer: Başkent
Yaş: 30
Mesajlar: 33.507
Bahsedildi: 5 mesajda
Davet edildi: 3 konuda
Rep Durumu
Tecrübe Puanı: 2449
Rep Puanı: 83973
Rep Derecesi:
Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.
Standart

Fiber Optik Kablonun Çalismasi

Fiberin çalışma prensibi temel optik kurallarına dayanır. Bir ışın demeti az yoğun bir ortamdan daha yoğun bir ortama geçerken geliş açısına bağlı olarak yansıması ( tam yansıma) yada kırılarak ortam dışına çıkması (bu istenmeyen durumdur) mantığına dayanır.
Kablo 3 kısımdan oluşur.
İNDİS: Bir ışık ışınının madde içersinde ilerlemesine gösterilen zorluk katsayısı
KIRILMA İNDİSİ: Işığın boşluktaki hızının madde içerisindeki ışık hızına oranına kırılma indisi denir.
NÜVE: Işığın içerisinde ilerlediği ve kablonun merkezindeki kısımdır. Çok saf camdan yapılmıştır ve esnektir. Yani belirli sınırlar dahilinde eğilebilir cinsine göre çapı tek modlu veya çok modlu oluşuna göre 8 mikrometre ile 100 mikrometre arasında değişir (not: insan saçı 100 mikro metre civarındadır).
KILIF: Tipik olarak 125 mikrometre çapında nüveyi saran ve fibere enjekte edilen ışının nüveden çıkmasını engelleyen kısımdır aynı nüve gibi camdan yapılmıştır ancak indis farkı olarak yaklaşık %1 oranında daha azdır bu indis farkından dolayı ışık ışını nüveye enjekte edildikten sonra kılıfa geçmez (aşırı bir katlanma ya da ezilme yoksa) ışın kılıf nüve sınırından tekrar nüveye döner ve böyle yansımalar dizisi halinde nüve içerisinde ilerler.
KAPLAMA: Optik bir özelliği olmayan kaplama polimer veya plastik olabilir bir veya birden fazla katmanı olabilir. Optik bir özelliği yoktur sadece fiberi darbe ve şoklardan korur.



Fiberoptik kablo çeşitlerinden bazıları

Işın Demetinin Fibere Enjekte Edilmesi
Gönderilecek ışın yada sinyal fiberin nüvesine enjekte edilir. Ancak fiber içerisinde kılıfa geçmemesi için belirli bir açı dahilinde nüveye girmeli ki nüve kılıf sınırından tam yansıma yapabilsin bu açıya kritik açı denir. Hesaplanması aşağıdaki gibidir.

Şekildeki kabul konisi olarak görülen bölüm kritik açının oluşturduğu ve tamamen fiber kablonun parametrelerine göre değişebilen bir konidir. Bu açılardan küçük gelen her ışın demeti fibere girer. Formüldeki n1 nüve n2 kılıf indisleridir.


Dereceli İndis Fiber
Aynı kesit dereceli indis fiberden alınacak olursa nüvenin dışa doğru tıpkı bir dış bükey mercek gibi yay çizdiği görülür. Bunun anlamı ise nüvenin çok sayıda farklı yoğunluklarda cam tabakadan oluştuğudur. Bu durumda ışık nüve içerisinde kabaca bir sinüs dalgası çizerek ilerler.

Kademeli İndis Fiber
Çok modlu kademeli indis fiber en basit fiber tiplerinden biridir 100 – 970µm arasında bir nüve çapına sahiptir. Nüve çapının daha fazla olması daha fazla mod taşınması açısından faydalıdır. Ancak modal yayılma en çok bu tip fiberde olur. Yayılma km başına 15-30 nano saniye olur. Rakam saniyenin milyarda 15- 30 u gibi görünebilir ama bütün kodlama sistemlerinde hataya sebep olacak düzeydedir. Kabul edilebilir yayılma miktarı km de 1 ns dir.

Işık nüve içinde dereceli indis fiber gibi sinüs dalgaları çizmek yerine tam yansıma kurallarına bağlı zig zaglar çizerek ilerler.



Işığın Dalga Boyları ve Spektral Genişlik
Her ışının bir dalga boyu vardır. Bu dalga boyu ışığın görünür- görünmez yada elektromagnetik spektrumda nerede ve ne özellikte olduğunu belirler. Örneğin infrared (kızıl ötesi) ışınlar insan gözünün algılayabileceği sınırın altındadır.

Bir ışın demetinin nüve içerisinde ilerleme hızı dalga boyuna bağlıdır. Örneğin mor olan yani mor renkli ışığın dalga boyu 455 nm kırmızı ışığın dalga boyu 620 nm. Bunun anlamı bu iki ışın fiber içinde aynı hızla ilerlemez. Kırmızı ışın aralarındaki dalga boyu farkı kadar daha hızlı ilerler (her saykılda). Işığın bu özelliği bize bir dezavantaj olarak geri döner(modal yayılma olarak).
Mod
Mod genel olarak bir fibere enjekte edilen her ışın şeklinde tanımlanabilir ve kısmen fiberin bilgi taşıma kapasitesini ifade eder. Her fiberin taşıyabileceği mod sayısı nüvenin çapına ve yapısına bağlıdır. Fiberin iletebileceği mod sayısı için ilk önce normalize olmuş nümerik açıklık frekansı (V) bulunur. Daha sonra iletilebilecek mod sayısı (N) bulunur.

Modal Yayılma
Aynı anda fibere enjekte edilen ışınlar fiber sonuna farklı zamanlarda ulaşırlar buna modal yayılma denir ve sadece çok modlu fiberlerde meydana gelir. Modal yayılmayı azaltmanın 3 yolu vardır.
• kullanılacak fiberi daha az moda izin verecek şekilde seçmek dolayısıyla daha dar bant genişliğine katlanmak
• dereceli indis fiber kullanmak: dereceli indis fiber kullanıldığında bütün ışınlar dalga boyu ne olursa olsun nüvenin yapısından dolayı aynı yolu izleyeceklerdir. Bu en etkili yöntemdir. Bant genişliği açısından da kısıtlama getirmez.
• tek modlu fiber kullanmak bu tip fiberde yalnız tek mod bulunduğundan bir gecikme söz konusu olmaz.

Malzeme Yayılması
Farklı dalga boyları (renkler) fiber nüvesi içerisinde farklı hızlarda hareket eder. Ancak farklı ortamlarda da ortama göre de farklı hızlarda hareket eder. Işık hızının malzeme (nüve) içerisindeki hızı hem nüve malzemesine hem de ışığın dalga boyuna bağlıdır. Malzeme özelliğinden kaynaklanan yayılmaya bu nedenle malzeme yayılması denir. Bir kaynak normalde tek bir dalga boyunda ışık yaymaz. Bir çok dalga boyundan ışık yayabilir. Bu dalga boyları aralığı spektral genişlik olarak tanımlanabilir. Spektral genişlik ledler için 35nm lazer için 2-3 nm dir. Örnekten de anlaşılacağı gibi kullanılan kaynak lazer ise malzeme yayılması çok daha az olur. Örneğin lazer kaynağımızın 850nm de çalışmasını istiyoruz. Kaynak 848 nm ile 851 nm arasında bir spektral çerçevede çalısır. 848nm deki sinyaller (kırmızımsı) 851 nm deki sinyallerden daha hızlı hareket edecektir. Ancak lede göre çok daha az bir yayılma ortaya çıkar.

Zayıflama Saçılma ve Absorblama
Zayıflama ışık fiber içerisinde yol alırken meydana gelen güç kaybıdır dB/km olarak ölçülür. Plastik fiberler için 300dB/km tek modlu cam fiberler için 021dB/km civarındadır. Ancak ışının dalga boyu ile de ilgilidir aşağıdaki grafik bu durumu gösterir.

Zayıflamanın en fazla olduğu bölgeler 730-950 nm ve 1250-1380nm bölgeleridir. Bu bölgelerde çalışmamak daha avantajlı olur. Zayıflama iki sebepten dolayı olur; saçılma ve absorblama.
SAÇILMA:Gelen ışının yabancı bir maddeye çapmasıyla oluşan dağılma ve ışık kaybıdır Saçılma uzun dalga boyundaki ışınlarda çok daha küçük bir etkiye sahiptir. Matematiksel olarak saçılma dalga boyunun 4.kuvvetinin tersi ile orantılı olduğundan kısa dalga boyundan uzun dalga boylarına geçildikçe hızla azalır ama asla sıfır olmaz.
SAÇILMA:
820nm de :25db
1300nm de :024db
1550nm de :0012db gibi değerlerde seyreder.
ABSORBLAMA:Saçılmayla aynı nedenden oluşur. Temel farklılık saçılma ışığın dağılması şeklinde bir bozuklukken bu olayda ışığın sönümlenmesi söz konusudur. Fiber içindeki yabancı maddeler (örn: kobaltbakır krom) absorblamaya neden olur. Kayıpların düşük olması için bu maddelerin fiberde milyarda bir düzeyinde olmalıdır.




__________________
Yediğin içtiğin senin olsun kardaş
Ahiret için neler yapıyorsun onlardan bahset ...
Hâdim isimli Üye şuanda  online konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 21-01-2009, 07:58 AM   #7 (permalink)
Kurucu

 
Hâdim - ait Kullanıcı Resmi (Avatar)
 
Üyelik Bilgileri
Üyelik tarihi: Dec 2006
Bulunduğu yer: Başkent
Yaş: 30
Mesajlar: 33.507
Bahsedildi: 5 mesajda
Davet edildi: 3 konuda
Rep Durumu
Tecrübe Puanı: 2449
Rep Puanı: 83973
Rep Derecesi:
Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.
Standart

Mikrobent Kayıpları
Mikrobent kayıpları kablonun çeşitli sebeplerden bükülmesinden dolayı oluşur. Eğer ciddi boyutlarda bir bükülme varsa ışının tamamen yok olması söz konusu olabilir. Bu nedenle fiber kablolar genelde çok katmanlı korumalı imal edilir.

FİBER OPTİK İLETİŞİM SİSTEMİ:

Şekil 22-3'de optik bir iletişim hattının basitleştirilmiş blok diyagramı gösterilmektedir. Hattın üç asal öğesi vericialıcı ve kılavuzdur. Verici şunlardan oluşur: analog ya da sayısal bir arabirim bir gerilim- akım dönüştürücüsü bir ışık kaynağı ve bir kaynaktan- fibere ışık bağlayıcı. Fiber kılavuz ya aşırı saf cam ya da plastik bir kablodur. Alıcı ise şunları içerir: bir fiberden ışık dedektörüne bağlaşım aygıtı bir fotodedektör bir akım- gerilim dönüştürücüsü bir yükselteç ve analog ya da sayısal bir arabirim.
Fiber optik bir vericide ışık kaynağı sayısal ya da analog bir sinyal tarafından modüle edilebilir. Analog modülasyonda giriş arabirimi empedansları eşler ve giriş sinyal genliğini sınırlar. Sayısal modülasyonda başlangıçtaki kaynak zaten sayısal biçimde olabilir; eğer kaynak bilgi sayısal değil de analog biçimde ise sayısal darbe akışına dönüştürülmesi gerekir. Kaynak bilgi analog olduğunda arabirimde ek olarak bir analog/sayısal dönüştürücü bulunmalıdır.
Gerilim- akım dönüştürücüsü giriş devreleriyle ışık kaynağı arasında elektriksel bir arabirim vazifesi görür. Işık kaynağı ya ışık yayan bir diyod (LED) ya da enjeksiyon lazer diyodudur (ILD). Bir LED ya da bir ILD tarafından yayılan ışık miktarı sürme akımının miktarına eşittir. Gerilim- akım dönüştürücüsü bir giriş sinyal gerilimini ışık kaynağını sürmede kullanılan bir akıma dönüştürür.
Kaynaktan fibere bağlayıcı mekanik bir arabirimdir. İşlevi kaynaktan yayılan ışığı fiber optik kabloya bağlamaktır. Fiber optik cam ya da plastik fiber çekirdekten bir koruyucu zarftan ve bir koruyucu kılıftan oluşmaktadır. Fiberden ışık dedektörüne bağlaşım aygıtı da mekanik bir bağlayıcıdır. Bu aygıtın işlevi fiber kablodan mümkün olduğunca çok ışığı ışık dedektörüne bağlamaktır.
Işık dedektörü çoğunlukla ya bir PIN (pozitif - saf - negatif ) diyod ya da bir APD'dir (çığ fotodiyodu). Gerek APD gerekse PIN diyod ışık enerjisini akıma dönüştürür. Dolayısıyla bir akım- gerilim dönüştürücüsü gereklidir. Akım- gerilim dönüştürücüsü dedektör akımındaki değişiklikleri çıkış sinyal gerilimindeki değişikliklere dönüştürür.
Alıcı çıkışındaki analog ya da sayısal arabirim de elektriksel bir arabirimdir. Eğer analog modülasyon kullanılıyorsa arabirim empedansları ve sinyal düzeylerini çıkış devreleriyle eşler. Eğer sayısal modülasyon kullanılıyorsa arabirimde bir de sayısal- analog dönüştürücü bulunmalıdır.

FİBER SİSTEMLERİN DEZAVANTAJLARI:
Bugün için fiber sistemlerin birkaç dezavantajı vardır. Tek önemli dezavantaj fiber sistemin kurulmasında başlangıç maliyetini daha yüksek olmasıdır ancak gelecekte fiber sistem maliyetinin oldukça düşeceğine inanılmaktadır. Fiber sistemlerin bir başka dezavantajı henüz kanıtlanmamış olmalarıdır; henüz uzun süredir kullanılmakta olan fiber sistemler mevcut değildir.
IŞIĞIN FİBER OPTİKTE YAYILIMI: Işık fiber optik bir kablodan ya yansıma ya da kırılma yoluyla yayınım yapabilir. Işığın nasıl yayınım yaptığı yayınım moduna ve fiberin indeks profiline bağlıdır.
YAYINIM MODU: Fiber optik terminolojisinde mod sözcüğü yol anlamına gelir. Eğer ışığın kabloda alacağı tek bir yol varsa buna tek modlu yayınım denir. Eğer birden çok yol varsa buna çok modlu yayınım denir. Şekil 22 - 10 ışığın fiber optikte tek modlu ve çok modlu yayınımını göstermektedir.
İNDEKS PROFİLİ: Bir fiber optiğin indeks profili çekirdeğin kırılma indisinin grafiksel bir temsilidir. Kırılma indisi yatay eksen üzerine; çekirdek ekseninden radyal uzaklık ise düşey eksen üzerine çizilir. Şekil 22 - 11 üç tür kablonun çekirdek indeks profillerini göstermektedir.
İki temel indeks profili türü vardır: kademe ve dereceli. Kademe indeksli bir fiber sabit kırılma indisli merkezi bir çekirdeğe sahiptir. Çekirdeğin çevresi sabit ve merkezi çekirdeğin kırılma indisinden daha düşük bir kırılma indisine sahip harici bir koruyucu zarfla sarılmıştır. Şekil 22 - 11'den çekirdek/ koruyucu zarf sınırında kademe indeksli bir fiberin kırılma indisinde ani bir değişiklik olduğu görülebilir. Dereceli indeksli fiberde koruyucu zarf yoktur ve çekirdeğin kırılma indisi sabit değildir; kırılma indisi merkezde en yüksek değerdedir ve dış kenara doğru yavaş yavaş azalır.

FİBERİN OPTİK DÜZENLEMELERİ:
Temel olarak üç tür fiber optik düzenlemesi vardır: tek modlu kademe indeksli çok modlu kademe indeksli ve çok modlu dereceli indeksli.
TEK MODLU KADEME İNDEKSLİ FİBER: Tek modlu kademe indeksli fiber yeterince küçük bir merkezi çekirdeğe sahiptir; öyle ki temel olarak ışığın kabloda yayınım yaparken izleyebileceği tek bir yol vardır. Bu fiber türü Şekil 22-12'de gösterilmiştir. En basit tek modlu kademe indeksli fiber biçiminde dıştaki koruyucu zarf havadır(Şekil 22-12a). Cam çekirdeğin kırılma indisi (n1) yaklaşık 1.5'tirhava koruyucu zarfının kırılma indisi (n0) ise 1'dir. Kırılma indislerindeki büyük fark cam/hava sınırında küçük bir kritik açı (yaklaşık 42 derece) oluşturur. Dolayısıyla fiber geniş bir açıklıktan gelen ışığı kabul eder. Bu da ışığı kaynaktan kabloya bağlamayı nispeten kolay hale getirir. Ancak bu tür fiber tipik olarak çok zayıftır ve pratikte bu fiberin kullanımı sınırlıdır.
Tek modlu kademe indeksli fiberin daha kullanışlı türü koruyucu zarf olarak hava yerine başka bir malzemenin kullanıldığı türdür (Şekil 22-12b).Koruyucu zarfın kırılma indisi (n2) merkezi çekirdeğin kırılma indisinden (n1) biraz daha azdır ve koruyucu zarf boyunca sabittir. Bu tür kablo fiziksel olarak hava koruyucu zarflı kablodan daha güçlüdür ancak kritik açısı da çok daha yüksektir(yaklaşık 77 derece). Kritik açının bu kadar yüksek olması kabul açısının küçük kaynak-fiber açıklığının ise dar olmasına yol açarak ışığı ışık kaynağından fibere bağlamayı güçleştirir.
Her iki tür tek modlu kademe indeksli fiberde de ışık fiberede yansıma yoluyla yayınım yapar. Fibere giren ışık ışınları çekirdekte doğrudan yayınım yaparlar ya da belki bir kez yansırlar. Dolayısıyla bütün ışık ışınları kabloda yaklaşık aynı yolu izler ve kablonun bir ucundan diğer ucuna olan mesafeyi yaklaşık aynı sürede kat ederler. Bu tek modlu kademe indeksli fiberlerin çok önemli avantajlarından biridir.
ÇOK MODLU KADEME İNDEKSLİ FİBER: Çok modlu kademe indeksli bir fiber (Şekil 22-13'de) gösterilmiştir. Çok modlu kademe indeksli düzenleme tek modlu düzenlemeye benzer; aradaki fark merkezi çekirdeğin çok daha geniş olmasıdır. Bu fiber türü daha geniş bir ışık-fiber açıklığına sahiptir dolayısıyla kabloya daha çok ışık girmesine imkan verir. Çekirdek / koruyucu zarf arasındaki sınıra kritik açıdan daha büyük bir açıyla çarpan ışık ışınları (A ışını) çekirdekteki zikzak şeklinde yayınım yapar ve sürekli olarak sınırdan yansırlar. Çekirdek / koruyucu zarf sınırına kritik açıdan daha küçük bir açıyla çarpan ışık ışınları (B ışını) koruyucu zarfa girer ve yok olurlar. Fiberde yayınım yaparken bir ışık ışınının izleyebileceği çok sayıda yol olduğu görülebilir. Bunun sonucu olarak bütün ışık ışınları aynı yolu izlemez dolayısıyla fiberin bir ucundan diğer ucuna olan mesafeyi aynı zaman süresi süresi içinde kat etmezler.
ÇOK MODLU DERECELİ İNDEKSLİ FİBER: Çok modlu dereceli indeksli fiber (Şekil 22-14'te) gösterilmiştir. Çok modlu dereceli indeksli fiberin belirleyici özelliği sabit olmayan kırılma indisli merkezi çekirdeğidir; kırılma indisi merkezde maksimumdur ve dış kenara doğru tedrici olarak azalır. Işık bu tür fiberde kırılma aracılığıyla yayılır. Bir ışık ışını çekirdek boyunca diyagonal olarak yayınım yaparken sürekli olarak daha az yoğundan daha yoğun ortama geçer. Dolayısıyla ışık ışınları devamlı kırılırlar ve sürekli olarak bükülürler. Işık fibere çok farklı açılardan girer. Işık ışınları fiberde yayınım yaparken fiberin dış bölgesinde ilerleyen ışık ışınları merkeze yakın ilerleyen ışınlardan daha fazla mesafe kat ederler. Kırılma indisi merkezden uzaklaştıkça azaldığı ve ışığın hızı kırılma indisi ile ters orantılı olduğu için merkezden uzakta ilerleyen ışık ışınları daha yüksek bir hızla yayınım yapar. Dolayısıyla ışınlar fiberin bir ucundan bir ucuna olan mesafeyi yaklaşık aynı sürede kat eder.

IŞIK KAYNAKLARI:

Temel olarak fiber optik iletişim sistemlerinde ışık üretmede yaygın olarak kullanılan iki aygıt vardır : ışık yayan diyodlar (LED'ler) ve enjeksiyon lazerli diyodlar (ILD'ler). Her iki aygıtın da avantajları ve dezavantajları vardır ve birine oranla öteki aygıtın seçilmesi sistem gerekliliklerini bağlı olarak yapılır.
IŞIK YAYAN DİYODLAR: Temel olarak ışık yayan diyod (LED) yalnızca bir P-N eklem diyodudur. Çoğunlukla alüminyum galyum arsenit (AlGaAs) veya galyum arsenit fosfit (GaAsP) gibi yarı iletken bir malzemeden yapılır. Ledler ışığın doğal emisyonla yayarlar; ışık elektronlar ile deliklerin yeniden birleşiminin bir sonucu olarak yayılır. Diyod ileri ön gerilimli olduğunda P-N eklemi üzerinde azınlık taşıyıcıları meydana gelir. Azınlık taşıyıcıları eklemde çoğunluk taşıyıcıları ile yeniden birleşip enerjiyi ışık şeklinde verirler. Bu süreç temel olarak klasik bir diyottaki süreç ile aynıdır; aradaki fark şudur: LED'lerde belli yarı iletken malzemeler ve katkılama maddeleri süreç ışıma yapacak (foton üretecek) şekilde seçilir. Foton elektromanyetik dalga enerjisinin bir nicesidir. Fotonlar ışık hızında ilerleyen parçalardır ancak durağan halde iken kütleleri yoktur. Klasik yarı iletken diyotlarda (sözgelimi germanyum ve silisyum) süreç temel olarak ışıma yapmaz ve foton üretimi olmaz. Bir LED imal etmek için kullanılan malzemenin enerji aralığı LED'den yayılan ışığın görünür ışık olup olmadığını ve ışığın rengini belirler.
En basit LED yapıları sade eklemli epitaksiyel olarak büyütülmüş veya tek dağılmış aygıtlardır. Epitaksiyel olarak büyütülmüş LED'ler genellikle silisyum katkılı galyum arsenitle yapılırlar. Bu tür LED'den yayılan tipik bir dalga boyu 940 nm'dir; 100 mA'lik ileri yönde akımda tipik çıkış gücü ise 3 mW'tır. Düzlemsel dağılmış (sade eklemli) LED'ler 900 nm'lik bir dalga boyunda yaklaşık 500 mW çıkış yaparlar. Sade eklemli LED'lerin önde gelen dezavantajı ışık emisyonlarının yönlü olmayışıdır; bu da bu tür diyotları fiber optik sistemler açısından kötü bir seçenek haline getirir.
Düzlemsel karışık eklemli LED epitaksiyel olarak büyütülmüş LED'e oldukça benzer; aradaki fark düzlemsel karışık eklemli LED'de geometrik tasarımın ileri yönde akımı aktif katmanın çok küçük bir alanına yoğunlaştıracak şekilde yapılmış olmasıdır. Bu yüzden düzlemsel karışık eklemli LED'lere oranla çeşitli avantajları vardır.
Bu avantajlar şunlardır:
• Akım yoğunluğundaki artış daha parlak bir ışık spotu oluşturur.
• Emisyon yapan alanın daha küçük yayılan ışığı bir fibere bağlamayı kolaylaştırır
• Etkili küçük alanın kapasitansı daha düşüktür; bu da düzlemsel karışık eklemli LED'lerin daha yüksek hızlarda kullanılmasını sağlar.
FİBER OPTİK KABLOLARDA KAYIPLAR:

Fiber optik kablolarda iletim kayıpları fiberin en önemli özelliklerinden biridir. Fiberdeki kayıplar ışık gücünde bir azalmaya neden olur ve böylece sistem bant genişliğini bilgi iletim hızını verimliliği ve sistemin genel kapasitesini azaltır. Başlıca fiber kayıpları şunlardır:
• Soğurma kayıpları
• Malzeme ya da Rayleigh saçınım kayıpları
• Renk ya da dalga boyu ayrılması
• Yayılım kayıpları
• Modal yayılma
• Bağlaşım kayıpları
Soğurma Kayıpları: Fiber optikteki soğurma (yutma) kaybı bakır kablolardaki güç kaybına benzer; fiberin saf olmaması nedeniyle fiberde bulunan maddeler ışığı soğurur ve ısıya dönüştürür. Fiber optikleri imal etmede kullanılan aşırı saf cam yaklaşık %99.9999 saftır. Gene de 1 dB/km arasındaki soğurma kayıpları tipik değerlerdir. Fiber optikteki soğurma kayıplarına yol açan üç faktör vardır: morötesi soğurma kızılaltı soğurma ve iyon rezonans soğurması.
Morötesi soğurma-Morötesi soğurmaya fiberin imal edildiği silika malzemesindeki valans elektronları neden olur. Işık valans elektronlarını iyonize ederek iletkenlik yaratır. İyonizasyon toplam ışık alanındaki bir kayba eşdeğerdir ve bu nedenle fiberin iletim kayıplarından birini oluşturur.
Kızılaltı soğurma-Kızılaltı soğurmaya cam çekirdek moleküllerinin atomları tarafından soğurulan ışık fotonları neden olur. Soğurulan fotonlar ısınmaya özgü rastgele mekanik titreşimlere dönüştürülür.
İyon rezonans soğurması-İyon rezonans soğurmasına malzemedeki OH-iyonları neden olur. OH-iyonlarının kaynağı imalat sürecinde camın içinde sıkışıp kalan su molekülleridir. İyon soğurmasına demir bakır ve krom molekülleride neden olabilir.
Malzeme ya da Rayleigh Saçınım Kayıpları: İmalat sürecinde cam çekilerek çok küçük çaplı uzun fiberler haline getirilir. Bu süreç esnasında cam plastik haldedir(sıvı ya da katı halde değil). Bu süreç esnasında cama uygulanan germe kuvveti soğuyan camda mikroskopla görülmeyecek kadar küçük düzensizliklerin oluşmasına neden olur;bu düzensizlikler fiberde kalıcı olarak oluşur. Işık ışınları fiberde yayınım yaparken bu düzensizliklerden birine çarparsa kırınım meydana gelir. Kırınımışığın birçok yönde dağılmasına ya da saçılmasına yol açar. Kırınım yapan ışığın bir kısmı fiberde yoluna devam eder bir kısmı da koruyucu zarf üzerinden dışarı kaçar. Kaçan ışık ışınları ışık gücünde bir kayba karşılık gelirler. Buna Rayleigh saçınım kaybı denir.
Renk ya da Dalga Boyu Ayrılması: Daha önce de belirtildiği gibi bir ortamın kırılma indisi dalga boyuna bağlıdır. Işık yayan diyodlar(LED'ler) çeşitli dalga boylarını içeren ışık yayarlar. Bileşik ışık sinyalindeki her dalga boyu farklı bir hızda ilerler. Dolayısıyla bir LED'den aynı zamanda yayılan ve fiber optikte yayınım yapan ışık ışınları fiberin en uç noktasına aynı anda ulaşmazlar. Bunun sonucu olarak alma sinyalinde bozulma meydana gelir; buna kromatik bozulma denir.
Yayılım Kayıpları: Yayınım kayıplarına fiberdeki küçük bükümler ve burulmalar neden olur. Temel olarak iki tür büküm vardır:mikro büküm ve sabit yarıçaplı büküm. Mikro büküm çekirdek malzemesi ile koruyucu zarf malzemesinin ısıl büzülme oranları arasındaki farktan kaynaklanır. Mikro büküm fiberde Rayleigh saçınımının meydana gelebileceği bir süreksizlik oluşturur. Sabit yarı çaplı bükümler fiberin yapımı ya da monte edilmesi sırasındaki bükülmeler sonucu meydana gelir.
Modal Yayılma: Modal yayılmanın ya da darbe yayılmasının nedeni bir fiberde farklı yollar izleyen ışık ışınlarının yayınım sürelerindeki farktır. Modal yayılmanın yalnızca çok modlu fiberlerde meydana gelebileceği açıktır. Dereceli indeksli fiberler kullanılmak suretiyle modal yayılma önemli ölçüde azaltılabilir; tek modlu kademe indeksli fiberler kullanıldığında ise hemen hemen bütünüyle bertaraf edilebilir.
Modal yayılma bir fiberde yayınım yapmakta olan bir ışık enerjisi darbesinin yayılarak dağılmasına neden olabilir. Eğer darbe yayılması yeterince ciddiyse bir darbe bir sonraki darbenin tepesine düşebilir(bu semboller arası girişime bir örnek oluşturmaktadır). Çok modlu kademe indeksli bir fiberede doğrudan fiber ekseni üzerinden yayınım yapan bir ışık ışınıfiberi bir ucundan diğer ucuna en kısa sürede kat eder. Kritik açıyla çekirdek/koruyucu zarf sınırına çarpan bir ışık ışını en çok sayıda dahili yansımaya maruz kalacak. Dolayısıyla fiberi bir ucundan diğer ucuna en uzun sürede kat edecektir.
Bağlaşım Kayıpları: Fiber kablolarda şu üç optik eklem türünden herhangi birinde bağlaşım kayıpları meydana gelebilir:ışık kaynağı-fiber bağlantıları fiber-fiber bağlantıları ve fiber fotodedektör bağlantıları. Eklem kayıplarına çoğunlukla şu ayar sorunlarından biri neden olur:yanal ayarsızlık açısal ayarsızlık aralık ayarsızlık ve kusursuz olmayan yüzey.
Yanal ayarsızlık: Yanal ayarsızlık bitişik iki fiber kablo arasındaki yanal kayma ya da eksen kaymasıdır. Kayıp miktarı bir desibelin beş ila onda biri ile birkaç desibel arası olabilir. Eğer fiber eksenleri küçük fiberin çapının yüzde beşi dahilinde ayarlanmışsa bu kayıp ihmal edilebilir.
Açısal ayarsızlık: Açısal ayarsızlığa bazen açısal yer değiştirmede denir. Açısal ayarsızlık ikiden az ise kayıp 0.5 desibelden az olur.
Aralık ayarsızlığı: Aralık ayarsızlığına bazen uç ayrılması da denmektedir. Fiber optiklerde ekler yapıldığında fiberlerin birbiri ile temas etmesi gerekir. Fiberler birbirinden ne kadar ayrı olursa ışık kaybı o kadar fazla olur. İki fiber birbirine bağlantı parçasıyla birleştirilmişse uçlar temas etmemelidir. Bunun nedeni iki ucun bağlantı parçasında birbiri ile sürtünmesinin fiberlerden birine ya da her ikisine birden hasara yol açabilecek olmasıdır.
Kusursuz olmayan yüzey: İki bitişik kablonun uçlarının bütün pürüzleri giderilmeli ve iki uç birbirine tam olarak uymalıdır. Fiber uçların dikey çizgiden açıklıkları 3'den az ise kayıpların 0.5 desibelden az olur




__________________
Yediğin içtiğin senin olsun kardaş
Ahiret için neler yapıyorsun onlardan bahset ...
Hâdim isimli Üye şuanda  online konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 21-01-2009, 07:59 AM   #8 (permalink)
Kurucu

 
Hâdim - ait Kullanıcı Resmi (Avatar)
 
Üyelik Bilgileri
Üyelik tarihi: Dec 2006
Bulunduğu yer: Başkent
Yaş: 30
Mesajlar: 33.507
Bahsedildi: 5 mesajda
Davet edildi: 3 konuda
Rep Durumu
Tecrübe Puanı: 2449
Rep Puanı: 83973
Rep Derecesi:
Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.
Standart

Fiber Optik Kabloların Tarihçesi

1980’lerde ışık dalgaları ile haberleşme ortaya çıktı. ABD ve diğer sanayileşmiş milletler fiber optik kullanmaya başladılar ve o kadar çok kullandılar ki son on yıl ‘’camın on yılı’’ olarak adlandırıldı. Koaksiyel veya başka türden onlarca mil uzunluğundaki bakır kablolar uzun mesafe haberleşmesinde modası geçmiş olarak kabul edildi. Bakır kablolar band genişliği denilen çok fazla bilgi taşıma kapasitesine sahip olmadıkları için fiber optik kablolar ile değiştirilmişlerdir.

Bir fiber optik haberleşme sisteminde bilgi metalik sistemlerdeki gibi elektron hareketiyle olmaktan ziyade ışık dalgasıyla taşınır. Optiksel fiber içinde ışığın kolayca yayılabilmesi için temiz cam veya temiz plastikten yapılan şeffaf ince bir çubuktan ibarettir. Işık sinyali vericiden çıkarak çubuğun içindeki alıcıya gider ve çubuğun içindeki bu alıcıdan kolayca algılanabilir.

Bir fiber optik haberleşme sistemi üç ana bileşene sahiptir elektrik sinyallerini ışık sinyallerine çeviren bir verici sinyalleri iletmek için bir optik fiber ve diğer uçtaki sinyalleri yakalayıp onları elektrik sinyallerine çeviren bir alıcı.

Vericinin önemli bir parçası bir ışık kaynağıdır. Bu ya bir iletkenden lazer diyod veya ışık yayıcı diyoddur. (LED).

Bir optik fiber camdan yapılsa dahi şaşırtıcı biçimde serttir. Aslında tel gibi bükülüp burulabilir. Bununla beraber optik fiberi uç uca eklemek zor olabilir fiberlerin uçları mekanik ekleme veya fuzyon ile birleştirilebilir.
Optik fiberler ultra saf oldukları için çok az iletim kayıplarına sahiptirler.
Her bir fiber üç kısma sahiptir. Fiberin merkezinde ışık sinyalini taşıyan nüve vardır. Nüve ‘’kaplama’’ adı verilen yaklaşık olarak 125 pm çapındaki eş eksenli bir cam tabakası ile çevrelenmiştir. Kapsama nüveden farklı bir kırma indisine sahip olduğu için ışığı nüvede muhafaza ederek tam iç yansıma oluşur. Kaplamanın çevresi fiberi aşınma baskı ve kimyasallardan koruyan poli üretan bir cekettir. Birden birkaç yüze kadar sayıdaki fiber bir kablo oluşturmak için gruplandırılırlar.

2.1. IŞIK KURAMININ TARİHÇESİ

Fiber optiğin insanları neden bu kadar çok etkilediğini anlamak için beklide önce ışık kuramının tarihçesine bakmak gerekir. Son 3000 yıl içinde ışık ile ilgili geliştirilen onlarca kuramdan önemli olan altısı şunlardır.

1) Dokunma
2) Işıma
3) Parçacık
4) Dalga
5) Elektromanyetik
6) Kuantum
Dokunma kuramı temelinde hissetmeye dayalı bir teori. Eski çağlarda gözün görünmez bir cisim göndererek maddeye dokunduğu ve onu algıladığı sanılırdı. Işıma kuramıysa dokunma kuramının tersine parlak cisimlerin gönderdiği ışın veya parçacıkların cisimler üzerinden sekerek göze gelmesine ve algılanmasına dayanır. Işıma kuramı 11. y.y. dokunma kuramına göre daha fazla kabul gördü.

Bundan sonra gelen iki kuram Sir Isaac Newton’un parçacık ve Christian Huygens’in dalga kuramları. Bunlar birbirlerine tam ters olan kuramlardır. Newton’a göre ışık parçacık olarak düz bir yol üzerinde yer alır. Diğer bir deyişle ışık bir parçacık sistemidir ve kaynağında her yöne düz doğrular boyunca yayılır. Newton’un fizik yasası parçacıkların cisimlerden yansımasını açıklayabilir.

Huygens’in dalga kuramı ise Newton’un kuramını kabul etmiyor. Ona göre eğer ışık parçacıklardan oluşsaydı birbiriyle karşılaşan ışık demetleri kendilerini yok etmeliydi. Huygens bunu açıklamak için karşılaşan iki su akıntısını gösterdi. Gerçektende ışık böyle bir özellik göstermez ve ışık demetleri karşılaştıklarında su örneğinde olduğu gibi bir olay ortaya çıkar. Huygens ışığın bir dalga olduğunu öne sürdü. Ona göre ışık ve onunla ilgili olaylar tümüyle dalga kuramına oturtulmalıydı. Buna karşılık Newton da eğer ışık bir dalgaysa hareketi boyunca rastladığı köşeleri de dönmesi gerektiğini ancak bunun olmadığını ileri sürerek dalga kuramını reddetti. Bu günün bilimi ise ışığın gerçekten köşeleri döndüğünü gösterebiliyor. Ancak dalga boyunun çok küçük olmasından dolayı bu olayın gözle görülmesi olası değil. Dalga kuramı 1800 ‘lü yıllarda kabul gördü. Parçacık kuramıysa 1800’lü yılların sonunda tamamen terk edildi.

Ondokuzuncu yüzyıl sonlarında James Clerk Maxwell elektrik manyetizme ve ışığı bir kuramda birleştirdi.bu kurama elektromanyetik teori denildi. Maxwell’e göre ışık bir elektromanyetik dalgadır ve diğer elektromanyetik dalgaların özelliklerini gösterir. Maxwell elektrik ve manyetik sabitlerden yararlanarak ışık hızını hesapladı. Gerçi bulduğu hız kabul edilebilir değer içinde; ancak Maxwell’in teorisi fotoelektrik etkisini açıklayamıyor.

1887’de Heinrich Hertz metal üzerine gönderilen belli özellikteki ışığın elektronları metal yüzeyinden kopardığını buldu. 1900’de Max Planck ışık ile ilgili başka bir kuram geliştirdi. Buna göre ışık içinde enerji olan küçük bir paket içinde iletilir ve madde tarafından emilir.bu küçük pakete ‘quanta’ adını verdi. Quanta içindeki enerji ışığın frekansıyla doğru orantılı. Albert Einstein Planck’ın kuramını tamamen kabul ederek ışığın quanta olarak iletilmesinin ve madde tarafından emilmesinin yanında ışığın quanta olarak yol aldığını ileri sürdü. Einstein quanta birimi olarak foton’u kabul etti. Değişiklikler ışığın yoğunluğunu arttırıp azaltılarak ayarlanabiliyor ve hoparlör benzeri bir aleti çalıştırabiliyor.

2.2. FİBERİN KUA ÖZGEÇMİŞİ :

1854’te John Tyndall ışığın bükülmüş bir band içindeki sudan geçirebileceğini ve dolayısıyla ışığın eğilebileceğini gösterdi. 1880’de Alexander Graham Bell ışık demeti üzerinden bir ses sinyalini ileten ‘’Photophone’’ isimli aleti buldu. Ancak elektrik sinyalini kullanarak ses iletişimini sağlayan telefonu bulduktan sonra bu çalışmasına devam etmedi. Photophone’un temel sorunu ışık sinyalinin havadan geçerken atmosferik olaylardan etkilenmesiydi. Örneğin bulutlu bir havada sinyal bozulabiliyordu. Aynı yıl William Wheeler içi kaplanmış ışık borusunu kullanarak ışığı yönlendiren olaylar deneyler yaptı.

1888’de Viyana’da Roth ve Reuss sağlık bilimleri grubu bükülmüş ışık borularını insan insan vücudunun tanınmasında kullandılar.

1895’te Fransız mühendis Henry Saint-Rene bükülmüş cam borularından yararlanarak görüntüleri aktarmaya yarayan bir sistem tasarımı geliştirdi.

1898 yılında Amerikalı David Simith ameliyat lambası olarak kullanılabilen bir bükülmüş cam borunun patenti için başvurdu.

1920’lerde İngiliz John Logie Baird ve Amerikalı Clarence W.Hansell televizyon ve faksın ilk örnekleri sayılan saydam cam borulardan oluşan ve görüntünün iletilmesine yarayan cihazları için patent aldılar.

1930’da alman tıp öğrencisi Heinrich Lamm ilk kez vücudun görünmeyen yerlerini gözlemek amacıyla fiber optik kablolardan oluşan bir sistem kurdu. Ancak görüntüler oldukça yetersizdi ve patent alma girişimleri Hensell’in İngiliz patenti yüzünden geri çevrildi.

1905’te Einstein kuantum kuramını kullanarak fotoelektrik olayını açıkladı. Kuantum kuramını iki temel kuramın parçacık ve dalga kuramının birleştirilmesiydi. Bu birleştirme zorunluydu; ışık bazen parçacık bazen dalga özelliği gösterir. Işık enejinin bir biçimidir. Fotonlar ancak bir fotonun hareket halinde olması durumunda var olurlar.

Fiber optikle ışığın en yakın ilişkisi yansımadır. Newton yasaları ışığın nasıl yansıdığı açıklayabiliyor. Newton kuramına göre ışığın bir yüzeye gelme açısıyla yansıma açısı değişmez. Işığın çok önemli bir özelliğiyse kırılma. Kırılma ışığın değişik ortamlarda yol almasıyla ortaya çıkıyor. Belli özellikteki bir ortamdan başka özellikteki bir ortama geçerken ışık kırılır. Işığın hızı hareket ettiği ortama bağlı olarak bazen artar bazen de azalır. Örneğin ışık havada camdan daha hızlı ilerler. Bir ortamdan diğerine geçerken ışık hızının değişmesi onun kırılmasına neden olur.

Fiber optik teknolojisi son birkaç yüzyıldır geliştirilen ışık kuramının bir sonucudur. Gördük ki eski zamanda ateş bir sinyal aracı olarak kullanılmıştı. Bilim geliştikçe haberleşmede kullanılan sinyalleme şekil değiştirdi. Ve bu işlem çok daha karışık bir hale geldi. Işıkla ilgili bilim adamlarının çalışmaları çok eskiye dayanmakla birlikte fiber teknolojisindeki gelişme çok yenidir.

Tekrar geriye gittiğimizde 1621 yılında Willebiord Sinell’in kendi adıyla bilinen kanununu formüle ettiğini görüyoruz. 1860’da Graham Bell ses iletimini ses dalgaları tarafından titreştirilen aynalar kullanarak gösterdi. Ses tarafından modüle edilen aynalar ışığı bu modülasyona göre yansıtırlar. Modüle edilen bu ışığın selenyum plakası yüzeyine yansıtılması yüzeydeki direnci değiştirir.

1954’te Hollandalı bilim adamı Abraham Van Heel ve İngiliz bilim adamı Harold H. Hopkins birbirlerinden bağımsız olarak görüntü paketleri konusunda makaleler yazdılar. Hopkins üzeri başka bir camla kaplanmamış fiber kablo içinde ışığın iletimini anlatırken Van Heel fiber kablo üzerine kırılma indisi daha düşük bir cam kaplamanın dış etkenlerden ve diğer fiber kablolardan etkilenmesini azaltacağını buldu. O günlerde en büyük sorun ışığın fiber boru içinde yol alırken sinyalin azalmasıydı.

1961’de American Optical’dan Elias Snitzer tek modlu fiberlerin teorik tanımlanmasını yayımladı. Snitzer’in düşüncesi insan vücudunun içine bakmayı amaçlayan sağlık bilimlerindeki uygulamalar için uygundu ve kayıp bir metrede yaklaşık bir desibel civarındaydı. Ancak iletişim aletlerinde kabul edilebilir ışık şiddeti kaybının kilometrede 10 veya 20 desibel’in üzerinde olmaması gerekir.

1964’te Dr. C. K. Kao uzun mesafeli iletişimde kullanılan kritik özellikleri fiber kablolar için tanımladı. Buna göre ışık şiddeti kaybı kilometrede 10 veya 20 desibel olarak belirlendi. Kao aynı zamanda kayıpları azaltmak için daha saf cam kullanılması gerektiğini belirtti.

1970’te araştırmacılar eritilerek birleştirilmiş çok saf erime sıcaklığı ve kırılma indeksi düşük olan silis üzerinde deneyler yapmaya başladılar. Araştırma grupları cama ekledikleri değişik malzemelerle fiber damarındaki kırılma indeksini fiber kabuğuna göre çok az miktarda arttırarak günümüzde kullanılan fiber kabloları elde etmeye başladılar. Cam konusunda uzman Robert Maurer Donald Keck ve Peter Schultz ilk fiber optik kabloyu veya fiber optik dalga kılavuzunu buldular. Bu kablo bakır kabloya göre 65.000 kat daha fazla bilgiyi binlerce kilometre uzağa götürebilmekteydi.

1975’de ABD hükümeti Cheyenne Mountain’da bulunan NORAD karargahındaki bilgisayarları elektronik gürültüyü azaltmak amacıyla fiber kablo kullanarak birbirine bağlamaya karar verdi.

1977’de 2 km uzunluğundaki ilk fiber telefon iletişim hattı Chicago’da 672 ses kanalıyla kullanılmaya başlandı.

Günümüzde uzun mesafe iletişim trafiğinin %80’i fiber kablolar üzerinden yapılıyor. Değişik firmalar tarafından üretilen yaklaşık 25 milyon kilometrelik fiber kablo kullanılıyor.

3.1. İLETİM ORTAMI:
3.1.1. Serbest Uzay İletimi:


Serbest uzay ortamında güneş ışığı kullanılarak yapılan ilk optik haberleşme düzeni 1880’de A.G.Bell’in fotofonudur. Bu düzenleme ilk 200 m’lik bir mesafeye bilgi ulaştırabilmiştir. Bu iletim şekli dış uzayda basit muhtemelen uygun olur. Yersel haberleşme için toz parçacıkları ve yoğunluk homojensizliklerinin sebep olacağı saçılmalar hakkında endişe duyulabilir. Her şeyden önce yoğunluk atmosferde yükseklikle değişir; daha da önemlisi solar ısınma küçük ölçekte hızlı değişen yoğunluk dalgalanmalarına yol açabilir. Hava durumu ciddi soğuruma yol açabilir; mesela sis kolayca 40-60 dB’lik ciddi soğuruma yol açabilir. Ayrıca atmosferik gazlar tarafından da soğurum vardır. Sonuç olarak serbest uzayda iletim pratik değildir. (bazı özel uygulamalar dışında)

3.1.2. Kılavuzlanmış yayılma:

Kılavuzlanmış yayılmada ilk teşebbüs her biri f odaklıklı (birkaç on metre) ve 4t aralıkla yerleştirilmiş bir yakınsak mercekler serisi (ortak odaklı mercekler-confocallens) kullanmaktı. Bir merceğin 2t kadar önünde bulunan bir kaynağın görüntüsü 2f arkasında bir noktada oluşturulur; görüntünün oluştuğu yer bir sonraki merceğin tam olarak 2t kadar önündedir ve böylece devam eder.

1960’larda metal veya helozon biçimli tellerden yapılan dairesel dalga kılavuzlarında TE01 modu mikrodalga frekansları için yoğun bir biçimde incelendi. Böyle dalga kılavuzları optik ve IR frekanslarında mümkündür; aslında milimetre altı bölgeye gidersek kullanılabilir.

Yansıtma borusu 1960’larda incelenen bir başka eski fikirdir. Ve çok eğik gelişteki yüksek yansıtma dayanır. Ancak böyle bir iletim hattını gerçekleştirmek çok zordur.

Kılavuzlayıcı ortam olarak cam fiberlerinin kullanımının çok cazip olduğu gösterildi. Bunun sebebi cam fiberlerin küçük boyutluğu hafifliği kolay kullanılması ve maliyetinin düşüklüğüdür.

3.2. OPTİK KAYNAKLAR :

Optik fiberler tarafından sunulan yeni imkanlar ebat ve güvenilirlik bakımından uyumlu ve düşük güç harcayan optik kaynaklar ve dedektörlerle ilgili araştırmaları hızlandırmıştır. Yarıiletken ışık yayıcılar ve katıhal dedektörleri en ümit verici düzenler olarak görülmüştür. 77 0 K’ne kadar soğutulmuş bir GaAs ekleminde lazer olayı 1962 gibi eski bir tarihtedir. Ve p-n ekleminden elde edilen kohorent olmaya yayılımın ilk gösterilmesi 1963’te olmuştur. 1968’de ilk çifte hetero yapılı lazer çalışması yapılmıştır ancak 1970’de oda sıcaklığında sürekli dalga çalışması elde edilebilmişti. Bu sonuç sıra ile değişen GaAs ve AlxGa1-xAs tabakalarından oluşan bir yapı kullanarak elde edildi. Çalışma dalga boyu 084 μm idi. Bu düzenlerin ömrü birkaç saatten uzun değildi.

O zamandan beri güvenilirlik ve ömür bakımından göz alıcı ilerlemeler sağlanmıştır. 1973’te 1000 saatten fazla ömürlü aygıtlar yapılmıştır. 7000 saatten uzun ömürlü DHS lazerler 1977’de elde edilmiştir.

Kohorent olmayan yayıcılara (LED’ler) gelince 1971’de küçük alanlı baştan yayılımlı yüksek ışımalı 085 μm’de yayılan DHS LED’leri geliştirildiğinde önemli bir adım atılmıştı bu LED’ler çok modlu optik fiberlere kuplas için uygundu daha ucuz fabrikasyon ve daha basit sürücü devreleriyle birlikte mükemmel güvenilirlik karakteristikleri bu LED’leri lazerlere bir alternatif olarak pratik uygulamalar için çok çekici optik kaynaklar haline getirdi.

Uzun mesafeli yüksek bit hızlı iletimin çok düşük kayıplı ve çok düşük dispersiyonlu fiberlerle elde edilme imkanı bu yeni dalga boyu bölgeleri için kaynaklar ve dedektörlerin geliştirilmesini kamçıladı. Işık kaynakları için III-V elementlerinin ikili üçlü ve dörtlü kombinezonları kullanıldı. En başarılısı GaInAsP/InP çalışması ile 2000 saatten fazla ömür sağlandı. Eşik akımı bu 1000 mA civarına vardı. Bu tarihlerde 13 μm’de yayınım yapan küçük alanlı yüksek ışımalı InGaAsP cw LED’leri yapıldı. Lazerler konusunda son derece çok sayıda yapı geliştirildi. Eşik akımı ticari cihazlarda 10-30 mA bölgesine kadar düşürüldü. 155 μm’ lik DFB lazer diyotlarda 100 mHz ‘den daha dar çizgi genişliklerine ulaşılmıştır. Lazer diyotlar yüksek kapasiteli sistemler için hız ihtiyaçlarını çok iyi bir şekilde karşılar. InGaAsP/InP düzenlerinin laboratuar örnekleri 20 GHz’in çok yukarısında çalıştırılmıştır. En iyi ticari cihazlar ise 10 GHz ‘e kadar geniş band genişlikleri gösterebilir.

3.3. FOTODEDEKTÖRLER :

Modüle edilmiş optik dalganın bir dedektör tarafından tekrar bir elektriksel bir işarete dönüştürülmesi gerekir. Dedektör seçiminde kuantum verimi (yani foto elektron salma verimi) spektral cevap ve frekans cevabı dikkate alınmalıdır.

İki ana tipte dedektör vardır. Bunlar pozitif-intrinsic-negatif (PIN) fotodiyotlar ve çığ fotodiyotlar (ADP) dır. Ve PIN ve ADP arasındaki seçim gerekli olan işaret kalitesine bağlıdır.

Eğer yüksek bir S/N gerekli ise o zaman alınan güç öyle yüksek bir seviyede olmalıdır ki bu güç seviyesinde APD ve PIN aynı performansı sağlar. Diğer taraftan eğer S/N üzerindeki ihtiyaç çok katı değilse o zaman APD daha düşük alıcı gücün yeterli olması anlamında çok daha etkilidir.

Basit Ge dedektörlerinin zayıf performansı yüzünden 13-155 μm’de çalışacak olan üçlü (InGaAs/InP) ve dörtlü (InGaAsP/InP) alaşımlı fotodedektörlerde geliştirilmiştir. En iyi ticari PIN InGaAs dedektörlerde 10 GHz üzerinde band genişlikleri elde edilmiştir.

3.4. PASİF ELEMANLAR :

Özellikle 10 μm veya daha düşük özçapları olan tek modlu fiberlerin birbirlerine bağlanması için bağlanma teknikleri büyük ilerlemeler kaydetmiştir. Toplam kayıpları 03 dB’nin altında olan konnektörler gerçekleştirilmiştir ve ticari olarak kullanıma sunulmuştur.

Lehim yapma teknikleri arazide 005 dB’den daha az ortalama kayıpların rutin olarak başarılmasına imkan vermektedir. Bu sonuçlar geometrik parametrelerin daha sıkı kontrolü ve çok modlu yayılım etkilerinin olmaması yüzünden tek modlu fiberlerde çok modlu fiberler için elde edilenlerden daha iyidir. Pek çok başka önemli cihazlarda geliştirilmiştir. Yölü kuplörler yıldız kuolörler izolotürler. Bunların çoğu çok düşük kayıplı ve hattın kalan kısmıyla yüksek uyumluluğa sahip optik fiberlerle gerçekleştirilmiştir.

3.5. FİBER OPTİK HABERLEŞME SİSTEMİ :

Şekil 3-1 de optik fiber haberleşme sistemi blok şema olarak gösterilmiştir. Bilgi kaynağı optik haberleşme sistemine elektriksel işareti sağlar elektriksel verici optik kaynağı sürer. Optik kaynak taşıyıcı ışık kaynağının modülasyonunu yapar. (Elektrikten optiğe dönüşüm e/o). Optik fiber kablo taşıyıcı ortam olarak kullanılır. Optik alıcı (Fotodiyot ve tottransistör) demodülasyon yapar.(optikten elektriğe dönüşüm o/e). Daha sonra elektriksel algılama yapılarak hedefe gönderilir.

Şekil 3-1 Optik Fiber Haberleşme Sistemi

Bilginin taşıdığı yol boyunca yukarıdaki şemada ‘’hat yükselticileri’’ zayıflamaları telafi etmek için belli aralıklarla yerleştirilirler. Bu hat yükselticileri elektro optik düzenler olduğu gibi tamamen fiber yükselteçlerde olabilir.

Optik fiberli haberleşme sistemindeki gelişmeler aşağıdaki şekilde özetlenebilir.
a-) ilk kuşak sistemler :
Çok modlu basamak indisli fiberler kullanılmış ve kısa dalga boyu bölgesinde (08-09 μm) çalışılmıştır.

b-) ikinci kuşak sistemler :
Çok modlu gradyan indisli fiberler kullanılmış ve hem kısa hem de uzun dalga boyu bölgelerinde (08-16 μm) çalışılmıştır.

c-) üçüncü kuşak sistemler :
Tek modlu fiberler kullanılır ve uzun dalga boyu bölgesinde (11-16 μm) çalışılır.




__________________
Yediğin içtiğin senin olsun kardaş
Ahiret için neler yapıyorsun onlardan bahset ...
Hâdim isimli Üye şuanda  online konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 21-01-2009, 08:00 AM   #9 (permalink)
Kurucu

 
Hâdim - ait Kullanıcı Resmi (Avatar)
 
Üyelik Bilgileri
Üyelik tarihi: Dec 2006
Bulunduğu yer: Başkent
Yaş: 30
Mesajlar: 33.507
Bahsedildi: 5 mesajda
Davet edildi: 3 konuda
Rep Durumu
Tecrübe Puanı: 2449
Rep Puanı: 83973
Rep Derecesi:
Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.
Standart

Fiber Optik Kabloların Tarihçesi 2

4.1. IŞIN TEORİSİ İLE İLETİM ve TEMEL KAVRAMLARI:

Şekil 3.1’de gösterilen yapı kırılma indisli şeffaf bir öz ve onu saran biraz küçük kırılma indisli şeffaf bir yelekten oluşmaktadır. Yelek dalga kılavuzu yapısını destekler ve yeterince kalın olduğu zaman çevre hava ortamına radyasyonla kaybı önemli ölçüde azaltır. Aslında ışık enerjisi kendisine eşlik eden alanların yelek-hava ara yüzeyinde ihmal edilebilir. Bir değere düşmesine imkan sağlayarak hem öz hem de yelek içinde taşınır.

4.1.1. TAM İÇ YANSIMA:

Işın teorisi modelini kullanarak ışığın bir optik fiber içindeki yayılımını incelemek için dielektrik ortamın kırılma indisini hesaba katmak gerekir. Bir ortamın kırılma indisi ışığın vakumdaki hızının o ortamdaki hızına oranı olarak verilir. Bir ışık ışını optik olarak yoğun bir ortamda daha az yoğun bir ortamdakinden daha yavaş ilerler ve kırılma indisi bu etkinin ölçüsünü verir. Bir ışın kırılma indisleri farklı iki dielektrik arasındaki ara yüzeye geldiği zaman şekil 3.2 (a) ‘da gösterildiği gibi kırılma oluşur. Işığın geldiği ortamın kırılma indisi ve ara yüzeyin normali ile yaptığı açı dir. Eğer ara yüzeyin diğer taraftaki dielektrik ’den daha küçük olan bir kırılma indisine sahipse kırılma o şekilde meydana gelirki düşük indisli ortamdaki ışın yolunun normalle yaptığı açısı ’den büyük olur. ve geliş ve kırılma açıları birbirine ve kırılma indislerine Denk.(3.1)’deki Snell kırılma kırılma kanunları ile bağlanırlar.

Snell Kanunu:

Şekil 4.2 (a)’dan ışığın küçük bir miktarının geliş ortamına geri yansıdığı (kısmi iç yansıma) da görülebilir. ’den büyük olduğundan kırılma açısı daima geliş açısından büyüktür. Bu yüzden kırılma açısı olduğu ve kırılan ışın dielektrikler arasındaki ara yüzeye paralel yayıldığı zaman geliş dan az olmalıdır bu kırılmanın sınır durumudur ve bu duruma karşı gelen geliş açısı şekil 4.2 (b)’de gösterildiği gibi kritik açı olarak bilinir.
Kritik açı:

Kritik açıdan daha büyük geliş açılarında ışık geldiği ortama (%99 civarında) bir verimlilikle geri yansıtılır bu olaya tam iç yansıma denilir. (şekil 4.2 (c) ) şekil 4.3 bir fiber içindeki bir ışık ışınının silika özle biraz düşük kırılma indisli indisli silika yelek arasındaki ara yüzeyde meydana gelen bir seri tam iç yansımalarla iletimini göstermektedir.

Şekil 4.3’de gösterilen ışın iletimi özü ve özyelek düzgün olan ideal fiber içindir. Öz eksenini keserek ilerleyen bu tür ışınlara meridyenel ışınlar denir. Özyelek ara yüzeyindeki süreksizlikler ve bozukluklar tam iç yansımadan ziyade ışınların kırılmasına sebep olur. Bu durumda ışık ışına yeleğe girerek kayıpların oluşmasına yol açar. Tam iç yansıma mekanizması ışığın fiber içinde kalarak yayılmasını (kılavuzlanma) sağlar.

4.1.2. KABUL AÇISI NÜMERİK AÇIKLIK ve BAĞIL KIRILMA İNDİS FARKI:

Işığın fiber içinde ilerleyebilmesi için girişte fiber ekseni ile yapacağı en büyük açıya kabul açısı denir ve bu açı şekil 4.4 ‘te ile gösterilir. ’ya eşit yada daha küçük bir açısıyla giren ışın A-ışınında olduğu gibi fiberin öz-yelek arayüzeyine tam yansıma şartını sağlayacak şekilde ulaşır. Böyle ışınlar fiber boyunca kılavuzlanır. ’dan büyük bir açıyla gelen ışınlar B ışınında olduğu gibi öz yelek ara yüzeyinde tam yansıma şartını sağlayamayacaklarından yeleğe girerler ve sonunda radyasyonla kaybolurlar.

Üç ortamın yani öz yelek ve havanın kırılma indisleri ile kabul açısı arasında bir bağlantı bulmak için ışın teorisi analizi sürdürmek mümkündür. Bu iş nümerik açıklık (NA) denen bir kavramın tanımına götürür. Bu analizde de fiberdeki meridyenel ışınlarla ilgileneceğiz.

Şekil 4.5 kabul açısı ’dan küçük olan bir geliş açısıyla fibere giren bir ışını göstermektedir. Şekil- 4.5 ‘de A noktasında snell kanunu kullanarak

Şekil – 4.5 Fiberin kabul açısından küçük bir açıyla havadan optik fibere giren meridyenel ışının yolu

şeklinde yazılır. Sınır durumunda için olur. Bu durumda Denk (4.2) ve (4.6) dan

elde edilir. Buradan nümerik açıklık (NA) tanımına ulaşılır.

Genel olarak (hava) için; olur. (en fazla 1 olur)

Genellikle kırılma indislerinin yerine aşağıda tanımlanan bağıl kırılma indis farkı bir fiberin karakteristiklerinden biri olarak kullanılır.

olarak yazılabilir. Nümerik açıklık fiberin ışık toplama kabiliyetinin bir ölçüsüdür. ’ye kadar olan fiber öz çapları için çaptan bağımsızdır. Daha düşük çağlar için geometrik optik (ışın optiği) yaklaşımları geçersiz olduğundan bu bağıntılarda geçersizdir. Bunun sebebi ışın teorisi modelinin ışığın karakterinin yalnızca bir kısmını tanımlamasıdır. Bu teori bir düzlem dalga bileşeninin fiber içindeki yönünü tanımlar; fakat böyle bileşenler arasındaki girişimi hesaba katmaz. Girişim olayı işe sokulduğu zaman fiber özünde sadece belli ayrık karakteristiklere sahip olan ışınların yayılacağı bulunmuştur. Böylece fiber sadece ayrık çok sayıdan kılavuzlanmış modu besler. Bu durum sadece bir veya birkaç modun beslediği küçük öz çaplı fiberlerde kritik hale gelir. Bu yüzden böyle durumlarda elektromanyetik mod teorisi uygulanmalıdır.

4.1.3 ÇAPRAZ IŞINLAR:
Bu ışınlar fiber ekseninden geçmezler Şekil 4.6’da gösterildiği gibi fiber içinde helezoni bir yol izlerler. Yansımada helezoni yol yönce 2 ’lık bir değişmeye uğrar. Burada ışının iki boyuttaki iz düşümü ile yansıma noktasında çizilen fiber özünün yarıçapı arasındaki açıdır.

Şekil 4.6 Optik fiberde çapraz ışın yolu
a) Fiber boyunca çapraz ışın yolu
b) Fiberin kesit görünüşü

Hava ortamında çapraz ışınların fiberden çıkış noktası Fibere giriş şartlarından çok maruz kalınan yansıma sayısına bağlı olur. Bu yüzden nonuniform ışık girişlerini daha daha üniform bir çıkışa dönüştürme özelliği vardır. (ışık dağılımı üzerinde düzeltme etkisi)

Şekil 4.7’de B’ noktasında gelen ve yansıyan ışınlar aynı düzlemdedir. B noktasında açısıyla yansıma
şeklinde yazılabilir. A noktasında snell kanunu kullanılırsa
Şekil 4.7 Bir çapraz ışının fiber içindeki yolu

elde edilir. Burada meridyenel ışınlar için en büyük eksenel giriş açısı ve iç taraftaki eksenel açıdır. Denk.
elde edilir. Burada çapraz ışınlar için max giriş açısıdır. (kabul açısı). Böylece çapraz ışınlar için kabul şartları;
ve n0 =1 olduğundan
olarak yazılabilir. Meridyenel ışınlar için; olduğundan olur.

SONUÇ: max. giriş açısı (meridyenel ışınlar için)
→ {
min. giriş açısı (çapraz ışınlar için)
Çapraz ışınlar ’nin değerine bağlı olarak meridyenel ışınlara göre daha büyük açılarda kabul edilirler.
Çapraz ışınlar meridyenel ışınlarla birlikte fiberin ışın toplama kabiliyetini arttırır. Pratik amaçlar için sadece meridyenel ışınlara ait NA (Denklem 4.8 ve 10)’u kullanmak yeterlidir.

4.2 FİBER OPTİĞİN TEMEL PRENSİPLERİ

Fiber kablonun çalışması ışığın tam yansıma prensibine dayanıyor. Işık Fiber kablo içinde (damarında) çeperlerden yansıyarak ilerler. Tam yansımanın olabilmesi ışık demetinin fiber kabloya giriş açısına bağlıdır.

Kırılma indeksi ışığın bulunduğu ortamdaki yayılım hızını gösteren bir kavram. Işık boşlukta saatte 800.000 km’lik bir hızla ilerler. Kırılma indeksi ışığın boşluktaki hızının herhangi bir ortamda hızına bölünmesinden elde edilir:
Kırılma indeksi = Işığın boşluktaki hızı / Işığın ortamdaki hızı
Boşlukta kırılma indeksi bu durumda 1’dir. Aşağıdaki tablo bazı tipik ortamlar için kırılma indeksini gösteriyor.

Ortam Tipik Kırılma
İndeksi (Kızılötesi) Işık hızı
Boşluk 1 Hızlı
Hava 10003
Su 133
Fiber kablo çeperi 146
Fiber kablo damarı 148 Yavaş

Bir ortamda ilerleyen ışık başka bir ortama girdiğinde herhangi bir kayıp olmadan geldiği ortama geri yansırsa buna Tam Yansıma denir.

Fiber kabloların çeperi (dış kaplama bölümü) ve damarı (iç bölümü) değişik malzemelerden yapıldığı için fiber içinde ilerleyen ışık damar bölgesinden çepere çarptığında tam yansımaya uğrayarak damara geri döner. Tam yansımanın olabilmesi için çeperin kırılma indeksinin damarınkinden daha az olması gerekir.

Işığın fiber kablo içinde tam yansımaya uğrayarak ilerleyebilmesi için fiberin damar bölgesine giren ışığın belli bir açının altında olması gerekir. Bu kritik açının oluşturduğu hayali koniye kabul konisi denilebilir. Kabul konisinin büyüklüğü çeper ve damar kırılma indeksine bağlıdır.

4.3 FİBER OPTİK KABLOLARIN UYGULAMA PRENSİPLERİ

Elektromanyetik spektrumda insan gözünün algılayabildiği bölgeye görünür bölge diyoruz. Görünür bölgede ışığın dalga boyu ışık renkleriyle ifade edilebilir. Gökkuşağı renkleri – kırmızı turuncu sarı yeşil mavi ve mor – görünür bölgede bulunurlar. Fiber optik iletişimde kullanılan elektromanyetik dalgaların dalga boyu görünür bölgenin üzerinde bulunur. Tipik optik iletişim dalga boyları 850 nanometre (nm) 1310 nm ve 1550 nm’dir. Hem lazerler hem de LED’ler fiber optik kablo üzerinden ışık sinyali üretiminde kullanılabilir. Lazer kaynakları 1310 ve 1550 nm ve tek mod uygulamalarında uygundur. LED’lerse 850 veya 1300 nm dalga boyundaki çoklu mod uygulamalarında kullanılabilir.

Fiberin en iyi çalıştığı bazı dalga boyu aralık pencereleri bulunuyor. Bunlara çalışma pencereleri denilebilir. Her pencere tipik dalga boyunun etrafında oluşur. Aşağıdaki tablo bu pencereleri veriyor.

Pencere Dalga boyu
800 – 900 nm 850 nm
1250 – 1350 nm 1310 nm
1500 – 1600 nm 1550 nm

Bu pencerenin seçilmesinin nedeni Fiber optiğin çalıştığı en iyi bölgeler olması diğer bir deyişle eldeki ışık kaynağıyla iletişim özelliklerinin en iyi şekilde çalışması.

Sistemin frekansındansa şu anlaşılıyor sayısal veya analog sinyalin modülasyon frekansı veya diğer bir anlatımla ışık kaynağı tarafından bir saniyede gönderilen sinyal sayısı frekans Hertz birimi ile ölçülür. 1 hertz saniyede 1 pulsa karşılık gelir. İletişimde kullanılan pratik birimse megahertz’dir (MHz) ve saniyede 1 milyon atmaya (pulsa) karşılık gelir.

4.4 FİBER OPTİK KABLOLARDA KAYIPLAR

Fiber kablo içinde yer alan ışık sinyalinin enerjisi ve dolayısıyla şekli değişik nedenlerle kayba uğrar. Bu kayıp desibel cinsinden ölçülür (dB/km). belli bir mesafede kullanılan fiberin düşük kayıplı olması gerekir. Dolayısıyla düşük kayıplı fiber optik sistemleri tercih edilir. Örneğin ilk çıkış gücünün %50 sini kaybı 3.0 dB’lik bir kayba karşılık gelir. Fiber optik kablolar birleştirildiğinde veya sistem içine monte edildiğinde bazı kayıplarla karşılaşır. İki fiber kablo uç uca birleştirilirse tipik kayıp 02 dB dir. Kayıp nedenleri pek çok olmakla birlikte iç ve dış kayıplar olarak iki sınıfa ayırabiliriz.

Işık sinyali fiber kablo içinde herhangi bir düzensiz bölgeye gelirse saçılıma uğrar ve saçılıma uğramış sinyal o bölge tarafından emilerek ilerlemesi engellenebilir. Rayleigh saçılması bilinen en önemli saçılım şeklidir. Fiber içindeki ışık fiberi oluşturan cam atomları ile etkileşir. Işık dalgaları atomlarla esnek çarpışma yapar ve ışık dalgası saçılıma uğrar. Eğer ışık saçılımdan sonra tam kırılması sağlayan açıdan daha büyük bir açıyla çepere çarparsa fiber kabloyu terk eder ve kaçar.

İkinci tip iç kayıp ışık sinyalinin fiber tarafından emilmesidir. Bu tür kayıplar genel kayıpların %3-5’ini oluşturur. Işık sinyalinin fiber tarafından emilmesinin nedeni fiberi oluşturan camın içinde bulunan kirliliklerdir. Bunlar titreşimi veya başka çeşit enerji kayıplarına neden olurlar.

Diğer kayıp tipiyse dış kayıplardır. Örneğin eğer fiber optik kablo bükülürse bu bölgedeki gerilim artar ve gerilimin artması da kırılma indeksini değiştirir. Bu durumda ışık sinyalinin tam yansıması gerçekleşmeyerek damar bölgesinin terk edilmesine neden olur. Bu tür eğilmelere makro bükülüm adı verilir.

Bu bükülümler mikro düzeyde kablonun içinde olursa sinyal fiberin damar bölgesini terk ederek kayba neden olur.

Işık artması fiber kablo içerisindeki yolculuğu sırasında yayılır. Bu durumda artma genişleyerek bir önceki veya bir sonraki atma ile çakışır yani gönderilen ışık sinyali artık ayrılamaz hale gelir. Sonuç olarak iletilen bilginin karakteristik özelliği yitirilmiş olur. Diğer bir anlatımla bilgi kaybolur.

Kromatik dağılım ışık kaynağında kullanılan dalga boyu aralığına bağlıdır. Lazer veya LED’ler tarafından üretilen ışığın dalga boyu belli bir aralıkta olur. Fiber içinde yer alan değişik dalga boyundaki dalgalar değişik hızlara sahiptir. Dolayısıyla eşit mesafeleri farklı sürelerde alırlar; bu da sinyalin yayılmasına neden olur. Sinyalin gereğinden fazla yayılması onun karakterini bozar ve bilginin kaybolmasına neden olur. Bu tür kayıplar tek mod fiber optik uygulamalarında oldukça önemlidir.

Bant Aralığı: Bant aralığını ışık sinyalini gönderdikten sonra diğer uçta bulunan dedektörün ayırabileceği özellikleri taşıyan bilgi miktarı olarak tanımlayabiliriz.

Daha önce anlatıldığı gibi yayılma ışık sinyalinin dağılmasına neden olur. Bu dağılma ışık atomlarının birbirleri ile birleşmelerine neden olur. Belli bir mesafede ve belli bir frekansta gönderilen atma alıcı tarafından okunamaz hale gelir. Bunu dışında genellikle çoklu mod fiberlerde görünen sinyallerin üst üste gelip karışması da bilginin kaybına neden olur.

Sistemlerin bant aralığı bir kilometrede megahertz (MHz) ile ölçülür. Örneğin eğer bir sistemin bant aralığı 200 MHz-km ise bir saniyede 200 milyon atma (puls) bir kilometrelik fiber içinde birbirine karışmadan algılayıcıya ulaşır.

FİBER MALZEMELERİ ve ÖZELLİKLERİ

5.1 GİRİŞ:
Haberleşme amaçlı optik fiberler özellikler camdan dielektrik malzemeden yapılırlar. Yüksek silikalı camlar şimdi çok bileşenli camlar terk edildiğinden rakipsizdirler. Silika olmayan oksit camlar ve oksit olmayan camlar incelemeye devam edilmektedir. Haberleşme amaçlı optik fiberler için malzemenin sahip olması gereken temel özellikler kullanılan spektral bölgede mükemmel şeffaflık kimyasal etkilere direnç iyi kararlılık iyi mekanik özellikler düşük fiyat ve endüstriyel işlemlere iyi uyumluluktur. Şekil 5.1 fiber optikte kullanılan veya üzerinde çalışılan malzemelerin ana ailesini göstermektedir.

5.2 CAMLAR:

Şimdilerde haberleşme amaçlı kullanılan bütün optik fiberler camsı malzemelerden yapılır. Hatta yakın gelecekte ümit vadeden malzemeler bile camsı malzemelerdir.

Camsı durumu tanımlamak kolay değildir. Cam olmayan şeyi tanımlamak veya bir camı elde etmede kullanılan işlemi tanımlamak daha kolaydır. Bu münasebetle bir cam amorf (yani kristal halde olmayan) bir malzeme olarak göz önüne alınır veya alternatif olarak kristalleşmeye başlayacak yeterli zaman bulunamayacak kadar hızlı bir şekilde soğutulan bir sıvı olarak kabul edilebilir. İkinci tanımlama cam üretmede kullanılan pek çok metottan sadece birini belirler.

Kompozisyon bir camın özelliklerini tanımlamak için yeterli değildir çünkü cam temel ve mekanik bir sürecin sonucudur ve özellikleri bu sürece bağlıdır. Farklı süreç parametreleri kompozisyonları aynı olsa bile farklı malzemeler oluşturur pek çok durumda farklar önemli derecededir. Bu yüzden hızlı soğutma süreçleri daha yavaş soğutma ile elde edilen camlardan daha düşük yoğunlukta atomlar arası mesafe daha fazla düşük kırılma indisli düşük viskoziteli camlar meydana getirir.

Fiktif sıcaklığı (Tf) kavramı camın bütün özelliklerini camın geçmişine bakmaksızın tek bir temel parametreye bağlamak için bir girişimdir. Böylelikle basit olarak fiktif sıcaklığı yapısal değişim olmaksızın camın termal dengeyi bulduğu sıcaklıktır denilebilir. Gösterilmiştir ki aynı kompozisyona sahip camlar iç yapıları farklı olsa bile aynı kırılma indisine ve aynı fiktif sıcaklığına sahip olabilir. Böylece şu sonuca varılır ki Tf camın durumunu temsil edemez.

Bu noktaya kadar bir cam daima homojen bir malzeme olarak göz önüne alınmıştır ve homojenlik özelliklerin izotropisini içerir. Yoğunluk ve kompozisyondaki dalgalanmalar bu görüşe ilk aykırılık olarak gözükür. Fakat cam yapım tekniğinin geçmişinde önemli bir bölüm camsı yapının bozulmasına (devikrifikasyon) ayrılmıştır burada bu terim (devikrifikasyon) bir camsı yapıyı etkileyen bütün değişimleri ihtiva eder. Camsı yapının bozulması faz ayrışması yani kristalleşme demektir. Kristalleşme sıcaklığı erime noktası ile cam geçiş noktası arasındadır. . ’in değişim aralığı genellikle birkaç dereceyi geçmez ve bu yüzden ’de gibi genellikle belirli bir sıcaklık olarak alınır.

Yeterince yüksek sıcaklıkta tutulan bir camın çoğu kez belli derecede camsı yapıdan ayrılma gösterdiği bulunmuştur bu ayrılmanın şiddeti gözleme zamanı ile artar ve - arttırıldıkça azalır. Bu yüzden çoğu kez cam kararlılığının bir göstergesi olarak kullanılır. Oda sıcaklığında kullanılmak istenen camlar için niceliği daha önemli olarak gözükmektedir; çünkü ’e ek olarak ve ’nin sıfırdan olan uzaklığını da hesaba katar. Silika camlar için alandan çok daha ciddi devitrifikasyon problemine sahip malzemelerden olan çeşitli florlu camlar için kararlılık indisleri gösterilmiştir.

Devitrifikasyon olayı oldukça karmaşık bir olaydır ve özellikle birden fazla elemanlı camlar için tam olarak açık değildir.

5.3 YÜKSEK SİLİKALI CAMLAR

Çok düşük kayıplı optik fiberler şimdiye kadar yüksek silika içerikli camın sentezlenmesiyle elde edilmiştir. Bu camları tanımlamak zordur; çünkü onları çok bileşenli camlardan ayırt eden hiçbir kesin kompozisyon yoktur. Silika temel elemandır bu elemana diğer oksitler eklenir; böylelikle onun kimyasal ve fiziksel özellikleri uygun şekilde değişir. Sonuç olarak silikadan başka oksitlerin oranı yükseldikçe camın davranışı geleneksel çok elemanlı camlarınkine daha çok benzer. Cam çekme sıcaklığı bu iki sınıfın arasını en iyi ayıran parametredir. Çekme sıcaklığı 800 ve 1200 arasında olan fiberler çok elemanlı cam fiberler olarak adlandırılır; çekme sıcaklığı yaklaşık olarak 2000 ’ye ulaşanlar ise yüksek silikalı cam fiberler olarak adlandırılırlar.

Yüksek silikalı cam fiberler için özdeki silika oranı çok modlu fiberlerde %85’den saf silika özlü tek modlu fiberler için %100’e kadar değişebilir. Kompozisyonu oluşturmada kullanılacak olan diğer bileşikler böylece nispeten düşük oranlarda kullanılırlar ve katkı (dopont) olarak adlandırılırlar. Yüksek silisyumlu camların özellikleri bu yüzden silika camlarınkine çok yakın olur.
Kimyasal özellikleri bakımından silika cam normal olarak iyi bir malzeme olarak görülebilir. Sonuç olarak bu cam hasar verebilen ve bozabilen ürünlerle temasa karşı korunmalıdır.
Diğer taraftan -50 ’den 70 ’ye kadar olan sıcaklık aralığında silika camın kararlılığı dikkate değer. Tablo 5.1 camsı silikanın ana fiziksel parametrelerini göstermektedir. Fiziksel özellikler takımı (mekaniksel ve özellikle optik alanlar) yüksek silikalı camı haberleşme optik fiberleri için en uygun malzeme haline getirmektedir.

5.4 OKSİT CAMLAR (ÇOKLU-OKSİT CAMLAR)

İlk modern optik fiberler oksit camlarla yapılmıştır. Bu fiber yine de yüksek zayıflamaya sahipti (600 dB/km) ve geleneksel oksit camlardan oluşmuştu; fakat geleneksel olmayan bir işlemle elde edilmişti. Haberleşme optik fiberlerine ait araştırma çeşitli katkılara sahip camsı silikaya doğru kaydı bunun sebebi hem 20 dB/km’nin altında zayıflamaya sahip ilk fiberin yüksek-silika tipli olması ve hem de külçe halindeki camlar üzerinde yapılan ölçmelerin camsı silikanın en iyi çoklu oksit camlardan daha geçirgen olması tezini doğrulamalıdır. Zayıflatma mekanizmalarının (özellikle saçılma) daha iyi anlaşılması ilgi tekrar oksit camlara yöneltmiştir. Bu camlar silika camdan daha düşük cam geçiş sıcaklığına (Tg) sahiptirler ve bu yüzden daha düşük öz inçli saçılma kayıpları vardır.

Bazı oksit camlarda ölçülen saçılma kayıplarının camsı silika için olanda daha düşük olacağı etkin şekilde bulunmuştur. Ancak tozlarda başlayarak oldukça sert camlar elde etmekteki zorluklar yüksek-silikalı işlemlerin düşük-silikalı oksit camları pratik olarak dışlayan bir ölçüde endüstriyel seviyede kabul etmesini sağlamıştır.

Çok bileşenli cam optik fiberler genellikle ve karbonatlardan başlayarak üretilirler. SiO GeO B O Na CO K CO ve BaCO hazırlama yöntemi reaktantların saflaştırılması veya sentezlenmesi ile başlar reaktantlar daha sonra karıştırılır ve bir cam oluşturmak için füzyona getirilir. En yaygın kullanılan cam tipi sodyum borosilikattır. Cam kararlılığını mekanik dayanımı ve difüzyon-ilişkili zayıflamayı iyileştirmek ve erime noktasını düşürmek için diğer kompozisyonlar da incelenmiştir. Soda kireç silikat camlarda soda-aliminosilikat camlarla ve alkali-germanosilikat camlarla da iyi sonuçlar elde edilmiştir. Kesin olarak değiştirilebilen kompozisyonları yüzünden birçok elemanlı camlar optik fiberler hazırlamak için ihtiyaç duyulan optik mekanik ve kimyasal özellikler elde etmek için geniş bir imkanlar sahası sunar. Ancak az veya çok kirlenmiş tozlardan başlayan bu gelişmemiş hazırlama yöntemi ve malzeme saflığını koruyan bir fiber hazırlama işleminin yokluğu yüksek kaliteli fiber üretimini engellemiştir. Bu malzemeler hala çoğunlukla kısa mesafede ‘’birinci-pencere’’ de çalışma veya SELFOC yöntemiyle elde edilen GRIN optik fiberler için düşük maliyetli fiberler elde etmede kullanılmaktadır.

Optik kızılaltına (2-20 µm) kaydırılmış dalga boylarında çalışan optik fiberler geliştirmek için şimdilerde ağır metal oksit camlar incelenmektedir. Uygun kompozisyonlar La O Ga O -SrO Sb O Bi O CaO-Al O TeO ve GeO esaslıdırlar. Son ikisinden fiberler çekilmiş ve karakterize edilmiştir. Bu camların hazırlanmasında VPP yöntemleri kullanılabildiğinden çok ilgi çekicidir.

5.5 HALOJEN CAMLAR

1960’ların başında IR Linfaredl görüntüleme demetleri için orta kızılaltı (MIR) bölge için imal edilmişti. 1970’den bu tarafa silika fiberlerle elde edilen çabuk ve cesaret verici sonuçlar diğer malzemelere olan ilgiyi yok etmiştir. Son yıllarda yeni malzemelere yönelen araştırmalar zayıflatmada daha fazla azalma elde etme ümidiyle yeniden başlamıştır. Hala Pasifik veya Atlantik okyanusunu tekrarlayıcı kullanmadan geçerek haberleşme imkanı sağlayacak olan aşırı düşük kayıplı fiber hayali vardır. İncelenen malzemelerin geçirgen (şeffaf) olduğu dalga bölgesi kızılaltı gölgedir. Kızılaltı dalga boyu bölgesi Tablo 4.2’de gösterildiği gibi alt kısımlara bölünür. Bu muhtemel ikinci nesil fiberler için aday malzemeler camsı yapıdadır. Camsı malzemeler arasında en ümit verici olan metal halojenleri olarak gözükmektedir.

5.6 ÇİNKO KLORÜR CAMLAR

1925’lerde C.G.Marer Çinko klorürün cam haline gelme kapasitesinden bahseder. Ancak elde edilen cam optik özellikleri mükemmel olduğu halde kararsız ve oldukça hijroskopiktir (yani genellikler iletim özellikleri su buharının soğurulmasıyla önemli derecede etkilenen malzeme).
5.7 BERİLYUM FLORÜR CAMLAR

Berilyum florür tabanlı camlar (BeF ) Gold Schmit ve arkadaşları tarafından keşfedilmiştir ve sonra K.H.Sun ve arkadaşları tarafından karakteristikleri incelenmiştir. Morötesinden kızılaltına uzanan yüksek geçirgenliğe ek olarak bu camların en ilginç özellikleri düşük kırılma indisi ve düşük kromatik dispersiyondur. Bu özellikler özellikle kendi kendine odaklanma problemini azaltan düşük nonlineer kırılma indisi bu camları yüksek enerjili lazerler için uygu hale getirmektir.

Bunların düşük zayıflatması ve oksit camlardan daha uzun dalga boylarına (45 uzanan iletim penceresi bu malzemeleri hem üçüncü pencerede hem de MIR bölgesinde çalışan optik fiberler için ilginç hale getirmektedir. Berilyum florür oldukça zehirleyici ve hijroskopiktir; bu yüzden bu konudaki araştırma çalışmalarının cesaretini kırmıştır.

5.8 ALÜMİNYUM FLORÜR CAMLAR

K.H.Sun ayrıca alüminyum florlu (AlF ) camlarda elde etmiştir. Bunlar kızılaltı bölgede geçirgendirler fakat çekme sırasında cam yapının bozulması problemi vardır ki hiçbir kristal oluşumu olmayan fiberler üretmeyi zorlaştırır.

5.9 AĞIR METAL FLORÜR CAMLAR

1975’de şimdi kızılaltında iletim fiberleri için en ümit verici malzemeler olarak gözüken ağır metal florür camları (HMFG) J.Lucas ve M.Ponlain tarafından keşfedilmiştir. Özellikle ilgilenilenler ana eleman olarak (%50 ve %70 mol arasında) zirkonyum florür (ZrF ) veya hatniyum florür (HfF ) modifikatör olarak (%20 ve %3 mol oranında) baryum florür (BaF ) ve stabilazör olarak alkali metallerin geçiş metallerinin nadir toprak elementlerinin veya aktinidlerin bir veya daha çok florürlerini ihtiva eden kompozisyonlardır.

Bu camlar 3-4 µm arasında dB/km’lik minimum zayıflama vererek yakın UV’den (yaklaşık 03 µm) orta IR’ye (8 µm civarı) kadar uzanan geniş bir geçirim penceresiyle karakterize edilirler. Bu durum bunları lazerler mercekler filtreler ve tabii olarak optik fiberler için geliştirilen pencereler için çok ilgi çekici yapar.

Bu camların kırılma indisi bileşikler eklenerek değiştirilebilir; bu işlem ayrıca camın kararlılığını da arttırır.

5.10 FLORÜRDEN BAŞKA HALOJEN CAMLAR

KCl-BCl3 AgCl AgBr AgI ve PbBr esaslı camlar (camlaşma bölgeleri bilinmese de ve özellikleri ile ilgili çok az yayın olsa da) geliştirilmişlerdir. Muhtemelen flozikonatlara alternatif olabileceklerinden CdF2 esaslı camlar üzerinde bir ilgi vardır.

5.11 DİĞER MALZEMELER
5.11.1 KALKOJEN CAMLAR


Kararlı camlar sülfürler selenürler ve tellürler gibi kalkojen karışımlarından da oluşabilirler. En çok dikkati çeken camlar: Ge-S As-S As-Se Ge-As-Se ve Ge-As-Te 24 µm’lik bir dalga boyunda 35 dB/km’lik en düşük zayıflatma seviyesi olan fiberler As-S camlardan yapıldı. Bazı sülfürler için 4-6 µm dalga boyu bölgesinde dB/km’lik bir teori zayıflatma hesaplanmıştır. Bu malzemelerin mekanik özelliklerinin çok iyi olmaması yüzünden diğer uygulamalar için ümit verici olabilseler de haberleşme uygulamaları için genellikler göz önüne alınmazlar.

5.11.2 KRİSTALLER

İyi kalitede bir kuartz kristalinde saçılma değerleri en iyi camsı silkanınkinden 15 kez daha düşük olabilir. Kristal KCL için dB/km’lik bir zayıflatma hesaplanmıştır. Kristal fiberler elde etmek için çalışmalar yapılmıştır. Ancak öz-yelek ara yüzeyindeki saçılma kadar çok yavaş üretim yöntemlerinde kristal fiberleri haberleşme uygulamarı için genellikle uygun olmaktan çıkarmaktadır. Aynı şey çoklu kristal fiberler içinde geçerlidir bunlar edilemez ışık saçma değerleri göstermektedir.

5.11.3 PLASTİKLER

Silika esaslı optik fiberlerin uzak mesafe haberleşme amaçları için en yaygın kullanılmalarının yanında ek yapma sırasındaki zorluklar ve kırılganlığı sebebiyle de dezavantajları vardır. Kua ve orta mesafedeki haberleşmeler için yüksek kayıplı fakat kolay kullanımlı fiberler kullanılabilir. İşte plastik fiberler bu tür fiberlerdir. Plastik fiberleri kendi içinde ikiye ayırabiliriz. Plastik yelekli silika fiberler veya plastik yelekli optik fiberler (PCOF) ve Tamamen Plastik Fiberler (POF).

PCOF Fiberler çoğu kez camsı silika olan bir camöze ve genellikle silikon elastomer olan daha düşük kırılma indisli yeleğe sahiptirler.PCOF fiberler genellikle 850 nm’de bulunan birinci pencerede kullanılırlar; bu dalga boyunda zayıflatmaları 5-8 dB/km’dir. Bu kayıp cam fiberinkinden daha yüksektir ve optik gücün bir kısmın taşıyan yüksek kayıplı plastik yelek yüzündendir. PCS’ler deki soğurum mekanizmaları cam fiberlerdekine benzerdir; bununla beraber yelek malzemesi olarak düşük indisli plastik kullanıldığı zaman yüksek NA’lı fiberler elde edilebilir.

Silikon elastomerin üç ana kusuru vardır; önemli derecede plastiği konnektör uygulamalarını zorlaştırır; yapıştırılarak bağlama imkansızdır. Ve pratik olarak organik çözücülerde çözülmezler. Bu sıkıntılar bu malzemeyi sevimsiz hale getirir. Bağlantı uygulamalarındaki güçlüklerinden dolayı silikon elostomer yelek yerine sert yelekli silika (HLS) fiberler yapılmıştır. Bu fiberlerde yelek malzemesi perfloro-akoksi polimer (PFA) dır. Bu fiberler 52 GPa’lık gerilme dayanımına nem ve radyasyona karşı iyi dirence sahiptirler.

PCS fiber tasarımı basamak indisli profille sınırlıdır bu da düşük veri hızı doğurur. Zayıflatmaları tamamen plastik fiberler kadar yüksek olmadığından PCS’ler orta mesafeli haberleşmeler için kullanılabilirler.

Plastik fiberlerin temel zafiyeti önemlidir. En yaygın kullanılan plastiklerde 80 - 100 arasındaki sıcaklıklarda optik kayıplar kadar mekanik güvenilirlik gibi polimer yapısında değişimler söz konusu olabilir.
OPTİK FİBER ÜRETME TEKNİKLERİ

6.1 YÜKSEK SİLİKALI ÜRETME TEKNİKLERİ


Optik fiberlerde en önemli konu zayıflamada baskın rol oynayan malzemelerin saflığıdır. Pencere camı ile modern optik fiberlerde ulaşılan geçirgenlik arasında katlık (dB olarak) bir fark vardır. (Eğer deniz optik fiber camdan yapılmış olsaydı Atlantik Okyanusunun dibi net bir şekilde görülebilirdi; bir güneş sözlüğünün etkisi 3 m kalınlığında bir pencere camı ile elde edilirken aynı etki 3 km’lik bir optik fiber camla elde edilebilirdi.)

Tabii kuartz kristallerini eriterek cam elde edilmesine rağmen haberleşme optik fiberleri için kullanılan silikanın sentetik orjinli olduğu söylenebilir. Geliştirilen teknikler iki ana grupta toplanabilir; İçerden buhar fazında oksitlenme (IVPO) ve dışardan buhar fazında oksitlenme (OVPO) her ikisi de Buhar Fazı işlemleri sınıfına dahildir.

VPP’ler ek kirlilikleri en aza indirmekle kalmayıp aynı zamanda kullanılan reaktif maddeden daha saf olan camların eldesini sağlar. Ana reaktif maddelerin (SiCl4 GeCl4 TiCl4 BCl3) buhar basıncı kirliliklerinkinden çok daha yüksektir ve basit buharlaştırma ile kirlilik azaltılır.

OVPO işlemi 1970’de ilk düşük kayıplı optik fiberin üretilmesine imkan vermiştir. Bu yöntem SiCl4 buharının bir gaz yakıcıya gönderilmesinden oluşur. Alevin olduğu yerde reaksiyonu meydana gelir. Bu şekilde oluşan silika parçacıkları bir hedef üzerine biriktirilir. İşlem şartlarına bağlı olarak camsı silika elde etmek veya çeşitli büyüklüklerde camsı silika parçacıklarından oluşan bir kurum çubuğu elde etmek mümkündür. İki ana OVPO işlemi ileri bir pekiştirme safhasından sonra bir preform haline gelecek olan bir çubuk verir.

IVPO işlemleri yarı iletken endüstrisinde yaygın olarak kullanılan kimyasal buharla biriktirme işlemlerinden geliştirilmiştir. Bir silika camdan yapılmış reaksiyon tüpünden geçirilen asaloksitleyici bir gaz karışımı içine küçük bir miktar SiH4 katılmıştır. Bazı işlem parametrelerini değiştirmekle tüpün iç duvarı üzerinde camsı bir tabakası oluşturmak mümkün olmuştur. Pek çok tabakasından sonra daha yüksek kırılma indisli tabakalar oluşturmak için gaz karışımına küçük bir miktar katılmıştır. Daha sonra tüp yüksek sıcaklıkla çöktürülmüştür. Böylelikle bir preform elde edilmiştir. Tüp küçük çaplı işlem düşük verimli yavaş bir işlemdi ve yüksek zayıflatmalı fiberler elde edilmişti. Bununla birlikte bu yöntem kısa zamanda optik fiber teknolojisi alanında en güçlü bir araştırma aracı haline gelen MCVD işleminin geliştirilmesinde temeli oluşturmuştur. Orijinal CVD’de yapılan ana değişiklikler şunlardır:
1- Hidroksil oluşumunu önlemek için hidrürlerle klorürler yerdeğiştirilmiştir
2- Bir ‘’hacim’’ reaksiyonu (homojen reaksiyon) elde etmek ve böylece daha büyük verime ulaşmak için bir yüksek sıcaklıklı yakıcı eklenmiştir.
3- Düzgün tabakalar oluşturmak ve uzun preformlar elde etmek için reaksiyon tüpü döndürülmüş ve yakıcı uzunluğuna hareket ettirilmiştir.

Sadece bu değişiklikler MCVD yönteminin çok büyük başarısını ve potansiyelini açıklamaz; oldukça iyi esnekliği kadar basitliği ve düşük maliyeti de üstünlüklerindendir.

6.1.1 MCVD YÖNTEMİ

Bu yöntem pek çok bakımdan yapılan katkılarla yavaş yavaş değiştirilmiş olan bir içten biriktirme (IVP) işlemidir. MCVD işlemi en yaygın preform elde etme yöntemidir. Bir preform sonuçta elde edilecek olan fiberin kırılma indis profiline sahip olan ancak oldukça büyük çaplı ve 1 m uzunluklu bir çubuktur. İşlemdeki ilk adım bir tüpünü oluşturmaktadır. Bu tüp sonuç fiberin yeleği görevini görecektir ve bu yüzden oluşturulurken katkılanabilir. Bu tüp mandral denen dönen seramik bir elamanın üzerine kurum olarak adlandırılan parçacıkları ve katkılayıcılarda oluşan bir tabakanın biriktirmesiyle oluşturulur. Kurum yeterli kalınlığa ulaşınca yaklaşık 1400 ’ye kadar ısıtılarak temiz bir cam haline getirilir. Daha sonra Mondrel çekilir.

Bu şekilde oluşturulan silika yelek tüpünün kısa bir bölgesi tüp bir cam işleme tezgahı üzerinde döndürülürken tüp boyunca hareket ettirilen harici bir ısıtıcı ile ısıtılır. Bu har fazında olan reaktif maddeler taşıyıcı oksitleyici asal gazların bir karışımı ile beraber kontrollü miktarlarda reaksiyon tüpünden geçirilir ısıtılan bölgeye yakındalarında oksitlenme oluşur.

Isıtıcı hızı reaktif madde akışı yönünde kontrol edilir. Reaksiyon tüpünün ısıtılan bölgesinin sıcaklığı aynı ısıtıcı taşıyıcısına yerleştirilmiş olan bir pirometre (sıcaklık ölçer) ile okunur. Tipik sıcaklık bölgesi 1200 ’den 1600 ’ye kadardır. Isıtılan bölgede tüpün iç duvarı ile gazlar arasında homojen bir reaksiyon meydana gelir; bu reaksiyonla silika parçacıkları oluşur. Bu parçacıklar sıcak bölgenin ilerlediği yönde tüp duvarları üzerinde bir kurum oluşturur.

Bir sıcaklık değişimi olan bir bölgede bulunan bir parçacık yüksek sıcaklıktaki parçacıklarla çarpışmanın bir sonucu olarak soğuk bölgelere doğru hareket eder.
Biriktirme verimi

OVD yöntemi 1930’da J.F.Hyde tarafından geliştirilen yönteme çok benzer ve OVPO işlemleriyle birlikte kısaca tasvir edilmiştir. Biriktirme fazı yüksek sıcaklığa dayanıklı bir malzemeden (genellikle veya grafit) yapılmış küçük çaplı silindirik bir çubuğun dış duvarı üzerinde meydana gelir bu çubuk aynı zamanda preformun desteğini oluşturur ve biriktirme işleminin sonunda çıkarılır. Çubuk bir tazgah üzerinde döndürülür ve biriktirme ocağının alevine tutulur. Ocak tezgah ekseni boyunca hareket eder ve tazgahın bir gidiş geliş mesafesi preformun uzunluğunu belirler. Yakıt gaz bazen diğer hidrokarbonlarla beraber olmak üzere çoğu kez metan veya hidrojendir.

Başlangıç bileşikleri IVPO yöntemindekilerle aynıdır. Reaktantlar bunlar olarak yakıcıya gönderilir akış kontrolü ve karıştırma sistemleri eş merkezli bir ağız takımıyla sağlanır. Reaktant gazlar merkezi ağızlardan yanacak gazlar dıştaki ağızlardan çıkar. Bir asal gaz orta ağızlardan çıkar ve reaksiyon gazlarını alevin en sıcak bölgesine doğru götürür.
Burada reaksiyon oksijenlerle halojenler arasında meydana gelir ve 01 µm çaplı silika veya katkılı silikanın küçük camsı parçacıklarından oluşan bir toz oluşur. Bu parçacıklar çubuğun üstüne püskürtülür ve beyaz sümgerimsi silindirik bir gövde oluşturur; bu gövdenin yoğunluğu bitmiş preformunkinden %15-25 daha azdır. Biriktirme fazından sonra destek çubuk çıkarılır ve süngerimsi silindir müteakip bir destek fazına geçer bu süngerimsi ara evrenin avantajları düşük işlem sıcaklığı olması (bu daha az katkı maddesinin buharlaşmasına yol açar) ve yoğun cama göre süngerimsi kütleden OH gruplarını gidermenin daha kolay olmasıdır. Biriktirmenin meydana geldiği dolanım yüksek temizlik şartlarında çalışmayı mümkün kılmalıdır. OVD işleminde biriktirme hızı ve verimi üzerine biriktirmenin yapıldığı silindirin çapıyla ve akan gazların miktarıyla artar.

Bu yöntemin üstünlükleri yüksek biriktirme hızı büyük preform boyutu düşük OH miktarı ve preformun iyi geometrik düzenliliği olarak özetlenebilir. Bir preform elde etmek için gereken adımların çokluğu bu yöntemin dezavantajıdır. Bundan başka tüp biçimindeki bir preformdan konsolidasyon evresi geçirme özelliği olan bütün işlemler gibi eksenel dönüş (dip) problemi vardır.

6.1.3 VAD YÖNTEMİ

VAD yöntemi iyi ürün kalitesi sağlamak daha fazla işlem çok yönlülüğü elde etmek için endüstridleşme ve araştırmada büyük gelişme sağlamıştır. VAD’yi diğer buhar fazında biriktirme işlemlerinden ayıran karakteristik optik fiber fabrikasyonu için sürekli bir işlem olarak kullanılabilmesidir. OVD için olduğu gibi VAD dehidrasyon ve konsolidasyon evresinin izlediği bir süngerimsi preform büyütme evresi ihtiva eder. OVD’de büyütme preform boyunca radyal iken VAD’de ekseneldir ve preform biriktirme odasından tedricen çıkarılmalıdır. Böylece biriktirme ve pekiştirme evresi ard arda gelir ve aynı tesiste aynı hat üzerindedir. Camsı silika biriktirme odasının üst ucunda pekiştirme evresi için bir elektriksel direnç ihtiva eden ikinci bir oda vardır. Dış çevreden gelebilecek kirliliği önlemek için iki oda sağlamca bağlanır ve mühürlenir. Preform pekiştirme odasından dik bir konumda yavaşça çekilir. Simetriyi iyileştirmek için ayrıca preform çekilirken ekseni etrafında döndürülür.

İyi işlem düzgünlüğünü sağlamak için sürekli kontrol altında tutulacak parametreler şunlardır. Reaktant ve yanıcı gazların akışı egzost akışı alev ve büyüme yüzeyi sıcaklığı dönme hızı ve preform konumlandırma. Mesela preform konumunda bir dalgalanma çapta bir değişime ve kırılma indisi profilinde düzensizliğe yol açar. Bunu önlemek için büyüme bölgesi dikkatlice sabit tutulur ve bir telekamera ile sürekli gözlenir. Preformun tekrar üretilebilirliğini ve kırılma indis profili düzgünlüğünü etkileyen diğer bir etken ocak biçimidir. Yelek malzemesini biriktiren ocak genellikle büyüyen preforma dik yerleştirilir.

Tüp çöktürülerek preform eldesinde kullanılan diğer yöntemlere göre bu işlemin üstünlüklerinden birisi hiçbir eksenel düşüşün olmamasıdır çünkü preform bir tüpün kapatılmasından ziyade bütün bir tüpün konsolidasyonu ile elde edilir. Konsolodasyondan sonra uygun öz yelek oranlı fiberler elde etmek için preform yüksek sıcaklıkta gerilir ve sonra preform üzerine çöktürülerek olan uygun boyutlardaki camsı silikondan yapılmış bir tüp ceketle kaplanır. Ana dezavantaj her tip kırılma indisi profili için gerektiğinde ayarlanabilen yakıcıların kompleksliği olarak gözükür.

6.1.4 TÜPİÇİNDE ÇUBUK YÖNTEMİ

Bu çok basit ve optik fiber imalatında kullanılan ilk metodlar arasında bulunan bir yöntemdir. Yüksek kırılma indisli katı silindirik bir cam çubuk daha düşük kırılma indisli fakat benzer kimyasal ve fiziksel özellikleri olan bir cam tüp içine konulur. Bu topluluk bir fırın içine tedricen sokulur. Bu fırında a- tüp çubuğa yaklaşacak şekilde çöker b- topluluğun çapı fiberi oluşturacak şekilde büzülür. Çubuk ve tüpün sokulma hızları öz ve yelek çapları arasındaki oranı değiştirmek için değiştirilebilir. Çekme işleminin balarısı için çekme sıcaklığı yakınında iki camın viskozitesinin ve fermal genleşme katsayılarının uyumu çok önemlidir.

Özel dikkat gösterilmezse kabarcıklar ve pisletici parçacıklar öz-yelek arayüzeyinde kolayca bulunabilirler; bu da ışığın saçılmasına ve soğrulmasına neden olur. Bundan sakınmak için temasa gelen cam yüzeyler çekme işleminden önce temizlenir; bu işlem kontrollü tozsuz bir atmosferde gerçekleşmelidir. Bu teknik şimdi CVD işlemiyle elde edilen preformun öz/yelek oranını düzeltmek veya üretim verimini arttırmak için bazen kullanılmaktadır. Bu amaçla herhangi bir metotla üretilen bir preform yüksek optik kalitede bir cam tüp içine sokulur ve sonra çekilir.

6.1.5 ÇİFT POTA YÖNTEMİ

Çift pota yöntemi sadece düşük kalitede düşük maliyette optik fiberin üretiminde ve yeni cam malzemelerin (ortak kızılötesi fiberler) çekilmesinde hala kullanılmaktadır. Temel malzemeler genellikle nispeten düşük erime noktalı (800-1200 ) çok bileşenli camlardır. Çift pota cam topları veya çubukları ile beslenir.

Kısa mesafeli (LAN gibi) uygulamalar için yararlı olan yüksek NA’lı fiberler (mesela silika fiberler için NA=06) çift pota yöntemiyle elde edilebilir.

Çift pota yönteminde ortaya çıkan ana sakıncalar eriyikte bulunan gaz yüzünden kabarcıkların oluşumu ve fiber çapında değişimlere yol açan ikinci pota dışındaki çekme menüsküsünün değişkenliğidir. Son olarak pota malzemesinin sebep olduğu külçe kirlenmesi vardır. Platin bile bu açıdan ideal değildir. Diğer taraftan bu yöntemin ana faydası yüksek üretim verimini sağlayan sürekli bir işlem olmasıdır.

6.1.6 PLAZMA İŞLEMLERİ

Alevli yakıcı yerine ısı kaynağı olarak mikrodalga oyuğu veya R.F bobini veya mikrodalga dalga kılavuzunun kullandığı yöntemlerde vardır. Bunlar plazma CVD (PCVD) plazmayla güçlendirilmiş MCVD (PEMCVD veya PMCVD) tahrik edilmiş plazmalı CVD (PICVD) olarak adlandırılırlar.




__________________
Yediğin içtiğin senin olsun kardaş
Ahiret için neler yapıyorsun onlardan bahset ...
Hâdim isimli Üye şuanda  online konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 21-01-2009, 08:01 AM   #10 (permalink)
Kurucu

 
Hâdim - ait Kullanıcı Resmi (Avatar)
 
Üyelik Bilgileri
Üyelik tarihi: Dec 2006
Bulunduğu yer: Başkent
Yaş: 30
Mesajlar: 33.507
Bahsedildi: 5 mesajda
Davet edildi: 3 konuda
Rep Durumu
Tecrübe Puanı: 2449
Rep Puanı: 83973
Rep Derecesi:
Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.Hâdim Çok ünlü.
Standart

Fiber Optik Kabloların Tarihçesi 3

6.2. FİBER ÇEKME

Optik fiberler çekme olarak adlandırılan bir işlem kullanılarak preformlardan elde edilirler. Bu işlem preformun sahip olduğu optik özellikleri ve kırılma indisi profilini değiştirmeden preformun çapını fiberin çapına tedrici olarak düşürme işlemidir. Çap düşey vaziyette malzemenin erime noktasının yukarısındaki bir sıcaklıkta azaltılır. Çekme sıcaklığının seçimi ilk önce cam tipine (katkı yüzdesi) yani sıcaklığa göre viskozite (T) eğrisine; daha sonra preform çapı çekme hızı ve fırın boyutları gibi diğer parametrelere bağlıdır.

Bir çekme makinesı aşağıdaki kısımlardan oluşmuştur.

1- Bütün makine elemanlarının bağlandığı düşey bir destek; bu destek mümkün olduğunca sağlam olmalıdır.
2- Preformu fırının içine aşamalı olarak sokan bir besleme mekanizması
3- Bir yüksek sıcaklı fırını (fiber çekme için)
4- Bir fiber çapı ölçme sistemi
5- Kaplama işlemi için tüp biçimli fırın
6- Fiberi çekme ve sarma makinesi

Bu klasik düzen zaman içinde büyük değişikliklere uğramıştır. Başlıca değişiklikler şunlardır; Kasnak toplayıcı kasnaktan ayrı olan bir çekme sistemi ile yerdeğiştirmiştir ve bir veya daha fazla kaplama ağızlığı ile fiber üzerinde daha fazla koruyucu tabakalar oluşturmak için birleşik kaplama işleme fırınları eklenmiştir.

Endüstride daha büyük boyutları olan preformlar üretme eğilimi olduğundan ve desteğe bağlanan elemanların sayısı ve büyüklüğü arttığından modern çekme kuleleri gittikçe yükselmektedir. Başlangıçta birkaç metre iken sonradan 10 veya 15 m’ye veya daha fazlaya çıkmıştır
Bir silika çekme fırını için aranan özellikler şunlardır:
- 2000-2200 ’de çalışma kabiliyeti
- Isıtma ve soğutma hızı
- Havayla az veya hiç reaksiyona girmeme
- Uzun ömür az veya hiç parçacık püskürtmeme

Bütün bu gerekleri karşılayan tek bir fırın tipi yoktur. En yaygın kullanılan ısıtma sistemleri alevi lazer grafit rezistans veya grafit suseptörlü indüksiyon fırınıdır.

6.3 KAPLAMA

Silika cam iyi fiziksel ve kimyasal özellikli bir malzeme olmasına rağmen dış ortam onun mekaniksel ve iletim özelliklerinin hızlı bir şekilde bozulmasına yol açabilir.iletim özelliği sadece hidrojen ve iyonize edici radyasyon tarafından bozulur. Bir fiberin mekaniksel özellikleri onun yüzey şartlarına çok sıkı bağlıdır; Gerilme veya atmosferik tozdaki aşındırıcı parçacıkların sebep olduğu mekaniksel etkiler; çevre sıcaklığında su moleküllerinin alkali çözeltilerin hirdoflorik asitlerin ve birkaç tuzlu çözeltinin kimyasal etkileri veya kimyasal ve mekanik etkilerin birleşmesi yüzünden oluşan cam yüzeyi üzerindeki havar mekanik özelliklerde özellikle gerilme dayanımında hızlı bozulmaya yol açar. Bu yüzden koruyucu kaplamalar yapılır. Bazı durumlarda daha kuvvetli bir cam elde etmek için preformun dışının katkılanması teşebbüsleri yapılmıştır. Mesela bu işlem bor-silikat cam fiberler durumunda ZnO ve yüzey katkılamasıyla yapılmıştır. Ancak en yaygın yöntem organik polimer kaplamalar kullanmak olmuştur. Organik polimerler sadece atmosferik toza karşı mükemmel koruma sağlarken aşınmaya karşı iyi koruma sağlar fakat sudan ve su buharı sızmasından iyi korunmaz; bugün sadece inorganik kaplamalar iyi (etkilenmezlik) özellikleri gösterirler.

7.1 FİBER OPTİK KABLOLARIN KULLANIM ALANLARI:
- Fiber optik kablo en çok haberleşme hizmetlerinde kullanılır.
- Kablolu TV
- Bilgisayar Şebekesi
- Endüstriyel sahalar
- Tıbbi uygulamalar
- Güvenlik Şebekeleri
- Trafik Sinyalizasyon
- Yüksek gerilim hatları ve demiryolları
- Air-Craft
- Nükleer Tesisler
- Explosive alanlar
- Fabrika iletişim ve otomasyonu
- Dekorasyon
- İntegre optik
- İntegre optik düzenler vb

7.2 FİBER OPTİK KABLONUN AVANTAJLARI

1.KABLO TEORİSİ KOLAYDIR

Diger kablolarla karşılaştırıldığında kablo dış çapı küçüktür. (Fiber optik kablo dış çapı dahili tip 115 mm arme tipi 19mm) Bu yüzden büzlerden rahat çekilir ve yeraltında tesis tasarrufu sağlar.

Kablo dümdüz çekilmek zorunda değildir. Fiber optik kablo büzler içinde S yapabilir. Bunun transmisyon açısından bir sakıncası yoktur. Halbuki transmisyon boruları düz çekilmek zorundadır.

2.İLETİŞİM KALİTESİ ve GÜVENİLİRLİĞİ FAZLADIR

Transmisyon kalitesi ve kapasitesi yüksektir.
Diyoteni kesinlikle yoktur.
Elektrik sinyalleri fiber iletişimi için ışık dalgalarına çevrildiğinden dinlenilmesine imkan yoktur.
Elektrik ve radyo parazitlerine karşı duyarsızdır.
Telsiz ve RF interferans problemi yoktur
Frekansa ve ısıya bağımlılığı yoktur.
Zayıflaması düşüktür dolayısıyla haberleşme kalitesi de yüksektir.
Repetör aralığı yüksek olduğundan daha ekonomiktir.
Elektromanyetik enterfrans yoktur. Bu yüzden enerji kablosundan etkilenmezler. Bu özelliğinden dolayı yüksek gerilim ENH kabloları içinde fiber optik damarlarda konularak kompozit (Haberleşme/Enerji) kabloları yapılmaktadır.
Ek noktalarında mekanik bağlantı yoktur.

3. HAM MADDESİ SINIRSIZDIR

Dolayısıyla her geçen gün fiber optik kablo ucuzlayacaktır. Halbuki dünya bakır rezervi ise sınırlıdır.

7.3 FİBER OPTİK KABLONUN DEZAVANTAJLARI

1- Mevcut şebekeye ayarlanmasında zorluklar çıkmaktadır. (Bakır devre ve fiberin uyuşmaması gibi)
2- Digital ve analog sistemlerin uyuşmaması
3- Fiber fiyatlarının yeteri kadar ucuz olmaması. (Uzak mesafe irtibatlarında fiber optik sistemler konvansiyonel sistemlere göre daha ucuza gelmektedir.)

SONUÇ

Endüstrinin gelişimine bakıldığında bilgi çağının 1895’te başladığını ve 1995 yılından itibaren hızının yavaşladığını söylemek yanlış olmaz. Artık yeni bir çağa iletişim çağına hızla ilerliyoruz. Bu çağın en önemli karakteri bilgiye ulaşmanın ve bilginin dağıtımının yani iletişim araçlarıyla yapılması. İnsanların internet’i kullanmaya başlaması ve bu konudaki talebin çok hızlı artması ulusal iletişim altyapısının tekrar gözden geçirilmesi ve yenilenmesine neden olmuş bulunuyor. Bu çağa ulusal bazda ayak uydurmanın en önemli kriteriyse ülkedeki iletişim trafiğinin büyüklüğü. İletişimi arttırmanın ve çağa ayak uydurmanın yoluysa doğal olarak alt yapının yeterince iyi olmasına bağlıdır. Dolayısıyla fiber teknolojilerinin ülkemizde yoğun olarak kullanılması yaşamsal öneme sahip bir göreliliktir.

Bilgi çağında insanlar daha çok tek yönlü etkileşimsiz olarak bilgiye ulaşmanın yolunu arıyorlardı. Yeni durumda yani iletişim çağında koşullar hızla değişiyor. Yeni durumda insanlar bilgiye ulaşmada ve diğerleri ile iletişimde çift yönlü ve etkileşimli araçlar kullanıyorlar.

Fiber optik kablolar artık tüm ülkelerde hızla bakır kabloların ve dier iletişim araçlarının yerini alıyor. Fiber optik kabloların diğer iletişim ortamlarından en önemli farkı ses veri ve görüntü iletişimindeki yüksek hız. Fiber kablo uçları yakında oturma odamıza kadar uzanacak diğer uçta ise milyonlarca bilgi kaynağının ve etkileşimli iletişim sağlayabildiğimiz kişilerin olduğunu düşünürsek globalleşmenin ne olduğunu ve önemini anlamak şüphesiz daha kolay olacaktır.

Alıntıdır




__________________
Yediğin içtiğin senin olsun kardaş
Ahiret için neler yapıyorsun onlardan bahset ...
Hâdim isimli Üye şuanda  online konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Cevapla

Bookmarks

Etiketler
fiber, fiber optik kabolar, hakkinda, hersey, kabolar, optik


Konuyu Toplam 1 Üye okuyor. (0 Kayıtlı üye ve 1 Misafir)
 
Seçenekler
Stil

Yetkileriniz
Konu Acma Yetkiniz Yok
Cevap Yazma Yetkiniz Yok
Eklenti Yükleme Yetkiniz Yok
Mesajınızı Değiştirme Yetkiniz Yok

BB code is Açık
Smileler Açık
[IMG] Kodları Açık
HTML-Kodu Kapalı
Trackbacks are Açık
Pingbacks are Açık
Refbacks are Açık



WEZ Format +3. Şuan Saat: 11:23 AM.
"5651 Sayılı Kanun'un 8.Maddesine ve T.C.K'nın 125. Maddesine göre Forumumuzdaki Üyelerimiz, yaptıkları paylaşımlardan sorumludur. Forumumuzda bulunan bir içeriğin, kanunlara aykırı olduğunu veya yanıltıcı olduğunu düşünüyorsanız lütfen buradan ( kemalyanal@yahoo.com ) bize bildirin."
Protected by CBACK.de CrackerTracker

Add to Google Suchmaschinenoptimierung mit Ranking-Hits Add to Google
| Tags | Gizlilik Bildirimi | dC| Death Chasers Klan | Link Ekle | Sitemap | Link Ekle | GençMekan |

Search Engine Optimization by vBSEO 3.3.0