Fiber Optik Kablolarda Kayıplar
Fiber optik kablolarda kayıplar: Bu kablolarda iletim kayıpları en önemli özelliklerindendir. Fiberdeki kayıplar, ışık gücünde bir azalmaya sebep olur. Sistem bant genişliğini, bilgi iletim hızını, verimliliği ve sistemin genel kapasitesini azaltır.
Fiber Optikteki Soğurma Kayıpları
Fiber optikteki soğurma (emme) kaybı, bakır kablolardaki güç kaybına benzer. Fiberin saf olmaması sebebi ile fiberde bulunan maddeler, ışığı yutar ve ısıya dönüştürür. Fiber optikleri üretmede kullanılan aşırı saf cam, yaklaşık %99.9999 saftır. Genel olarak, 1 dB/km arasındaki soğurma kayıpları tipik değerlerdir.
Fiber optikteki soğurma kayıplarına yol açan 3 faktör: Morötesi soğurma, Kızılaltı soğurma, İyon rezonans soğurması
Morötesi Soğurma
Morötesi soğurmaya fiberin imal edildiği silika malzemesindeki valans elektronları sebep olur. Işık valans elektronlarını iyonize ederek iletkenlik yaratır. İyonnizasyon toplam ışık alanındaki bir kayba değerdir. Bundan dolayı fiberin iletim kayıplarından birini oluşturur.
Kızılaltı Soğurma
Kızılaltı soğurmaya cam çekirdek moleküllerinin atomları tarafından soğurulan ışık fotonları sebep olur. Soğurulan fotonlar ısınmaya has rastgele mekanik titreşimlere dönüştürülür.
İyon Rezonans Soğurması
İyon rezonans soğurmasına, malzemedeki OH iyonları sebep olur. OH-iyonlarının kaynağı, üretim boyunca camın içinde sıkışıp kalan su molekülleridir. İyon soğurmasına demir, bakır ve krom molekülleri de sebep olabilir.
Fiber Optik Kablolama Kaynaklı Kayıplar
Bükülme : Kablolama sırasında kablonun dönüş açısının zorlanması yada kablonun stres altında bırakılması kaynaklı kayıplardır.
Baskı : Bu kayıplar kablonun üzerine uygulanan harici kuvvetlerin sebep olduğu kayıplardır. Bu tip kayıplar fiber optik sonlandırma noktalarında kabloların dış müdahaleye açık olduğu noktalarda oluşmaktadır.
Üretim kaynaklı kayıplar : Kablonun üretiminde kullanılan teknikler nedeniyle oluşmaktadır.
Emme Kayıpları : Fiber optik core kimyasal yapısı gereği üzerinden geçen ışığın bir kısmını emer. Bundan dolayı ışığın enerji kaybetmesine neden olur.
Malzeme Veya Rayleigh Saçınım Kayıpları
Fiber optik kablonun core yapısı içerisinde üretim esnasında kalan farklı kimyasal maddelere çarpan ışığın saçılım yaparak enerji kaybettiği kayıplardır.
Işık nüvenin içinde saf olmayan bir ortama çarptığında (farklı bir ortama) saçılma oluşur. Işık çarpınca ortama saçılır. Genlikte zayıflama meydana gelir. Işığın bir kısmı nüve içinde ilerler. Bir kısmı ise kılıfa geçerek kaybolur.
Renk Veya Dalga Boyu Ayrılması
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. Bundan dolayı, ışık sinyal bir LED’den aynı zamanda yayılır. Fiber optikte yayınım yapan ışık ışınları, fiberin en uç noktasına aynı anda varmazlar. Sonuç olarak, alma sinyalinde bozulma oluşur; buna kromatik bozulma denir.
Yayılım Kayıpları
Yayınım kayıplarına, fiberdeki küçük bükümler ve burulmalar sebep olur. İki tür büküm vardır: Mikro büküm ve sabit yarıçaplı büküm. Mikro büküm, çekirdek malzemesi ile koruyucu zarf malzemesinin ısıl büzülme oranları arasındaki farktan oluşur. Mikro büküm, fiberde rayleigh saçınımının oluşturabileceği bir süreksizlik meydana getirir. Sabit yarı çaplı bükümler, fiberin yapımı veya montajı sırasındaki bükülmeler sonucu oluşur.
Model Yayılma
Model yayılmanın veya darbe yayılmasının sebebi, bir fiberde farklı yollar izleyen ışık ışınlarının yayınım sürelerindeki farktır.
Single modlu (tek) kademe indeksli fiberler kullanıldığı zaman hemen hemen tümüyle ortadan kaldırılabilir. Model yayılma, bir fiberde yayınım yapmakta olan bir ışık enerjisi darbesinin yayılarak dağılmasına sebep olabilir. Eğer darbe yayılması yeterince ciddiyse, bir darbe bir sonraki darbenin tepesine düşebilir. (bu, semboller arası girişime bir örnek oluşturmaktadır).
Multi modlu (çok) fiberde doğrudan eksen üzerinden yayınım yapan bir ışık ışını, fiberi bir ucundan diğer ucuna en kısa sürede kat eder. Kritik açıyla çekirdek/koruyucu zarf sınırına çarpan bir ışık ışını, en çok sayıda iç yansımaya maruz kalacaktır. Bundan dolayı fiberi bir ucundan diğer ucuna en uzun sürede kat edecektir.
Bağlaşım Kayıpları
Fiber kablolarda, şu üç optik eklem türünden herhangi birinde bağlaşım kayıpları oluşabilir. Işık kaynağı-fiber bağlantıları, fiber-fiber bağlantıları ve fiber fotodedektör bağlantıları.
Fiber Optikteki Eklem Kayıpları
Eklem kayıplarına genellikle şu ayar sorunlarından biri sebep olur.
- Yanal ayarsızlık,
- Açısal ayarsızlık,
- Aralık ayarsızlık
- Kusursuz olmayan yüzey
Yanal Ayarsızlık
Bitişik iki fiber kablo (fiber cable) arasındaki yanal kayma veya eksen kaymasıdır. Kayıp miktarı, bir desibelin beş ila onda biri ile 30 birkaç desibel arası olabilir. Eğer fiber eksenleri, küçük fiberin çapının yüzde beşi dâhilinde ayarlanmışsa, bu kayıp ihmal edilebilir.
Açısal Ayarsızlık
Açısal ayarsızlık ikiden az ise kayıp 0.5 desibelden az olur.
Aralık Ayarsızlığı
Aralık ayarsızlığına bazen uç ayrılması da denir. 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 birleştirilmiş ise, uçlar temas etmemelidir. Bunun sebebi, iki ucun bağlantı parçası birbiri ile sürtünmemelidir. Eğer sürtünme olursa fiberlerden birine veya her ikisine birden hasara yol açabilir.
Kusursuz Olmayan Yüzey
İki bitişik kablonun uçlarının bütün pürüzleri giderilmeli ve iki uç birbirine tam olarak uymalıdır. Fiber uçların dikey çizgiden açıklıkları üç’ den az ise, kayıpları yarım desibelden az olur.
Bir yanıt yazın