FİBER OPTİK TEKNOLOJİLERİ

FİBER OPTİK TEKNOLOJİLERİ

Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ

Fiber optik ya da Optik fiber, kendi boyunca içinden ışığın yönlendirebildiği plastik veya cam fiberlerden oluşmuş bir optik fiberdir. Optik fiberler diğer iletişim malzemelerine oranla uzun mesafelerdeki veri iletişiminin daha hızlı ve yüksek değerlerde yapılabilmesine olanak verirler.

Elektriksel iletim Işık ile iletim1000 km/s 300000 km/s90-200 Mbps 1700 Mbps

Bakır Tel Kablo Fiber Optik Kablo

MERKEZ (NÜVE): Işığın içerisinde ilerlediği ve kablonun merkezindeki kısımdır.Çok saf camdan yapılmıştır ve esnektir. Çapı 8 mikrometre ile 100 mikrometre arası değişir.

Bu arada saç telinin kalınlığı 100 mikrometre civarındadır.

KULLANIM ALANLARI:•Optik haberleşme• TV sistemleri• Data iletimi• Yüksek gerilim hatları• Askeri bağlantılar• Trafik kontrolü• İnternet bağlantıları• Tıbbi görüntüleme• Dekorasyon

…

AVANTAJLARI: Uzun mesafelerdeki veri iletişimi daha hızlı ve yüksek değerlerdedir, neredeyse kayıp vermezler.Fiber kablolar elektrik iletmediğinden hiçbir statik karışmadan etkilenmezler. Enerji yaymazlar, bu nedenle iletişim sistemleri ile girişime yol açmazlar. Fiberler çevre koşullarına çok daha dirençlidir.Metalik kablolara oranla çok daha geniş sıcaklık aralığında çalışabilirler.Fiberler aşındırıcı sıvılardan gazlardan ve yüksek basınçtan da daha az etkilenirler. Elektrik akımları ve ya gerilmelerinin yarattığı tehlikeler yoktur.Patlama ya da yangın tehlikesi oluşturmaksızın her ortamda kullanılabilir.Metalik kablolardan daha küçük ve hafiftir.Daha az saklama alanı gereklidir ve nakliyesi daha ucuzdur. Kullanıcının haberi olmadan fiber kablonun içine kaçak ve ya gizli bir bağlantı yapmak imkansızdır.Bu durum fiberleri siber suçlara karşı cazip kılar. Uzun ömürlüdür.

DEZAVANTAJLARI: Başlangıç maliyeti çok yüksektir.Detaylı işçilik gerektirir.Ekstra bakım gerektirir.

Fiber Optik Türleri

Fiber Tipine Göre

Kablo Tipine Göre

Loose Tube

Tight-Buffer

Yapılarına Göre

1- Cam Fiber

2- Plastik Kaplı Silisyum Fiber

,3- Plastik Fiber

1- Multi Mode:Dreceli indis

fiberKademeli indis

fiber2- Single Mode

Fiber Tipine Göre

Fiber Optik Kablo Türlerine göreGevşek Tamponlu kablo Sıkı Tamponlu Kablo Fiberler tampon tüp içerisinde serbest

Fiberler sıkı bir demet şeklinde

Tampon tüplerinin sığması için büyük çaplı Küçük çaplı

Fiberler kabloya etki eden çekme güçlerinden korunur.

Fiberler çekme gibi güçlere hassastır.

Harici bağlantıların inşası, Telekomünikasyon ve data trunkları santral ve erişim sistemlerindekullanılır.

Bilgisayar odaları, telekomünikasyon merkez ofisi, tünel ve sınır alanları, kesici (şalt)sahaları

Yapılarına Göre CAM FIBERLER:Nüvesi ve kılıfı camdan imal edilir.

Veri iletimi açısından en iyi performansı gösterir. Yapımında kullanılan cam ultra saf silikon dioksit veya kuartz kristalidir.

PLASTIK KAPLI SILISYUM FIBER:Cam nüveye plastik kılıfa sahiptirler. Fiyat olarak cam fiberlere göre daha ucuz ama performans açısından daha verimsizdir.

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

Fiber Optiklerin Üretimi

Cam fiber üretiminde en önemli kriter, camdaki empürite seviyesidir. Fiberin ideal kalitede olması, ışığın enerjisini absorblamadan ve ya dağıtmadan iletebilmesi demektir.

Cam fiber üretiminde 3 farklı yöntem uygulanır:

Doğrudan Ergitme Buhar Sol-Jel

Doğrudan Ergitme Yöntemi

Oksit camların üretilmesinde geleneksel yöntem oksit ve karbonatların ergitilmesidir. İlk aşamada bileşenler harmanlanır ve buradan uçucu bileşikler destilasyonla uzaklaştırılır. Uzaklaştırma tamamlandıktan sonra kalan saf maddeler ergitilerek homojen, habbeciksiz cama dönüştürülür.

Camın kirliliğini etkileyen başlıca iki etmen ergitmenin yapıldığı fırının atmosferi ve potanın kalitesidir.

Kirlenmeyi önlemek için atmosfer kontrol edilmeli ve pota harman ile eşdeğer saflıkta silikadan yapılmalıdır.

Saflaştırma ve ergime yapıldıktan sonra cam harmanından fiber çekimi yapılabilir.

Sol-Jel Yöntemi

Bu yöntem, 1977’den beri üzerinde çalışılan ve geliştirlmesi hedeflenen bir yöntemdir.

Başlangıç malzemesi olarak Silisyım Tetra Alkoksit –Si(OR)4- kullanılır.

Bu madde hidroliz edlir ve elde edilen ‘’sol’’ kalıba dökülür. Kritik kuruma işlemi yapılır ve çatlak oluşmamasına dikkat edilir.

Kurutulan ürün 1570-1770 K’de sinterlenir. Bu aşamada gözenekli silikada çatlak ve habbe oluşumu yer almaktadır. Bu sebeple yöntemin geliştirilmesi devam etmektedir.

Buhar Yöntemi

Burada amaç, buhar haline getirilen oksitlerin bir zemin üzerinde toplanması ve fiber halinde çökelmeleridir.

Birkaç şekilde yapılır ve hepsinin ortak yönleri şunlarıdr:

Bütün istenmeyen maddeler buharlaştırma sonrası destilasyonla uzaklaştırılmalıdır.

Kimyasal işlemler sırasında su buharı açığa çıkabilir. Bu buhar SiO2’ye yapışmadan ortamdan uzaklaştırılmalıdır.

Zeminde toplanan cam, alevde ergitilerek fiber haline getirilir.

Yöntemler arasındaki fark reaksiyon enerjisinin kaynağından dolayıdır. (Alev, ısıtılmış tüp ve plazma)

KAYNAKLAR https://nepp.nasa.gov/DocUploads/94

45E4C8-52DF-466F-89038759A6D7F08E/ieeeaero.pdf

http://ops.fhwa.dot.gov/publications/telecomm_handbook/chapter2_01.htm

www.bilisimdergi.com/Fiber-Optik-Kablolar-17-11.html

www.telkolink.com

BİTTİ