Genel Fiber Teorisi

57
Fiber Optik Fiber Optik Teori Fiber Optik Kursu

Transcript of Genel Fiber Teorisi

Page 1: Genel Fiber Teorisi

Fiber Optik

Fiber Optik Teori

Fiber Optik Kursu

                                      

Page 2: Genel Fiber Teorisi

Genel Fiber Teorisi

Fiber Damar Yapısı

Yayılma

Zayıflama

İletim Sistemi

Yansıma ve Kırılma

Fiber Optic HistoryOptik Haberleşme

Konnektörler

Fiber Üretimi

Page 3: Genel Fiber Teorisi

Optik (Işıksal) İletimin Tarihçesi(1).... Kızılderililer tarafından kullanılması1880 A.Graham BELL tarafından Photophone ile 200 m.lik haberleşme sağlanması1887 Charls Vernen Boys ilk ince cam fiberi (kaplamasız) gerçekleştirdi.1950 Direkt görüntü iletiminde cam fiber kullanılması1958 LASER'in bulunması 1959 LASER'in başarıyla çalıştırılması 1962 Yarı iletken LASER'lerin geliştirilmesi 1962 Yarı iletken fotodiyotların geliştirilmesi 1963 Dereceli indisli fiber düşüncesinin ortaya atılması 1966 Cam fiber kullanma düşüncesinin ortaya atılması 1966 Fiberde örtü tabakası düşüncesinin ortaya atılması 1970 Silikadan fiber üretilmesi (20 dB/km. 850 nm. penceresinde) 1971 Kullanışlı LD ve LED'lerin bulunması 1972 Dereceli İndisli fiber üretilmesi (4 dB/km. 850 nm.) 1973 Optik kabloların askeri haberleşmede kullanılması 1973 Optik tekrarlayıcıların geliştirilmesi 1973 CVD yöntemiyle fiber üretimi 1973 Fiber üretiminde OVD yönteminin açıklanması 1974 Fiber üretiminde MCVD yönteminin (Cam tüpün içine silikon yerleştirilmesi) açıklanması. (2.4 dB/ km.) 1975 1310 nm. Optik penceresinin bulunması 1976 1310 nm. Işık dalga boyunda GaInAsP Laser Diyot'un üretimi 1976 Ark (Füzyon) yöntemiyle fiber kaynağının gerçekleştirilmesi

Page 4: Genel Fiber Teorisi

1981 100 Mb/s hızda yineleyici (tekrarlayıcı) aralığının 10 km.ye çıkması

1983 Tek Modlu fiber kablo üretiminin (VAD yöntemiyle) başlaması ;

1983 400 Mb/s hızla 25 km.lik yineleyici (tekrarlayıcı) aralığının sağlanması

1984 Optik fiber sistemlerinin abone göz devrelerine (SONET) uygulanması

1984 Derin sulara gömülecek denizaltı fiber kablo için UV reçinesinin geliştirilmesi

1985 100 damarlı Dereceli Indisli Fiber Şeritli Ribbon kablo üretimi  

Optik (Işıksal) İletimin Tarihçesi(2)1976 45 Mbit/s'lik çoğullama sisteminin denenmesi 1977 Fiber üretiminde VAD yöteminin açıklanması

1978 Çok Modlu fiber kablo ilk tesisinin başlanması

1979 Fiber zayıflamasının (4 dB/km'den 1550 nm.) 0.2 dB/km.'ye indirilmesi

1980 GaInAsP 1550 nm. ışık dalga boyunda Laser Diyot'un üretimi

1980 1310 nm.lik ilk ticari sistemin tesis edilmesi

1981 Dereceli Indisli fiber kabloların kullanılması

Page 5: Genel Fiber Teorisi

1987 1550 nm.lik Saçınım Kaymalı fiber damar kullanılması

1987 VAD yöntemiyle 100 - 500 km.lik (tek parça) fiber damar üretilmesi 1987 1.6 Gb/s çoğullama sistemiyle (23 040 kanal) yineleyici arasında 40 km.ye erişilmesi 1989 1550 nm.lik ışıkla 400 Mb/s.lik hızla çoğullama ve yineleyici aralığının 120 km.ye çıkması 1990 400 km.lik yineleyicisiz fiber üretiminin tesisinin gerçekleştirilmesi 1991 2.5 Gb/s.lik çoğullama ile 30.720 kanala erişme (STM-16) 1995 2.5 Gb/s.lik hızla 100 Km.ye çıkması 1996 10 Gb/s.lik hızla 80 Km.ye çıkma çalışmaları (STM-64) 1997 40 Gb/s.lik hızla 300 Km.lik üretildi. Deneme aşamasında.

Optik (Işıksal) İletimin Tarihçesi(3)

Page 6: Genel Fiber Teorisi
Page 7: Genel Fiber Teorisi

OPTİK İLETİMİN DİĞER İLETİM SİSTEMLERİ İLE KARŞILAŞTIRILMASI

a-Yüksek hızb-Uzun tekrarlayıcı aralığıc-Kanal başına maliyetin düşük olmasıd-Bilgi çalımasının güç olmasıe-Elektromanyetik etkilerle bozulmamasıf-Diyafoni olmamasıg-Alış ve veriş uçlarında elektriki yalıtım vardır h-Değişik çevre koşullarında güvenli olarak kullanılabiliri-Değişik amaçlar için kablo üretildiğinden standartlaşma yoktur j- Kablo tesisi kolaylığına karşın ek ve bakımda özen gerektiıir k- Yerel (Abone) dağıtım şebekesinde (SONET-Fiber to home) kullanılması şu an için ekonomik değildir.  

Page 8: Genel Fiber Teorisi

a- Yüksek Hızda İletim Sağlanması : Optik iletim sistemlerinde taşıyıcı frekans çok yüksek olduğundan diğer sistemlerinkinden daha yüksek bant genişliklerine ve daha yüksek iletim hızlarına erişilmiştir.

iletim istemlerinin karşılaştırılması için kullanılan (bant genişliği x uzaklık) çarpanı;

-Bakır kablolarda 1 MHz x Km. (1 MHz x Km)

-Eşeksenli (Koaxiel) kablolarda 0.2 GHz x Km. (~100 MHz x Km)

-Dereceli Indisli (GI) fiberlerde 1 GHz x Km. (1000 MHz x Km)

-Tek Modlu (SM) fiberlerde 100 GHz x Km. (100.000 MHzxKm)

OPTİK İLETİMİN DİĞER İLETİM SİSTEMLERİ İLE KARŞILAŞTIRILMASI-1

b- Uzun Yineleyici (Tekrarlayıcı - Repetör) Aralığı : Optik fiberlerde yineleyici aralığı; 1310 nm. dalga boyu ışık kullanarak 40-45 km. 1550 nm. dalga boyu ışıkta ise 100 km.

1 MHz'lik işaret için gücün yarıya düştüğü uzaklık;

Bakır iletkende 250 m

Eşeksenli iletkende 1000 m

Tek Modlu fiberde 10000 m

Page 9: Genel Fiber Teorisi

e- Elektromanyetik Etkiden Bozulmama : Bakır iletkenli (Bakır tel eşeksenli kablo vb.) ve diğer iletim sistemleri (Elektromanyetik dalga vb.) Manyetik etkinden bozulurken optik iletimde bozulma yoktur. Yüksek gerilim iletkenlerinin içine fiber damarlar yerleştirilerek iletkenlerin aynı anda enerji taşıması hemde haberleşmeyi gerçekleştirmesi sağlanır. Enerji iletim hatları çift amaçlı olarak kullanılmış olur. f- Karışma (Diyafoni) Olmaması : Optik iletimde sinyaller fiber damar dışına taşmaz. Kıvrımlardan dolayı sinyaller damar dışına taşarsa bile diğer damarlara girip onları etkilemez. Bu nedenle karışma (diyafoni) yoktur.

Optik iletimin diğer iletim sistemleri ile karşılaştırılması-2

c- Kanal Başına Bedelin (Maliyetin) Düşük Olması : Kabloların hafif ve ucuz olması, bant genişliği x uzaklık çarpanının büyük, yineleyici aralıklarının uzun ve hat donanımı değiştirilerek (aynı fiberden yararlanarak) kanal sayısı arttırılabildiğinden maliyet düşmektedir.Aynı kapasiteli bakır iletkene göre; 140 Mb/s.lik çoğullama sisteminde en az 50,565 Mb/s.de en az 200 kat daha ucuzdur.

d- Bilgi Çalınmasının Güçlüğü : Optik fiber damardan bilgi çalabilmek için ya kabloyu (damarlı) kesip sisteme bağlayarak veya LID sistemli kaynak makinası çalışma ilkesinden yararlanılarak çalınabilir. Birinci yöntemde anında, ikincisinde de maliyeti yüksek zaman isteyen ve aynı anda devreler üzerinde zayıflamanın arttığından tesbiti kolaydır.

Page 10: Genel Fiber Teorisi

g- Elektriksel yalıtım : Optik fiberler elektriksel bakımdan yakıtkan maddelerden yapılmış olduğundan uçlar arasında tam bir elektriksel yalıtım sağlar. Bu özellik dar bantlı sistemler ve kapalı devre televizyon sistemleri için çok uygundur. h- Değişik Çevre Koşullarına Uyum Sağlaması : Isıya dayanıklı fiber damarlar (+500oC'ye kadar) üretilmiştir. Ayrıca kırılma ve kopmalarda kıvılcım çıkarmamaktadır. Bu nedenle bakır iletkenli kabloların kullanılamadığı (alt ve üst ısı sınırı yüksek olan ve patlayıcı maddelerin bulunduğu) ortamlarda güvenlikle kullanılmaktadır.

Optik iletimin diğer iletim sistemleri ile karşılaştırılması-3

ı-Değişik amaçlar için üretim yapıldığından standartlaşma yoktur. Ay Değişik özellikte fiber kablolar isteğe bağlı üretilebilmektedir. Türkiye'de şu an 4, 6, 12, 24, 36, 48 önümüzdeki yılda 60, 96, 144, 192 damarlı fiberler üretilecektir. Japonya'da 100, 200, 600, 1000 damarlı fiber optik kablo üretilmektedir. j- Tesis Kolaylığı : Optik fiber kablolar küçük çaplı (12 damarlı kablonun çapı 17 mm.) ve hafif oluşları nedeniyle tesisleri kolaydır. Örneğin bakır iletken (0.6 mm2 S) 3 kg/km. fiber damar 30-50 gr/km. makara boylarının uzun (1.5 ± 0.05 veya 2 ± 0.05 km. 4 ± 0.05) olması ek sayısını azaltmakta kablo kesiti (çapı) küçük olduğundan aynı gözden birden çok kablonun çekilmesi sağlanmaktadır. kablo tesisinin kolaylılığına karşın ek ve bakım için kullanılan malzemeler oldukça pahalı olduğundan tesis ve ek yapı- mının uzman kişilerce özenle yapılması gerekir. k- Yerel (Abone) Dağıtım Şebekesinde Kullanılması : ISDN uygulamalarının gündeme gelmesi ile birlikte fiber optik kablolar artık abonenin evine kadar tesis edilebilir hale gelmiştir. Şu an bedelleri çok yüksektir. yakın gelecekte kaynak paylaşımı yöntemi ile maliyetler düşecek, böylelikle abone çevrimlerinde kolaylıkla uygulanabilecektir.

Page 11: Genel Fiber Teorisi

OPTİK FİBERİN YAPISI

Çekirdek (Core) (Öz)Yansıtıcı (Cladding) (Örtü)Kılıf (Coating) (Koruyucu)

Page 12: Genel Fiber Teorisi

Optik Dalgaboyları OWG profilleri

Tek Modlu Fiber İnsan Saçı Çok Modlu Fiber

Page 13: Genel Fiber Teorisi

Üç Tip Optik Fiberin Karakteristik Özellikleri

Fiber Tipi Kesit Kesit Dağılımı Işık Yayılımı İletim Karakteristiği

Basamaklıİndisli Çok ModluFiber

DereceliİndisliÇok ModluFiber

Basamaklı İndisliTek ModluFiber

Page 14: Genel Fiber Teorisi

Üç Tip Optik Fiberin Karakteristik Özellikleri

Fiber Tipi Kesit Kesit Dağılımı Işık Yayılımı İletim Karakteristiği

Basamaklıİndisli Çok ModluFiber

DereceliİndisliÇok ModluFiber

Basamaklı İndisliTek ModluFiber

Kırılma İndisinin

Verilen Alınan Darbe Darbe

Page 15: Genel Fiber Teorisi

Fiber kesiti Indis profili Yayılma modları GirişSinyali

ÇıkışSinyali

Basamaklı indisli çok modlu fiber

Kırılma indisi çekirdekte sabittir.

Çekirdek ve yansıtıcı arasındaki sınırda yansıyan ışıklar toplanır.

Page 16: Genel Fiber Teorisi

Multimode Graded-index fiber (Dereceli indisli çok modlu fiber)

Fiber Kesiti Indis profili Yayılma modları GirişSinyali

ÇıkışSinyali

Kırılma indisi sabit değildir.

Çekirdekte sinüzoidal yayılma vardır.

Page 17: Genel Fiber Teorisi

Singlemode Step İndex fiber (Basamaklı indisli Tek modlu fiber)

Fiber kesiti Indis profili Yayılma modları GirişSinyali

ÇıkışSinyali

Tek modlu fiberde ışığın tek bir yolu vardır.Bant genişliği ve zayıflama hususlarında yüksek

performansı vardır..

Page 18: Genel Fiber Teorisi

Düz Ayna

Normal

Düz Aynada Yansıma

Normal

Az Yoğun

Çok Yoğun

n1

n2>n1

Az Yoğun Ortamdan Çok Yoğun Ortama Geçiş

(Işık Işını ,Normale YAKLAŞARAK Kırılır)

Page 19: Genel Fiber Teorisi

Normal Normal Normal

n1 n1n1

n2>n1 n2>n1 n2>n1

Az YoğunAz Yoğun Az Yoğun

Çok Yoğun

Çok Yoğun Çok Yoğun

ÇOK YOĞUN ORTAMDAN AZ YOĞUNA GEÇİŞ

Kritik Açı

Kırılan ışığı,ara yüzeyi yalayacak duruma getirengeliş açısı

1-Kritik açıdan büyük açıyla gelen ışık diğer ortama geçmeden YANSIR. (Tam Yansıma)

2-Kritik açıdan küçük açıyla gelen ışık diğer ortama geçer ve normalden UZAKLAŞARAK kırılır. Bir kısmı ise aynı ortama geriye YANSIR.

Page 20: Genel Fiber Teorisi

Yansıtıcı Çekirdek Kılıf

Page 21: Genel Fiber Teorisi

max

max

min

Yansıtıcı Çekirdek Kılıf

Page 22: Genel Fiber Teorisi

Optik Dalgaboyları Sayısal Açıklık (Numerical Aperture)

Sayısal Açıklık:Mümkün olan en büyük giriş açısına “kabul açısı”( acceptance angle )denir. Bu yalnızca n1 ve n2 kırılma indislerine bağlıdır.Optik fiberin kabul açısının sinüsü sayısal açıklık Numerical Aperture NA şeklinde adlandırılır.

maxsin NA

Page 23: Genel Fiber Teorisi

Yansıma

Fiber sonunda ışığın % 4 ü geri yansır

hava cam

r = (n1 - n0)/(n1+n0)

R = r2

Yansıma(dB) = 10 log10 R

cam hava

Page 24: Genel Fiber Teorisi

Hat sonunda Fresnel Yansıması

f = [(n1 - n0)/(n1+n0)] 2

Işık,camdan havaya geçtiği için; n1=1.5 ,n0=1

f = [(1.5 - 1)/(1.5+1)] 2

f =0.04

f=% 4

bulunur.

Fresnel yansıması;

-Konnektörlerde,

-Mekanik eklerde,

-Hava kabarcıklı eklede olur ve zayıflamalara neden olur.

Page 25: Genel Fiber Teorisi

Snell YasasıNormal

n1

n2

<

<

Sin c = = n Sin v

Örnekler: 1 n Örnekler: 1 n camcam =1.5 =1.5 v v camcam =300.000 /1.5 =300.000 /1.5 =200.000 Km/s=200.000 Km/s

2 n 2 n susu=1.33 =1.33 v v susu =300.000 /1.33 =300.000 /1.33 =225.000 Km/s=225.000 Km/s

Page 26: Genel Fiber Teorisi

Işık Hızı

V= Cn

n= Kırılma indisi (fiber için n ~ 1.5)C= Işığın boşluktaki hızı= 2.99792458. 108 m/sV= Yoğunluğu camın cinsine göre değişen bir fiberdeki ışık hızı.

n>1ve

Kırılma indisi büyük olan ortamda ışık hızı yavaş olur.

Page 27: Genel Fiber Teorisi

Bir kılavuzdan ışığın yayılması• Eğer ise ışığın tamamı kırılarak dağılıp

gidecektir

• Eğer ise ışık çekirdekte yansıyarak gidecek ve korunacaktır

n1n2

i r

i

r

n2

n1

Kırılma:n1 sin i = n2 sin r

Yansıma:i = r

Page 28: Genel Fiber Teorisi

Farklı fiber tipleri100 µm 250...900 µm

0.28

N.A.

140µmBasamaklı indisliçok modlu fiber SI 100/140

125 µm

0.21

62.5 µm50 µm n1=1.540...1.562

n2 =1.540250...900 µmDereceli indisli

çok modlu fiberGI 62.5/125GI 50/125

N.A.

n2 =1.517n1=1.527

125 µm9 to 12 µm

0.13

250...900 µmBasamaklı indislitek modlu fiberSI 9/125

n1=1.471n2 =1.457

N.A.

çekirdek buffer/kılıf yansıtıcı

Page 29: Genel Fiber Teorisi

Optik Fiberin Ölçülebilecek Önemli Karakteristikleri

• Kesim (Cut-off) Dalgaboyu (c)

• Zayıflama• Kromatik dağılma• Geri saçınım• Geometri

• Sayısal açıklık

• Zayıflama• Bant genişliği• Geri saçınım• Geometri

Tek Modlu (SM) Fiber

Çok Modlu (MM)Fiber

Page 30: Genel Fiber Teorisi

Fiberde Zayıflamalar (Kayıplar)

Dağılma kayıpları (Scattering Loss)• Rayleigh dağılması• Mikro kıvrımlar,keskin

kıvrımlar• Fiberin saflığını bozan

yabancı maddeler• İmalat hataları• Çekirdek çapındaki

değişmeler

Yutma kayıpları (Absorbtion Loss)• IR (Infra-red) yutması• OH (nem) yutması• Metal iyonların yutması• UV (Ultra viole) yutması• Çekme ,büzülme

kuvvetleri(mekanik ve sıcaklık tesirleri ile ilgili)

• Radyal kuvvetler

Page 31: Genel Fiber Teorisi

Fiber Kayıpları

GirişÇıkış

Kirlilikler

Heterojen Yapı

SaçınımKaybı

GirişKaybı

YutmaKaybı

BağlantıKaybı

KuplajKaybı

Makro veya

mikro kıvrımkaybı

SaçınımKaybı

Page 32: Genel Fiber Teorisi

Noktasal Zayıflama

LokalZayıflama

Füzyon Eki < 0.1 dB

MekanikEk

<0.15 dB

Noktasal zayıflama formülü

Noktasal zayıflama (dB) =10 LogPi mWPt mW

( )( )

Pi = Giriş gücü Pt=Çıkış gücü

Füzyon eki

Page 33: Genel Fiber Teorisi

bsorption (yutma) ve Rayleigh Saçınım Eğrisi

850 1300 1550

Fiber linearAttenuation

Multimode fiber62,5/125µ @ 850nm 2.8 to 3.5 dB/km

Multimode fiber62.5/125µ @ 1300nm 0.7 to 1 dB/km

Single mode fiber@ 1310nm 0.35dB/km

Single mode fiber@ 1550nm 0.25dB/km

Single mode fiber@ 1625nm 0.25dB/km

OH-absorptionTepe noktası1.iletim

penceresi820-880nm

2.iletimpenceresi

1285-1330 nm 3.iletim penceresi

1525-1575nm

Dalgaboyu (nm)

Zayı

flam

a (d

B/k

m)

Rayleigh Saçılması

Rayleigh saçınımı ölçümlerinden fiber zayıflama eğrisi ortaya çıkmaktadır.

rayleigh ~ dB/km

850 1300 1550850 1300 1550

Page 34: Genel Fiber Teorisi

Zayıflama NedenleriUltraviyole yutmasıİnfrared yutmasıRayleigh dağılmasıFiberin saflığını bozan yabancı maddelerÇap değişmesinden dolayı yol yanılması

Optik FiberIşık Girişi

Boşluk

Zayı

flam

a(db

/km

)

Net kayıp

Dalga Boyları(m)Fiber Kablo Zayıflama Grafiği

850 nm850 nm4 4 dB/KmdB/Km1310nm1310nm4 4 dB/KmdB/Km1550nm1550nm dB/KmdB/Km

Page 35: Genel Fiber Teorisi

Dispersiyon (Dağılmalar)• Mod dağılması:

• Malzeme dağılması:

• Dalga kılavuzu dağılması:

Çok modlu fiberlerde olur.Farklı modlarla gelen ışınlar alış ucunda grup gecikmesine neden olur.Bant genişliği,çok modlu fiberlerde mod dağılmasıyla sınırlanır.Fiber çekirdeğinin kırılma indisi dalga boyuna bağlı olarak değişme gösterdiğinden değişik dalga boyundaki ışınlar öz içinde değişik hızlarla yol alır.

ÇekirdekÇekirdek

Tek modlu fiberde etkisini gösterir.Çekirdek veyansıtıcı tabakalarının kırılma indisi farklı olduğundan bu dağılma meydana gelir.1300 nm civarında ihmal edilebilir.

Kro

mat

ik d

ağılm

a

Page 36: Genel Fiber Teorisi

Modal Dispersion(Mod dağılması)

Pals dağılması

Yayılma modları veya ışığın farklı yollarıyla, farklı ışıklar farklı mesafeler katederler,

ve fiber sonuna farklı zamanlarda varırlar.

EXPER:

Page 37: Genel Fiber Teorisi

Dispersiyon (Dağılmalar)

Malzeme dağılmasıMalzeme dağılmasıKromatik dağılmaKromatik dağılmaDalgakılavuzu dağılmasıDalgakılavuzu dağılması

DağılmaDağılma

Dalga boyuDalga boyu

Page 38: Genel Fiber Teorisi

Saçınım Kaymalı (Dispersion Shifted) Fiberler

Saçın ım KaymasızSaçın ım KaymasızSaçınım KaymalıSaçınım KaymalıSaçınım YassıltmalıSaçınım Yassıltmalı

1 1 Saçınım KaymasızSaçınım Kaymasız

2 2 Saçınım KaymalıSaçınım Kaymalı

3 3 Saçınım YassıltmalıSaçınım Yassıltmalı

StandartStandart Yansıtıcı içine bastırılmış Yansıtıcı içine bastırılmış kırılma indislikırılma indisli

Üçgen çekirdekÜçgen çekirdek ile kademeli profilile kademeli profil

Üçgen profilÜçgen profilYansıtıcı içinde Yansıtıcı içinde Çift basamaklıÇift basamaklıKırılma indisiKırılma indisi

Dört kademeli Dört kademeli yansıtıcı yansıtıcı

Çift yansıtıcıÇift yansıtıcı

Page 39: Genel Fiber Teorisi

Tek Modlu FiberTek Modlu FiberDüşük ZayıflamaDüşük ZayıflamaYüksek KapasiteYüksek KapasiteDaha Az Mikrokıvrım ZayıflamasıDaha Az Mikrokıvrım Zayıflaması

ÜretimÜretimMetoduMetodu

Dalga BoyuDalga Boyu ZayıflamaZayıflama Cut-offCut-offDalga BoyuDalga Boyu

Sıfır Sıfır DağılmaDağılma

Benzeştirilmiş örtü Tabakalı FiberBenzeştirilmiş örtü Tabakalı FiberBastırılmış Örtü Tabakalı FiberBastırılmış Örtü Tabakalı Fiber

Page 40: Genel Fiber Teorisi

Tek modlu Fiberin Bant Genişliği Sadece Kromatik Dağılma Tarafından

Sınırlanır

kmkm

kmkm

kmkm

100 Mb/s100 Mb/s10 Mb/s10 Mb/s 1 Gb/s1 Gb/s 10 Gb/s10 Gb/s

Kromatik dağılma Kromatik dağılma tarafından sınırlamatarafından sınırlama

1310 nm 1310 nm tek modlu tek modlu çalışma bölgesiçalışma bölgesi

ZayıflamaZayıflamasınırlamasısınırlaması

Page 41: Genel Fiber Teorisi

MİKRO KIVRIMLAR (microbending)

Page 42: Genel Fiber Teorisi

Çekme, Büzülme ,Basınç Etkisi

Page 43: Genel Fiber Teorisi

Fiber Optik İletim Sistemi

IşıkIşık

Fiber optik kabloFiber optik kablo

ElektrikselElektriksel donanımdonanım

ElektrikselElektriksel donanımdonanım

Optik kaynak İletim hattı Optik dedektörOptik kaynak İletim hattı Optik dedektör

Sürücü devreSürücü devre YükselteçYükselteç

Işık kaynağıIşık kaynağı Işık algılayıcı elemanIşık algılayıcı eleman

Page 44: Genel Fiber Teorisi

Optik Kaynağın Temel KarakteristikleriOptik Kaynağın Temel Karakteristikleri

KuralKural

Radyasyon KarakteristiğiRadyasyon Karakteristiği

Tayfsal KarakteristikTayfsal Karakteristik

Güç KarakteristiğiGüç Karakteristiği

ışıkışıkışıkışık

Aktif bölgeAktif bölge Aktif bölgeAktif bölge

Page 45: Genel Fiber Teorisi

Işık Kaynaklarının Karşılaştırılması

Lazer Diyot (LD)Lazer Diyot (LD) Işık Yayan Diyot (LED)Işık Yayan Diyot (LED)

MaddeMadde

Dalga boyuDalga boyu

Optik ÇıkışOptik Çıkış

Spektrum GenişliğiSpektrum Genişliği

Fi,ber İçineFi,ber İçine Kuplaj KaybıKuplaj Kaybı

ModülasyonModülasyon

UygulanabilirUygulanabilirModülasyonModülasyon

Ömrü(saat)Ömrü(saat)

UygulamaUygulama Uzak mesafeli yüksek güçlüUzak mesafeli yüksek güçlü Kısa mesafeli küçük sistemKısa mesafeli küçük sistem

PalsPals PalsPals Pals,AnalogPals,Analog Pals,AnalogPals,Analog

Page 46: Genel Fiber Teorisi

Optik Işığı Dedekte Eden Elemanların Karşılaştırılması

Kısa Dalga APDKısa Dalga APD Kısa Dalga PINKısa Dalga PIN Uzun Dalga APDUzun Dalga APD

MaddeMadde

Dalga boyuDalga boyu

Parçacık Parçacık VerimliliğiVerimliliği

Kuplaj KaybıKuplaj Kaybı

Max.demodülasyonMax.demodülasyon

Besleme voltajıBesleme voltajı

Ömrü(saat)Ömrü(saat)

UygulamaUygulamaYüksekYüksek duyarlıklıduyarlıklı dedektededekte

Basit alıcıBasit alıcı sistemsistem

Uzak hatlıUzak hatlı transmisyon transmisyon sistemlerisistemleri

Page 47: Genel Fiber Teorisi

OPTİK İLETİM SİSTEMİ

MODÜLATÖR DEMODÜLATÖRE OEO

OPTİK FİBER

E/O:Elektro-Optik DönüştürücüO/E:Opto-Elektrik Dönüştürücü

Veriş Tarafı İletim Ortamı Alış Tarafı

Page 48: Genel Fiber Teorisi

PCM Analog Sinyalin Darbe Kod Modülasyonu

Analog SinyalAnalog Sinyal ÖrneklemeÖrnekleme ParçalaParçalara ra AyırmaAyırma

QuantizingQuantizing

KodlamaKodlama

Kanal 1Kanal 1SinyalSinyal

Kanal 2Kanal 2SinyalSinyal

Darbe Genlik ModülasyonuDarbe Genlik ModülasyonuTDM:TDM:Time Division MultiplexTime Division Multiplex Zaman Paylaşımlı ÇoklamaZaman Paylaşımlı Çoklama

Zaman PaylaşımlıZaman Paylaşımlı Çoklama (TDM)Çoklama (TDM)

ZamanZaman

Page 49: Genel Fiber Teorisi

Optik konnektörler

Page 50: Genel Fiber Teorisi

FC

ST

SC

DIN

E2000

EC

VFO, PFO

Optik konnektörler sözlüğü

Page 51: Genel Fiber Teorisi

FC/APC

FC/PC

Optik konnektörlerPC ve APC uyumsuzluğu

Page 52: Genel Fiber Teorisi

Konnektör Kaybı Nedenleri

DaireselsizlikMerkezsizlik

yansımalar

Çekirdek hatası Açısal ayrılma Hat sonu ayrılması

kırıkBoşluk kaybı

Page 53: Genel Fiber Teorisi

Optik Fiberin Üretilmesi

Dışa ÇökeltmeDışa Çökeltme YöntemiYöntemi

Tüp İçine Tüp İçine Çökeltme YöntemiÇökeltme Yöntemi

Çubuk Ucuna Çubuk Ucuna Çökeltme Çökeltme YöntemiYöntemi

Toplama Toplama ÇubuğuÇubuğu

Cam TozuCam TozuÇözeltisiÇözeltisi

Kimyasal Kimyasal GazlarGazlar

IsıtıcıIsıtıcı

Halka FırınHalka Fırın

CamCam

HH2 ,2 ,OO22

CVD : Chemical vapor depositionCVD : Chemical vapor depositionVAD : Vapor phase axial depositionVAD : Vapor phase axial deposition

Silika TüpSilika Tüp

IsıtıcıIsıtıcı

ToplamaToplamaÇubuğuÇubuğu

IsıtıcıIsıtıcı

Page 54: Genel Fiber Teorisi

Optik Fiberin Çekilmesi

Su Giderme (dehidrasyon) ve Birleştirme (konsolidasyon) İşlemleriCam ÇubukCam Çubuk

FırıFırınnÇap Çap ÖlçümüÖlçümüBirinci Kılıfla Kaplama(Coating)Birinci Kılıfla Kaplama(Coating)

KalburlamaKalburlamaTertibatıTertibatı

Sarma MakinasıSarma MakinasıGeri

Besle

me

Geri

Besle

me

CamCam EgzozEgzozElektrik FırınıElektrik Fırını

TermokuplTermokupl

Page 55: Genel Fiber Teorisi

Termoplastik tüp

Jeldolgusu

Çok sayıda 250 mikronfiberler

Merkez FRP dayanıklılıkelemanı

PolietilenDış kılıf

Büyük kablo çapı

Aramid dayanıklılık elemanı

Gevşek tüplü kablolar (açıkhava)

Page 56: Genel Fiber Teorisi

Yüksek gerilim hatlarındanYüksek gerilim hatlarından fiber kablo çekilmesifiber kablo çekilmesi

Page 57: Genel Fiber Teorisi

Fiber Optic Teorisi