1

مقدمه:

ها ، به شکل فراینده ی ارسال مخابرات از طریق کابلها ، تکنولوژی جدیدی در زمینهطی سال

مسی ، به کمک ها بر خالف تکنولوژی کابلجا ، سیگنالاست. در اینمورد پذیرش واقع شده

ه شوند. این پدیده با دستیابی بنوری ، به شکل نوری ارسال میموجبرهایی موسوم به تارهای

هادی مناسبی نظیر لیزرها ، دیودهای نور گسیل و دیودهای نوری توسعه یافت. اجزای نیمه

رقمی موجود های انتقالهای تکنولوژی تارنوری، در سیستممنظور تأمین نیازهمزمان با آن ، به

نیز پیشرفت حاصل شد.

های ده برای سیستمهای تارنوری، رقیبی عملنوری از طریق کابی اخیر ،مخابراتدر دو دهه

نوری در ارسال اطالعات با است. با توانایی محیط انتقال تارگذشته و موجود مخابراتی شده

نحوی که با های آتی ادامه خواهدیافت، بهی کم، این روند در سالقدرت فرستنده وظرفیت باال

ی در شبکهرنوری ، جایگاه واالتری گذشت زمان وپیشرفت تکنولوژی ، سیستم مخابرات تا

داشت.مخابراتی آتی خواهد

ی ران نیز شده و کاربرد آن در شبکهی مخابراتی ایسیستم در چند سال اخیر وارد شبکهاین

ها ناپذیری در مقایسه با سایر سیستمبین شهری و همچنین بین مراکز تلفنی به نحو اجتناب

هایی در لین مخابرات کشور تالشخی از مسئواست. از جهت تولیدی نیز به همت برافزایش یافته

ها و مراکز وری و نیز شناخت لوازم سیستم تارنوری ، و در دانشگاهنکردن تاری کابلیزمینه

است.وپرورش در این زمینه آغاز شدهنیز آموزشتحقیقاتی

نوری ، به ی مخابراتاریخچهی تاول بعد از مطالعهفصل است.در فصل 5نامه شامل این پایان

پردازیم. سپس کاربردهای تارنوری به صورت صوت های مسی میی بین فیبرنوری و کابلیسهمقا

آهن و ارتباطات میدان رزم...، به صورت راهها و خطوطارتباطی در نیروگاهتلفن، خطوطدر خطوط

داده درکابلی و...، برای انتقالنبسته ، تلویزیوهای مدارتصویر در پخش تلویزیونی و در بیت

است.ها بیان شدهکنندهها و...، و در احساسها و کشتیای، در هواپیماهای رایانهسیستم

2

سپس در مورد گیرد.قرار میبررسی و قوانین حاکم بر فیزیک نور موردنور دوم، فیزیکدر فصل

شود.انتقال نور در فیبرنوری مطالبی بیان می

این انتقال ، های انتقال و اساسأ اجزای مورداستفاده درانتقال در رسانهبا بیان چگونگی سومفصل

پردازیم.بیان عناصر خط انتقال فیبرنوری میشود. در ادامه بهشروع می

sicسیلیسیم اکسیددی) کوارتز چهارم، با معرفیدر فصلی ی اصلی سازندهعنوان ماده، به ) 2

ی انتقال ، حفاظت ، فیبرنوری از نظر شیوهی انواع استفاده در فیبرنوری، به مطالعهشه موردشی

، روشهای مختلف ساخت فیبرنوری بیان فصل پردازیم. درانتهایمی ی سازندهروکش و ماده

است.شده

نوری به هایراتصال فیبی فیبرنوری و چگونگیی طراحی یک شبکهپنجم، دربارهدرفصل

است.یکدیگر، صحبت شده

3

فصل اول

ر نوریآشنایی با فیب

4

: نوریی فیبرتاریخچه 1-1مخابرات با استفاده از نور در اوایل دوران پیشرفت بشری، از زمانی که بشر ابتدا با استتفاده از الممتت

این خود به طور بدیهی یک نوع مختابرات است. خود را ارسال می کرد ، شروع شده دادن با دست پیام

و در تاریکی قابل اجرا نمی باشد. اطمالات از فرستنده بته ییرنتده بتر روی پرتتو خورشتید نوری است

حمل می یردد.

الکستتاندریرامام بتتل یتتک سیستتتت مختتابرات نتتوری بتته نتتام فتوفتتون را اختتتراع 0881در ستتال

کرد. در این سیستت بل از یک آینه ی نازک که توسط صدا به لترزه در متی آیتد استتفاده نمتود. نتور

خورشید منعکس شده از آینه، اطمالات را حمل می کند. در ییرنده این نور خورشید مدولته شتده بته

ود. ایتن ستیگنال سلنیوم مادی نور اصابت می کند و در آن به یک سیگنال الکتریکی تبتدیل متی شت

الکتریکی در یک تلفن مجددأ به سیگنال صوتی تبدیل می یردد.

ابداع المپ مای ساخت بشر منجر به ساخت سیستت مای مخابراتی ساده مثل چراغ مای چشتمک زن

بین کشتی و ساحل، چراغ مای رامنمای اتومبیل ما و یا چراغ متای رامنمتایی یردیتد. در کشتی و یا

چراغ رامنمایی در اصل یک سیستت مخابراتی نوری است.در واقع مر نوع

جزء کلیدی در سیستت مای الملی تاری ، یعنی یتک تتار بتا کتارایی مناستج ، وجتود 0691در سال

تار مای شیشته نداشت. مر چند که ثابت شده بود نور می تواند توسط یک تار شیشه ای مدایت شود،

اولین تار نور واقعی با افت کتت ستاخته 0691نمود. در سال ای موجود بیش از اندازه نور را تضعیف می

John)سال پس از آزمتایش تینتدال 011شد و مخابرات تار نوری الملی یردید. این موضوع درست

tindall ) فیزیکدان انگلیسی بود که به مجمع سلطنتی نشان داد که نتور متی توانتد در طتول یتک

مسیر منحنی در بخار آب مدایت شود.

مدایت نور توسط تار مای شیشه ای و توسط بخار آب ، شوامدی بر یک پدیده ی واحد مستند:

( total internal reflectionپدیده انعکاس داخلی کلی )

5

مزایای تار های نوری 2-1

قیمت پایین: 1-2-1ر یافت می شود. بعضی از تتار ماده ی اصلی برای تار مای شیشه ای اکسید سیلیکون است که به وفو

مای نوری از پمستیک شفاف، که به سهولت در دسترس است ، ستاخته متی شتوند. اکثترأ مهمتترین

الامل قابل توجه مزینه است. از طرفی ایر یک تار خط تاری به دلیل یک حادثه و یتا بته دلیتل ایجتاد

ونتد داد و یتا اتصتال دمنتده متای در سیستت قطع شود ، بلیستی یا محلهای قطع شده را پیتغییراتی

جدید بسته شوند. این کار ما برای تار ما نیاز به وقت و تخصص بیشتری دارد تا برای سیت ما.

در نتیجه ، در طراحی سیستت مایی که احتمال تغییرات زیتادی در آن متی رود، مزینته ی نگهتداری

باید مورد توجه قرار ییرد.

استحکام کششی مناسب: 2-2-1اضافه کردن روکش پمستیکی ، استحکام کششی یک خط انتقال تاری را زیاد میکند. در صورت لتزوم

می توان میله مای فلزی در داخل کابل پمستیکی قرار داد. متاده ، برای باز مت بیشتر کردن استحکام

م زیتاد متی ( است که یک تار پلیمری ترکیبتی ، بتا استتحکا Kevlarی محکت کننده ی دیگر کوالر)

باشد. اللیرغت طبیعت آشکار شکنندیی شیشه، کابل مای تار نوری بستیار نیرومنتد و قابتل بکتارییری

مستند.

پهنای باند وسیع: 3-2-1یکی از مزایای تار نوری ، توانایی آنها در انتقال اطمالات به مقدار زیاد ، چه به شکل دیجیتال و چه به

النوان مثال ، یک تار واحد از نوع ساخته شتده بترای ختدمات تلفنتی متی شکل آنالوگ ، می باشد. به

6

کانتال صتوتی را 996مدایت کند. این تار مگا بیت بر ثانیه ، 0019یعنی T3تواند داده ما را با میزان

ارسال می کند. تار مای با ظرفیت حتی بیش از این مت در دسترس می باشند.

و ترویج:محافظت در مقابل تداخل 4-2-1تار مای نوری، شیشه یا پمستیک ، الایق مستند. جریان الکتریکی در اثر سیگنال ارستالی و یتا در اثتر

تشعشعات خارجی که به تار برخورد می کنند ، از آن نمی یذرد. به الموه، متو نتوری در داختل تتار

با سیگنال مای موجتود محبوس است، بنابراین میچ تعدادی از مو نوری به بیرون نشت نمی کند که

در سایر تار ما تداخل نماید. بر الکس،نور نمی تواند از کنار تار به داختل آن تتزویش شتود. نتیجته متی

ییریت که یک تار از تداخل و تزویش با سایر کانال مای ارتباطی ، ختواه نتوری و ختواه الکتریکتی ، بته

خوبی محافظت شده باشد.

ریکی:ایزو السیون کامل الکت 5-2-1( حاصل از انفجار متای EMPتار مای الکتریکی به دلیل الایق بودن ، پالس مای الکترو مغناطیسی )

مسته ای را)که می تواند میلیون ما ولت در یک خط انتقال مادی القاء کنند( نمی ییرند و یتا منتشتر

االخره )به دلیتل تتوانی کته نمی کنند. پالس ولتاژ می تواند چندین مایل در طول سیت حرکت کند و ب

دارد( ابزار مای الکتریکی موجود در انتهای مسیر را خراب کند. در محیط متایی کته در آنهتا خطتو

ولتاژ باال وجود دارند، یک خط ارتباطی سیمس احتماأل می تواند با افتتادن روی ایتن خطتو آنهتا را

ین مسئله با وجود تار ما منتفی است. مزیت اتصال کوتاه کند و خسارت مای قابل توجهی به بار آورد. ا

دیگر این است که تزویش نوری نیاز به زمین مشترک بین فرستنده ی تار نوری و ییرنده را منتفی متی

به الموه، امکان تعمیر تار در حالی که سیستت روشن است، بدون آنکه احتمال اتصال کوتاه شدن کند.

اشد، وجود دارد. این مشکل ممکتن استت در موقتع تعمیتر یتک مدار الکتریکی فرستنده و یا ییرنده ب

کابل فلزی رخ دمد.

7

امنیت: 6-2-1تارما درجه ای از امنیت و پنهان بودن را الرضه می کنند. چون تار ما انترژی تشعشتع نمتی کننتد،

ار متی برای یک مزاحت ، آشکار سازی سیگنال ارسالی مشکل است. برای دسترسی بته ستیگنال ، تت

بایستی به طور فیزیکی شکسته شود. قطع تار، یتا اتصتال یتک تتار جدیتد بته تتار ارستال کننتده ،

دسترسی به پرتو را ممکن می سازد. در خمل چنین اصمحاتی روی خط ، قدرت رسیده بته ییرنتده

این تضعیف را انتدازه بگیترد و وجتود متزاحت را خبتر افت می کند. یک ییرنده ی حساس می تواند

دمد. برای بهبود دادن موفقیت در آشکار سازی ، مزاحمت سیستت به طتور متداوم بایتد تحتت نظتر

باشد.

مصونیت در مقابل خوردگی : 7-2-1خوردیی به دلیل آب یا مواد شیمیایی ، برای شیشه ای که جایگزین مس شده است بته مراتتج بتی

ه نفوذ کند. برای کاربرد مای زیتر دریتایی ، تارمتا در اممیت تر است. به مر حال آب نبایستی به شیش

داخل کابل مایی قرار می ییرند که آنها را در مقابل آب محافظت می کنند.

غیر قابل اشتعال بودن: 8-2-1تار مای شیشه ای ، خودشان می توانند درجه حرارت متای شتدیدی را بتدون آنکته ختراب شتوند ،

اثری روی تار شیشه ای نمتی درجه ی سانتی یراد ، 811حرارت مایی نزدیک به تحمل نمایند. درجه

یذارد. ممچنین ، چون الکتریسیته از فیبر مای نوری البور نمی کند ، بنابراین امکان بروز آتش سوزی

پایین است.

وزن کم و قطر کوچک: 9-2-1ه باالث میشود فضای کمتری اشغال کننتد. مزیت دیگر فیبر مای نوری ، کوچک بودن قطر آنهاست ک

قطتر این ویژیی در مواپیما ما و سفینه مای فضایی اممییت بسزایی دارد. فیبر مای نوری با توجه بته

کت دارای وزن بسیار کمی نیز می باشند که این دو مسئله باالث میگردد طول بسیار زیادی از فیبر متا

8

وند. یک مقایسه بین فیبر نوری و کابل مسی نشان می یک قرقره بسته شده و به سادیی حمل شروی

کیلتومتر ستیت 5/0کیلویرم است. در صورتی که 0کیلومتر فیبر نوری دارای وزنی حدود 01دمد که

کیلو یرم می باشد. 0% میلی متر دارای وزن 26مسی با قطر

اتالف پایین: 11-2-1تتا 21مسی بسیار کت بوده و به ممین دلیل ، در متر اتمف در فیبر مای نوری نسبت به کابل مای

کیلتو متتر یتک 5کیلو متر به تکرار کننده نییاز داریت ، در حالی که در سیت مای مسی در مر 061

تکرار کننده استفاده می شود. اتمف فیبر مایی که مت اکنون به طور معمول مورد استفاده قترار متی

باشد. این میزان اتمف در طول متو متای مختلتف متفتاوت می Db/km 0/2ییرند ، در حدود

بوده و به چندین الامل بستگی دارد.

نصب و نگهداری آسان تر: 11-2-1با توجه به طول زیاد )چندین کیلومتر( وتضعیف کت در سیستت متای فیبتر نتوری ، فاصتله ی تکترار

شتر استت. در نتیجته تعمیترات ایتن کننده ما در این سیستت ما نسبت به سیستت مای کابل مسی بی

کابل ما ساده تر و با مزینه ی کمتری انجام می ییرد و از آنجایی که تعداد مفصل ما نسبت بته کابتل

مای مسی کمتر است و مر مفصل مقدار کمی اتمف در سیستت ایجتاد متی کنتد ، در نتیجته خرابتی

کمتر بوده و نصج و نگهداری آسان تر می باشد.

رستنده هایی با قیمت کمتر:ف 12-2-1سیگنال در فیبر مای نوری کمتر دچار اتمف می شوند بنا بر این فرستنده مایی بتا قتدرت کمتتر متی

توانند به جای فرستنده مای الکتریکی با ولتاژ باال که برای سیت مای مسی استفاده می شوند ، به کتار

روند و این باالث صرفه جویی در قیمت میگردد.

9

انعطاف پذیری: 13-2-1تارما و کابل مای نوری نشان داده اند که به طور تعجج آوری محکت و انعطاف پذیر مستند. بعضی تار

ما آنقدر نرم مستند که وقتی به دور منحنی با شعاع فقط چند سانتی متر پیچیده شوند ، قطع نمی

مایی که چنین شعاع انحنای کوچکی دارند شوند. تار ما غالبأ در موقع نگهداری و حمل به دور قرقره

، محکت پیچیده می شوند. قابلیت انعطاف تار ما در مواردی از نصج که در طول مسیر انتقال پیچ مای

نور را با تضعیف زیادی وجود دارد ، جالج توجه است. برای خمش مای با شعاع انحنای زیاد ، تار ما ،

قابل اغماضی مدایت میکنند.

ف پذیری باالث می شود که در بسیاری از دوربین مای دیجیتالی انعطاف پذیر ، برای امداف این انعطا

زیر مورد استفاده قرار ییرد:

: مانند استفاده در دستگاه مای آندوسکوپی ، برونکسکوپی و الپاراسکوپی تصاویر پزشکی -الف

مای مواپیما ما ، راکت ما ، تصاویر مکانیکی : بازرسی نقا جوش مکانیکی در لوله ما و موتور -ب

ما که امکان دسترسی به آنها مقدور نمی باشد.ما و ماشیناپیمافض

لوله کشی خانه ما : برای دیدن راه مای فاضمب. -

ممان طور که یفته شد سیستت مای فیبر نوری دارای مزایای بسیار زیاد بتوده و در مقابتل ، محتدودیت

که تعدادی از آنها البارتند از:ما و معایج بسیار کمی دارند

21قطتر انحنتای آن از زاویه ی انحنای رشته مای فیبر نوری نباید از حد معینی بیشتر شتود )متث -0

سانتی متر کمتر شود( که در غیر این صورت ممکن است شکسته شوند.

جتام شتود ، در غیتر کابل کشی فیبر مای نوری و نصج کانکتور مای آنها باید با دقت بسیار زیادی ان -6

این صورت اتمف بسیار زیادی در سیستت ایجاد می یردد.

میزان کشش در فیبر مای نوری نباید از حد معینی بیشتر شود. -2

کاربرد های مخابرات تار نوری: 3-1

بته در مقایسه با زمانی که نوآوری مای مهندسی برای پذیرفته شدن نییاز دارند ، معرفی و ارائه ی تارما

سیستت مای در حال کار به طور سریع پیشرفت نمود. اولین مورد استتفاده در مقیتاس بتزرگ ، خطتو

تلفن بودند. فشار ما و فعالیت مای زیاد برای توسعه ی خدمات ، و مناسج بودن تار متا بترای مختابرات

10

نتد. تجربته ی صوتی ، دست به دست مت دادند تا طراحی و آزمایش تجهیزات تلفنی الملی را شتتاب دم

ممچنتین روش متای تلفن ، قابلیت اطمینان و الملی بودن و مخابرات تتاری را نشتان داد. ایتن تجربته

سیستت و ابزاری را فرامت نمود که در سایر کاربرد ما می توانند مورد استفاده قرار ییرند. طراحی

سیستت مای تلفنی به النتوان تار مای نوری آن ما را دراندازه ی کوچک و ظرفیت باالی حمل اطمالات

جانشین کابل مای مسی با جفت سیت مای تابیده شده ی متتداول ، جالتج توجته متی کنتد. بته اللتت

تضعیف کت ، فاصله ی بین تکرار کننده ما در یک سیت تاری می تواند بیش از فاصله ی متناظر در یتک

نده متا مقتدور استت ، صترفه جتویی خط کابلی مت محور باشد. منگامی که فاصله ی زیاد بین تکرار کن

قابل ممحظه ای در مزینه نصج و نگهداری به دست می آید.

نظر به این که در سیستت مای تاری تکرار کننده ما می توانند خیلی دور از یکتدیگر قترار ییرنتد ،

د. وزن کت کابل خطو ارتباطی می توانند طراحی یردند که اقیانوس ما را به یکدیگر مرتبط می کن

مای تاری ، در مقایسه با خطو مت محور ، به آنها مزیت ممتازی برای کاربرد مای کابل زیرآبی بته

دلیل سهولت نسبی در حمل و نصج تار ما می دمد.

))شهر سیت کشی شده(( به جامعه ای اطمق می شود که در آن مر خانه ای دسترستی الکترونیکتی

خدمات اطمالاتی داشته باشد. وقتی ارتباطات نوری مستند ، البارت ))شهر تار کشی به تعداد زیادی

)سیستتت Hi- OVISجامعه ای در ژاپن تحت برنامه مای آزمایشی چنین شده(( دقیق تر است.

Higash-IKoma Optical Visual Informationاطمالات تصویری نوری میگاشی ایکوما()

system .اختصار ( ایجاد شده است Hi-OVIS ممچنین بیان یر البارت ))سیستت اطمالتات

تصویری نوری خیلی فعال(( می باشد. این سیستت شامل یک مرکز اصلی، مرکز فرالی ، و پایانه مای

خانگی است که توسط خطو انتقال نوری به مت متصل شده اند.

ده و الملی کتردن چنتدین نتوع از سیستتت در دو زمینه پیشگام شد : یکی سا Hi-OVISسیستت

مای مخابراتی تاری صوتی وتصویری ، و دیگر یسترش خدمات بسیار توسعه یافته ای کته از منتازل

قابل دستیابی باشند.

11

خطو مخابراتی فلزی که در طول مسیر مای قطار مای برقی نصج متی شتوند ، متحمتل تتداخل

به دلیل ممانعت مستند که انرژی وسیله ی نقلیه را تأمین می کند. الکترو مغناطیسی ناشی از برقی

تار از پذیرش تداخل الکترومغناطیسی کیفیت سیگنال مایی که از تار نصج شده در مسیر البور متی

کنند ، نزول نمی یابند.

، ( CATVکاربرد مایی که اساسأ تصویری مستند ، مثتل انتشتار تلویزیتونی ، تلویزیتون کتابلی )

مأموریت نظارتی و مراقبت از راه دور می باشتند. صتنعت انتشتار تلویزیتونی ، انتقتال تتاری را بترای

خطو ارتباطی کوتاه ، مورد استفاده قرار می دمد. به النوان مثال ، استودیو به فرستنده ، یا از محل

ستودیو.واقعه زنده به ماشین حاوی تجهیزات ، یا مستقیمأ از محل یک واقعه زنده به ا

سیستت مای تلویزیونی کابلی ، تعداد زیادی کانال تلویزیونی رنگی را می ییرد و یتا توزیتع متی کنتد.

، استتفاده از تصتاویری کته CATV بترای فواصل تحت پوشش از چند متر تا چندین متر می باشتد.

، متداول است.مگا مرتز را اشغال می کنند 61( و الرض باندی برابر FMمدوله فرکانس شده اند )

در ارسال تصاویر برای سیستت مای نظارتی و سیستت مای مراقبت از راه دور ، تتار نتوری بتا کابتل متت

ت پذیرش پایین در مقابل خسارت و قابلی EMIمحور به طور موفقیت آمیزی رقابت می کند. ممانعت از

رتنتد از نظتارت بتر نیرویتاه متا ، ناشی از رالد و برق در این کاربرد ما مهت مستند. مثال مای خاص البا

نظارت بر نقا کنترل بحرانی در طول یک خط آمن ، توقف یتاه متا ، و نظتارت بتر اطتراف تأسیستات

نظامی.

سیستت مای تاری مخصوصأ برای انتقال داده مای دیجیتال ، به شکل داده متایی کته توستط کتامریوتر

( و واحتد متای CPUن واحتد پتردازش مرکتزی ) مناسج مستند. ارتباطات داخلی بتی تولید می شوند ،

یک مثال خوب ، اتصال چند صد ما می توانند برقرار شوند. CPUو حافظه ، و بین CPUبین جانبی ،

( ، که در سر تا سر یتک ستاختمان چنتد طبقته قترار دارنتد ، بته یتک CRTپایانه المپ اشعه کاتدی )

. وزن کت ، اندازه ی کوچک و ایمنی ناشی از التدم پردازشگر که در یک طبقه واقع شده است ، می باشد

کند.تشعشع خط انتقال ، تارما را برای انتقال داده ما به مر فاصله ای جالج توجه می

12

کاربرد مای نظامی تار نوری زیاد است. این کتاربرد متا شتامل خطتو ارتبتاطی مختابراتی ، فرمتان و

و بتاطی داده متا بترای ایستتگاه متای زمینتی متامواره ، کنترل در کشتی ما و مواپیما ما ، خطو ارت

خطو انتقال برای ارتباطات ایستگاه فرمان رزمی می باشند. مشخصات مهت تارما البارتند از : وزن کت ،

، و الدم تشعشع سیگنال. در مواپیما ما و کشتتی متا ، کتت کتردن EMIاندازه ی کوچک ، ممانعت از

ی و جرقه ، دستاورد مای قابل توجهی مستند. مقاومت زیاد در مقابتل خطرات برق یرفتگی ، آتش سوز

خوردیی استفاده از تارما را در دریا ، در داخل کشتی و یا در اقیانوس را توجیح می کند. در کاربرد مای

جبهه ای تارمای سبک وزن ، کابل کشی را سرالت می بخشند.

ست. در حالی که موشک در پرواز است ، تار از حلقته ای یک کاربرد جالج موشک مدایت شده توسط تار ا

( روی موشک از طریق تار اطمالات تصویری را Sensorباز شده و با آن کشیده می شود. احساس کننده )

به ایستگاه کنترل زمینی متحرک ارسال می کند. باز مت از طریق تار ، فرامین از ایستگاه کنترل زمینی به

. موشک منتقل می یردند

حساس کننده مای نوری بیان کننده ی کاربرد مای مهمی از تار مای نوری مستند ، متر چنتد کته ایتن ا

احساس کننده ما صرفأ شبکه مای مخابراتی نیستند. احساس کننده مای تاری برای اندازه ییتری درجته

فته اند.خطی ، و سطوح مایعات مورد استفاده قرار یر –حرارت ، فشار ، میزان حرکت دورانی

به النوان مثال ، صوت سنش زیر آبی برای اندازه ییری اغتشاشات صوتی داخل آب مورد استفاده قترار متی

( نشان داده شده است. تار پیوسته نیستت ، بلکته در آن یتک 0-0ییرد. یک طرح ساده مفهومی در شکل)

دیافرایت بلندیو متصتل استت. قطعی وجود دارد. در محل قطع ، یکی از تار ما ثابت بوده و دیگری به یک

مو صوتی دیافرایت را مرتعش و تار قابل حرکت را جا به جا متی کنتد. بهتره تتزویش بتر حستج دامنته و

به این ترتیج ، توان رسیده به ییرنده مقیاستی از فرکتانس و دامنته متو فرکانس جابجایی تغییر میکند.

ده و نیز به النوان کانال انتقال برای اطمالات المل صوتی می باشد. در این سیستت ، تار به النوان حس کنن

می کند.

13

صوت سنج زیر دریایی . وقتی یک موج صوتی وجود داشته باشد ، تار سمت چپ جابجا می شود و مقدار نوری که از طریق شکاف تزویج میشود 1-1شکل

، تغییر می نماید. تغییر شدت نور توسط گیرنده اندازه گیری میشود.

( فهرست کاربرد مایی از تار را که شرح دادیت ، نشان می دمد. چهتار معقولته صتوت ، تصتویر ، 0-0ل)جدو

داده و احساس کننده ما به بخش مای فرالی تقسیت می شوند.

کاربرد های تار نوری 1-1جدول

صوت -0

خطو تلفن : 0-0

بین اداری -0

بین شهری -6

زیر دریایی -2

14

خدمات مشترکین : 6-0

ر کشی شدهشهر تا -0

خدمات الرض باند وسیع 2-0

خطو ارتباطی نزدیک نیرو یاه ما -0

خطو ارتباطی در خطو فشار قوی -6

خطو ارتباطی در طول راه آمن مای برقی -2

ارتباطات میدان رزم -0

تصویر -6

انتشار تلویزیون 0-6

وقایع زنده -0

TVدوربین مای کوچک -6

15

6-6 CATV

خطو اصلی از منبع تا محل توزیع مرکزی -0

توزیع -6

انشعابات مشترکین -2

نظارت 2-6

یوشیاری از راه دور -0

موشک مای مدایت شونده با تار -6

شهر تار کشی شده -2

داده ما -2

کامریوتر ما 0-2

0- cpu به سیستت مای اطراف

6- cpu بهcpu

خطو ارتباطی بین اداری 6-2

که مای ناحیه ای محلیشب 2-2

سیت کشی مواپیما 0-2

16

سیت کشی کشتی 5-2

ایستگا ه مای زمینی مامواره ای 9-2

احساس کننده ما -5

یردش سنش 0-5

صوت سنش زیر دریایی 6-5

وضعیت 2-5

درجه حرارت 5 -0

17

فصل دوم:

فیزیک موجبر مای نوری

18

: طبیعت نور 1 -2ن مفدمت این تصور می شد که نور جریانی از ذرات بسیار ریز است کته توستط یتک منبتع تا اوایل قر

تابش می شود واین ذرات در خط مستقیت حرکت می کنند و فرض شده بود که قادرند از مواد شتفاف

البور کنند و در مقابل مواد تیره متوقف شوند.

نعکاس و انکسار را توجیه متی کترد ولتی در این تئوری نور مندسی ، بسیاری از پدیده مای نور نظیر ا

مقابل پدیده مایی مستند تداخل و تجزیه نور ناتوان بود.

( ، نشان داد که ایر حرکت مستتقیت نتور بتا تقریبتی بتا Fersnel، آیوستین فرسنل ) 0805در سال

نظریته 0890حرکت موجی توضیح داده شود ، می توان تجزیه ی نور را تشریح کرد. ماکسول در سال

ای مبنی بر این که طبیعت مو نوری باید الکترومغناطیسی باشد را ارائه داد و با استتفاده از نحتوه ی

پمریزاسیون نوریا قطبی شدن ثابت کرد که نور از یروه امواجی است که در بحتث انتشتار ، مفلفته ای

ندارد و از انواع مو صفحه ای است.

نور ، اموا الکترومغناطیسی که از یک منبع کوچک ساطع متی توضیح این که بر اساس اصل فیزیک

شوند ، می توانند به صورت کره مایی پشت سر مت که منبع نور در مرکز آنها است انتشار یابنتد ، کته

منتشتر آن را نمایش مو کروی می نامیت. اموا الکترومغناطیسی به صورت صفحه ای نیز می تواننتد

را می توان در شکل مای زیر مشامده نمود. شوند. این دو انتشار مو

( ، خطو کروی ، نقا مت فاز را نشان می دمند و شعاع مای نور که به صتورت فلتش 0-6در شکل )

نشان داده شده اند ، درست نظیر اموا سینوسی ترسیت می شوند.

خیلتی کتوچکتر از خطو کروی با یکدیگر به اندازه یک طول مو فاصله دارند و وقتی طول مو نور

فاصله ای باشد که طی میکند ، شعاع مای نوری به صورت نواری در می آیند و مو نوری بته صتورت

یک صفحه ای در می آید و شعاع مای نور المود بر، نقا مت فاز خوامند بود.

10*3مغناطیس به طور کلی ماکسول ثابت کرد که سرالت انتشار اموا الکترو m/s استت کته بتا

ئوری که نور یک مو الکترومغناطیس با طول مو خیلی کوتاه استت ت نور برابر می باشد و این تسرال

را ارائه کرد.

19

( ، با استفاده از یک مولد Hertzپانزده سال بعد از ارائه تئوری ماکسول ، منریش مرتز)

مایکروویو( شد و نشتان داد به تولید اموا الکترو مغناطیس با طول مو کوتاه )اموا نوسان ساز موفق

که این اموا کلیه ی خواص اموا نورانی را دارا مستند ، یعنی می تواننتد شکستته شتوند ، متنعکس

شوند و ممچنین در کانون الدسی جمع یردند.

نمایش موج کروی، صفحه ای و شعاع های نوری 1-2شکل

تعاریف و قوانین نور 1-1-2

:ضریب شکست 1-1-1-2 666966ضریج شکست یکی از پارامتر مای مهت نوری اجسام است. سرالت سیر نور در فضتا برابتر بتا

10*3کیلومتر در ثانیه می باشد که تقریبأ آن را برابر با m/s در نظر میگیرند که این سترالت بته

( بستگی دارد که بین آنها روابط زیر برقرار است.λ( و طول مو )fدو الامل )

=c / ƒ λ یا C= f.λ

منگامی که نور به یک محیط الایق و غیر مادی مانند شیشه وارد می شود سرالت آن از سرالت نور در

می شود. نسبت سرالت سیر در فضا به سرالت نور در محتیط جدیتد ، برابتر Vفضا کمتر و برابر مقدار

داشت: نشان دمیت ، خوامیت nضریج شکست آن محیط است و ایر ضریج شکست را با n=c / v

20

r به دست آورد که n=√εr ی کند ومی توان آن را از رابطه فرق مبرای محیط مای مختلف nمقدارε ( میزان ممانعت از البور میدان الکتریکی است که به ضریج نفوذ پتذیری الکتریکتیpermitivity )

ه شده است.( نشان داد0-6برای بعضی از اجسام ، در جدول ) nمعروف می باشد. مقدار

ضریب شکست اجسام 1-2جدول اجسام

(nضریج شکست )

موا

0تقریبأ =

آب

0322

الکل اتیلیک

0329

کوارتز

0309

شیشه

035

الماس

6306

سرالت نور در مر محیطی به ضریج شکست آن محیط بستگی دارد و مر چه ضریج شکست محیط

د. در آن محیط بیشتر می شوطول مو کمتر باشد سرالت نور و ممچنین

: پدیده های تابش ، انعکاس وانکسار 2-1-1-2حال با در نظر یرفتن شعاع مای نوری که به صورت اموا صفحه ای در محیط مای الایق حرکت متی

( را بررسی می refrection( ، انکسار)reflection( ، انعکاس )ncidenceکنند ، پدیده مای تابش )

کنیت.

که یک شعاع نور را به سطح جدایی دو محیط متی تابتانیت )تتابش( ، قستمتی از آن بته داختل زمانی

محیط اول بازمی یردد )انعکاس( و بقیه ی این شعاع نورانی شکسته شتده و بته محتیط دوم وارد متی

شود )انکسار( ، میزان انکسار نور در سطح جدایی دو محتیط بستتگی بته اختتمف سترالت نتور در دو

رد. محیط دا

21

nپدیده مای تابش ، انعکاس و انکسار با فرض این که 2‹

n اند.( نشان داده شده6-6شد ، در شکل )با 1

پدیده های تابش ، انعکاس و انکسار 2-2شکل

: قوانین اسنل 3-1-1-2رابطه ضریج شکست ، زاویه ی شکست و تابش که به النوان قتوانین استنل شتناخته متی شتوند ، بته

بیان می یردد : صورت زیر

زاویه ی انعکاس و زاویه ی تابش برای مر نوع محیط با مت برابرند.-0

1 ٰθ =1 ٰ 1 یا θٰ1 = φ φ

شعاع مای تابش ، منعکس ، شکست و خط المود بر فصل مشترک دو محیط در یتک صتفحه قترار -6

صفحه جدایی دو محیط المود است.دارند که این صفحه بر

برای دو محیط مشخص ، نسبت سینوس زاویه ی تابش به سینوس زاویه ی شکست مقتدار ثتابتی -2

است.

2

φ2 sin

n1 =

φ1 sin

n 2

n = 1

φSin

2 n1

φ

نمی شود یعنتی ایتر در طبق اصل بازیشت نور ایر جهت تابش را الوض کنیت مسیر حرکت نور الوض

به محل قبلی بتابانیت ، شعاع شکست جدید بر شعاع تابش قبلتی n2امتداد شعاع شکست ، نوری را از

البور می کند.منطبق خوامد بود و نور از ممان مسیر قبلی

22

:(n1›n2حالت های مختلف تابش نور در دو محیط مختلف) 4-1-1-2دی بر فصتل مشتترک دو محتیط بتابتد ، بتدون شکستت وارد به طور المو n1ایر نوری از محیط -0

( a-2-6شده و از آن خار می شود )شکل n2محیط

باشتد ، 2φو زاویته ی شکستت 1φایر شعاع تابش به صتورت المتودی نباشتد و زاویته ی تتابش -6

(b-2-6خوامد بود.)شکل 2φ 1‹φممواره

نیز افزایش می یابتد ، ایتر زاویته ی 2φ را بزریتر کنیت ، زاویه ی شکست 1φایر زاویه ی تابش -2

، در ایتن حالتت =2φ( 90)درجته بشتود 61تابش را آنقدر زیاد کنیت که زاویه ی شکست مستاوی

cانکسار نور وجود ندارد و انعکاس کلی رخ می دمد و زاویه ی تابش برابر φ یعنتی زاویته بحرانتی متی

(c-2-6)شکلشود.

‹1)بحرانی بیشتر شود ایر زاویه ی تابش از زاویه ی -0φc

φ) انعکاس کلی رخ می دمد و شعاع تتابش

به محیط اول باز می یردد و از سطح مشترک دو محیط نوری بته ختار ستاطع نمتی شتود کته ایتن

وضعیت ایدمآلی است که در فیبر مای نوری جهت انتقال نور بدان نیازمندیت. در المل مقداری انترژی

ایتتن ممتتان چیتتزی استتت کتته بتته وستتیله ی تئتتوری امتتوا نتتور از ستتطح شیشتته نفتتوذ متتی کنتتد و

(d-2-6الکترومغناطیس قابل توضیح است. )شکل

23

نمایش زوایای تابش و شکست در حالت های گوناگون 2-3شکل

: انتقال نور در فیبر نوری 2-2شکست نور در کابل فیبر نوری از دو قسمت مغزی و پوشش )غمف( البور می کند که مر کدام ضریج

می باشد ، بته نحتوی کته n2و ضریج شکست پوشش n1مای متفاوتی دارند. ضریج شکست مغزی

n1 بزریتر ازn2 می باشد.

منگامی که نور داخل مغزی می شود الینأ مانند حالتی است که نور از محیط غلیظ بته محتیط رقیتق

وشش( ، منعکس شتده و بته تابیده می شود. پس از برخورد نور به فصل مشترک دو محیط )مغزی و پ

محیط اول که ممان مغزی فیبر نوری است ، باز می یردد و به ممین ترتیج پس از بار ما انعکتاس در

طول مسیر به انتهای فیبر می رسد.

)زاویه ی بحرانی( می باشد و ایتر cφدر این حالت بزریتر از زاویه ی φباید توجه داشت که زاویه ی

φ ازcφ ور تابیده شده از مرز بین مغزی وپوشش البتور کترده و در فیبتر منتقتل نمتی کمتر باشد ، ن

یردد.

24

نوشت. با توجه به قانون اسنل می cφ ‹φ بنابراین شر انتقال نور در فیبر نوری را می توان به صورت

توان نوشت : 2

N c =

φ2 sin

Nc =

φ sin1

n

N1

: طیف الکترومغناطیسی 1-2-2مزیت اموا الکترومغناطیس برای ارسال اطمالات ، به اثبتات رستیده استت. بیش از صد سال است که

بدان خاطر که مطلقأ ضرورتی ندارد از رسانای فلزی به النوان وسیله ای بترای انتشتار آن متا استتفاده

با سرالت زیتاد ن اموا قادرند در محیط خمء یا الایق یعنی نارسانای الکتریکی نیست ی، ایشود. از طرف

انتشار یابد.

( نشان داده ایت. نور قابل رویت 0-0)رد آن ما را در شکل شمایی از طیف اموا الکترومغناطیس و کارب

ناحیته در طتول )قرمتز( نتانومتر اشتغال متی کنتد. ایتن 981)بنفش( تا 281فقط ناحیه باریکی را از

موجهای پایین به تشعشع فرا بنفش و در طول موجهای باال به فرو سرخ محدود می شود.

طیف الکترومغناطیسی 4-2شکل

25

با طتول nm 0911-811در ارتباطات راه دور با موجهای نوری ، ردیف طول مو نزدیک فرو سرخ برابر

قرار می ییرد. ، مورد استفادهnm0551 ،0211 ،851مو مای برتر

C 299792/456 اموا الکترومغناطیس در خمء با سرالت نور منتشر می شوند :0 =

مو الکترومغناطیس و بنابر این مو نوری در محیط بدون اتمف و نا محدود به شتکل مقطعتی استت و

الکتریکی یتا با نوسان میدانمیدان الکتریکی و مغناطیسی آن در جهت المود بر انتشار ، نوسان می کند.

مغناطیسی در یک صفحه ، نوک بردار آن ما خط راستی را طی می کند و لذا بته چنتین متوجی ، یتک

مو قطبی شده ی خطی می یویند. چنان چه نوک بردار ، یک دایره یا یتک شتکل کلتی تتر بیضتی را

( انتواع 6-0ترسیت کند، در این صورت می یویند مو دارای قطبش دایره ای یا بیضتوی استت. شتکل)

را نشان می دمد. zمختلف قطبش مو نوری منتشره در جهت

انواع قطبش 5-2شکل

26

زاویه ی پذیرش : 2-2-2

زاویه ای است که نور بایست در محدوده ی آن به فیبر تابیده شود ، به البارت دیگتر ، زاویته ای استت

د کند به طوری که پس از ورود بته فیبتر در مترز که نور تابیده شده به به فیبر باید با محور طولی ایجا

مغزی و پوشش خارجی بشکند و تمامأ به داخل فیبر منعکس شود.

:)نور هندسی( انتشار نور با استفاده از شعاع نوری 3-2-2روشی که برای مطالعه تئوریک مشخصات انتشار نور در یک فیبر نوری وجتود دارد ، نتور مندستی یتا

صورت شعاع مای نوری است ، این روش منگامی که شتعاع فیبتر نتوری در مقایسته بتا نمایش نور به

که طول مو خیلی کوچک است ، ارائه می شتود. طول مو نور خیلی بزرگ و یا به البارت دیگر وقتی

از این روش برای فیبر مای چند مدی که شعاع آنها نسبت به طول متو بتزرگ استت ، استتفاده متی

یردد.

اع نوری نسبت به آنالیز اموا الکترومغناطیسی )روش متدی( ایتن استت کته آثتار مستتقیت مزیت شع

در فیبر نوری ارائه می دمد. اللیترغت مفیتد بتودن روش نتور فیزیکی بیشتری از مشخصات انتشار نور

مندسی )شعاع نوری( ،محدودیتهایی در آن وجود دارد که یکی از مهمترین این محدودیت ما ، تجزیه

حلیل فیبر تک مدی و یا فیبر مای چند مدی است که باید با استفاده از تئتوری الکترومغناطیستی و ت

)روش مدی( تشریح شود. ممچنین مسائلی که تک رنگ بودن و یا تداخل را شتامل شتود نیتز بایتد از

متا روش الکترومغناطیس حل شوند. به الموه زمانی که اطمالاتی در مورد توزیع میدان مر یک از متد

مود نیاز باشد الزم است از آنالیز مدی استفاده شود.

اختمف دیگری که بین روش شعاع نوری و آنالیز مدی وجود دارد این است که ایر یک فیبر نتوری بته

طور یکنواخت و با یک شعاع ثابت خت شده باشد ، مو نوری در محل انحنا برای مر یک از متد متا ی

مد داشت در صورتی که در روش شعاع نوری ممحظته متی شتود کته خود مقداری تلفات تشعشع خوا

بعضی از شعاع مای نوری ، بدون تضعیف انعکاس کلی پیدا می کنند و به صورت مدایت شده در فیبتر

باقی می مانند.

27

: انتشار نور با استفاده از آنالیز مدی )نور موجی( 4-2-2موجی نور کمک یرفت. در تئوری شعاع نوری تنهتا برای شرح برخی از خواص فیبر الزم است از فرض

باشتد و در تئتوری متوجی نتور cφ ‹φشعاع مایی مجاز به انتشار در فیبر مستند کته در آنهتا زاویته

منگامی که به فاز اموا صفحه ای مرتبط با شعاع مای نوری توجه کنیت و آن را به حساب متی آوریتت

است ، قابل انتشار در فیبر نوری می باشند. cφ آنهایی که زاویه مایشان بیشتر یا مساوی

: تئوری مد در فیبر نوری 5-2-2یکی از خواص المده اموا نوری تداخل آنها می باشد. در صورتی که دو مو مت فاز باشند بتا یکتدیگر

زاویه جمع و در غیر این صورت یکدیگر را تضعیف می کنند ، بنابراین اموا نوری نمی توانند تحت مر

ای در داخل مو بر )فیبر( منتشر شوند بلکه فقط در جهاتی که یکدیگر را تضعیف نمی کننتد امکتان

انتشار وجود دارد. اموا مجاز و قابل انتشار را اصطمحأ مد مای فیبر می نامند.

28

فصل سوم

چگونگی انتقال

29

چگونگی انتقال : 3-1( ، دیده می شود. توضیح مختصری از 0-2م بلوکی کامم کلی از یک سیستت مخابراتی در شکل)دیایرا

شکل درک روشنی از اجزای یک سیستت مخابراتی به ما می دمتد. خیلتی از توضتیحاتی مر بلوک این

که در این بخش به طور مختصر و فشرده داده شده است ، در قسمت مای بعتدی شترح داده خوامنتد

شد.

جزئیات یک سیستم مخابراتی 1-3شکل

منشاء پیام : 1-1-3منشاء پیام میتواند اشکال فیزیکی متفاوتی داشته باشد. در اغلج اوقات منشاء پیام یک مبدل است که

پیام غیر الکتریکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. نمونه مای متداول شامل میکروفن ما بترای

به جریان مای الکتریکی و دوربین مای تلویزیونی برای تبتدیل تصتویر بته جریتان تبدیل اموا صوتی

مای الکتریکی می باشند.

30

اطمالات قبل از ارسال ، باید به شکل در مر حال ، چه در مخابرات نوری و چه در مخابرات الکتریکی ،

الکتریکی باشد.

مدوالتور : 2-1-3 : مدوالتور دو کار اصلی انجام می دمد

اول ، پیام الکتریکی را به شکل مناسبی تبدیل می کند. دوم ، این پیام الکتریکی را بر روی یتک متو

تولید شده توسط منبع حاصل تأثیر می دمد. دو نوع مدوالسیون وجود دارد : آنالوگ و دیجیتال.

سیگنال آنالوگ پیوسته است و فرم پیام اصلی را به طور دقیق بازسازی می کند.

النوان مثال ، فرض کنید یک مو صوتی تک فرکانسی می خوامد ارسال شود ، ایتر ایتن متو بته به

یک میکروفن وارد شود ، جریان الکتریکی وارد شده از آن ، ممان شکل مو صتوت ورودی را خوامتد

ال ممکن است نیاز باشد سیگنداشت. در این حالت مدوالتور نیازی به تغییر شکل دادن سیگنال ندارد.

تقویت شود به طوری که به طور کافی قدرت داشته باشد تا بتواند منبع حامل را متأثر کند.

مدوالسیون دیجیتال مربو به ارسال اطمالاتی است که به شکل یسسته مستند.

سیگنال دیجیتال یا روشن و یا روشن است. حالت روشن معرف یتک و حالتت ختاموش معترف صتفر

ای باینری )یا بیت مای( سیستت دیجیتتال مستتند. میتزان یتا سترالت داده است. این حالت ما رقت م

(.bpsتعداد بیتی است که در مر ثانیه ارسال می یردد )

ممکن است که این رشته پالس مای روشن و خاموش ، فرم رمز شده یتک پیتام آنتالوگ باشتد. یتک

الکس این پتردازش بدیل می کند. مبدل آنالوگ به دیجیتال پیام آنالوگ را به یک رشته ی دیجیتال ت

در ییرنده انجام می یردد که در آن رشته ی دیجیتالی به پیام آنالوگ تبتدیل متی شتود. بترای تتأثیر

دادن سیگنال دیجیتال روی یک مو حامل فقط کافی است که متدوالتور در مواقتع مناستج ، منبتع

تولید مو حامل را روشن و یا خاموش کند.

ج حامل :منبع مو 3-1-3منبع حامل ، موجی را که اطمالات بر روی آن ارسال می یردد تولید می کند. این مو حامتل نامیتده

می شود.

31

در مخابرات رادیویی ، حامل توسط یک نوسان ساز الکتریکی تولید می شود. برای سیستتت متای تتار

امل به کتار متی رونتد. ایتن ( به النوان منبع حLED( و یا دیود نور یسیل )LDنوری ، دیود لیزری )

ابزار را می توان نوسان ساز مای نوری نامید. در حالت ایده آل ، این منابع نوری، امواجی پایتدار ، تتک

فرکانس و با توان کافی برای پیمودن مسافت مای دور ، تولید می کنند.

: )ورودی(تزویج کننده های کانال 4-1-3خل کانال اطمالات وارد می کنند. این وسیله در یک سیستتت انتشتار تزویش کننده ما اطمالات را به دا

رادیویی و یا تلویزیونی ، آنتن است. آنتن المئت را از فرستنده به کانال اطمالات که در این حالتت جتو

است ، انتقال می دمد. در سیستت مای مدایت شده ای که سیت به کار می برند ، مثل خطتو تلفتن ،

فقط اتصال دمنده ی ساده ای است به منظور وصل کردن فرستنده به خط انتقالی که به تزویش کننده

النوان کانال انتقال اطمالات به کار می رود.

در سیستت نوری جوی ، تزویش کننده ی کانال یک الدسی است که برای ممسو کردن نور منتشره از

می شود. در سیستت تتاری متورد نظتر متا ، منبع و جهت دادن این نور به طرف ییرنده از آن استفاده

تزویش دمنده باید به طور مفثری پرتو نور مدوله شده را از منبع به تار نوری منتقل کند.

کانال ارتباطی : 5-1-3کانال ارتباطی البارت است از مسیر بین فرستنده و ییرنده. در مختابرات تتار نتوری ، کانتال یتک تتار

مشخصات مورد المقه برای یک کانال اطمالات شامل تضعیف کت و زاویه است. شیشه ای یا پمستیکی

کارآمتد و متفثر نتور از خصوصتیات الزم ی مخروطی پذیرش نور بزرگ است. تضعیف کت و یتردآوری

برای انتقال ، برای مسیر مای طوالنی مستند.

در حالت کلی ، زمتان ستیر خاصیت مهت دیگر کانال اطمالات زمان انتشار نور سیر کننده در آن است.

به فرکانس نور و مسیری که پرتو نور دارد ، بستگی دارد.

32

وابستگی سرالت انتشار به فرکتانس و بته مستیر ، چته در مدوالستیون آنتالوگ و چته در مدوالستیون

دیجیتال منجر به محدود شدن میزان اطمالات می یردد.

تزویج کننده کانال )خروجی( : 6-1-3ت مخابراتی الکترونیکی جوی ، یک سیگنال را از کانال می ییرد و آن را به سایر قستمت در یک سیست

مای ییرنده منتقل می کند. در یک سیستت نوری ، تزویش کننده خروجی ، نور خار شده از تار را بته

آشکار ساز نور مدایت می کند.

آشکار ساز : 7-1-3مو حاصل استخرا یردد. در یتک سیستتت الکترونیکتی ، ایتن در این مرحله اطمالات ارسالی باید از

مرحله ی فرآیند دموالسیون می باشد که توسط یک متدار الکترونیکتی مناستج انجتام متی شتود. در

سیستت تاری ، مو نوری توسط یک آشکار ساز نور به یک جریان الکتریکی تبدیل می شود.

ع به طور بسیار متداول مورد استفاده قرار متی ییرنتد. دیود مای نوری نیمه مادی با طراحی مای متنو

جریان تولید شده توسط این آشکار سازما متناسج با توان موجود در نور تابیده شده به آنهاست. چتون

اطمالات در تغییرات نور جا دارد ، جریان خروجی از آشکار ساز ، اطمالات را در بر خوامد داشت.

یانی است که برای مدوله کردن منبع نور در فرستنده به کار یرفته شتده این جریان دقیقا به شکل جر

است.

خواص مهت آشکار سازمای نوری شامل اندازه ی کوچک ، اقتصادی بودن ، طول المر زیاد ، کت بتودن

به سیگنال مای نوری و پاسخ سریع بته تغییترات تنتد در قتدرت نتوری مصرف انرژی ، حساسیت باال

آشکار سازمای نوری که دارای این مشخصات باشند در حال حاضر در دسترس متی است. خوشبختانه

باشند.

33

پردازشگر سیگنال : 8-1-3برای انتقال آنالوگ ، پردازش سیگنال شامل تقویت کنندیی و فیلتر کردن ستیگنال استت. التموه بتر

یونه فرکانس ناخواستته دیگتر فیلتر کردن سیگنال برای حذف مقدار ثابت جریان ، از انتقال بیشتر مر

مت بایستی جلوییری کرد. یک فیلتر ایده آل تمام فرکانس مای موجود در اطمالات ارسالی را از ختود

البور داده و بقیه را حذف می کند. این المل به وضوح اطمالات ارسالی مورد نظر را بهبود متی بخشتد.

ی ناخواسته را حتداکثر متی کنتد. نوستانات فیلتر کردن مناسج ، نسبت توان سیگنال به توان چیز ما

تصادفی در سیگنال دریافتی نویز نامیده می شوند.

یت کننده ما و فیلتر ما ممکن استت شتامل متدار برای یک سیستت دیجیتالی ، پردازشگر الموه بر تقو

در مای تصمیت باشد. در مر بازه زمانی مربو به یک بیت ، مدار تصمیت ، تصمیت متی ییترد کته آیتا

خمل این زمان یک و یا صفر دریافت شده است.

ایر پیام اصلی به صورت آنالوگ بوده است ، پردازشگر دیجیتالی سیگنال الموه بر این باید رشته صتفر

ما و یک مای رسیده را کشف رمز نماید. این کار توسط یک مبدل دیجیتال به آنالوگ انجام می ییترد

ا دوباره به وجود می آورد. ایر ارتبا بین ماشین ما باشد ، ممکتن که شکل الکتریکی اطمالات اصلی ر

.است بدون تبدیل دیجیتال به آنالوگ ، شکل دیجیتالی برای استفاده مناسج باشد

پیام خروجی : 9-1-3در این جا با دو حالت مواجه مستیت. در یک حالت ، پیام به یک شخص الرضه می شود که اطمالات را

ا می بیند. برای دستیابی به این امر ، سیگنال الکتریکی باید به متو صتوتی و یتا تصتویر می شنود و ی

مدل مای مناسج برای به انجام رساندن این تبدیل البارتند از: قابل رویت تبدیل یردد.

بلندیو برای پیام مای صوتی و المپ مای اشعه ی کاتدی ، شبیه آنچه در تلویزیون بته کتار متی رود ،

پیام مای تصویری. برای

در حالت دوم ، اشکال الکتریکی پیام که از پردازشگر سیگنال خار می شود مستتقیما قابتل استتفاده

است. این وضعیت موقعی پیش می آید که به النوان مثال کامریوتر ما و یا سایر ماشتین متا از طریتق

فقط یتک قستمت از یتک یکسیستت تاری به مت متصل باشند. ممچنین موقعی که یک سیستت تاری

شبکه ی بزرگ است ، مثل یک خط تاری بین مراکز تلفن یا یک خط اصلی تاری حامتل چنتد برنامته

34

ی تلویزیونی ، این حالت اتفاق می افتد. در این دو سیستت اخیر ، پردازش شامل توزیع ستیگنال متای

الکتریکی به مقاصد مناسج نیز می باشد.

ه یک رابط الکتریکی از پردازشگر سیگنال به سیستت بعدی است.وسیله ی خروجی خبر به طور ساد

عناصر خط انتقال فیبر نوری : 2-3قسمت مای کلیدی خط انتقال فیبر نوری البارتند از : فرستنده که شامل منبع نوری و متدار تحترک

بر نوری داخل ممراه آن است ، کابل که ممراه آن است ، کابل که برای حفاظت مکانیکی و محیطی فی

آن به کار می رود ، ییرنده که شامل آشکار ساز نوری به اضافه ی متدارات تقویتت و بهبتود ستیگنال

است و ممچنین کانکتورمای کابل فیبر نوری که برای اتصال کابل به منابع مختلف استفاده می یردد.

، التموه بتر محافظتت تارمتای کابل فیبر نوری یکی از مهمترین الناصر خط انتقال می باشد. این کابل

شیشه ای فیبر نوری در زمان نصج و سرویس ، ممکن است حاوی ستیت متای مستی بترای تغذیته ی

تکرار کننده ما مورد لزوم باشد که در فواصل معین برای تقویت و بازسازی متناوب سیگنال به کار می

روند.

به نازکی مو ، وجود دارد که مر کدام از ه ای درون کابل فیبر نوری معموال چندین تار شیشه ای استوان

آنها یک کانال مستقل ارتباطی است.

کابل فیبر نوری ممانند کابل مای مسی ، در موا ، در کانال مای زیرزمینی ، زیر دریا و یا در زیترزمین

، قابل نصج است.

ر تا چنتد کیلتومتر به دلیل محدودیت ساخت و یا نصج ، کابل مای تکی معموال به طول چند صد مت

برای کاربرد مای فواصل دور ساخته می شوند. طول حقیقی یک کابل ، با ممحظات الملی مختلتف از

قبیل ، اندازه ی پیچش و وزن آن تعیین می یردد.

از کابل مای کوتاه تر معموال در کانال مای زیرزمینی استفاده می شود. کابل مای بلندتر ، بته صتورت

کل دفن مستقیت در زمین به کار می روند. خط کامل انتقتال در فواصتل دور ، بتا پیونتد موایی یا به ش

کابل مای مختلف تکی به یکدیگر شکل می ییرد.

35

یکی از مشخصه مای اصلی فیبر نوری ، میزان تضتعیف آن بته النتوان تتابعی از طتول متو استت. در

استفاده می شد ، زیرا در این ناحیته ، تتار nm811-611 تکنولوژی اولیه ، منحصرا از باند طول مو

مای ساخته شده در آن زمان حداقل تضعیف را در منحنتی تضتعیف کلتی نشتان متی دادنتد و منتابع

وآشکار مای نوری مناسج جهت کار در این طول مو ما در دسترس بودند. با کامش غلظت یون مای

ستازندیان بتاالخره موفتق بته ستاخت متو میدروکسیل و ناخالصی مای یون فلزی در ماده ی تار ،

شتدند. پهنتای بانتد ایتن طیتف را nm 0911-0011برمای نوری با تلفات بسیار پایین در ناحیته ی

معموال ناحیه ی با طول مو بلند می یویند. به دلیل این که تارمای ستیلیکای ختالص دارای حتداقل

ن میزان المقه به استفاده از این طول متو مستند ، بنابرای 0211nmاالوجا سیگنال در طول مو

افزایش یافت.

موقعی که سیگنال نوری ، مسافت معینی در تار نوری طی می کند ، ممکتن استت میتزان تضتعیف و

االوجا سیگنال به درجه ای برسد که برای تقویت و بازسازی آن داخل خط انتقال ، بته تکترار کننتده

ی نوری مجمواله ای از یک ییرنده و یک فرستنده است که پهلو به مای میانی نیاز باشد. تکرار کننده

پهلوی مت قرار یرفته اند.

قسمت ییرنده ، سیگنال نوری را آشتکار و تبتدیل بته ستیگنال الکتریکتی کترده و پتس از تقویتت و

سیگنال الکتریکی رابازسازی ، به ورودی الکتریکی قسمت فرستنده ارسال می کند. قسمت فرستنده ،

فرستد. مجددا تبدیل به سیگنال نوری می کند و سرس به موجبر فیبر نوری می

البته با توجه به این که معموال شبکه مای کامریوتری خیلی طتوالنی نیستتند در آنهتا کمتتر از تکترار

کننده ما استفاده می شود. بیشتر کاربرد تکرار کننتده متا در سیستتت متای مختابراتی استت کته در

طوالنی از فیبر استفاده می کنند.مسافت مای

36

( :FDDIرابطه ی توزیع کننده ی داده ها در شبکه ی فیبر نوری) 1-2-3وضع شد و سرس به 0681در سال ANSI X3T9.5توسط کمیته ی استاندارد FDDIاستاندارد

ISO ارائه یردید. مفسسه یISO نگارش جدیدی از استانداردFDDI استتاندارد تعریف کرد که بتا

یک شبکه ی محلی با سرالت باال است که از توپولوژی حلقوی با FDDIسازیار است. ANSIکنونی

از دو حلقه استفاده می کنتد FDDI_برای مبادله ی اطمالات استفاده می کند Mbps011 سرالت

بتا مشتابه FDDI( نامیتده متی شتود. ایتن روش Dual Ring، بنابراین توپولوژی حلقوی دویانته )

می باشد. TOKen Ringدر IEEE 802.5استاندارد

استفاده از رسانه ی انتقال فیبر نوری برای مبادله ی داده ما متی FDDIیکی از مهمترین خصوصیات

باشد. مزیت مهت فیبر نوری نسبت به سیت مسی حفاظت و امنیت باالی آن می باشتد ، زیترا در ایتن

که بتوان آن را شنود کرد ضمن آن کته نتویز بتر آن تتأثیر نمتی رسانه سیگنال الکتریکی وجود ندارد

یذارد.

از دو حلقته استتفاده متی کنتد کته البارتنتد از : حلقته ی اولیته FDDIممان طوری که یفته شد ،

(Primary Ring( و حلقه ی ثانویه )Secondary Ring داده ما در حلقه ما در دو جهت مخالف .)

یه برای ارسال داده ما مورد استفاده قرار می ییرد و حلقه ی ثانویته بترای انتقال می یابند. حلقه ی اول

FDDI( حلقه بته کتار متی رود. Backupمواقعی که حلقه ی اولیه از کار بیفتد به النوان پشتیبان )

کیلتومتر 611ایستگاه را به حلقه می دمد ضمن این که می توانتد حتداکثر تتا 0111اجازه ی اتصال

یسترش یابد.

( :SONETشبکه ی نوری سنکرون ) 2-2-3SONET شبکه ای با سرالت باال است که از کابل فیبر نوری به النوان رسانه ی انتقال استتفاده متی

در آمریکای شمالی مورد استفاده قرار می ییرد و البارت استت از استتانداردی SONETکند. واژه ی

وضتع SONETاستتانداردی بترای ITNوضع شده است. اتحادیته ی ANSIکه توسط مفسسه ی

نامید که در اروپا مورد استفاده قرار می ییرد. SDHنمود و آن را

بر اساس چهار رشته فیبر نوری و حلقه ای در دو جهت طراحی می یردد تتا SONETمعماری نوری

و CAD CAMسرویس مایی با حداکثر اطمینان را ارائه نماید. نرم افزار مای کتاربردی جدیتد مثتل

37

Media Images به پهنای باند وسیع تری نستبت بته دیگتر نترم افتزار متای کتاربردی نیتاز دارنتد

دارای پهنای باند و سرالت ارسال باالیی می باشد. SONETو

های شبکه SONETحلقه ی 2-3شکل

: SONETمشخصات 1-2-2-3 می توان موارد زیر را نام برد: SONETاز برجسته ترین مشخصات

برای کلیه ی سطوح از روش مالتی پلکس کردن بایت استفاده می کند. -0

یک فن آوری با سرالت باالست و دارای ویژیی اصمح خودکار مسیر می باشد. -6

از روش مای ملتی پلکس و دی مالتی پلکس استفاده می کند. -2

باشد.سیگنال مای حامل سنکرون سطح یک می SONETسیگنال الکتریکی پایه برای -0

را ارسال می کند. SONETفریت در ثانیه 8111با سرالت -5

سیگنال مای کند تر می توانند بر روی سیگنال مای سریع تر مستقیما مالتی پلکس شوند. -9

فرستنده های نوری : 3-2-3ع نور به دستگاه مایی که وظیفه ی تبدیل سیگنال الکتریکی به سیگنال نوری را انجام می دمند ، مناب

یا فرستنده مای نوری می یویند که به طتور کلتی بته دو دستته ی دیودمتای منتشترکننده ی نتور و

دیودمای لیزری تقسیت می شوند که جهت مصارف خاص در انواع مختلف ساخته شده اند.

38

ویژگی های منابع نور مورد استفاده در سیستم های نوری : 1-3-2-3 ری به النوان فرستنده به کار یرفته می شوند باید دارای خواص زیر باشند:منابع نوری که در سیستت مای نو

طول موج : -1

طول مو منبع نور باید به اندازه ای باشد که فیبر تلفات بستیار کمتی داشتته باشتد و در التین حتال

0.8.5µmو در طتول متو حتوالی GaAsپاشندیی آن نیز حداقل باشد. سیستت مای اولیه از آلیاژ

احی شده بودند.طر

طراحتی متی شتود و بلورمتای µm 1.55و یا µm 1.3 در سیستت مای جدید طول مو در حوالی

InGaAsو InGaAsPنیمه مادی که در این محدوده از طول مو به کار یرفته می شتوند ترکیتج

می باشند. InGaAsb و

: قابلیت اطمینان -2

نور مورد استفاده در سیستت مای نوری از ضروریات استت و المر مفید طوالنی ، بدون شک برای منبع

10به ممین دلیل شرکت مای سازنده در پی آن مستند که المر چنتین منتابعی بته حتدود ستاالت 6

)بیش از یک صد سال( برسد.

توان خروجی : -3

فتات بتوده و منبع نور باید قادر باشد به آن اندازه توان به سیستت نوری تحویل دمتد کته جوابگتوی تل

حداقل توان دریافتی را به آشکارساز برساند ، در غیر این صورت اطمالات آغشته به نویز شتده و در آن

( میلتی 0-01محو می شوند و مخابره ی اطمالت غیر ممکن می یردد. در حال حاضر توان در حدود )

وات بسیار معمول است.

: راندمان توان -4

% باشد.01فیبر نوری باید بیشتر از بهره یا راندمان در شبکه مای

39

پهنای طیف : -5

پهنای طیف منبع نور اثر شدیدی بر پهنای باند سیستت نوری دارد. در سیستت مای پر ظرفیتت کته از

فیبر تک مدی استفاده می شود ، به مر مقدار که پهنای باند بیشتری برای سیستت در نظر یرفته شود

نای طیف منبع کوچک تر یردد.، الزم است به ممان مقدار په

همگرایی : -6

منبع نور باید از کیفیت خوبی برخوردار باشد به نحوی که بتوان آن را کامم متمرکز کرد. ایتن تمرکتز

فراوانی برخوردار است.منگام تحویل توان از طرف منبع به داخل فیبر نوری از اممیت

مدوالسیون : -7

( ، استفاده متی شتود و اطمالتات power outنور به النوان حامل ) در سیستت مای مخابرات نوری از

سوار بر آن شده و ارسال می یردند ، لذا این مسئله که تا چه حد و با چته بتازدمی بتتوان نتور را بته

وسیله ی سیگنال الکتریکی مدوله کرد از اممیت شایانی برخوردار است.

خابرات نوری به دو روش امکان پذیر است ، یکی مدوالسیون مستقیت کته در آن نتور مدوالسیون در م

خروجی مستقیما مدوله می شود و دیگری روشی است که در آن نور خروجی پتس از خترو از منبتع

نور به وسیله ی مدوالتور ، مدوله می یردد که آن را مدوالسیون خارجی متی نامنتد. چگتونگی انجتام

قیت به این ترتیج است که با تغییرات جریان تزریقی به دیتود منتشتر کننتده نتور یتا مدوالسیون مست

دیود لیزری ، می توان نور را مستقیما مدوله کرد.

مدوالسیون مستقیت دارای محاسنی مانند : سادیی ، ارزانی ، کت بودن ولتاژ و توان است. در این روش

می توان مدوالسیون را انجام داد. از ستوی و با توانی کت ولت 2الی 6با ولتاژ االمال شده ای در حدود

دیگر در مدوالسیون خارجی انواع مختلف مدوالسیون امکان پذیر و مدوالسیون با سرالت متای بستیار

زیاد قابل دستیابی است.

شکل، وزن و اندازه : -8

نوری باشد.منبع نور باید از نظر شکل ، وزن و اندازه ، متناسج با سایر اجزاء سیستت

40

تفاوت نور لیزر و نور معمولی : 2-3-2-3فوتون المپ نئون )نور معمولی( به وسیله ی تشعشع خود به خودی به وجود می آینتد و فوتتون متای

فوتتون نور لیزر به وسیله ی تشعشع برانگیخته می شوند و این فرق اساسی لیزر و نور معمتولی استت.

واه و خود به خودی و با تأخیر زمانی از مدار باال تر به مدار پایین تر مای نور معمولی چون به طور دلخ

می آیند و در جهات مختلف انتشار پیدا می کنند ، مت فاز نیستند ولی فوتون مای نور لیزر ، متت فتاز

می باشند زیرا ناشی از الکترون مایی مستند که از مدار مشخصی به متدار مشتخص دیگتر روانته متی

انرژی فوتون ما یکسان و در نتیجه فرکانس آنها مشتخص و در یتک ختط مشتخص طیتف شوند ، لذا

نوری قرار دارد. مت فاز و یک رنگ بودن نور لیزر باالث شده است که این نور دارای انرژی فوق العتاده

ای باشد.

وان آن را در نور لیزر را می توان تا فاصله مای دور فرستاد بدون آنکه وایرا )باز( شود ، ممچنین می تت

قطر بسیار کوچکی متمرکز نمود. لیزر در انواع مختلف ، مانند لیزر جامد ، لیزر یازی و ... ساخته شتده

است ، اما منابع نور مورد استفاده در شبکه مای فیبر نوری از نوع لیزر جامد نیمه مادی ما می باشند.

خصوصیات دیود منتشر کننده ی نور : 3-3-2-3ر کننده ی نور مورد استفاده در یک سیستت نوری دارای ویژیی متایی از قبیتل درخشتش دیود منتش

زیاد ، توان خروجی و بازدمی باال در منگام اتصال به فیبر می باشد.

خصوصیات دیود لیزری : 4-3-2-3ات مشخصات لیزر البارتند از : پهنای طیف باریتک ، بهتره کوپلینتگ زیتاد ، پهنتای بانتد ختوب ، تلفت

کوپلینگ کت ، توان خروجی خوب ، سرالت مدوالسیون زیاد ، خطی بودن ضعیف ، حساس نستبت بته

( را ممحظه فرمایید.2-2حرارت. شکل )

41

دیود های لیزری 3-3شکل

( :Optical Detectorآشکارساز های نوری ) 4-2-3ورد نیاز است تا نتور مدولته در سیستت مای فیبر نوری نوالی آشکارساز نوری در طرف ییرنده ی نور م

شده را که در طول فیبر منتشر شده ، آشکار کند. به البارت دیگر سیگنال مای نتوری را بته ستیگنال

مای الکتریکی تبدیل نماید. این آشکارسازما از نوع فتو دیود مای نیمه مادی مستند که بته راحتتی

ارای ویژیی مای زیر باشد :به فیبر ما کوپله می شود. یک آشکارساز ایده آل باید د

)حساسیت زیاد به نور )در طول مو منبع نور

پهنای باند خوب

زمان سریع پاسخ به نور

نویز کت

پایداری مشخصات در صورت تغییرات شرایط خارجی

قابلیت اطمینان

الدم نیاز به ولتاژ مای زیاد

اندازه ی کوچک

قیمت کت

Photo Diode ( ، و دووعد نوع من )و pin Diode، فتوع دووعد نه وا یو)د دو نوع صلو

Avalanche )APD .دص ص شرصوط فعق م م)ش)د

42

فتو دیود نیمه هادی 4-3شکل

43

فصل چهارم

ساختمان فیبر نوری

44

ساختمان فیبر نوری : -4

ه شده از یک ماده ی شتفاف نتوری تار نوری از دو بخش اصلی تشکیل می شود : مسته و پوشش ساخت

)مثم شیشه سیلیکای یداخته( ، و روکش.

مسته در مرکز تار نوری قرار دارد و برای مدایت نور به کار می رود. مدایت مو فقتط در داختل مستته

بزرگ تر است. مد متا بتا n2از ضریج شکست پوشش n1امکان پذیر است ، زیرا ضریج شکست مسته

در حد فاصل مسته و پوشش ، درون مسته باقی می مانند. انعکاس کلی مداوم

روکش در حقیقت الیه ای است که ضمن تولید ، سطح پوشش را مستقیما در بر می ییرد. بترای تتزویش

نور به داخل یا خار تار و یا اتصال تار ما به یکدیگر ، بایستی بتوان روکش را از آن جدا کرد.

چندین الیه ی پمستیکی تشکیل شود ، می بایست تمتام طتول تتار را روکش ضمن این که می تواند از

بدون میچ یونه لختی یا تغییراتی در ضخامت آن ، به شکل یکنواخت بروشاند.

روکش ممکن است دارای نمای رنگی و در صورت لزوم نشانه مای حلقوی باشد. ضریج شکست روکتش

ر وارد شده ناخواسته به داخل پوشش پتس از طتی نو، از ضریج شکست پوشش بیشتر است ، و بنابراین

چندین متر در داخل پمستیک آن جذب می شود.

56/0، روکش 09/0، پوشش 08/0نمونه مایی از ضرایج شکست تار نوری : مسته

روکش از نظر مکانیکی باید تار نوری را در مقابل آثار خارجی و نیرو مای جذبی بر شیء که ممکن استت

د میکرو متری خت کرده و سبج تضعیف اضافی شوند ، محافظت کند.آن را در ح

شیمی موجبر های نوری 1-4

شیشه سیلیکای گداخته : 1-1-4 یک دوم وزن قشر جامد بیرونی زمین را اکسیژن و یک چهارم آن را سیلیسیت تشکیل می دمد.

45

فراوانتی ایتن دو النصتر بته .استت 00و سیلیسیت النصر 8در جدول تناوبی الناصر ، اکسیژن النصر

دلیل آن است که قشر زمین اساسا از کوارتز ترکیبات آن با اکسید مای فلتزی یعنتی ستیلیکات متا

تشکیل شده است.

می یویند ، بیشتر بته شتکل SiO2کوارتز که از نظر ترکیج شیمیایی به آن دی اکسید سیلیسیت

ماسه است. قرار یرفتن صتخره ی آتتش فشتانی بته کوارتزیت ظامر می شود و یکی از اجزای شن یا

ویژه سنگ خارا در معرض موا ، موجج پدید آمدن شن در دوره ی تاریخی زمین شده است.

کوارتز بلوری در خالص ترین شکل آن یعنی صخره بلوری که مانند آب شفاف است ، یافت می شود.

هت محور مای منفترد بلتور متفتاوت غیر یک روند است یعنی در جمشخصات نوری و مکانیکی آن ،

است.

امروزه کوارتز را به واسطه ی کاربرد مای یونایونش در تکنولتوژی متثم بته النتوان تشتدید کننتده

کوارتزی و النصر فعال از نظر نوری ، و یا در پیزو الکتریسیته ، با تحرک رشد بلور در اطراف مستته ،

به شکل مصنوالی تولید می کنند.

یداخته بر خمف کوارتز ، بی شکل یا غیر بلوری و ذوب شیشه ای جامد شتده ای از شیشه سیلیکای

دی اکسید سیلیسیت است که فقط به خاطر چسبندیی و غلظت زیاد آن ، جامد به نظتر متی رستد.

این شیشه نقطه ی ذوب ندارد و در الوض ، در درجه حرارت مای باال تر فقط بته شتکل فزاینتده ای

قیما از این حالت بدون البور از حالت مایع ، به شکل پودر در می آید.نرم می شود و مست

چسبندیی ، خاصیت اصلی برای فرایند تولید و تغییر شکل شیشه است. اصطکاک داخلی در شیشته

نشتان متی دمنتد و واحتد آن ŋاین پارامتر را با سیلیکای یداخته را با این پارامتر تعریف می کنند.

ست.دسی پاسکال ثانیه ا

1g / cm.s = (dpa.s)پاسکال ثانیه یک دسی

به شکل یکنواختت کتامش متی Tچسبندیی در شیشه سیلیکای یداخته ، با افزایش درجه حرارت

(2-0یابد. )شکل

46

چسبندگی شیشه سیلیکای گداخته 1-4شکل

نحنی چسبندیی بر حسج درجه حرارت فاقد نقا برجستته استت ، لتذا بترای مقاصتد نظر به این که م

(.0-0الملی ، چندین درجه حرارت مهت را به کمک لگاریتت چسبندیی تعریف کرده اند )جدول

نقا باالیی و پایینی تاباندن در مرزمای ناحیه ی تبدیل سیلیکای یداخته یعنی در نقا یذار از حالتت

ه حالت شکنندیی آن قرار دارند. شکل بدنه ی شیشه سیلیکای یداخته در ناحیه ی نترم روان کششی ب

شدن ، به دلیل وزنش تغییر می کند.

Log ηتعریف چندین مقدار درجه حرارت برای شیشه سیلیکای گداخته با 1-4جدول چسبندیی

Log η

(°Cدرجه ی حرارت در شیشه سیلیکای یداخته ) تعریف

0921 ه ی نرم شدن نقط 9/9

0081 نقطه ی تابانیدن 02

0195 نقطه ی کشش 5/00

47

تولید شیشه سیلیکای گداخته : 2-1-4SiOشیشه ستیلیکای یداختته کتامم ختالص را معمتوال از رستوب

بته حالتت بختار حاصتل از ترکیتج 2

SiClنتخاب ترکیتج تتراکلرورسیلیسیت بسیار فرار با اکسیژن و تصاالد یاز کلر تهیه می کنند. ابته ایتن 4

SiOسبج است که بر خمف ، می توان آن را به شکل بسیار خالص با روش تقطیر به دست آورد. 2

: معادله ی واکنش مطابق زیر است

Sio

2 + 2cl

2 : 1700c° SiCL

4 + O

2

تباطات نوری را مطابق فرآیند فوق تهیه می کنند. ممان طور کته موجبر مای نوری مصرفی در ارامروزه

می دانیت ، ضریج شکست شیشه الامل مهمی برای انتشار نور در داخل موجبر نوری است. این الامتل را

می توان با تغلیظ مناسج یا افزایش اندازه مای دقیقی از اکسید ما در مدت زمتان فرآینتد رستوب بختار

( یتا تریاکستید بتور Fمورد در شیشه مسته ی تار نوری ، با اضافه کردن فلوئور ) تنظیت کرد. مثم حسج

(B2O3 ( ضریج شکست کمتر ، و بتا افتزایش دی اکستید ژرمتانیوم )GeO2 یتا پنتتا اکستید فستفر )

(P2O3 ضریج شکست بیشتری به دست می آید. به مر حال ، تفاوت مای ضریج شکست که به این ، )

یداخته حاصل می شود ، نسبتا محدود است. صورت در شیشه سیلیکای

شیشه سیلیکای یداخته ی تغلیظ شده به النوان تابعی از غلظت تغلیظ کنندیی ایتن nضریج شکست

( ترسیت شده است.0-0مواد ، در شکل )

با مواد تغلیظ کننده مختلف SiO2ضریب شکست 2-4شکل

48

ت خالص ، نه فقط ضریج شکست را تغییر متی دمتد نهایافزایش این اکسید ما در دی اکسید سیلیسیت

بلکه روی سایر الوامل نیز تأثیر می یذارد.

بنابراین ، مشخصات انبسا خطی به واسطه ی تغییرات درجه حرارت در شیشه مای سیلیکای یداختته

ی تغلیظ شده و تغلیظ نشده با یکدیگر متفاوت است.

با ترکیج مولکول مای خارجی ، پراکندیی نور و در نتیجته این مسئله نیز دارای اممیت بسیار است که

تضعیف نور منتشره افزایش می یابد.

دلیل دیگر تضعیف در منگام البور نور از میان شیشه سیلیکای یداخته ، جذب به وسیله ی انتقالی نظیر

Fe وCu وCo وCr وNi وMn و جذب به وسیله ی آب به شکل یون مایOH .است

، تفتاوت متای نتوری OHی بسیار ناچیز شیشه به خاطر وجود ایتن فلتزات و یتون متای در آلودیی ما

زیادی به وجود می آید.

)قستمت در متر بیلیتون( ppb)قسمت در مر میلیتون ( یتا PPmغلظت این ناخالصی ما را بر حسج

یعنی یک قسمت آلودیی در مر میلیون یا بیلیون قسمت ماده ی اصلی ، می سنجند.

که برای تهیه ی موجبر مای نوری ، به جای اکسید سیلیسیت کامم خالص از شیشته ی مرکتج منگامی

مانند شیشه ی قلیلیی سیلیکات سرب یا شیشه بورو سیلیکات سدیت به النوان ماده ی خام استفاده متی

شود ، تضعیف بیشتری به سبج ناخالصی ما به دست می آید.

یا نوشابه ضمن دارا بودن مزایای مکانیکی وتولیدی ، حتاوی شیشه ی معمولی مانند شیشه مای پنجره

اکسید مای اضافی است و لذا از شفافیت کمتری برخوردار است.

خصوصیات ماده : 3-1-4شیشه سیلیکای یداخته ، محیطی یک روند است یعنی این کته ختواص فیزیکتی آن در تمتام جهتات

برابر است.

49

جه حرارت ، کامم روشن استت. بته واستطه ی دارا بتودن ضتریج انبستا رفتار آن با تغییر سریع در

بته نحتو فتوق ( ، در مقابل تغییرات درجه حترارت ، 6-0حرارتی خطی و بی نهایت کوچک )در جدول

مقاوم است. العاده ای

مشخصات شیشه سیلیکای گداخته 2-4جدول مقدار واحد مشخصه

Y g / cm2 6/6چگالی

E N / mm2 96511ضریج یانگ

G N / mm2 21111تنش برشی

K 1 -9 01 *5/5 - ضریج انبسا حرارتی

انواع فیبر نوری : 3-4ساخته شتد کته اتتمف تقریبتا پتایینی 0681تا اواخر سال 0691مای اولین کابل فیبر نوری طی سال

نای باند باال ساخته شد. به طور کلتی سال بعد ، کابل فیبر نوری تک مدی با اتمف پایین تر و په داشت.

، کابل فیبر نوری را می توان از چند جهت دسته بندی نمود که البارتند از:

انواع کابل فیبر نوری از نظر شیوه ی انتقال -0

انواع کابل فیبر نوری از نظر محافظت -6

انواع کابل فیبر نوری از نظر روکش -2

، معموال از سه نوع کابل فیبر نوری استفاده می شود کته البارتنتد به طور کلی در شبکه مای فیبر نوری

Optical ( ، کابل فیبر نوری شیشه ای )Plastic Cable Opticalاز : کابل فیبر نوری پمستیکی )

Fiber Glass( و کابل فیبر نوری با پوشش پلیمر سخت ) Hard- Polimer Fiber.)

50

ز نظر شیوه ی انتقال :انواع کابل فیبر نوری ا 1-3-4از نظر شیوه ی انتقال نور دو نوع فیبر نتوری وجتود دارد کته البارتنتد از : فیبتر متای چنتد حالتته

(Multi Mode Fiber or MMF ( و فیبر مای تتک حالتته ، )Single Mode Fiber ، ) کته در

ادامه در مورد انواع و ویژیی مای مر کدام ، توضیح داده می شود.

فیبر چند حالته : 1-1-3-4میکرون می باشتد. 011تا 51نوالی کابل فیبر نوری با مغزی شیشه ای است که قطر متداول آن بین

میکرون است( فیبر چند حالته پهنای باند باالیی در سترالت متای زیتاد و در 5/96)متداول ترین قطر

ی دمد.کیلومتر( در اختیار ما قرار م 6فواصل متوسط )حداکثر تا مسافت

( نیز پیدا است مو مای نورانی در مستیر 9-0( و )5-0در این نوع فیبر ممان یونه که در شکل مای )

مسیر متای نانومتر پراکنده می شوند. این نوع فیبر برای 0211تا 851مای متعدد و با طول مو بین

دور ممکن است باالتث طوالنی استفاده نمی شود زیرا تقسیت شدن نور در مسیر مای متعدد در فواصل

تغییر سیگنال در دریافت نهایی شود و در نتیجه داده ی انتقالی نامعلوم و یا نا کامل باشد.

انواع فیبر های چند حالته : 1-1-1-3-4

فیبر چند حالته با ضریب شکست پله ای : -1

ی آن یکنواختت میکرون دارد. ضریج شکست مغزی در ممه جا 011یک مغزی بزرگ با قطر باال تر از

و ثابت است. ممکن است تعدادی از اشعه مای نوری در یک مسیر مستقیت و بقیه به صتورت زیگتزاگ

در آن انتقال می یابند ، که پوشش فیبر آن ما را به داخل بر می یرداند.

51

فیبر چند حالته با ضریب شکست پله ای 3-4شکل

ی :فیبر چند حالته با ضریب شکست تدریج -2

آن از از یک مغزی با ضریج شکست تدریجی ساخته شده است که تغییترات ضتریج شکستت مغتزی

محور فیبر تا فصل مشترک مغزی و پوشش آن به تدریش کت می شود. یعنی ضریج شکست مغزی بته

باقی می ماند. n2ضریج شکست غمف ممان مقدار ثابت صورت تابعی از شعاع آن تغییر می کند ولی

( نشان داده شده است.9-0ی انتشار در این نوع فیبر در شکل )نحوه

فیبر چند حالته با ضریب شکست تدریجی 4-4شکل

52

فیبر تک حالته : 2-1-3-4میکرون می باشد. فیبر تک حالته به دلیل قطر کمی که 01تا 2/8فیبری با مغزی شیشه ای و با قطر

ت( در آن وجود دارد. پهنای باند آن از فیبر چند مدی باال دارد فقط یک روش انتقال )به صورت مستقی

تر است اما نیاز به یک منبع نور با پهنای طیفی باریک دارد.

برابر فاصله فیبر چنتد 51فیبر تک حالته سرالت انتقال باال تری نسبت به چند حالته داشته و بیش از

ه اش نیز بیشتر است. قطتر کوچتک مغتزی در حالته را در اختیار ما قرار می دمد. به ممین دلیل مزین

این نوع فیبر مر تغییر ناشی از روی مت افتادیی پالس مای نورانی را از بین برده و کمترین تضتعیف و

بیشترین سرالت انتقال را برای مر نوع انتقال داده ای فرامت می آورد. فیبر تک حالته قادر است طتول

ا انتقال دمد.ر nm0261 تا nm0211 مو مای بین

برای باال بردن کارایی این فیبتر متا ، الرضته پس از فیبر مای تک حالته ی معمولی دو نوع فیبر دیگر

شد.

، فیبر نوری تک حالته ای است که میزان اتمف آن نسبت به فیبتر تتک Premium SMFنوع اول ،

فیبتری Dispersion shifted SMFحالته ی معمولی کمتر است و نوع دوم یعنی فیبر تک حالته

است که مت میزان اتمف و مت میزان پراکندیی آن نسبت به فیبر تک حالتته ی معمتولی کمتتر متی

باشد.

فیبر تک حالته 5-4شکل

53

انواع کابل فیبر نوری از نظر حفاظت : 2-3-4و Loss Bufferاز نقطه نظر حفاظت فیبر از نیرو مای خارجی ، کابل مای فیبتر نتوری بته دو نتوع

Tight Buffer .تقسیت می شوند

1-2-3-4 Loss Buffer : ، فیبر داخل یک لوله ی پمستیکی که قطر درونی آن به طور قابل ممحظه Loss Bufferدر ساخت

ای بزرگ تر از خود فیبر است ، قرار می ییرد. درون لوله ی پمستیکی و اطراف فیبر معمتوال بتا یتک

تا حدودی فیبتر را در برابتر Loss Bufferکه فیبر داخل این ژل آزاد است. ماده ی ژلی پر می شود

نیرو مای مکانیکی خارجی محافظت می کند و ممچنین به دلیل وجود ژل در اطتراف فیبتر ، در برابتر

سرما و در نتیجه انبسا و انقباض به طور قابل ممحظه ای ایمن است.یرما ،

Loss Buffer ر محیط مای بیرونی ، کاربرد مای موایی ، کانالی و در زیر ختاک معموال برای نصج د

استفاده می شود.

2-2-3-4 Tight Buffer : ( نیز دیده می شود ، یک روکش پمستیکی چسبیده به 8-0در این نوع کابل ممان یونه که در شکل )

ال به اجزای شتبکه بستیار فیبر وجود دارد و مانع از آزاد بودن فیبر می شود. این نوع روکش برای اتص

اغلتج Tight Bufferمناسج است زیرا این روکش از شکستن فیبر جلوییری می کنتد. فیبتر متای

برای کاربرد مای داخل ساختمان ، منابع تغذیه ساختمان مای مرکزی و کاربرد مای المتومی بته کتار

برده می شوند.

54

Loss Buffer و Tight Buffer 6-4شکل

ع کابل فیبر نوری از نظر روکش :انوا 3-3-4، In Doorتقسیت بندی دیگری نیز از نظر روکش فیبر در نظر یرفته شده است که البارت استت از :

Out Door ،Out Door - In Door .

1-3-3-4 In Door: فشتار قابلیت انعطاف برای آن می شود اما در برابر یک پوشش پمستیکی نازک دارد و این سبج ایجاد

مای محیطی استقامت و پایداری کمی دارد به ممین دلیتل بترای کتار متای داختل ستاختمانی از آن

نمونه ای از این روکتش را دارد. دو نمونته از ایتن نتوع کابتل را در Patch Cableاستفاده می شود.

( میتوانید مشامده نمایید.6-0شکل )

55

In Door دو نمونه از کابل های 7-4شکل

2-3-3-4 out Door: دارای پوشش ضخیمی است که به نسبت کاربرد ، جنس روکش آن تغییر می کنتد. بته دلیتل داشتتن

این پوشش ضخیت کابل انعطاف کمی دارد و برای کابل کشی در محتیط متای بیرونتی و مستیر متای

طوالنی از آن استفاده می شود.

( می توانید دو نمونته 01-0... از این نوع مستند. در شکل )انواع کابل مای خاکی ، زیر آبی ، موایی و

را برای آشنایی بیشتر ببینید. Out Doorاز انواع

56

Out Doorدو نمونه از کابل های 8-4شکل

3-3-3-4 In Door ،Out Door : ابتل متای می باشد ، کته نمونته ای از آن ک Out Doorو In Doorدارای شرایطی ما بین کابل مای

را متی توانیتد Tight Buffer( ، چنتد نمونته از انتواع 00-0فیبر نوری کانتالی مستتند. در شتکل )

مشامده نمایید.

57

In Door ،Out Doorچهار نمونه از کابل های 9-4شکل

انواع کابل فیبر نوری از نظر ماده ی سازنده : 4-3-4وع کابل فیبر نوری استفاده می شتود کته البارتنتد از : کابتل در شبکه مای فیبر نوری ، بیشتر از سه ن

( ، Glass Optical( ، کابل فیبر نوری شیشته ای ) plastic Clad Opticalفیبر نوری پمستیکی )

(.Hard – Polimer Clad Fiberو کابل فیبر نوری با پلیمر سخت )

کابل فیبر نوری شیشه ای : 1-4-3-4ی بسیار نازکی است شامل یک استوانه ی جامد و الایق بته نتام مستته بتا فیبر نوری شیشه ای رشته

که مغزی فیبر نیز نامیده می شود و توسط یک الیه ی خارجی جامتد و n1و ضریج شکست aشعاع

( متی باشتد ، n2احاطه شده است ، به طوری کته ) dو ظریج شکست n2الایق به نام پوشش با قطر

می یویند.این پوشش را غمف فیبر نیز

غمف باالث کامش اتمف پراکندیی ناشی از ناپیوستگی مای سطح مغزی متی شتود و قتدرت تحمتل

مکانیکی فیبر را نیز افزایش می دمتد ، ممچنتین از ورود و جتذب الوامتل ختارجی بته ستطح مغتزی

( قترار متی n2› n1جلوییری می کند. فیبر ما را در یک محفظه ی پمستیکی به نام روکش محافظ )

دمند تا مقاومت فیبر نوری در برابر تنش مای مکانیکی افزایش یابد. این روکش مانع تغییر شکل فیبر

و خراشیدیی سطح آن می شود.

58

جنس مغزی و پوشش این فیبر ما از شیشه است. شیشه ای که در این فیبر متا بته کتار رفتته بستیار

این فیبر ما کمترین اتمف و بیشتترین خالص و شفاف و از جنس دی اکسید سیلیکون یا کوارتز است.

قیمت را در بین فیبر مای نوری دارند و دارای پهنای باند بیشتر می باشند. فیبتر متای شیشته ای در

شبکه مای محلی ، شهری و مخابراتی استفاده می شوند و بهترین طول مو بترای ارستال داده متا در

فیبر را به ممراه الیه مای داخلتی آنهتا نشتان متی ( این نوع 06-0نانو متر است. شکل ) 0211آن ما

دمد.

اجزاء فیبر نوری شیشه ای 11-4شکل

کابل فیبر نوری پالستیکی : 2-4-3-4 PMMAمغزی و پوشش این کابل ما از جنس پمستیک است ، پمستتیک مغتزی معمتوال از جتنس

(Poly Methy1 Methacrylateمی باشد که با یک الیه فلور ، ).وپلیمر پوشیده شده است

فیبر مای پمستیکی ضخامت بسیار بیشتری نسبت به دیگر فیبر ما دارند ، ضخامت اغلج این فیبر متا

میکرو متر می باشد. 681میکرومتر و اندازه ی مسته یا مغزی آنها 0111

د و یتا ایتر با وجود این ضخامت زیاد ، حتی ایر انتهای فیبر اندکی کثیف شده ، یا آستیج دیتده باشت

محور نور اندکی خار از مرکز باشد ، ممچنان ارسال اطمالات امکان پذیر می باشد و به ممتین دلیتل

نتوری کار نصج این نوع فیبر ما بسیار آسان است. در فیبر مای با ضخامت زیتاد ، ماننتد فیبتر متای

59

دازه ی بزرگ این فیبر در ( ان02-0% توسط مسته انجام می شود. شکل )69پمستیکی ارسال نور را تا

مقایسه با سایر فیبر ما به خوبی مشخص است.

با سایر فیبر های نوری POFمقایسه ی اندازه ی 11-4شکل

)قرمتز ( LEDبرای منبع ماژول مای فرستنده و ییرنده در فیبر مای نوری پمستیکی معموال از یک

ث کامش مزینه در شبکه می شود.نانو متر استفاده می شود ، که این امر باال 951

در مقایسه با فیبر مای نوری شیشه ای ، میزان اتمف در فیبر ما ی نوری پمستیکی بیشتر است و بته

متر مناستج نیستتند و 51ممین دلیل این فیبر ما برای ارسال اطمالات در مسافت مای طوالنی تر از

اغلج از آن ما در شبکه مای خانگی استفاده می شود.

با توجه به این که فیبر نوری پمستیکی در برابر ارتعاش و خمیدیی مقاوم است الموه بر کتاربرد متای

معمول آن ، در قطار ما و اتومبیل ما نیز استفاده می شود. ممچنین چون این فیبر ، نور بسیار باریتک

ری کته یرمتا تولیتد متی وابسته به اشعه ی مادون قرمز را البور می دمد ، می تواند برای نور سرد )نتو

کند( و ساخت تجهیزات نیمه رسانا و جلوه مای نوری در کار مای منری استفاده شود.

مزیت دیگر فیبر مای پمستیکی سبکی و وزن کت آن ما در مقابل سایر کابل مای انتقال داده است.

ان می دمد.( مقایسه ی بین وزن کابل فیبر نوری پمستیکی و سایر کابل ما را نش00-0شکل )

60

با سایر کابل های شبکه POFمقایسه ی وزن 12-4شکل

( ، ضتریج Step – Index or SI- POFمغزی این فیبر ما به سه صورت ضریج شکستت پلته ای )

Multi Step( ، ضریج شکست چند پلته ای ) Graded- Index or GI- POFشکست تدریجی )

- Indexای با مغزی پمستیکی از روش پله ای برای انتقتال داده ( ، ساخته می شود. در بیشتر فیبر م

استفاده می شود ، اما روش تدریجی برای سرالت مای باال و ارسال اطمالات با حجت باال مناسج است.

در فیبر مای با ساختار چند پله ای برای ارسال اطمالات از مر دو اصل پله ای و تدریجی استفاده متی

ی باند افزایش پیدا کرده و تولید انبوه بسیار آسان تر می شود. بهترین طتول شود. در این ساختار پهنا

نانومتر است زیرا ممان یونته کته در شتکل 951، طول مو مو ارسال داده در فیبر مای پمستیکی

( نیز نشان داده شده است ، در این طول مو ، فیبر کمترین میزان اتمف را دارا است.0-05)

61

POFطول موج ( 13-4)شکل

کاربرد های کابل فیبر نوری پالستیکی : 1-2-4-3-4 شبکه مای خانگی -0

رابط تجهیزات صوتی و تصویری -6

کنترل تجهیزات صنعتی )اتوماسیون( -2

شبکه مای قطار ما و ماشین ما -0

سنجش از راه دور -5

کنترل وسایل انتقالگ -9

استفاده در جلوه مای منری -9

کاربرد مای پزشکی -8

فیبر مای نوری پمستیکی ابتدا در ژاپن و در صنایع ماشین سازی استفاده شتدند و سترس در صتنایع

چیست؟ POFارتباطات مورد توجه قرار یرفتند. اما دلیل این المقه زیاد به

نیاز به قیمت پایین برای شبکه مای فیبر نوری -0

استحکام و دوام باال -6

62

13994bاستاندارد تصویج -2

کاربرد مای یونایون -0

نصج آسان کانکتور ما -5

فرستنده و ییرنده مای ارزان -9

تعمیر و نگهداری آسان -9

اندازه ی کوچک کانکتور ما ی آن نسبت به کانکتور ما ی فیبر نوری شیشه ای -8

انعطاف پذیری در مقابل ضربه ، نوسان و ارتعاش-6

متر نسبت به فیبر مای نوری شیشه ایمشکمت امنیتی ک -01

PFبتتا ضتتریج شکستتت تتتدریجی و PMMAمتتا ، VCSELمتتا ، LEDپیشتترفت فنتتی در -00

.Fiberوما

دارند ، با این ممه پیش بینی فیبر مای نوری پمستیکی معایبی مانند : اتمف باال و قابلیت اشتعال نیز

رشتد 6119بیلیون دالر در ستال 6به 6116ل میلیون دالر در سا 511از POFشده است که بازار

پیدا خوامد کرد.

کابل نوری با پوشش پولیمر سخت : 3-4-3-4در این نوع کابل مای نوری از پمستیک به النوان پوشش فیبر و از شیشه سیلیکا به النوان مغزی

مستیکی و بیشتر از فیبر استفاده یردیده است. میزان اتمف در این فیبر ما کمتر از فیبر مای نوری پ

مای نوری شیشه ای است ، ممچنین قیمت و پهنای باند آنها بیشتر از فیبر مای پمستیکی و کمتر از

فیبر مای شیشه ای می باشد.

چون مغزی و روزنه ی الددی ، در این نوع فیبر ما بزرگ است می توان فیبر را به ماژول مای نوری با

نتیجه این فیبر ما را مقرون به صرفه تر از فیبر مای نوری شیشه ای قیمت پایین متصل کرد که در

می کند. ممچنین چون پهنای باند این فیبر ما بیشتر از فیبر مای پمستیکی است ، برای ارسال

متر می توان از آنها استفاده کرد. 011اطمالات تا مسافت

63

، به آسانی و crimp & cleaveمای نوع کار سمبل کردن این فیبر ما به دلیل استفاده از کانکتور

دقیقه( و بدون الملیات چسج زدن پالیش برای یک کانکتور دوتایی 2در زمان بسیار کوتاه )کمتر از

(duplex connector.انجام می شود )

از کابل فیبر نوری با پوشش پولیمر سخت ، بیشتر برای شبکه مایی که احتیا به سرالت باال دارند و

نها کت است ، مانند شبکه مای اداری و کارخانه ما استفاده می شود ، ممچنین از این کابل در طول آ

تجهیزات صنعتی و پزشکی ، سیستت مای چراغانی و طیف نما ، واین مای راه آمن و انتقال صدا و

تصویر در سالن مای موسیقی استفاده می شود.

H-PCFساختار فیبر نوری 14-4شکل

خصوصیات کابل فیبر نوری با پوشش پلیمر سخت : 1-3-4-3-4

اسمبل آسان

اتمف خمیدیی پایین

روزنه ی الددی باال

قیمت پایین دستگاه مای انتقال داده

( 851بهترین طول مو ارسال داده )نانومتر

64

تکنولوژی ساخت : 4-4( ، برای duble crucibleتارما با روش مای متعددی ساخته شده اند. ما روش بوته ی مضاالف )

( را توصیف خوامیت کرد. performساخت مستقیت تارما و چندین روش برای تولید پیش شکل ما )

تارما در یک المل مجزا از پیش شکل ما کشیده می شوند.

روش بوته مضاعف : 4-4-1( نشان داده شده است. شیشه مسته به صورت مذاب در ظرف 09-0روش بوته مضاالف در شکل )

لی قرار دارد و شیشه پیوسته به صورت مذاب ظرف بیرون را اشغال می کند. دو شیشه ی مذاب داخ

در ته ظرف بیرونی به مت می رسند و تشکیل یک مسته ی پوشیده شده با شیشه می دمند. این

مخلو مذاب ، کشیده شده و به شکل تار درمی آید.

االف می تواند فقط تارمای ضریج شکست پله در اولین نگاه چنین به نظر می آید که روش بوته مض

ای تولید کند. این درست نیست. ایر بگذاریت که شیشه مای مسته و پوسته پس از این که به مت می

رسند در یکدیگر نفوذ نمایند ، تارمای ضریج شکست تدریجی می توانند تولید شوند. نفوذ باالث یک

ه ، پوسته می شود.تغییر تدریجی در ضریج شکست بین شیشه مای مست

با مقداری دقت ، با افزودن شیشه به طور مداوم به بوته ، ساخت تار پیوسته با طول زیاد میسر می

یردد.

فرایند ساخت تار با روش بوته مضاعف 15-4شکل

65

( doped deposited silicaسیلیس رسوب یافته دپ شده) 2-4-4

(،DDS: ) استفاده را دارند شامل ساخت یک تار پیش شکل توسط رسوب بخار فرایند ساختی که بیشترین مورد

( ، رسوب دمی DDSترکیبات شیشه ای می باشند. این فرایند سیلیس رسوب یافته دپ شده )

( ، یا اکسیده کردن فازی CHEMICAL VAPOR DEPOSITION( ، )cvdبخارشیمیایی )

شود.( ، نامیده می vapor phase oxidization( ، )VDPبخار )

سیلیس خالص به النوان یک ماده ی مبنا مورداستفاده قرار می ییرد و برای ایجاد تغییرات کت

GeOموردنیاز در ضریج شکست مقادیر کمی ناخالصی )مثل و 2

B2

OPو 3

2O( به آن افزوده می 5

شود.

سطح مقطع پیش شکل استوانه ای حاصل ، دارای تغییرات مورد نظر ضریج شکست می باشد ، اما

الرضی آن چندین برابر تار نهایی است.

برابر قطر یک 091سانتی متر قطر می باشد. این قطر 6یک پیش شکل نمونه دارای یک متر طول و

میکرومتر است. تارمای پیوسته ای با طول چندین کیلومتر می توانند از پیش 065تار با قطر پیوسته

شکلی با این اندازه کشیده شوند.

Axial( ، رسوب محوری )External deposition: رسوب بیرونی ) DDSفرایند سه

deposition.رسوب داخلی را شرح می دمیت ، )

رسوب بیرونی : 1-2-4-4( نشان داده می شود ، به رسوب دمی بخار 09-0رسوب بیرونی توسط میدرولیزشعله که در شکل )

بیرونی( ، اکسیده کردن External chemical vapor deposition( )CVDشیمیایی بیرونی )

66

( ، رسوب دمی بخار OUTSIDE Vapor Phase Oxidation( )OVPOفازی بخار بیرونی )

( ، و احتماال اسامی دیگری موسوم است.Outside Vapor Depositionبیرونی )

ات شیشه را روی بخار مواد در یک شعله اکسیده می شوند. مشعل به طور جانبی حرکت کرده ، ذر

یک میله ی چرخان رسوب می دمد.

رسوب تشکیل یک پودر یا دوده روی میله می دمد. بعد از این که رسوب کامل شد ، مواد رسوبی

سفت می یردد و میله بیرون کشیده می شود.

تیوپ حاصل سرس به طور یرمایی فرو می ریزد )توسط یرم کردن به درجه ای که برای نرم کردن

کفایت کند( ، و یک پیش شکل جامد تولید می کند. آن

بیرونی( CVDرسوب دهی بخار شیمیایی بیرونی 16-4شکل

رسوب محوری : 2-2-4-4( نمایش داده شده است. این فرآیند ، که به رسوب دمی بخار محتوری 06-0رسوب محوری در شکل )

(axial vapor Deposition( )VAD یتتا رستتوب دمتتی محتتوری ، )( بختتارVapor Axial

Deposition( )VAD ، موسوم است ، شکل دیگری از رسوب دمی بیرونی استت. در ایتن حالتت ، )

میله ی در حال چرخش می نشیند. ممین که پیش شکل ساخته شتد ، میلته رسوب روی انتهای یک

بتا بیرون کشیده می شود. با این روش ، یک مسته پیش شکل خیلی طویل متی توانتد ستاخته شتود.

داخل کردن مسته پیش شکل به درون یک تیوپ شیشه ای با ضریج شکست کمتر و کشتیدن تتار از

67

_ Rod _ Inتیوپ یک تار پوشش داده شده می تواند ساخته شود. این وضعیت ، ))میله در لولته(( )

Tube.است )

( رسوب دهی بخار محوری17-4شکل )

رسوب داخلی : 3-2-4-4-دمی بختار مختلف آن البارتند از رسوباست. اسامی نمایش داده شده (61-0رسوب داخلی در شکل )

شتده ی بختار شتیمیایی اصتمح دمت ، رستوب داخلتی( CVD، ) (Internal CVDشیمیایی داخلی )

(Modification MCVD) (MCVD) و رسوب ،( دمی بخارIVD) ر این فرآیند ، بخارمتای . د

کننتد. یتک مشتعل ای در حال چترخش رستوب متی وپ شیشهایی روی جدار داخلی یک تیشیمیمواد

ی رسوب داده شتده کند و مادهدر طول تیوپ حرکت می (Oxyhydrogenمتحرک اکسومیدروژن )

مشعل کرارا در طول تیتوپ طور کهمماننماید. ای ذوب میه منظور تشکیل یک فیلت شفاف شیشهرا ب

الیته رستوب 211التی 21کند. به طور معمول ، یی دیگر رسوب میهکند ، الیه ای روی الحرکت می

ی دیگتر تغییتر کترده ، ای به الیهتواند از الیهما ، ضریج شکست میتغییر غلظت ناخالصیکنند. با می

یک نماد ضریج شکست تدریجی ایجاد نماید.

68

شدهاصالح CVD 18-4شکل

د ، بتا بل از آنکه تار از آن کشتیده شتو یردد. تیوپ قتیوپ مسدود شود ، رسوب کامل می قبل از آنکه

آید.میشکل جامد درکمک حرارت به صورت یک پیش

( ، PVCD) (Plasma _ Enhanced MCVDغنی شده با پمسما ) MCVDتوسط یک فرآیند

( نشان داده شده است ، میزان ساخت را می توان افزایش داد.60-0که در شکل )

متای انتد( میتزان واکتنش ای که به طتور الکتریکتی یترم شتده هنیزه شدپمسما )منطقه ی یازمای یو

MCVDدمد. در این حالت رسوب سریع تر از حالت متتداول میایی را در داخل تیوپ افزایش میشی

شود.تشکیل می

کنند.می کننده و مشعل به طور مستقل از یکدیگر در طول تیوپ حرکتگرم RFغنی شده با پالسما. سیم پیچ MCVD( 19-4شکل )

69

یدن تار :شک 3-4-4شیده می شتوند ( نشان داده می شود ک66-0ما توسط ساختاری شبیه به آنچه در شکل )ساختهپیش

ا بتا سترالت مناستج بته ی دقیقی متصل است کته آن ر شکل به وسیلهپیشآیند. و به شکل تار در می

است که تار با تغییرات قطر تا حد امکان ای طراحی شدهیونهبرد. فرآیند کشیدن تار به داخل کوره می

بخشد. کنترل دقیق قطتر بته داقل کرده و قدرت آن را بهبود میاین امر تضعیف را ح کت تولید نمایند.

انتد ، نیتز رای تلفات اتصال کت طراحی شدهمای دقیقی که بازیار کردن تارما با اتصال دمندهمنظور س

مثل یک ییری دقیق ،ی اندازهوسیلهبه طور مداوم توسط یک مورد نیاز است. در ضمن کشیدن ، قطر

شود.ییری میمیکرومتر لیزری ، اندازه

( سیستم کشیدن و پوشش دادن تار21-4شکل )

( نشان داده می شود ، بمفاصله بعد از آنکه تتار کشتیده شتده و انتدازه 66-0ممان طور که در شکل )

االمال می یردد. روکتش سترری استت بترای محافظتت تتار از ییری می شود یک روکش اولیه به آن

( ، چسج اپوکسی ، ستیلیکن Kynarرطوبت و خراشیده شدن. مواد مناسج پوشش البارتند از کاینار)

RTV و چسج پخته شده با نور ،UV .

ه به دالیل اقتصادی ، میزان تارکشی سریع مورد المقه می باشد. تارکشی به مقدار یک متر بر ثانیته بت

مای کششی خاص ممکن است.مای بیشتر با بر سرالتطور معتدلی سریع است.

70

سیلیس پوشش شده با پالستیک : 1-3-4-4( 66-0با کشیدن یک پیش شکل سیلیس خالص به روش نشتان داده شتده در شتکل ) PCSتارمای

ه ی پوستته ی می توانند ساخته شوند. پوشش دمنده ، که در شکل نشان داده می شود ، شتامل متاد

پمستیکی است.

71

فصل پنجم

ی کابلشبکهطراحی

72

ی کابل :طراحی شبکه -5کتدیگر استت کته تتا مای طولی نصج شده و متصل بته ی ی کابل نوری شامل تعدادی از کابلشبکهیک

دو سرشان ادامه دارد. ما درمای غیر دائت یا رابطاولین اتصال

های طراحی مکانیکی :جنبه 1-5مای مکانیکی ، ساختن کابل نوری به نحو مطلوب و مناستج بتا شترایط اصلی در طراحی جنبهمدف

متای ختارجی ، شبکهبین محیطی است تا بتواند تارمای نوری را از آثار خارجی کامم محافظت کند.

تفاوت وجود دارد.داخلی و ویژه بر حسج نوع کاربرد

کنترل چندین پارامتر ، به خصوص در مورد شرایط مسیر و الملیات نصج دارای اممیتت استت. ایتن

ما البارتند از:پارامتر

مسیر راه : -1

ال و پتایین و ممچنتین تعتداد مای البتوری از بتا ما و جادهین زوایای فراز و نشیج ، رودخانهبرای تعی

مای مسیر و محیط استفاده کنیت.ایست از نقشهزوایا( ، می ب مای بحرانی )با توجه بهمنحنی

طبیعت ناحیه : -2

-تانی ، جنگلی ، باتمقی و دریاچهای ، کومساست ناحیه را از نظر این که جلگهبرای این منظور الزم

ای و ... است ، مشخص کنیت.

نوع خاک : -3

مای شیمیایی است؟ی یا شنی است ؟ آیا دارای آلودییآیا خاک رطوبتی ، رس

رویه ی نصب : -4

73

ما ، با یکدیگر متفاوتند. درجه حترارت در ختاک و دفن در زمین و یا کشیدن در کانالما از نظر کابل

یرفت.را باید در نظر شونددر آن نصج می ما المقی که کا بل

ده بته حلقته ممکتن وارد شت ما ، طول کابل و حداکثر نیرومای کششی کشیدن کابل در کانالمنگام

بل یا ییره ی آن باید مورد ممحظه قرار ییرد.کشش روی کا

مای فلزی مادی به خاطر داشتن وزن سبک ، قابلیت انعطاف زیتاد مای نوری در مقایسه با کابلکابل

و قطر نسبتا کوچک ، نیازی به الملیات نصبی خاص ندارند.

ده در فهرست آنها ، کمتتر باشتد. پتس از مای خمش نباید از مقادیر تعیین شضمن نصج ، شعاعدر

ممحظات پارامترمای مندر در فهرست بهترین روش نصج را باید انتخاب کرد.

ید به نحوی طراحی کترد ی ابعاد اجزای ساختار آن باتخاب صحیح و اندازهساختمان کابل را از نظر ان

یذارنتد ت مکانیکی آن تاثیر میروی مشخصا ی مکانیکی ، حرارتی و شیمیایی که دائماامتا از صدمه

، مصون بماند.

مای تضتعیف ا با در نظر یرفتن این که افزایشمای ممکن رمر صورت مهت است که حداکثر طولدر

متای بته کنون نصتج کابتل ناشی از اتصال مای جوش به حداقل ممکن خود برسند ، به کار بریت. تا

متر و بیشتر از آن ، معمول شده است. 5111طول

نیروی کششتی ، ما مخصوصا در مواقع اطمینان از الدم افزایشمای نوری را در بسیاری از حالتکابل

به سبج وزن کت آنها ، با دست نصج می کنند. ولی تحت این شرایط امکان یادداشت کتردن نیتروی

کششی االمال شده در منگام نصج وجود ندارد.

-ه برای تزریتق آنهتا بته داختل کانتال از موای فشردمای نوری ، استفاده دیگر برای نصج کابلروش

0111، تا طتول تقریبتی ی قطر کانال به تار نوریروش در زمین مناسج با نسبت بهینهماست. این

پذیر است.متر امکان

( ، از کیلومتر در یتک جهتت 6مای بسیار بلند کابل نوری )به طور مثال ، بیشتر از نصج طولمنگام

ی میانی با نیروی خودکار استفاده می کنند.مع کنندهیک یا چند واحد ج

مای نصج شده ی قبلی ، امکان کشیدن تا چهار کانتال پمستتیکی در استفاده ی بهتر از کانالبرای

داخل آنها وجود دارد. با این تقسیمات ، چندین کابل به شکل مستقل از مت قابل نصج مستند.

74

تزویج کننده : 2-5برند ، به طتوری کته ضتمن ایجتاد ی اتصال تارمای نوری در مسیرمای انتقال به کار میما را برارابط

آیتد. بستته بته تلتف تسهیل در قطع تارما ، تلف پایینی در موقع اتصال از طریق آنها بته دستت متی

ی تارمای نوری ، از چندین تکنیک برای برقراری حدود تغییرات مجتاز ما و قطر مستهی رابطافزوده

شتوند. نتوع اساس کارشان به دو نوع تقسیت میبرما شود. این تکنیکما استفاده مییکی در رابطمکان

(.6-5( ، و نوع دوم براساس تزویش سربهسر تارماست)شکل 0-5اول بر مبنای تزویش الدسی)شکل

اساس تزویج لنزی 1-5شکل

سراساس تزویج سربه 2-5شکل

75

تزویج عدسی : 1-2-5ارز تصویری برای تبدیل نور خار شده از انتهای مای متما یا سایر سیستتالدسی ، از الدسی در تزویش

ی آن بته ستر تتار ییرنتده ، استتفاده تار فرستنده به پرتوی موازی با قطر بیشتر و سرس تمرکز دوباره

اتصتال ی جتدایی شود. مزیت این نوع تزویش ، بخشی به دلیل حد مجاز تغییترات بیشتتر در ناحیته می

( به صورت صفحه مشخص شده است(.0-5است )در شکل

ما در مرزمای مشترک با ضرایج به مر حال این مزیت در قبال موازنه بین تلف اضافی ناشی از انعکاس

-محوری تغییرات زاویته مای تصویری ، واحد مجاز تغییرات کامشی در غیر متشکست مختلف سیستت

متادی بته کاربردمای الملی ، به طور مثال برای تتزویش دیودمتای نیمته آید. بناباین دردست میای به

دمند.سر را ترجیح میسربهمای با تزویش تارمای نوری ، رابط

سر تزویج سربه -5-2-2که سطوح خروجی و ورودی نتور ، تارمتای نظر از اینسر دارای این مشخصه است که صرفتزویش سربه

متا ((. رابتط 6-5ییرند)شتکل ) شکل موازی و چسبیده به یکدیگر قرار می نوری و یا دیودما باشند ، به

، 0211، 851متای طتول متوجی فقط با این شکل قرارییری است که دارای تلتف پتایینی در ناحیته

نانومتر مستند. 0551

پتس ی افزایش تضعیف را به منظور ارزیابی کیفیت تکنیک انتقال در اتصال رابط ، الزم است که اندازه

دادن آن در مسیر انتقال نوری تعیین کنیت.از قرار

-طتور کلتی جابته شود. بهمای رابط و تار نوری تعیین میتلف افزوده با حدود تغییرات مجاز در قسمت

( و جتدایی سترمای انتهتایی تارمتا B-2-5ای )شکلمحوری زاویه( ، نامتA-2-5جایی محوری)شکل

ش یابد. سرمای انتهایی باید کامم تمیز و خشک باشند.( باید به حداقل ممکن کامC-2-5)شکل

76

(جدایی سرهای انتهایی تارهاC-3-5ای تارها ، شکل )محوری زاویه(ناهمB-3-5جایی محور تارها ، شکل )( جابهA-3-5شکل )

قتط مای در حد فاصل موا و شیشه ، نه فبه النوان یک اصل کلی باید در نظر داشته باشیت که با انعکاس

آید. ایتن وجود می(( ، بلکه تغییراتی نیز در تضعیف بهFernel Lossesدمد)تلفات فرنل)تلفاتی رخ می

ی ضریج شکست ، قابل کامش مستند.دمندهما با استفاده از روکش الایق و یا مایع تطبیقاشکال

( :Spliceاتصال دو فیبر به صورت دائمی ) 3-5Splice رو بتا ایتن باشتد. از فیبرنتوری دیگتر متی فیبرنوری به یک کابلک کابلبه معنی اتصال دائمی ی

باشد.کانکتور که یک اتصال موقت و غیردائت است متفاوت می

مای فیبرنوری یامی به اتصال دائت دو فیبر به یکدیگر نیاز داریتت. بترای مثتال ، فیبتر در یتک در شبکه

مکان ندارد ، در این صورت بهترین کا اتصتال دائتت شود که تعویض کل کابل انقطه از مسیر شکسته می

کیلتومتری 9تا 0مای ما را در اندازهمای فیبرنوری آنباشد. اغلج سازندیان کابلدو کابل به یکدیگر می

مای کوچک را به یکدیگر کیلومتری نیاز بلشد ، باید کابل 011کنند. برای مثال ایر یک ارتبا تولید می

متصل کنیت.

شود ، اتصال دو نوع مختلف کابل فیبرنوری است ، مانند یتک دیگری که از اتصال دائت استفاده میمورد

ساختمانی. باید توجه داشت که کانکتور ، یتک تر داخلساختمانی و یک کابل سبکدار شده بینکابل زره

اثر مترور زمتان و اتصال موقت است و نسبت به اتصال دائت ، اتمف باالیی دارد. ممچنین ممکن است در

77

توان از آن برای اتصتال دائتت استتفاده یا الوامل محیطی برای آن مشکل ایجاد شود ، به ممین دلیل نمی

توان دو فیبر را در مر مکان و در مر محیط ختاص ، از قبیتل دریتا ، نمود. در حالی که با اتصال دائت می

ای از ما نیتز از آن استتفاده کترد. نمونته سال زیرخاک ، موایی و یا داخل کانال به یکدیگر متصل نمود و

( آورده شده است.0-5مای مختلف در شکل)اتصال دائت چند نوع کابل فیبر نوری با اندازه

پذیر است:مای فیبرنوری به دو روش زیر امکاناتصال دائت کابل

جوشیاتصال دائمی دو فیبر به روش مت -الف

شدناتصال دائمی دو فیبر به روش قفل -ب

( چند نمونه از اتصال دائم4-5شکل )

جوشی :اتصال دائمی دو فیبر به روش هم 1-3-5باشد. در ایتن روش بتا استتفاده از یتک دستتگاه ختاص بته نتام بهترین روش برای اتصال دو فیبر می

Fusion Splicer ده ، دو فیبر با یک قوس الکتریکی به طور ثابت حرارت دیده ، در یکدیگر ذوب شت

متا و آید. این روش دارای اتمف بستیار پتایینی استت امتا دستتگاه و به صورت یک فیبر یک تکه درمی

-شود.)شکلبرای اتصال دائت استفاده میتجهیزات آن بسیار یران مستند. در ایران بیشتر از این روش

( را ممحظه نمایید.(9-5(و)5-5مای )

78

Fusion Splicer( دو نوع دستگاه 5-5شکل)

Fusion Splicer ( یک نوع دستگاه 6-5شکل )

اتصال دائمی دو فیبر به روش قفل شدن : 2-3-5ی مخصوص قترار خوامیت به مت وصل کنیت ، در یک محفظهدر این روش دو فیبر را از قسمتی که می

متایعی بته دمیت ، به صورتی که انتهای دو فیبر در مقابل یکدیگر قرار ییرند. در داخل این محفظهمی

توانتد داختل آن از یتک نام تطبیق دمنده قرار دارد که خصوصیات نوری آن مانند فیبر است و نور می

79

کتامم Fiber Lockفیبر به فیبر دیگر انتقال یابد. این محفظه با استفاده از دستگاه خاصتی بته نتام

ما را در این دو فیبر ، آنمایی مستند که بعد از اتصال )جعبه Splice closureقفل شده و در جعبه

مصون بماند.(مای احتمالی و ... دمند تا محل اتصال از اثرات مخرب محیطی ، کششما قرارمیجعبه

توان اتصال را باز نموده و دوباره دو فیبر را به از مزایای این نوع اتصال دائت این است که چندین بار می

تتر مستتند. جوشتی ارزان این روش نسبت به روش متت مای مورد استفاده درمت متصل نمود. دستگاه

میزان اتمف این روش نسبت به روش قبل بیشتر است.

3Mساخت شرکت Fiber Lock( دستگاه 7-5شکل )

80

گیری:نتیجهمای انتقتالی کته وجتود دارد چته وایترلس و اولین مزیتی که فیبرنوری دارد این است که از تمام محیط

توانتد دمد یعنی در حقیقت می مدایت شده و غیرمدایت شده پهنای باند بیشتری به ما میسیمی، و چه

تواند بتا فیبرنتوری در زمینته ای تنها فناوری است که می اطمالات بیشتری ارسال کند. ارتباطات مامواره

امتوا شتود از فرکانستی کته در ما رقابت کند. ولی چون فرکتانس لیتزری کته استتفاده متی انتقال داده

متای بیشتتری از طریتق فیبرنتوری انتقتال داده شود بیشتتر استت بنتابراین داده ای استفاده می مامواره

متای مستی شود.استفاده از فیبرنوری یک روش نسبتا ایمن برای انتقال داده است زیرا برالکس کابتل می

سترقت اطمالتات کننتد فیبرنتوری در مقابتل مای الکترونیکتی حمتل متی که دیتا را به صورت سیگنال

توان قطع کرده و اطمالات را به سرقت برد. پذیر نیست. یعنی کابل فیبرنوری را نمی آسیج

مسئله دیگر ارزان قیمت بودن آن است به ویژه در مقایسه با ارتباطات از طریتق متامواره. یکتی دیگتر از

حتی تعبیه آن بین دو نقطه مای سیمی و کواکسیان سبک بودن و را مزایای فیبرنوری در مقایسه با کابل

مای کابلی در طول انتقال نیاز به تکرارکننده یتا ریریتتر زیتادتری است. نکته بعدی این است که سیستت

برای تقویت اموا دارند درحالی که برای یک سیستت کابل نوری به اللت افت بسیار کمی که دارد تعداد

تر و دارای طتول متو بیشتتری باشتد فیبر خالصشود باید یفت مرچه تکرارکننده کمتری استفاده می

شود و در نتیجه نیتاز بته تکرارکننتده کته یتک مای نور کمتری جذب و تضعیف سیگنال کمتر می پورت

یابتد و کنتد کتامش متی سیگنال را دریافت کرده و قبل از ارسال به قطعه بعدی فیبر، آن را تقویت متی

یین بیاید.شود قیمت تمام شده سیستت پا ممین باالث می

متای پذیرنتد. بتدین صتورت کته میتدان از طرف دیگر فیبرمای نوری از الوامل طبیعی کمتر تتاثیر متی

آیتد بته یذارد و خطر تتداخل امتوا پتیش نمتی مغناطیسی و یا الکتریکی شدید بر آن میچ تاثیری نمی

نراتورمای برق البتور داد. مای فشار قوی یا ژ توان آنها را برخمف کابل مسی از کنار کابل ممین دلیل می

تری استتفاده ممچنین خواصی ممچون ضد آب بودن آن باالث شده تا از آن، روز به روز به طور یسترده

شود.

متا و کننده برای این که دیگر در فیبرنوری با سیگنال الکتریکی سروکار نداریت باید از ادواتی مثل تقویت

تتوان ی یران است. از سوی دیگر از فیبرنتوری فقتط متی آشکارسازمای نوری استفاده کنیت که تا حدود

توان برای انتقتال الکتریستیته مای نوری استفاده کرد و نمی برای انتقال اطمالات آن مت به صورت شعاع

استفاده کرد.

81

ییر و نیاز بته یتک کتادر فنتی ستطح بتاال دارد یکتی از اتصال فیبرنوری به یکدیگر بسیار مشکل و وقت

ما را شود این است که به راحتی کابل ی که به فیبرنوری وارد میایرادمای مهم

شتود نتور از ستطح آن توان پیچ و خت داد زیرا زاویه تابش نور در داخل آن تغییر کرده و باالتث متی نمی

ای توان به راحتی قطع کرد و برای قطع آنها نیاز به تخصتص ویتژه خار شود و از طرف دیگر آنها را نمی

شود. ر غیر این صورت زاویه شکست الوض میاست چون د

مای فیزیکتی ماننتد جریتان الکتریکتی، میتدان ییری کمیت استفاده از حسگرمای فیبرنوری برای اندازه

مای دریا، سطح مایعتات، تشعشتعات پرتومتای یامتا و مغناطیسی، فشار، حرارت و جابجایی آلودیی آب

ما فیبرنوری در صنایع دفتاالی و نظتامی استت کته از آن شود. یکی دیگر از کاربرد ایکس بهره یرفته می

متا ما و ارتبا زیردریایی توان به برقراری ارتبا و کنترل با آنتن رادار، کنترل و مدایت موشک جمله می

اشاره کرد. فیبرنوری در پزشتکی نیتز کاربردمتای فراوانتی دارد از جملته در دزیمتتری غتدد سترطانی،

ییری خون و مایعات لی بدن، جراحی لیزری، استفاده در دندانرزشکی و اندازهمای داخ شناسایی نارسایی

بدن.

ظرفیت و سرالت زیاد و ایمنی اطمالات از دالیل اصلی استفاده از شبکه فیبرنوری است

شود مای فیزیکی، صنایع دفاالی و نظامی و پزشکی به کار یرفته می ییری کمیت فیبرنوری در اندازه

ری در مقایسه با کابل مسی: مزایای فیبرنو فیبرنوری سبک تر و ارزانتر از کابل مسی است و حجت کمتری را اشغال متی کنتد. ظرفیتت انتقتال

فیبرنوری چندین مزار برابر کابل مسی است، بطوریکه در کشور ژاپن، یک تار فیبرنتوری نته متزار و

را برقرار کند. ارتبا و درایران می تواند حدود چهار مزار ارتبا تلفنی 511

فیبرنوری فاقد اثرات نویز محیطی است و طول المرش مت بیشتر است، ممچنین در انتقال اطمالتات

تلفات کمتری دارد.

: برای انتقال پیام مای مخابراتی با سرالت و ظرفیت باال در ارتبتا بتین مراکتز تلفتن در مخابرات

ن بترای برقترای ارتبتا تلویزیتونی بته صتورت شهری و انتقال اطمالات شبکه رایانته ای و ممچنتی

CABLE-TV

82

: برای اندوسکوپی و جراحی لیزریدر پزشکی -

: برای انتقال نور لیزر به منظور برش دقیق فلزات، شبکه بندی رایانه مای صنعتی درصنعت -

( بتته منظتتور انتتدازه ییتتری فشتتار جریتتان بتترق، حتترارت، SENSORSدر احساسگگگرها ) -

ریزاسیون، شتاب و چرخش پم

برای مدایت موشکهای محل یاب و ... در امور نظامی -

83

خالصه:تر ، پهنای باند وسیع ، محافظت در مای مسی البارتند از : قیمت پایینمزایای فیبرنوری در مقابل سیت

ر مقابل خوردیی ، غیتر قابتل مقابل تداخل و تزویش ، ایزوالسیون کامل الکتریکی ، امنیت ، مصونیت د

تر و انعطاف پذیری.مای با قیمت پاییناشتعال بودن ، وزن کت ، اتمف پایین ، فرستنده

شود. منگتامی کته یتک شتعاع نتور را بته ی انعکاس نور انجام میانتقال نور در فیبرنوری توسط پدیده

بازمیگردد. با تکرار ایتن المتل ، تابانیت ، قسمتی از آن به داخل محیط اولسطح جدایی دو محیط می

توان آن را منتقل کرد.نور در داخل فیبر محبوس شده و می

متای کننتده الناصر یک خط انتقال البارتنتد از: منشتاء پیتام ، متدوالتور ، منبتع متو حامتل ، تتزویش

یگنال ، ( ، آشکارستاز ، پردازشتگر ست مای کانال )خروجتی کننده( ، کانال ارتباطی ، تزویشورودیکانال)

پیام خروجی.

-دمنتد ، فرستتنده ی تبدیل سیگنال الکتریکی به سیگنال نوری را انجام میمایی که وظیفهبه دستگاه

ی نتور و دیودمتای لیتزری ی دیودمای منتشترکننده یویند که به طور کلی به دو دستهمای نوری می

ی نور موردنیتاز استت ف ییرندهمای فیبرنوری نوالی آشکارسازنوری در طرشوند. در سیستتتقسیت می

مای نوری را به تا نور مدوله شده را که در طول فیبر منتشر شده ، آشکار کند. به البارت دیگر سیگنال

مای الکتریکی تبدیل نماید.سیگنال

ی شتفاف نتوری )متثم شود : مسته و پوشش ساخته شده از یک متاده تارنوری از دو بخش تشکیل می

ی فیبرمای نوری ، کوارتز )اکسید سیلیستیت ی اصلی سازندهته( ، و روکش. مادهشیشه سیلیکای یداخ

SIO2توان از چند جهت دسته بندی نمود که البارتنتد از : انتواع کابتل ( است. کابل فیبر نوری را می

ای ، ی انتقال )فیبرمای چندحالته شامل فیبر چندحالته با ضتریج شکستت پلته فیبرنوری از نظر شیوه

LOSSچندحالتته بتا ضتریج شکستت تتدریجی ، فیبتر تتک حالتته( ، از نظتر حفاظتت )نتوع فیبر

BUFFER وTIGHT BUFFER ( از نظتر روکتش ، )IN DOOR وOUT DOOR وIN

DOOR – OUT DOORی سازنده )کابل فیبرنتوری پمستتیکی ، کابتل فیبرنتوری (. از نظر ماده

مای ساخت فیبرما البارتند از : روش بوته مضتاالف ، ای و کابل فیبر نوری با پلیمر سخت(. روششیشه

روش سیلیس رسوب یافته دپ شده شامل رستوب بیرونتی ، رستوب محتوری ، رستوب داخلتی. روش

کشیدن تار در سیلیس پوشش شده با پمستیک.

84

در منگام نصج فیبرمای نوری ، کنترل چندین پارامتر ، به خصوص در مورد شرایط مستیر و الملیتات

ی ی اممیت است. این پارامترما البارتند از : مسیر راه ، طبیعتت ناحیته ، نتوع ختاک ، رویته نصج دارا

نصج.

برنتد ، بته طتوری کته ضتمن ایجتاد ما را برای اتصال تارمای نوری در مسیرمای انتقال به کار میرابط

ما براستاس رابطآید. این ما به دست میتسهیل در قطع تارما ، تلف پایینی در موقع اتصال از طریق آن

-شوند. نوع اول بر مبنای تزویش الدسی ، و نوع دوم براساس تتزویش ستربه کارشان به دو نوع تقسیت می

متای ما بته صتورت دائمتی استت. اتصتال دائتت کابتل سر تارماست. راه دیگر اتصال فیبرما ، اتصال آن

جوشتی ، اتصتال دائمتی دو تفیبرنوری به دو روش امکان پذیر است : اتصال دائمی دو فیبر به روش م

فیبر به روش قفل شدن.

85

پیوست ها

86