Fiber Optik Nedir?

[Christoph_Vassel]

Haberleşme konusunda şu aralar en aktif şekilde uğraşılan ve glecekte de tüm hayatımızı değiştirecek ve hızlandıracak bir oluşum fiber optik..şu ana kadar konu açılmamış olması ilginç , bende ödevim için kısa bir metin ararken güzel bir kaynak buldum , kendimdende birşeyler ekleyerek yazmaya çalıştım , ilgisi olanlar için bulunsa iyi olur sanırım..Teşekkürler..

Fiber Optik Nedir?

Son on yılda,elektronik iletişim endüstrisinde çok sayıda önemli ve dikkate değer değişim meydana geldi. Ses,veri ve görüntü iletişimindeki olağanüstü artış,daha 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 sistemleri,son zamanlarda oldukça ilgi görmektedir. Bu bölümde daha ileride göreceğimiz gibi,ışık dalgalarını yeryüzü atmosferinde yaymak zor ve elverişsizdir. Dolayısıyla,günümüzün önde gelen çeşitli ve geliştirme laboratuarlarında,bir 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.



core: ışığın yol aldığı aldığı alan
cladding : yansıtıcı kaplama
cuffer coating : jacket olarakta bilinir , en dış kaplama ( metal toplu kablo koruması hariç..)


birkaç fiber kablosu bir koruma içinde..


FİBER TÜRLERİ:

Plastik çekirdekli, plastik koruyucu zarflı

Cam çekirdekli, plastik koruyucu zarflı(çoğunlukla PCS fiber denir:plastik 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 (örneğin,tek 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.





Fiberlerin Sınıflandırılması

Fiberler sınıflandırılırken ilk önce 2'ye ayrılırlar kapasitesine göre ve yapısına göre.

Yapısına göre 3'e ayrılırlar:

1-CAM FİBERLER: 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.

2-PLASTİK KAPLI SİLİSYUM FİBER: Cam nüveye plastik kılıfa sahiptirler. Fiyat olarak cam fiberlere göre daha ucuz ama performans açısından daha verimsizdir.

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



Şimdi de fiber optik kabloların nüve tipine göre sınıflandırılmasından ve fiber karakteristiklerinden bahsedeceğim. Ama önce yapılacak sınıflandırma kırılma indis profiline göre yapılacağı için kırılma indis profiline değinmek istiyorum. Kırılma indis profili nüve kılıf indisleri arasındaki ilişkiyi tanımlar (indisin ışığın ilerlemesine gösterilen zorluk olduğunu hatırlayın. Fiber 1 yazısı). 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.

FİBER OPTİK KABLONUN AVANTAJLARI:

· [i]geniş band aralığı [/

[Christoph_Vassel]

Aynı siteden konuyla derin ilgilenenler için ekstra bilgiler:


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



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.





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(core): 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(cladding): 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(jacket): 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 olara

[Locke]

Parmaklarına sağlık..

[SenariouS]

harikasın... bende bunu arıyordum[signature][hline]Today you are better that the "You" of yesterday... and tomorrow you will be better that the "You" of today... Little by little becoming stronger through countless battles.
That's what it means to be strong...

[crackerjack]

bizim fizik profesörüne bi kaç formül götüreyim şurdan
bakalım ne olduğunu anlıcak mı :D
gerçekten yazan arkadaşlar kadar senin de bizimle paylaşmakta gösterdiğin bu istekli paylaşımcılık ruh için ikinize de çoook teşekkür ederim.
şahsen ben daha önce bu kadar fikir sahibi olmasam da şu andan itibaren öğrenilmesi yararlı olacak bilgiler gibi duruyor gözümde.[signature][hline]Kimseden gizlimiz saklımız yok alimallah.
İçimiz neyse biz de oyuz.
Hayat verenin kuluyuz...

[Ardeth]

En basidiyle ilerlediği eksendeki direnci ona dik olan eksendeki direncine göre çok çok çok (baya çok) küçük olan iletim aracı :p[signature][hline]Ardeth saat 5.30'a kadar çalıştıktan sonra mutfağa gidip taze ekmek bulamayınca şu cümleyi sarfetmiş: Çalışan ekmek yok mu?

[Aykan]

Eğitim bölümüne gitsin bence :)[signature][hline]Promecium, 14 Aralık 2005 00:18 tarihinde demiş ki:
yahu bu paralı siteler varya.acaba paralımı? bide nasıl satın alabiliyoz.Bide mesela netli açtım site yavaş oluyormu.Bilgisi olan varmı

[Sly-One]

oy maşallah.[signature][hline]abeo nihilum demonstrere
quod abolesco dum te defendoa.k.

[SoulCube]

tamamen okuyan var mı?[signature][hline]Night Elf - Rogue lvl 52 ( Kulak )
Magtheridon = Undead [ name : Updead] Lvl 41
Chromaggus=Orc [name: Omyg ] lvl 21
tee eskiden uo oynarken nickim Azeroth du

[Christoph_Vassel]

ben okudum şahsen , fazlaca uzun bir yazı kabul ediyorum ama sadece bilgi edinmek isteyenler birinci mesajı okursa yeterli olur sanırım , bende mesleğimde neler var onları öğreneyim dimi :)

notlarım arasından bulduğum birkaç veriyide ekleyeyim;

Maksimum Bit Rate : 2,5gbps ilâ 10gbps arasında değişiyor

DWDM sistemlerle bu hızın 150Tbps ( evet doğru yazdım saniyede 150terabit :)) e ulaşması bekleniyor

Yaklaşık 10 üzeri -11 bit'de bir hata payı var

uygulamada 50 ilâ 100km arası bir uzaklıkla yerleştiriliyorlar ( bu uzaklık lab.da 20.000km 'yi buluyor )[signature][hline]Kesinlikle yılın quote'u :

Junr_Sx, 03 Ocak 2006 16:15 tarihinde demiş ki:
aklını topla yanlıs adama çatıosun
ultimayla doğduk aslan sen kendını kandırıyosun

[Curunir]

said:

SoulCube, 04 Ocak 2006 12:55 tarihinde demiş ki:
tamamen okuyan var mı?

ilk başlar ve ortası bir ön bilgi iyi olur hiç bilmiyen için :)
ellerine sağlık vassel ii olmuş cidden[signature][hline]Thalion, 28 Aralık 2005 14:00 tarihinde demiş ki:
Aykancım, staj dosyanı alıp odama gelebilirimisin lütfen, biraz konuşalım...

[Finrod]

ellerıne saglık cok tesekkurler.Bi ara vaktim olursa okuyacağım :)[signature][hline]Ve Buddha onlara dedi:
"-Size benim kim olduğum sorulduğunda, ne cevap vereceksiniz?"
Onlar dediler:
"-Sen bizim varoluşumuzun temelindeki eskatalojik manifestasyon ve açıklanan öz benliğimiz bağlamının ontolojik temelisin."

Ve Buddha cevap verdi:
"-HA!?"
msn

[Thalion]

Üşenmesem elimde neler var bu konuda.. Esas fiber'in Telekom tarafında ATM altyapısında SDH'ler ile yönlendirilmesi ve elektriksel olarak açılması konusunda 4 klasör var : tembellik kötü bişi..

Ellerine sağlık güzel yazı..

Diğer bir dezavantajı, esnekliği.. kurulum maliyetleri zaten uçuk ama 60 derece'nin üzerinde bükememen vs. gibi konular nedeniyle aplikasyonu da zor..

En son projemde 16 km fiber döşemiştim.. toplamda 297 core vardı füzyonlanan..pff işkence..[signature][hline]MCP,MCSA,MCSE,CCNA
HP Accredited Sales Professional
HP Accredited Integration Specialist
HP Accredited Systems Engineer

[Cintonik]

bu fiber optik olayını hakkaten merak ediyodum.bilimsel degerini deilde yapısını fln.iyi oldu bu saolasın :)[signature][hline][b]porsuk, 03 Ekim 2005 23:10 tarihinde demiş ki:
herkez kopmuş yarılmış iptal olmus ama biz ingilizce bilmiyoz
bu ne kültür boyle. bu nasıl bir bilimsellik bu nasıl evrensel yaklaşım bu nasıl yitirilmemiş felsevi birikim betime uyum ahenk lisan skuhut u fosforik cümle kapitalitik osturafyon [/b]

[DynamicK]

bitirme ödevim benim :)
şimdilerde uğraşıyorum fiber optik üzerine

[MeSh]

kopya çek biraz burda.. baya baya kapsamli yani :P

[DynamicK]

evet kapsamlı da benim elimdeki kaynaklar kıyaslanmayacak derecede fazla :)

tek fark bendekiler ingce ama sorun degil zaten kitabı türkçeye çeviriyorum :)

[Wispy]

Fiberoptik diyince aklıma nedense telekom geliyor, zırt pırt denizin kaç yüz metre altında kopan kablolar falan.

[mawiman]

hiçbir işime yaramıyor ama ellerine saglık

[DynamicK]

macrobend terimi fiber optik de türkçe olarak nasıl adlandırılıyor bilen varsa? bilhassa thalion ?

tam neyi kastettiğim anlaşılmadı ise şöyle söyliyim, fiberin belli bir açıya kadar eğilebilme özelliği var, açıyı aşınca güç kaybı oluyor. işığın bir kısmı çekirdekten dışarı çıkabiliyor. macrobend de fiber üreticileri tarafından belirtiliyor. türkçe olarak makroeğim diye mi isimlendiriliyor?