Fiber Optik Nedir Yapısı Fiber Optik Çeşitleri Nasıl Çalışır?

Fiber Optik Nedir: Bilginin bir cam veya plastik iplik veya fiber boyunca ışık atımlarıdır. Işık atımlarının iletilmesiyle ilgili ortam ve teknolojiyi tanımlar.

Fiber optik, uzun mesafeli ve yüksek performanslı veri ağları için kullanılır. Fiber-optik kelimesi daha çok internet ile birlikte duyulmaya başlamıştır. Fiber-optik uzun mesafelerde dijital bilgi taşıyan insan saçı inceliğinde optik cam akımıdır. Fiber optik, bir insan saç teli çapında çok saf camdan ince, uzun tellerdir. Bunlar, optik kablolar denilen demetler halinde düzenlenmiştir. Bu nedenle uzun mesafelerde ışık sinyallerinin iletimi için kullanılır.

Bilgi taşıyıcısı olarak ışığın kullanıldığı iletişim sistemleri, son zamanlarda oldukça ilgi görmektedir. Günümüzün önde gelen çeşitli ve geliştirme laboratuvarlarında araştırmalar yapılmaktadır. Bir ışık dalgasını “içermek”. Bu dalgayı bir kaynaktan bir varış yerine göndermek. Cam veya plastik fiber kabloların kullanıldığı sistemler araştırılmaktadır. Güdümlü bir fiber optik aracılığıyla bilgi taşıyan iletişim sistemlerine fiber optik sistemler denir.

Fiber Optik Sistem Özellikleri

• Fiber optik iletim hattının basitleştirilmiş blok diyagramını görülmektedir. Hattın üç ana elemanı verici, alıcı ve fiber kılavuzudur.
• Verici: Analog ya da sayısal bir arabirim, bir gerilim-akım dönüştürücüsü, bir ıĢık kaynağı ve bir kaynaktan- fibere ıĢık bağlayıcı
• Fiber kılavuz ya saf cam ya da plastik bir kablodur.
• Alıcı (terminal): Bir fiberden ışık dedektörüne bağlaşım aygıtıdır. Bir fotodedektör, bir akım-gerilim dönüştürücüsü, bir yükselteç ve analog ya da sayısal bir arabirim

  

Fiber Optik Kablo Ne İşe Yarar?

Fiber optik kablo, ortasında bir kaç kat koruyucu madde ile sarılmış cam olan kablodur. Elektronik sinyaller yerine elektriksel parazitlerin oluşmasını engelleyen ışık iletir. Işık iletimi, büyük miktarda elektrik parazitleri olan ortamlar için idealdir. Elektrik parazitlerinden etkilenmez. Aydınlatma ve neme karşı dayanıklıdır. Özellikle çevre şartlarının ağır olduğu ortamlarda yerel alan ağı kurulumlarında sıklıkla kullanılmasını sağlamıştır.

Fiber Optik Yapısı

Fiber optik kablolarda ışığın taşındığı kısım fiber elyafıdır. Fiber elyaf 3 kısımdan oluşur: Nüve (core), kılıf (cladding), kaplama (coating).

Tek bir fiber optik (fiber optic), şu parçalardan oluşur. Bir fiber optik kablo, bir veya birden çok arasında değişen sayıda cam elyaftan meydana gelebilir. Fiber optik kablolarda ışığın taşındığı kısım fiber elyafıdır.

Fiber elyaf 3 kısımdan oluşur: Nüve (core), kılıf (cladding), kaplama (coating). Cam elyaf çekirdeği çevreleyen, kaplama olarak adlandırılan başka bir cam tabakasıdır. Tampon tüpü olarak bilinen bir tabaka kaplamayı korur ve bir ceket tabakası tek tek tel için son koruyucu tabaka görevi görür.

• Çekirdek (Core, Nüve)Çekirdek çok ince liften oluşur. Işığın iletildiği ana parçacıktır, hammadesi silisyumdioksit denilen cam hammaddesidir. Multi Mode kablolarda bu çekirdek kısım genel olarak 50-70 mikron arasında değişmektedir. Single Mode kablolarda ise bu çap 9 mikrondur.
• Cam Kılıf (Kaplama)

  Çekirdek lifi çevreleyen cam kılftır. Görevi çekirdek liften geçen ışığın dışarı yansımasını önlemektir. Genel olarak bu cam kılıfın çapı SM ve MM kablolarda 125 mikron olarak imal edilir.

• Koruyucu kılıf (Tampon kaplama)

  Çevresi cam kılıf ile kaplanmış olan çekirdeğin dış etkenlerden koruyan kısımdır. Fiberi hasar ve nemden koruyan plastik kaplamadır. Yapıları gereği optik frekanslar daha geniş bant genişlikleri sağlarlar. Fiber sistemler daha büyük bir kapasiteye sahiptir. Metalik kablolarda, iletkenler arasında kapasitans ve iletkenler boyunca indüktans meydana gelir.

  

Yüzlerce, binlerce optik tel (fiber), optik kablolar içinde demetlenmiş olarak yer alır. Demetler İngilizcede “jacket (ceket)” denilen dış kılıflarla korunur.

Fiber Optik Çeşitleri

Fiber optikler iki çeşittir: Tek modlu fiber ve Çok modlu fiber

Tek Modlu Fiber

Küçük çekirdekleri vardır. Cam elyaf çekirdeğinin çapı daha küçüktür. Çapı nedeniyle daha uzun mesafeler için kullanılır. (yaklaşık olarak 3.5 x 10-4 cm veya 9 mikron çapında) ve kızılötesi lazer ışığı (dalga boyu = 1,300 ile 1,550 nanometre) iletir.

Tek modlu fiber yüksek bant genişliğine sahiptir. Tek modlu fiber için kullanılan ışık kaynağı tipik olarak bir lazerdir. Tek modlu fiber fiyatları daha pahalıdır. Lazer ışığını daha küçük bir açıklıkta üretmek için hassas hesaplamalar gerekir.

Çok Modlu Fiber

Daha büyük çekirdeği vardır. Çok modlu fiber daha kısa mesafeler için kullanılır. Çünkü daha büyük çekirdek açıklığı ışık sinyallerinin sekmesini ve yol boyunca daha fazla yansımasına imkan verir. Çap daha büyüktür. Kablodan bir defada birden fazla ışık atımının gönderilmesine izin verir. Bu daha fazla veri iletimini sağlar. (yaklaşık 2,5 x 10-3 cm veya 62.5 mikron çapındadır) ve ışık yayan diyotlar üzerinden (LED) kızılötesi ışık (dalga boyu = 850 için 1,300 nm) iletir.

Çok modlu fiber optiklerde ışık atımını meydana getirmek için bir LED kullanılır. Optik fiberlerin bazılarının imalatı plastik malzemeden yapılabilir. Bu fiberlerin (0.04 inç veya 1 mm çaplı) büyük bir çekirdeği vardır. LED’ler üzerinden görünür kırmızı ışık (dalga boyu = 650 nm) iletirler.

Fiber Optik Nasıl Çalışır?

Fiber optikler;

Verileri bir fiber optik kablodan geçen hafif parçacıklar veya fotonlar şeklinde iletir. Cam elyaf çekirdeği ve kaplamanın her biri, gelen ışığı belirli bir açıda büken farklı bir kırılma indisine sahiptir. Fiber optik kablodan ışık sinyalleri gönderilir. Bu durumda çekirdeği ve kaplamayı yansıtan bir dizi zig-zag sıçramasıyla toplam iç yansıma denilen bir sürece girerler. Kaplama çekirdekten herhangi bir ışık absorbe etmediğinden, ışık dalgası çok büyük mesafeleri kat edebilir.

Işık sinyalleri, yoğun cam tabakalar sebebiyle ışık hızında hareket etmez. ışık sinyali çoğunlukla cam içindeki saf olmayan maddeler nedeniyle fiber içinde kayba uğrar. Işık hızından yaklaşık% 30 daha yavaş yol alır.

Fiber optik iletim, yol aldığı sürece sinyali yenilemek veya artırmak için bazen optik sinyali elektrik sinyaline elektrik sinyalini de işleyerek ve optik sinyali yeniden ileterek uzak mesafelere yol alır.

Fiber optik kablolar 10 Gbps’ ye kadar sinyalleri desteklemeye doğru ilerler. Tipik olarak, bir fiber optik kablonun bant genişliği arttıkça fiber optik kablo fiyatları daha pahalı hale gelir.

Fiber Optik Kullanım Alanları

Fiber optik, internet, televizyon ve telefonlar gibi telekomünikasyon hizmetlerinde kullanılmaktadır. Örnek, Verizon ve Google gibi. Bu şirketler Verizon FIOS ve Google Fiber internet hizmetlerinde fiber optik kullanıyorlar.

Bu sayede kullanıcılara gigabit internet hızları sağlıyor. Fiber optik tıbbi görüntüleme ve makine mühendisliği alanlarında da kullanılıyor. Fiber optik kablolar, daha yüksek bant genişliği ve iletim hızlarına sahiptir. Bu nedenle bakır kablolardan daha avantajlı oldukları için kullanılır.