FİBER OPTİK HABERLEŞME

Fiber Optik Haberleşme Sisteminin Temel Elemanları ve Işık Kanunları: 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) ya da kırılarak ortam dışına çıkması (bu istenmeyen durumdur) mantığına dayanır.

Işık Dalgası: Işık dalgası çok yüksek frekanslı bir elektromagnetik sinyaldir.Fiber optiklerin performansı, maxwell denklemlerini uygulamak sureti ile tamamıyla analiz edilebilirse de, bu oldukça karmaşık bir yöntemdir. Maxwell denklemleri yerine geometrik ışın izleme yöntemi kullanılabilir. Işık nüve içinde dereceli indis fiber gibi sinüs dalgaları çizmek yerine tam yansıma kurallarına bağlı zikzaklar çizerek iler.

Işık Dalga Sistemleri (Fiber Optik) Teknolojisi: Işık dalga sistemlerinde ışık frekansındaki elektromagnetik dalgalar fiber optik kablo içerisinden bilgi taşır.

Optik Spektrumda Fiberoptik Haberleşmesinin Yeri: Optik spektrumda F/O haberleşme aralığı {1,6 μm-0.6μm} dalga boyları arasındadır.
En fazla kullanılan F/O dalga boyu 1,3 μm’dir. Görünür ışık dalga boyu aralığı {700 nanometre – 400 nanometre} dalga boyları arasındadır.

Frekans ve Dalga Boyu Grupları:

Işığın Dalga Boyu: Bir hertzlik işaretin aldığı yola dalga boyu denir. Birimi metredir. Işık renklerine ait frekans değerleri λ dalga boyu formülünde yerine konarak o renge ait dalga boyu bulunur.

Işık Kanunları:
Yansıma Kanunu: Yansıtıcı parlak bir yüzeyde ışığın gelme açısı, yansıma açısına eşittir.

Kırılma Kanunu: Işık çok yoğun (kırılma indisi daha büyük olan) bir ortamdan az yoğun (kırılma indisi daha küçük olan) bir ortama geçerken, normal çizgisi denilen düzleme dik çizgiden uzaklaşarak yoluna devam eder. Ortamın kırılma indisi (n) ışığın ortamdaki hızı ile ters orantılıdır.

Kritik Açı: Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama giden ışığın kırıldıktan sonraki yansıma açısının 90 derece olduğu gelme açısına kritik açı denir.

Tam Yansıma: Kritik açıdan daha büyük bir gelme açısı ile çok yoğun ortamdan az yoğun ortama giden ışık ikinci ortama geçemez. Bu durumda gelme açısı yansıma açısına eşit olur ve tam yansıma gerçekleşir.

İndis: Bir ışık ışınının madde içersinde ilerlemesine gösterilen zorluk katsayısıdır.

Kırılma İndisi: Işığın boşluktaki hızının madde içerisindeki ışık hızına oranına kırılma indisi denir. n harfi ile gösterilir ve aşağıdaki formül ile gösterilir.

n=c/v
c:Boş alanda ışık hızı
v:Belli bir ortamda ışık hızı

Fiber optik Kablo İçinde Işığın Yayılması ve F/O Kablonun Çalışması: F/O kabloda ışık nüve-clad arasında tam yansıma ile yayılır. Nüve içine kritik açıdan küçük açı ile giren ışık ışınları jacket (ceket) tarafından absorbe edilerek emilir. Absorbe edilen ışınlar nüve içinde ilerleyemez.

Verici şunlardan oluşur:
· Analog ya da sayısal arabirim
· Gerilim-akım dönüştürücüsü
· Işık kaynağı
· Kaynaktan-fibere ışık bağlayıcı
Alıcı şunlardan oluşur:
· Fiberden ışık dedektörüne bağlaşım aygıtı
· Fotodedektör
· Akım-gerilim dönüştürücüsü
· Analog ya da sayısal arabirim

Yayınım Modu: Elektromanyetik enerji(örneğin ışık), boş alanda yaklaşık 300.000.000 m/sn hızla ilerler. Elektromanyetik bir dalganın hızı bir ortamdan daha yoğun başka bir ortama geçerken azaldığında, ışık ışını normale doğru kırılır(bükülür). Fiber optik terminolojisinde, mod sözcüğü yol anlamına gelir. Eğer ışığın kabloda alacağı tek bir yol varsa, buna tekli modlu yayınım denir. Eğer birden çok yol varsa, buna çok modlu yayınım denir.

<< Elektrik - Elektronik Teknolojisi Ders Notları >>