خدمات وبسایت آی‌سی‌تی نیـــک

طراحی و ساخت انواع پروژه‌های الکترونیکی با: میکروکنترلرavr - میکروکنترلرarm - میکروکنترلرpic و آردوینو

مقالات و آموزش‌های رایگان در سطوح پایه و حرفه‌ای برای الکترونیک و آی سی تی - ICT



مقالهِ خلاصه و کاربردی در مورد فیبر نوری

منتشر شده در مقالات ict

FIBER OPTIC ICTNIC

 

آنچه در این مقاله گفته شده شامل :
مقدمه فیبر نوری
کاربردهای فیبر نوری
مقایسه فیبر نوری با سیم های مسی
نقاط ضعف و مزایای فیبر نوری
انواع کابل فیبر نوری از جهت شیوه انتقال
انواع کابل نوری از نظر حفاظت
انواع کابل فیبر نوری از نظر کاربرد
انواع کابل فیبر نوری با توجه به مواد سازنده
پارامتر های مهم در فیبر نوری
تلفات و انواع آن در فیبر نوری
منابع نوری در فیبر نوری
انواع کانکتور ها
اتلاف در کانکتور ها
انواع روش های سمباده زدن (پالیش زدن )
چگونگی ساخت کابل فیبر نوری
آداپتور ها و تضعیف کننده های فیبر نوری

 در این مقاله سعی شده تا تمامی اصطلاحات را بصورت خلاصه وار درون مطالب آورده و طی مطالعه مطلب ، تمامی آن ها را توضیح داده ایم ؛ پس سعی کنید مطلب را به دقت و تا انتها بخوانید.

 

 مقدمه :

فیبر نوری یا تار نوری رشته باریک و بلندی از یک ماده شفاف مثل شیشه یا پلاستیک است که می ‌تواند نوری را که از یک سرش به آن وارد شده، از سر دیگر خارج کند. فیبر نوری داری پهنای باند بسیار بالاتر از کابل‌های معمولی می‌باشد ، با فیبر نوری می‌ توان داده‌ های تصویر، صوت و ... را به راحتی با پهنای باندی بالا تا حدود ۱۰ گیگابیت بر ثانیه و بالاتر انتقال داد.

اولین کسانی که در قرون اخیر به فکر استفاده از نور برای انتقال اطلاعات افتادند، انتشار نور را در جو زمین تجربه کردند. اما وجود موانع مختلف نظیر گرد و خاک، دود، برف، باران، مه و... انتشار اطلاعات نوری در جو را با مشکل مواجه ساخت. بعدها استفاده از لوله و کانال برای هدایت نور مطرح گردید. نور در داخل این کانال ها بوسیله آینه‌ها و عدسی‌ها هدایت می‌شد، اما از آنجا که تنظیم این آینه‌ها و عدسی‌ها کار بسیار مشکلی بود این کار نیز غیر عملی تشخیص داده شد و مردود ماند.

 

برای آشنایی با طرز کار فیبر نوری نگاهی به قوانین نور می اندازیم:
در اثر عبور پرتوهای نوری از محیطی به محیط دیگر شعاع های نور دچار شکست یا انعکاس می شود ، به عبارتی اگر یک شعاع نوری از محیط ضریب شکست n1 به محیطی با ضریب شکست n2 شود ، شعاع نور دچار انعکاس می شود.

220px Optical fibre.svg

نمونه ای از شکست های نوری در فیبر با توجه به زاویه تابش نور

زاویه انعکاس و زاویه تابش برای هر نوع محیط با هم برابرند و شعاع های تابش و انعکاس و شکست و خط عمود بر فصل مشترک دو محیط در یک صفحه قرار دارند. اگر زاویه ی تابش را بزرگ تر کنیم زاویه شکست نیز بزرگتر می شود و اگر زاویه تابش را آن قدر زیاد کنیم که زاویه شکست مساوی 90 درجه شود ، در این حالت زاویه تابش برابر زاویه بحرانی است و اگر زاویه تابش از زاویه بحرانی بیشتر شود انعکاس کلی رخ داده و شعاع تابش به محیط اول باز میگردد. که در فیبر از این خاصیت استفاده می شود.

زاویه پذیرش : حداکثر دهانه زاویه ای که نور تحت آن وارد فیبر می شود.
روزنه عددی : مقدار توانی است که از منبع نور وارد می شود.

 


کاربردهای فیبر نوری :

1-کاربرد در مخابرات: یکی از مرسوم ترین کاربردهای فیبر نوری انتقال اطلاعات توسط نور لیزر است.

2-کاربرد در حسگرها: استفاده از حسگرهای فیبر نوری برای اندازه‌ گیری کمیت‌های فیزیکی مانند جریان الکتریکی،میدان مغناطیسی، فشار، حرارت، جابجایی، آلودگی آب‌های دریا، سطح مایعات، تشعشعات پرتوهای گاما و ایکس در سال‌های اخیر شروع شده‌است. در این نوع حسگرها، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی حسگر بهره‌گیری می‌شود بدین ترتیب که ویژگی‌های فیبر تحت میدان کمیت مورد اندازه‌ گیری تغییر یافته و با اندازه شدت کمیت تأثیر پذیر می‌شود.

3-کاربردهای نظامی: فیبر نوری کاربردهای بی‌شماری در صنایع جنگ‌ افزاری دارد که از آن جمله می‌توان برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار، کنترل و هدایت موشکها، ارتباط زیردریاییها (هیدروفون) را نام برد.

از کاربردهای دیگر نظامی استفاده در مرز ها می باشد که فیبرهای نوری در عمق خاصی از خاک در مرز ها دفن می شوند و در صورتیکه کسی بخواهد از مرز خارج شود و روی فیبر پا بگذارد ، فیبر اطلاعات آن نقطه را به پایگاه مرکزی مرز می دهد و اقدام به دستگیری افراد انجام می شود.

4-کاربردهای پزشکی: فیبرنوری در تشخیص بیماریها و آزمایشهای گوناگون در پزشکی کاربرد فراوان دارد که از آن جمله می‌توان دزیمتری غدد سرطانی، شناسایی نارسایی‌های داخلی بدن، جراحی لیزری، استفاده در دندانپزشکی و اندازه‌گیری مایعات و خون نام برد. همچنین تارهای نوری در دستگاه‌هایی به نام درون بین یا آندوسکوپ استفاده می‌شود تا به درون نای، مری، روده ومثانه فرستاده شود و درون بدن انسان به طور مستقیم قابل مشاهده باشد.

5-کاربرد فیبرنوری در روشنابی: از جمله کاربردهای فیبر نوری که در اواخر قرن بیستم به عنوان یک فناوری روشنایی متداول شده و در چند سال قرن اخیر توسعه و رشد فراوانی پیدا کرده‌است کاربرد آن در سیستم‌های روشنایی است. در این فناوری نور از منبع نوری که می‌تواند نور مصنوعی (نورلامپهای الکتریکی) و یا نور طبیعی (نور خورشید) باشد وارد فیبر نوری شده و از این طریق به محل مصرف منتقل می‌شود. به این ترتیب نور به هر نقطه‌ای که در جهت تابش مستقیم آن نمی‌باشد منتقل می‌شود. 

مقایسه فیبر نوری با سیم های مسی:
مزایای فیبرهای نوری عبارتند از : 1-پهنای باند بسیار زیاد 2-اتلاف پایین 3-امنیت 4-مقاوم در برابر محیط 5-غیرقابل اشتعال 6-وزن کمتر و قطر کوچک تر 7-قیمت پایین 8-ایزولاسیون کامل الکتریکی 9-انعطاف پذیری 10-مصونیت در برابر تداخل و هم شنوایی

نقاط ضعف و معایب فیبر نوری :
1-اگر زاویه ی انحنای رشته های فیبر نوری از حدی زیادتر شود ، ممکن است فیبر بشکند و یا آسیب ببیند.
2-نیاز به تخصص بالا و تجهیزات مخصوص دارد.

 

فیبر های نوری از جهت شیوه انتقال به دو دسته تقسیم می شوند:
1- فیبر تک حالته single mode

2- فیبر چند حالته multi mode

فیبرهای چند حالته نسبت به فیبرهای تک حالته دارای هسته بزرگتری هستند و در مسافت های نزدیک مورد استفاده قرار میگیرند. منابع نوری که در این نوع فیبر ها استفاده می شود معمولا led ها می باشند.
فیبرهای تک حالته را اصطلاحا تک مُد هم میگویند ، این فیبر ها برای مسافت های طولانی استفاده می شوند و معمولا کیفیت بسیار بالاتری دارند و همانطور که از اسم آن معلوم است شامل یک هسته یا core هستند و تنها کانال ارتباطی همان هسته می باشد.
در فیبرهای چند حالته یا مالتی مُد برای مسافت های کوتاه تر استفاده می شود و از آنجایی که تعداد بالایی هسته دارند بسیاری کانال را برای تامین شبکه ایجاد می کنند و در کل در شبکه های محلی و شهری کاربرد زیادی دارند . همانند سرویس جدیدی که مخابرات ایران راه اندازی کرده با نام FTTX یا تانوما که در واقع فیبرهای نوری مالتی مدی را در مناطق قرار داد تا به منازل ما برساند و اینترنت پر سرعتی تا سرعت 56 مگابیت بر ثانیه (به گفته خودشان) را ارایه دهند.

فیبرهای نوری چند حالته به دو دسته تقسیم می شوند:
1- فیبرهای با ضریب شکست پله ای 2- فیبر های با ضریب شکست تدریجی
پله ای :
ضریب شکست در تمام نقاط یکسان می باشد. نقص عمده ای که این نوع فیبر ها دارند این است که پرتوهای نوری که همزمان وارد فیبر می شوند ، به علت اختلاف در زاویه انتشار ؛ مسیرهای نوری متفاوتی را طی می کنند و در نتیجه پرتوهای نوری در انتهای مسیر با زمان های مختلفی خارج می شوند که عملا پدیده ای به نام پاشندگی را بوجود می آورند.
در مورد پاشندگی در ادامه بحث خواهیم کرد.

تدریجی :
ضریب شکست در تمام ناحیه هسته بتدریج تغییر می کند. بیشترین ضریب شکست در مرکز می باشد و هرچه ضریب شکست به سطح مشترک نزدیک تر می شود مقدار آن کمتر می شود ، به علت تغییر تدریجی ضریب شکست ، موج نور نیز به تدریج شکسته می شود و به همین دلیل مسیر انتقال نور بصورت سینوسی می شود.
سرعت نور در نواحی مختلف مغزی به علت تفاوت ضریب شکست ها متفاوت خواهد بود. در مرکز مغزی چون ضریب شکست بالا است سرعت نور کم می شود . درنتیجه پرتوهای مختلف با سرعت های انتشار تدریجی تقریبا همزمان به انتهای فیبر می رسند و اثر پاشندگی به حداقل می رسد . در نتیجه نرخ انتقال و پهنای باند بیشتر می شود.

 

انواع کابل نوری از نظر حفاظت:
1- LOOSE BUFFER : از تعدادی تیوب تشکیل شده که هر تیوب شامل تعدادی هسته (CORE) فیبر نوری است. لوزتیوب ها در اطراف یک عنصر مقاوم مرکزی قرار داده می شوند.
2- TIGHT BUFFER : در این کابل ها CORE های کابل با استفاده از الیاف جاذب رطوبت ، احاطه شده است. در این نوع کابل یک روکش پلاستیکی چسبیده به فیبر وجود دارد و مانع آزاد بودن فیبر می شود. این روکش از شکستن فیبر جلوگیری می کند و برای اتصال اجزای شبکه مناسب است.

fiber ictnic

نمونه هایی از هر دو نمونه ی کابل محافظتی- تصویر سمت چپ لوزبافر و تصویر سمت راست تایت بافر می باشد.

 

رنگ بندی فیبر و لوزتیوب ها :
برای تشخیص و تفکیک لوزتیوب ها و CORE های فیبر نوری از یکدیگر ، هر یک از شرکت های سازنده کابل فیبر ازرنگ بندی قرار دادی زیر استفاده می کنند :
4 هسته (CORE): سفید - قرمز - سبز – آبی
6هسته : سفید - قرمز – سبز – آبی – زرد – مشکی


انواع کابل فیبر نوری از نظر روکش :
1- INDOOR 2- OUTDOOR

انواع کابل فیبر نوری از نظر کاربرد :
کابل های فیبر نوری داخل ساختمانی ، روی رک ها ، داکتی یا کانالی ، دفنی یا زیرخاکی ، زیر دریایی

 

انواع کابل فیبر نوری با توجه به مواد سازنده :
1- کابل فیبر نوری شیشه ای
2- کابل فیبر نوری پلاستیکی
3- کابل فیبر نوری با پوشش پلیمر سخت

1-کابل فیبر نوری شیشه ای : جنس مغزی و پوشش این فیبر ها از شیشه می باشد. شیشه ای که در این فیبر بکار رفته بسیار خالص می باشد . از جمله مهم ترین ویژگی های این فیبر عبارتند از : تلفات بسیار پایین ، قیمت بسیار بالا نسبت به سایر فیبر ها ، پهنای باند زیاد – از کاربرد های فیبر شیشه ای می توان به شبکه های محلی ، شهری و مخابراتی اشاره کرد . طول موج ارسال در این فیبر ها برابر 1300nm می باشد.

2-کابل فیبر نوری پلاستیکی : مغزی و پوشش این کابل ها از جنس پلاستیک می باشد. فیبر های پلاستیکی ضخامت بسیار بیشتری نسبت به بقیه فیبرها دارند . با وجود این ضخامت زیاد ، اگر انتهای این فیبر ها اندکی کثیف شده یا آسیب ببیند و یا اگر محور نور اندکی خارج از مرکز باشد ؛ همچنان ارسال اطلاعات امکان پذیر است.
در این فیبر ها نصب کانکتور بسیار آسان می باشد. منبع نوری در این فیبرها اغلب led می باشد. استفاده از این فیبر ها در شبکه باعث کاهش هزینه می شود – میزان اتلاف در فیبرهای پلاستیکی بیشتر از فیبرهای شیشه ای است و به دلیل اتلاف زیاد در مسافت های بیشتر از 50 متر استفاده نمی شود. تامین و نگهداری ابن سیستم ها ارزان و آسان می باشد.

3-کابل فیبر نوری با پوشش پلیمر سخت : در این نوع کابل ها از پلاستیک به عنوان پوشش و از شیشه به عنوان مغزی استفاده می شود. میزان اتلاف در این فیبر ها کمتر از فیبر های پلاستیکی و بیشتر از فیبرهای شیشه ای است. همچنین قیمت و پهنای باند آن بیشتر از فیبر های پلاستیکی و کمتر از فیبرهای شیشه ای است. چون مغزی و روزنه عددی در این فیبر ها بزرگ است می توان فیبر را به ماژول های نوری با قیمت پایین متصل کرد. در نتیجه این فیبر ها را مقرون به صرفه تر از فیبر های شیشه ای میکند. همچنین به دلیل این که پهنای باند این فیبر ها بیشتر از فیبر های پلاستیکی است برای ارسال اطلاعات تا مسافت 100 متر می توان از آن ها استفاده نمود.

پارامتر های مهم فیبر نوری :
1-تلفات
2-پاشندگی
3-طول موج قطع
4-پهنای باند
5-قطر میدان مد

 

1- تلفات و انواع آن در فیبر نوری :
امواج نور هنگام عبور از فیبر نوری مقداری از انرژی خود را از دست می دهند. تلفات در فیبر نوری از پارامتر های مهم آن محسوب می شود که ممکن است در فرآیند تولید ، جذب مواد تشکیل دهنده فیبر ، خمش ها و .... ناشی شود و مقدار این تلفات در طول موج های مختلف متفاوت است.
تلفات در فیبر نوری 5 نوع دارد
1-تلفات ذاتی : این نوع اتلاف از نوع جذبی هستند ، یعنی اینکه انرژی نوری که در داخل فیبر انتشار می یابد در طول مسسیر جذب مواد تشکیل دهنده ی فیبر میشود.
2-تلفات اکتسابی : این نوع اتلاف بخاطر وجود ناخالصی در فیبر می باشد.
3-تلفات پراکندگی رایلی : بر اثر افزودن دی اکسید ژرمانیوم به مغزی فیبر ناشی می شود. وجود این اکسید در مغزی فیبر باعث ناهمگونی در ضریب شکست ناحیه مغزی می شود و باعث پراکندگی نور در فیبر شده و درنتیجه باعث افزایش تلفات می شود.
4-تلفات موج بر : ین اتلاف به علت ناهمواری سطح مشترک مغزی و غلاف پدید می آید.
5-تلفات خمش : به دلیل خمش های ریزی که در فرآیند ساخت فیبر ایجاد می شوند ، بوجود می آید.

 

2- پاشندگی در فیبر نوری :
هر پدیده ای که باعث تغییر سرعت انتشار موج گردد و وابسته به طول موج باشد را پاشندگی می گویند ، به عبارتی پاشندگی پهن شدن پالس نوری و تضعیف آن در اثر انتشار در طول رشته ی فیبر است. پاشندگی پهنای باند و مسافت را در فیبر نوری کاهش می دهد.


3- طول موج قطع :
طول موج قطع یک فیبر به حداقل طول موجی گفته می شود که انتشار در سول موج ر از آن بصورت تک حالته است.
بعبارتی در زمان انتشار در فیبر تک حالته ، اگر طول موج چشمه ی نوری (منبع نور ) از طول موج قطع کمتر باشد مدهای فرعی کنار مد اصلی انتشار می یابد که که در این حالت فیبر دیگر تک حالته نیست و مانند فیبر چند حالته عمل می کند.این پارامتر در زمان ساخت مشخص می شود.

4- قطر میدان مُد (MDF):
به پهنای شدت نور گفته می شود . در فیبرهای تک حالته مقدار MDF برابر با قطر مغزی فیبر می باشد.

5- پهنای باند :
در سیستم های مخابرات نوری پارامتری وجود دارد که تعیین کننده گنجایش و ظرفیت ارسال پیام و یا بعبارت دیگر در تعیین تعداد کانال هاید مخابراتی قابل ارسال در فیبر نوری نقش مهمی دارد که به آن پهنای باند می گویند.
روش های افزایش پهنای باند :
1- استفاده از چند فیبر نوری 2- مدولاسیون WDM 3- مدولاسیون TDM

 

منابع نوری در فیبر نوری:
در بخش ابتدایی یک لینک مخابرات نوری باید از سیگنال الکتریکی به سیگنال نوری تبدیل شود تا امکان انتقال آن از طریق فیبر فراهم شود. این وظیفه توسط منابع نور که قابلیت هایی نظیر مدوله شدن و ... را دارند انجام می شود.کارایی لینک به مقدار توان نور تضعیف شده از منبع نور به مقصد و نیز کیفیت نور تولید شده توسط منبع وابسته است.

 

oxd301

یک نمونه از چشمه یا منبع نوری را می بینیم که در هنگام کار کردن مطابق تصویر راست عمل خواهد کرد.

 

انواع منابع نوری عبارتند از :

1- دیودهای نوری LED : که جهت استفاده در فواصل کوتاه در سیستم های تک طول موجی مناسب هستند.
2- لیزرها یا LD : که در سیستم های چند طول موجی و در مسافت های طولانی مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع لیزرها قابلیت تنظیم طول موج را دارند و به تنهایی می توانند تا 8 طول موج نوری را بصورت همزمان ارسال کنند.

sources

 

کابرد اصلی لیزرهای با قابلیت تنظیم طول موج در سیستم های WDM می باشد.این لیزرها قادرند با توجه به استانداردهای موجود بر روی طول موج خاصی تنظیم شده و به عنوان یک فرستنده از ده ها فرستنده ی موجود در سیستم های چند طول موجی استفاده شوند.

لیزرهای با طول موج قابل تنظیم به علت نیاز در سیستم های جدید روند رو به رشدی داشتند. با استفاده از لیزرهای تنظیم پذیر ضمن داشتن قابلیت انعطاف و صرفه جویی در هزینه ها ، کارایی بهتری حاصل می شود. بعنوان یک نمونه در شبکه های WDM لیزرهای تنظیم پذیر این امکان را فراهم می کنند که تعداد لیزرهای لازم برای داشتن 128 کانال را از 128 لیزر با طول مجزا به 8 لیزر با طول موج تنظیم پذیر کاهش داد. مشخصات مطلوب ، برای لیزرهای تنظیم پذیر ؛ سرعت تنظیم زیاد و محدوده تنظیم وسیع و توان مصرفی و هزینه کم می باشد.
منظور از محدوده تنظیم ، محدوده طول موج هایی است که لیزر قابلیت تولید آن را دارد و سرعت تنظیم بیانگر مدت زمان لازم برای تنظیم کردن لیزر از یک طول موج به طول موج دیگر می باشد.

ویژگی های منابع نوری:
1- طول موج 2- پهنای طیف 3- قابلیت اطمینان 4- توان خروجی 5- راندمان توان 6- مدولاسیون 7- شکل و اندازه 8- همگرایی

ویژگی های LED در کاربرد های مخابراتی :
1- توان کم 2- پهنای طیفی نسبتا عریض 3- سرعت مدولاسیون نسبتا کم 4- هزینه کم 5- ناهمدوس

خصوصیات دیود لیزری :
1- پهنای طیف باریک 2- سرعت مدولاسیون زیاد 3- پهنای باند خوب 4- بهره کوپلینگ زیاد 5- تلفات کوپلینگ کم

آستانه ی پمپ کردن در لیزر چیست ؟
پیش از آنکه لیزر شروع به تابش کند ، باید توان ورودی آن از حد معینی بالاتر باشد و اصطلاحا خوب پمپاژ شود.

  

آشکارساز نوری :
بعد از ارسال نور در منبع و انتقال توسط کابل ، این نور دریافتی در مقصد باید توسط آشکارسار های نوری ، به سیگنال الکتریکی قابل استفاده تبدیل شود.
انواع آشکارساز ها :
فتودیود نیمه هادی 2- دیود نوری بهمنی
ویژگی آشکارسار ایده آل :
1- حساسیت زیاد به نور 2- زمان سریع پاسخگویی به نور 3- نویز کم 4- قابیلت اطمینان بالا 5- عدم نیاز به ولتاژ زیاد 6- پهنای باند خوب 7- اندازه و قیمت پایین 8- پایداری مضخصات در صورت تغییر شرایط خارجی

 

انواع کانکتور ها :

کانکتور ها در ابتدا و انتهای مسیر یک کابل فیبر نوری قرار دارند و برای متصل شدن به پنل اصلی می باشند که شامل انواع مختلفی هستند :

Optical Fiber Connectors


1- SC : این کانکتور در فیبرهای تک حالته و چند حالته و بصورت یک طرفه و دو طرفه مورد استفاده قرار میگیرد. کانکتور های sc دارای سرعت انتقال زیاد ، امنیت و کارایی بالا ، اتلاف و انعکاس برگشتی بسیار پایین و قیمت مناسب می باشد. اتلاف داخلی در فیبرهای تک حالته کوچکتر از 0.2 دسی بل و در فیبرهای چند حالته کوچکتر از 0.1 دسی بل است. انعکاس برگشتی در فیبرهای تک حالته بزرگتر از 40 دسی بل و در فیبرهای چند حالته بزرگتر از 22 دسی بل می باشد. سمباده زدن این کانکتور ها در فیبرهای تک حالته به روش : تماس فیزیکی زاویه دار و تماس فیزیکی بسیار عالی و در فیبرهای چند حالته به روش تماس فیزیکی می باشد. (در ادامه در مورد این روش ها توضیحاتی می دهیم )

2- FC : این کانکتور نیز مانند SC در فیبرهای تک حالته و چند حالته و بصورت یک طرفه و دوطرفه بکار می رود.این کانکتور بیشتر در شبکه های تلفن و ارتباطات با سرعت بالا و سیستم های فیبر نوری که احتیاج به استحکام و پایداری فوق العاده دارند بکار می رود. اتلاف داخلی در فیبرهای تک حالته و چند حالته کوچکتر از 0.3 دسی بل و انعکاس برگشتی در فیبرهای تک حالته بیشتر از 55 دسی بل و چند حالته بیشتر از 25 دسی بل است. نوع سمباده زدن در فیبرهای تک حالته به روش تماس فیزیکی بسیار عالی و در چند حالته به روش تماس فیزیکی می باشد.


3- LC : اتلاف داخلی آن بسیار کم است و انعکاس برگشتی آن نیز پایین می باشد. در هر دو نوع فیبر تک حالته و چند حالته مورد استفاده قرار می گیرد. اندازه این کانکتور نصف استاندارد معمول دیگر کانکتور هاست. در نتیجه به سمباده زدن کمی نیاز دارد. اتلاف داخلی آن در فیبرهای تک حالته و چند حالته 0.1 دسی بل و انعکاس برگشتی آن در فیبرهای تک حالته 53 دسی بل و در فیبرهای چندحالته 33 دسی بل می باشد. سمباده زدن در فیبرهای تک حالته بصورت تماس فیزیکی بسیار عالی و در چند حالته به روش تماس فیزیکی می باشد.
انواع کانکتورهای دیگر عبارتند از : ST , MU , MTRJ , D4 و...


اتلاف در کانکتور ها :
1- اتلاف برگشتی : عبارت است از نسبت توان برگشتی از انتهای کانکتور به توان ورودی ارسال شده در جهت مستقیم ، هنگامی که کانکتور را پالیش (سمباده) می زنیم سر توقه کانکتور و فیبر بصورت یک سطح صاف و آینه ای در می آید و هنگامی که نور در حال وارد شدن به کانکتور است ، مقداری از آن به دلیل این سطح آینه ای انعکاس پیدا می کند که به آن اتلاف برگشتی یا انعکاس برگشتی می گویند.
2- اتلاف ورودی : عبارت است از میزان اتلاف بخاطر قرار گرفتن در مسیر فیبر نوری عوامل مختلفی که باعث بوجود آمدن اتلاف ورودی می شود عبارتند از : اتلاف ورودی ناشی از کثیفی سطح مقطع فیبر در کانکتورها 2- اتلاف ورودی ناشی از فاصله هوایی مابین دو تار نوری 3- اتلاف ورودی ناشی از جذب فیبر نوری در کانکتور 4- اتلاف ورودی ناشی از عدم تطابق فیبرهای نوری در دو طرف.

 

انواع روش نصب کانکتور :
1- روش چسبی 2- روش ذوبی

 

انواع روش های سمباده زدن (پالیش زدن ):
1- سمباده زدن تخت : معمولا به علت ظرافت و دقتی که در سمباده زدن لازم است این کار توسط دستگاه های مخصوص انجام می شود. اما در مواردی که اندکی اتلاف اهمیت زیادی ندارد می توانیم این عمل را بصورت دستی انجام دهیم. اگر بخواهیم بصورت دستی عمل کنیم تنها نوع تخت را می توانیم استفاده کنیم.
2- پالیش تماس فیزیکی PC : در این روش ، یک منحنی جزيی در سر فیبر ایجاد می شود تا فیبر ها در هنگام اتصال با هم بهتر تماس پیدا کنند.
3- پالیش تماس فیزکی زاویه دار APS : در این نوع پالیش یک سطح تخت با زوایه 8 درجه ایجاد می شود.
4- پالیش تماس فیزیکی عالی SPC
5- پالیش تماس فیزکی بسیار عالی UPC
دو روش آخر همچون تماس فیزکی بوده ولی کیفیت بسیار بالاتر خواهد رفت.

 

چگونگی ساخت کابل فیبر نوری :
فیبرهای نوری از شیشه های بی نهایت خالص ساخته می شوند زیرا وجود ناخالصی در شیشه باعث جذب و یا پراکندگی نور می شود که این عوامل باعث بالا رفتن اتلاف می شود.
شیشه هایی که برای ساخت فیبر انتخاب می شود باید دارای خواص زیر باشند :
1- باید ساخت فیبرهای طولانی و نازک با قابلیت انعطاف بالا با آن ها ممکن باشد
2- باید در طول موج نورمورد نظر کاملا شفاف باشند تا بتواند نور را با راندمان بالا هدایت کنند.
3- بطور فیزیکی بتوان با افزودن کمی مواد مشابه ضریب شکست آن ها را برای مغزی و غلاف تغییر داد.

 

یک روش مهم ساخت فیبر MCUD می باشد که شامل 3 مرحله است :

1-ساخت یک قالب شیشه ای استوانه ای 2-عملیات استخراج فیبر از قالب شیشه ای 3-تست فیبر


مرحله اول : در این فرآیند اکسیژن را با محلول های کلر سیلیکون و کلوژرمانیوم و چند ماده دیگر ترکیب می کنند. این محلولها بر روی خصوصیات فیزیکی و نوری مختلفی از قبیل ضریب شکست نوری و ضریب انبساط نقطه جوش تاثیر دارد.
پس از این فرآیند ، بخارات گاز ناشی از ترکیب اکسیژن و محلول های دیگر به داخل یک لوله ی شیشه ای که بر روی یک دستگاه مخصوص قرار دارد وارد می شود.
با روشن شدن دستگاه ، یک مشعل متحرک در بیرون از لوله ها به سمت بالا و پایین شروع به حرکت می کند و گرمای تولید شده باعث بوجود آمدن دو واکنش می شود.
بعد از انجام این مرحله دستگاه به طور پیوسته شروع به چرخیدن کرده و لوله ی شیشه ای را می چرخاند ، در طی این عمل بخارات گاز بر روی سطح داخل لوله رسوب کرده و یک لایه شیشه ژرمانیومی تشکیل می گردد.

مرحله 2: استخراج فیبر از قالب : فیبر نوری از قالب شیشه ای که در مرحله قبل تولید شد ، استخراج می گردد. در این مرحله قالب شیشه ای که بصورت استوانه است به دقت و به تدریج به کوره ای به نام کوره آتش وارد می شود.
پس از ورود قالب شیشه ای سر آن تا حدی که قابلکشش باشد گداخته می شود و در اثر کشیدن بسیار ؛ تار نازکی که همان فیبراست تبدیل می شود.

مرحله 3 : تست های فیبر نوری که خود شامل :
کشش فیبر – تجزیه و تحلیل مربوط به ضریب شکست نور – شکل هندسی فیبر – استحکام – تضغیف –پهنای باند و ... می باشد.

 

آداپتور ها و تضعیف کننده های فیبر نوری :
برای اتصال دو فیبر نوری از روش اتصال موقت یا دايم استفاده می شود. در اتصال موقت از قطعه ای به نام آداپتور استفاده می شود. همچنین قطعه ای به نام فایبرلاک نیز جهت اتصال موقت می توان استفاده نمود . در اتصال دایم از روش فیوژن یا همجوشی استفاده می شود.

movingadapters ani

انواع مختلف آداپتور ها با توجه به نوع کانکتور بصورت تک پورت و دو پورت ساخته می شود. همچنین آداپتور های هیبرید وجود دارند که کانکتور های فیبر نوری نامهمجنس را به هم متصل می کنند.

تضعیف کننده های فیبر نوری معمولا به منظور تضغیف توان فرستنده های ماژول SFP به کار می رود. ماژول های لیزر SFP برای مسافت های طولانی 40- 80 – 120 کیلومتر ساخته می شوند. و از آنجا که این ماژول ها سطح آستانه و حساسیت گیرندگی متفاوتی دارند. اگر سطح توان دریافتی از حد مجاز قابل تحمل بیشتر باشد ، ماژول گیرنده SFP صدمه خواهد دید. در نتیجه برای جلوگیری از آسیب دیدن از تضعیف کننده ها استفاده می شود که دارای انواع مختلفی با توجه به کانکتور و تضعیف می باشد.

OCDF : از جمله تجهیزات پسیو فیبر نوری محسوب می شود و در واقع محفظه و محلی است که از فضای داخلی آن برای پیوند زدن تارهای نوری به پیکتل ها و همچنین آرایش و مدیریت تار های نوری استفاده می شود. برای اتصال پچ کورد ها به پیکتل ها در OCDF از آداپتور ها استفاده می شود و دارای انواع مختلفی می باشد از جمله : مدل های رک مونت یا کابینتی و یا ایستاده

 

در صورتیکه دوست دارید تا مطالب مربوط به فیبر نوری را کامل تر و دقیق تر مطالعه کنید ، مقاله ای از فیبر نوری نوشته ایم که 337 صفحه بوده و کاملا به تمام مباحث و مطالب فیبر نوری اشاره کرده ایم و می توانید آن را از لینک زیر دانلود کنید:

مقاله کامل درمورد فیبر نوری



 مطالب مرتبط :

برچسب ها: 

Tags: مقاله مقالات برق-الکترونیک فیبر نوری انواع فیبر نوری مقالات ict کابل فیبر نوری

4

پشتیبانی و مشاوره 24 ساعته

ictnic2

تماس با ما

  • شماره‌های تماس : 09120858158
    09372125820

به ما بپیوندید

ما را در صفحات اجتماعی دنبال نمایید...

کاربران ثبت نامی


تا این لحظه تعداد

1631 نفر

در وبسایت تخصصی ictnic

ثبت نام و از خدمات ما استفاده می کنند.

ما را در آپارات دنبال کنید

aparat logo fa color black 275x100