Page Rank اعزام به دوره های فشرده آموزش زبان انگلیسی در کالج زبان لندن شعبه کوالالامپور
[خانه] [انجمن فیزیکدانان جوان ایران] [چت روم هوپا] [درباره ما] [سفارش آگهی] [تماس با ما] [ورود] [عضویت]
جستجو :

فیبر نوری

فیبر نوری چیست و کاربرد و عملکرد فیبر نوری چگونه است
 
پیش گفتار

 

فیبر نوری یکی از محیط های انتقال داده با سرعت بالا است . امروزه از فیبر نوری در موارد متفاوتی نظیر: شبکه های تلفن شهری و بین شهری ، شبکه های کامپیوتری و اینترنت استفاده بعمل می آید. فیبرنوری رشته ای از تارهای شیشه ای بوده که هر یک از تارها دارای ضخامتی معادل تار موی انسان را داشته و از آنان برای انتقال اطلاعات در مسافت های طولانی استفاده می شود.

مبانی فیبر نوری

فیبر نوری ، رشته ای از تارهای بسیار نازک شیشه ای بوده که قطر هر یک از تارها نظیر قطر یک تار موی انسان است . تارهای فوق در کلاف هائی سازماندهی و کابل های نوری را بوجود می آورند. از فیبر نوری بمنظور ارسال سیگنال های نوری در مسافت های طولانی استفاده می شود.

مزایای فیبر نوری

فیبر نوری در مقایسه با سیم های های مسی دارای مزایای زیر است :

· ارزانتر. هزینه چندین کیلومتر کابل نوری نسبت به سیم های مسی کمتر است .

· نازک تر. قطر فیبرهای نوری بمراتب کمتر از سیم های مسی است .

· ظرفیت بالا. پهنای باند فیبر نوری بمنظور ارسال اطلاعات بمراتب بیشتر از سیم مسی است .

· تضعیف ناچیز. تضعیف سیگنال در فیبر نوری بمراتب کمتر از سیم مسی است .

· سیگنال های نوری . برخلاف سیگنال های الکتریکی در یک سیم مسی ، سیگنا ل ها ی نوری در یک فیبر تاثیری بر فیبر دیگر نخواهند داشت .

· مصرف برق پایین . با توجه به سیگنال ها در فیبر نوری کمتر ضعیف می گردند ، بنابراین می توان از فرستنده هائی با میزان برق مصرفی پایین نسبت به فرستنده های الکتریکی که از ولتاژ بالائی استفاده می نمایند ، استفاده کرد.

· سیگنال های دیجیتال . فیبر نور ی مناسب بمنظور انتقال اطلاعات دیجیتالی است .

· غیر اشتعال زا . با توجه به عدم وجود الکتریسیته ، امکان بروز آتش سوزی وجود نخواهد داشت .

· سبک وزن . وزن یک کابل فیبر نوری بمراتب کمتر از کابل مسی (قابل مقایسه) است.

· انعطاف پذیر . با توجه به انعظاف پذیری فیبر نوری و قابلیت ارسال و دریافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظیر دوربین های دیجیتال با موارد کاربردی خاص مانند : عکس برداری پزشکی ، لوله کشی و ...استفاده می گردد.

با توجه به مزایای فراوان فیبر نوری ، امروزه از این نوع کابل ها در موارد متفاوتی استفاده می شود. اکثر شبکه های کامپیوتری و یا مخابرات ازراه دور در مقیاس وسیعی از فیبر نوری استفاده می نماین

بخش های مختلف فیبر نوری

یک فیبر نوری از سه بخش متفاوت تشکیل شده است :

هسته (Core)

هسته نازک شیشه ای در مرکز فیبر که سیگنا ل های نوری در آن حرکت می نمایند.

روکش Cladding  بخش خارجی فیبر بوده که دورتادور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نورمنعکس شده به هسته می گردد.

بافر رویه Buffer Coating  

روکش پلاستیکی که باعث حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و سایر موارد آسیب پذیر ، است .

انواع فیبر نوری

صدها و هزاران نمونه از رشته های نوری فوق در دسته هائی سازماندهی شده و کابل های نوری را بوجود می آورند. هر یک از کلاف های فیبر نوری توسط یک روکش هائی با نام Jacket محافظت می گردند. فیبر های نوری در دو گروه عمده ارائه می گردند:

فیبرهای تک حالته (Single-Mode)

 بمنظور ارسال یک سیگنال در هر فیبر استفاده می شود نظیر : تلفن

فیبرهای چندحالته Multi-Mode

بمنظور ارسال چندین سیگنال در یک فیبر استفاده می شود( نظیر : شبکه های کامپیوتری)

فیبرهای تک حالته دارای یک هسته کوچک ( تقریبا" ۹ میکرون قطر ) بوده و قادر به ارسال نور لیزری مادون قرمز ( طول موج از ۱۳۰۰ تا ۱۵۵۰ نانومتر) می باشند. فیبرهای چند حالته دارای هسته بزرگتر ( تقریبا" ۵ / ۶۲ میکرون قطر ) و قادر به ارسال نورمادون قرمز از طریق LED می باشند 

ارسال نور در فیبر نوری

فرض کنید ، قصد داشته باشیم با استفاده از یک چراغ قوه یک راهروی بزرگ و مستقیم را روشن نمائیم . همزمان با روشن نمودن چراغ قوه ، نور مربوطه در طول مسیر مسفقیم راهرو تابانده شده و آن را روشن خواهد کرد. با توجه به عدم وجود خم و یا پیچ در راهرو در رابطه با تابش نور چراغ قوه مشکلی وجود نداشته و چراغ قوه می تواند ( با توجه به نوع آن ) محدوده مورد نظر را روشن کرد. در صورتیکه راهروی فوق دارای خم و یا پیچ باشد ، با چه مشکلی برخورد خواهیم کرد؟
در این حالت می توان از یک آیینه در محل پیچ راهرو استفاده تا باعث انعکاس نور از زاویه مربوطه گردد.در صورتیکه راهروی فوق دارای پیچ های زیادی باشد ، چه کار بایست کرد؟ در چنین حالتی در تمام طول مسیر دیوار راهروی مورد نظر ، می بایست از آیینه استفاده کرد. بدین ترتیب نور تابانده شده توسط چراغ قوه (با یک زاویه خاص) از نقطه ای به نقطه ای دیگر حرکت کرده ( جهش کرده و طول مسیر راهرو را طی خواهد کرد). عملیات فوق مشابه آنچیزی است که در فیبر نوری انجام می گیرد.

تکنولوژی ( فن آوری ) فیبر نوری

نور، در کابل فیبر نوری از طریق هسته (نظیر راهروی مثال ارائه شده ) و توسط جهش های پیوسته با توجه به سطح آبکاری شده ( Cladding) ( مشابه دیوارهای شیشه ای مثال ارائه شده ) حرکت می کند.( مجموع انعکاس داخلی ) . با توجه به اینکه سطح آبکاری شده ، قادر به جذب نور موجود در هسته نمی باشد ، نور قادر به حرکت در مسافت های طولانی می باشد. برخی از سیگنا ل های نوری بدلیل عدم خلوص شیشه موجود ، ممکن است دچار نوعی تضعیف در طول هسته گردند. میزان تضعیف سیگنال نوری به درجه خلوص شیشه و طول موج نور انتقالی دارد. ( مثلا" موج با طول ۸۵۰ نانومتر بین ۶۰ تا ۷۵ درصد در هر کیلومتر ، موج با طول ۱۳۰۰ نانومتر بین ۵۰ تا ۶۰ درصد در هر کیلومتر ، موج با طول ۱۵۵۰ نانومتر بیش از ۵۰ درصد در هر کیلومتر

 

سیستم رله فیبر نوری

بمنظور آگاهی از نحوه استفاده فیبر نوری در سیستم های مخابراتی ، مثالی را دنبال خواهیم کرد که مربوط به یک فیلم سینمائی و یا مستند در رابطه با جنگ جهانی دوم است . در فیلم فوق دو ناوگان دریائی که بر روی سطح دریا در حال حرکت می باشند ، نیاز به برقراری ارتباط با یکدیگر در یک وضعیت کاملا" بحرانی و توفانی را دارند. یکی از ناوها قصد ارسال پیام برای ناو دیگر را دارد.کاپیتان ناو فوق پیامی برای یک ملوان که بر روی عرشه کشتی مستقر است ، ارسال می دارد. ملوان فوق پیام دریافتی را به مجموعه ای از کدهای مورس ( نقطه و فاصله ) ترجمه می نماید. در ادامه ملوان مورد نظر با استفاده از یک نورافکن اقدام به ارسال پیام برای ناو دیگر می نماید.

یک ملوان بر روی عرشه کشتی دوم ، کدهای مورس ارسالی را مشاهده می نماید. در ادامه ملوان فوق کدهای فوق را به یک زبان خاص ( مثلا" انگلیسی ) تبدیل و آنها را برای کاپیتان ناو ارسال می دارد. فرض کنید فاصله دو ناو فوق از یکدیگر بسار زیاد ( هزاران مایل ) بوده و بمنظور برقرای ارتباط بین آنها از یک سیتستم مخابراتی مبتنی بر فیبر نوری استفاده گردد.

سیستم رله فیبر نوری از عناصر زیر تشکیل شده است :

فرستنده . مسئول تولید و رمزنگاری سیگنال های نوری است .

فیبر نوری مدیریت سیکنال های نوری در یک مسافت را برعهده می گیرد.

بازیاب نوری . بمنظور تقویت سیگنا ل های نوری در مسافت های طولانی استفاده می گردد.

· دریافت کننده نوری . سیگنا ل های نوری را دریافت و رمزگشائی می نماید.

در ادامه به بررسی هر یک از عناصر فوق خواهیم پرداخت .

فرستنده

وظیفه فرستنده، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو فرستنده پیام است . فرستنده سیگنال های نوری را دریافت و دستگاه نوری را بمنظور روشن و خاموش شدن در یک دنباله مناسب ( حرکت منسجم ) هدایت می نماید. فرستنده ، از لحاظ فیزیکی در مجاورت فیبر نوری قرار داشته و ممکن است دارای یک لنز بمنظور تمرکز نور در فیبر باشد. لیزرها دارای توان بمراتب بیشتری نسبت به LED می باشند. قیمت آنها نیز در مقایسه با LED بمراتب بیشتر است . متداولترین طول موج سیگنا ل های نوری ، ۸۵۰ نانومتر ، ۱۳۰۰ نانومتر و ۱۵۵۰ نانومتر است .

بازیاب ( تقویت کننده ) نوری

همانگونه که قبلا" اشاره گردید ، برخی از سیگنال ها در مواردیکه مسافت ارسال اطلاعات طولانی بوده ( بیش از یک کیلومتر ) و یا از مواد خالص برای تهیه فیبر نوری ( شیشه ) استفاده نشده باشد ، تضعیف و از بین خواهند رفت . در چنین مواردی و بمنظور تقویت ( بالا بردن ) سیگنا ل های نوری تضعیف شده از یک یا چندین " تقویت کننده نوری " استفاده می گردد. تقویت کننده نوری از فیبرهای نوری متععدد بهمراه یک روکش خاص (doping) تشکیل می گردند. بخش دوپینگ با استفاده از یک لیزر پمپ می گردد . زمانیکه سیگنال تضعیف شده به روکش دوپینگی می رسد ، انرژی ماحصل از لیزر باعث می گردد که مولکول های دوپینگ شده، به لیزر تبدیل می گردند. مولکول های دوپینگ شده در ادامه باعث انعکاس یک سیگنال نوری جدید و قویتر با همان خصایص سیگنال ورودی تضعیف شده ، خواهند بود.( تقویت کننده لیزری)

دریافت کننده نوری

وظیفه دریافت کننده ، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو دریافت کننده پیام است. دستگاه فوق سیگنال های دیجیتالی نوری را اخذ و پس از رمزگشائی ، سیگنا ل های الکتریکی را برای سایر استفاده کنندگان ( کامپیوتر ، تلفن و ... ) ارسال می نماید. دریافت کننده بمنظور تشخیص نور از یک "فتوسل" و یا "فتودیود" استفاده می کند

ارسال شده توسط بهزاد طهماسب زاده



www.HUPAA.com
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● ادامه تحصیل در مالزی
● دانشگاه های مالزی
● سعيد سيوف جهرمي
● هر آنچه می خواهید
● مجله پزشکی
● توصیه های پزشکی
● پس از باران
● انجمن علمی فیزیک پیام نور
● دانلود کامل
● سایت گردشگری آنوبانی نی
● جاویدان
● سنگ شکن
● آگهی رایگان
● ایتکا
● پزشکی
● مجله علمی
● پی سی گیمرز
● موسسه پروفسور حسابی
● میهن کمپ
● پی سی وبلاگ
● کتاب هفته
● دهکده فضایی
● ایران حافظ
● Airgo Design
● دکتر علی افضل صمدی
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
آخرین گفتگوها در انجمن
آلبوم جنگنده ها (327 پاسخ)
سوالات دشوار فیزیک را در اينجا قرار دهید (27 پاسخ)
حل المسایل فیزیک نوین (6 پاسخ)
زمان دقیقا چیست؟ (15 پاسخ)
تحقیق براي درس مکانیک تحلیلی (0 پاسخ)
كدومتون درك درستي از كوانتوم داريد؟ (21 پاسخ)
ماه خونین برای دومین بار در آسمان آمریکا ظاهر شد + تصاویر (5 پاسخ)
پدیده تشدید و آونگ (1 پاسخ)
ضریب اصطکاک بزرگتر از یک میشه؟ (13 پاسخ)
تاثیر حرکت زمین روی گرانش زمین (21 پاسخ)
مفهوم «پیچیدگی» چیست؟ (0 پاسخ)
آیا نور وزن دارد؟ (5 پاسخ)
پيدا كردن قطر لنز دوربين (11 پاسخ)
پیدا کردن حالت بهینه برای چند ردیف لامپ (2 پاسخ)
برق رایگان ! (9 پاسخ)
راهی برای دوباره زیستن - بدن جدید - عمر نامحدود (18 پاسخ)
دانلود کتاب 1000 مسئله حل شده در فیزیک جدید (1 پاسخ)
باچه سرعتی نسبت به چراغ قرمز حرکت کنیم تا نورش سبز دیده شود؟ (0 پاسخ)
هندسه استفاده شده در نسبیت عام کدام هندسه است؟ (7 پاسخ)
پاره کردن بعد فضا (8 پاسخ)
حل معادله شرودینگر به روش رانگ کوتا با برنامه نویسی متلب (0 پاسخ)
گذار فاز ساختاری (0 پاسخ)
علت جوش های صورت (3 پاسخ)
چرا وقتی خوش میگذره احساس می کنیم زمان سریعتر میگذره؟ (5 پاسخ)
فیزیک هسته ای یا مهندسی هسته ای؟ (9 پاسخ)
آیا سرعت مطلقا صفر وجود داره؟ (18 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (932 پاسخ)
فرق بین فیزیک کلاسیک و مدرن (6 پاسخ)
فرق باتری با خازن (15 پاسخ)
محلولی که با تغییر دما تغییر رنگ بده (4 پاسخ)
صفر کــــــلوین (10 پاسخ)
در صفر مطلق دقیقا چه اتفاقی رخ ميدهد؟ (1 پاسخ)
بهترین سایت هایی که تا حالا رفتید اینجا قرار بدید (62 پاسخ)
کنجکاوی در مریخ ترکیبات ارگانیک کشف کرد! (0 پاسخ)
معما های سخت (248 پاسخ)
میتوانیم بگوییم انرژی مثبت و منفی وجود نداره؟ (21 پاسخ)
دو سوال پایه ای در بحث الکترومغناطیس (17 پاسخ)
بنظر شما وزن ساعت شنی در هنگام سقوط ذرات شن تغییر می کند؟ (55 پاسخ)
خوردن نوشیدنی با نی در فضا (10 پاسخ)
حرکت جسم معلق در هوا (48 پاسخ)
مشکلات آزمایشگاه لیزر (1 پاسخ)
دیدنیهای دانشیک (66 پاسخ)
اطلاعاتی در مورد نظریه های فیزیکی دکتر حسابی (12 پاسخ)
آیا لایه بندی جو زمین متاثر از جاذبه است؟ (6 پاسخ)
فرصتی برای ایده پروری (109 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (117 پاسخ)
منشاء گرانش (33 پاسخ)
فرق گوی و آب در یک آزمایش (8 پاسخ)
کشف حالات سقوط اشیا در حرکت دایره ای (8 پاسخ)
شلیک گلوله (11 پاسخ)
گلوله و سطح شیبدار (0 پاسخ)
وضعیت سقوط در سطح شیب دار (16 پاسخ)
کمک برای اثبات نظریه ریسمان (0 پاسخ)
چرا واندوگراف شمع را فوت می کند؟ (3 پاسخ)
تحصیل در رشته های نجوم (11 پاسخ)
امگا کمیتی نرده ای یا برداری؟ (0 پاسخ)
موفقيت شبيه سازي سفر در زمان براي فوتون ها (6 پاسخ)
تمام سیستمها درحالت خلا می باشند و نیروی مقاومتی وجود نداد (3 پاسخ)
حرکت یک اتومبیل به دور یک پیج (3 پاسخ)
به نظر شما برای ایجاد جاذبه مصنوعی چه باید کرد؟ (4 پاسخ)
مقالات فیزیک
زره های گرافینی!
عوامل تأثیرگذار بر تغییر طول شبانه‏روز
سیاهچاله‌ ای سوسوزن، نظریات فیزیک را به چالش کشید!
شاید دنیای ما رنگین‌کمانی باشد، جایی که زمان آغازی ندارد!
ادغام دو ستارۀ عظیم الجثه
انبساط ِ کیهان در لحظۀ تولد چگونه بود؟
بی‌نظمی + بی‌نظمی = بی‌نظمی بیشتر؟
انفجار لیزری، نقطه‌های کوانتومی می‌سازد
دانشمندان آزمایش ذهنی دو شکاف اینشتین را ایجاد کردند!
سحابی تاریک بارنارد ۶۸
معرفی مقیاس بورتل برای سنجش تاریکی آسمان
جنس آب دنباله دار روزتا با جنس آب زمین، تفاوت دارد!
چرا پیکان زمان همیشه به جلو می رود؟
موفقیت محققان کشور در بهبود توان و انرژی ابرخازن‌ها با کمک فناوری نانو
استفاده از نانوذرات طلا برای تشخیص مطابقت ژنتیکی
نزدیک شدن عایق توپولوژیکی سه بعدی به حد ایده آل
کشف ِ اسرار میدان مغناطیسی ماه
با همکاری محقق ابرانی ارائه شد یافته‌های دانشمندان درباره پیش‌بینی خطرات آینده سکته خفیف با تصاویر مغزی
اسرار درونی ستاره‌های نوترونی
تفاوت ِ سیارک ها و دنباله دارها چیست؟
معرفی کتاب: فیزیک و فلسفه
آغاز به کار مجدد ِ برخورد‌ دهندۀ بزرگ هادرون در اوایل سال ۲۰۱۵
نحوه تشکیل سیارات در عمل
بیت‌های کوانتومی بی‌نقص بر مبنای یون‌های به دام افتاده
کاهش حملات صرع در موش‌ها با پیوند عصب‌های جدا شده از سلول‌های بنیادی
خرافات، از شبه ربط تا علیت
کشف سپر محافظتی نامرئی در اطراف زمین!
کشف نقش مهم میکروب‌های روده در محافظت از مغز با همکاری محقق ایرانی
آیا گرانش، جهان را بعد از بیگ بنگ نجات داد؟
چرخاندن چگالیده با استفاده از نور
ادامه ...
اخبار فیزیک
کشف گروه جدیدی از سلول‌های بنیادی
مشاهده شکل‌گیری ستارگان فوق‌عظیم برای نخستین بار
توصیف گذشته و آینده جهان در نظریه جدید «جهان آینه با زمان معکوس»
چسباندن اجسام شکسته با نور فرابنفش
کاشف ساختار “DNA” جایزۀ نوبل خود را ۴٫۷ میلیون دلار فروخت!
کشف دلیل دشواری درمان عفونت‌های مفصلی به رهبری محقق ایرانی
فیزیک‌پیشه ایرانی، برنده بورس تحقیقاتی «فون هومبولت» آلمان شد
اندازه‌گیری دقیق فاصله کهکشان‌های دوردست از زمین با خط کش کیهانی
دستاورد دانشمندان ایرانی در کشف نحوه تکامل کهکشان‌ها در شبکه کیهانی
امیدی تازه برای درمان دیستروفی عضلانی
شکار ماده تاریک با ماهواره‌های جی‌پی‌اس
ادعای عجیب دانشمند اروپایی مأموریت مخفی «روزتا» برای برقراری تماس با موجودات بیگانه!
سنتز نانوذره‌ای جدید برای تشخیص انواع سرطان‌ در کشور
تلاش محققان ایرانی برای درمان دیابت با پیوند سلول‌های پانکراس
کشف قدیمی‌ترین ردپای مهره‌داران عصر دایناسورها در ایران
ادامه ...
مطالب پربیننده
خاطرات هاوکینگ از سفر به ایران (15+)
چرا پیکان زمان همیشه به جلو می رود؟ (11+)
شکار ماده تاریک با ماهواره‌های جی‌پی‌اس (10+)
فیزیک‌پیشه ایرانی، برنده بورس تحقیقاتی «فون هومبولت» آلمان شد (10+)
احساس یا درک واقعیت؟ (9+)
کشف سپر محافظتی نامرئی در اطراف زمین! (9+)
دانشمندان آزمایش ذهنی دو شکاف اینشتین را ایجاد کردند! (9+)
سیاهچاله ای که از کهکشانش به بیرون پرتاب شد! (8+)
دستاورد دانشمندان ایرانی در کشف نحوه تکامل کهکشان‌ها در شبکه کیهانی (8+)
درهم‌تنیدگیِ کرمچاله، پارادوکس سیاهچاله را حل می‌کند! (7+)
معرفی کتاب: نجوم به زبان ساده (7+)
خرافات، از شبه ربط تا علیت (7+)
کاشف ساختار “DNA” جایزۀ نوبل خود را ۴٫۷ میلیون دلار فروخت! (7+)
کشف ِ اسرار میدان مغناطیسی ماه (7+)
روش علمی چیست؟ (6+)
ادامه ...
[خانه] [انجمن فیزیکدانان جوان ایران] [چت روم هوپا] [درباره ما] [سفارش آگهی] [تماس با ما] [ورود] [عضویت]
جستجو :
Copyright 2003 - 2014 © Hupaa.com , All rights reserved.