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
دلیل شناوری کشتیها (24 پاسخ)
ارشدها و دکتراهای فیزیک؛گرایش و موضوع کارتون چیه؟ (0 پاسخ)
مفهوم چهار نيروي بنيادي چيست؟ (6 پاسخ)
لایه های اتمسفر (2 پاسخ)
ادامه تحصیل در فیزیک (2 پاسخ)
به تصویر کشیدن رفتار پرتو لیزر هنگام بازتاب از آئینه (0 پاسخ)
به نظر شما كرم چاله چيست؟ (10 پاسخ)
جهان های موازی (4 پاسخ)
نجوم و هوافضا (18 پاسخ)
آیا با رد قانون پایستگی انرژی موافقید؟ (26 پاسخ)
شبیه سازی: CD آموزشی lammps (0 پاسخ)
ضریب اصطکاک بزرگتر از یک میشه؟ (15 پاسخ)
دیفرانسیل دو اتمی (1 پاسخ)
مفهوم خلا مطلق (2 پاسخ)
ماشینی که از دیوار قائم بالا میرود! (2 پاسخ)
معنا و روش بازسازی فیزیک سطح (1 پاسخ)
اطلاعات دقیق و در حد مبتدی در زمينه نانو (1 پاسخ)
دروس فیزیکی مکانیک و هوا وفضا (7 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (122 پاسخ)
ارتباط قوانین فیزیکی با ساختار حیات (7 پاسخ)
شوخي و فكاهي در رياضيات و فيزيك (495 پاسخ)
تشخيص زودهنگام بيماري‌ها با استفاده از فناوري نانو (2 پاسخ)
آیزاک آسیموف ۵۰ سال پیش چه پیش‌بینی کرد؟ (8 پاسخ)
نقاط وارون شبکه در مبحث فیزیک سطح (0 پاسخ)
معما های سخت (253 پاسخ)
میدان مغناطیسی قوی و رفتن الكترون ها به تراز انرژي پايين تر (0 پاسخ)
مهم‌ترین رخدادهای نجومی سال 2014 (1 پاسخ)
زمان دقیقا چیست؟ (73 پاسخ)
معادله حرکت زمین بدور خورشید بر حسب r , teta (3 پاسخ)
صوت : پدیده ی تشدید (0 پاسخ)
دانلود کتاب طرح بزرگ و تاریخچه زمان و جهان در پوست گردو (11 پاسخ)
تداعی بی نهایت (0 پاسخ)
پخش بار الکتریکی روی سطح یک ظرف رسانا (33 پاسخ)
معرفی آزمایش های جالب فیزیکی (3 پاسخ)
سوخت های هسته ای مصرف شده (7 پاسخ)
کد مورس ( Morse Code ) (0 پاسخ)
میشه گربه شرودینگرو برای من تفهیم کنید؟ (20 پاسخ)
ساختار نور، فوتون یا موج؟ (7 پاسخ)
مکانیک کوانتمی نسبیتی بیاموزیم (6 پاسخ)
در ایران در زمینه کامپیوترهای کوانتومی تا چه حد پیشرفت شده؟ (3 پاسخ)
چرا دست‌ها و پاهای بعضی افراد همیشه سرد است؟ (0 پاسخ)
اثر فوتوالکتریک روی خاک (0 پاسخ)
فیزیک جامد یا نانو فیزیک؟ (8 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار رياضيات (72 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (939 پاسخ)
شروع یادگیری فیزیک برای علاقه مندان (25 پاسخ)
کرم چاله چیست ؟ (6 پاسخ)
روش حل معدالات کوانتمی را به من تفهیم کنید (1 پاسخ)
ماشين محرك دائم (106 پاسخ)
نامریی شدن - ایده نظامی (24 پاسخ)
دیدنیهای دانشیک (69 پاسخ)
جـنـگنـده ها و اســلحــه های بــرتــر (33 پاسخ)
بهترین سایت هایی که تا حالا رفتید اینجا قرار بدید (69 پاسخ)
بارش هاي شهابي (3 پاسخ)
بررسی تکنولوژی روشنایی خیابان ها و پارک ها (0 پاسخ)
نظریه جهان های موازی (12 پاسخ)
علت عبور نور مریی از شیشه سربی بر خلاف گاما (25 پاسخ)
بهترین معلم فیزیک کیست‏؟ (27 پاسخ)
تصویر های دانشیک (65 پاسخ)
زمان ابتدا و انتها دارد یا بی ابتدا و بی انتهاست؟ (13 پاسخ)
مقالات فیزیک
کنکاشی جدید در الفبای الکتریکی مغز
تاکیون ها: ذراتی در ورای فضا-زمان
استیون هاوکینگ در تلاش برای دستیابی به “نظریۀ همه‌ چیز”
خداحافظی دنباله‌دار «لاوجوی» با زمین تا هشت هزار سال دیگر
مرکز کهکشان راه شیری می تواند یک میانبر بین کهکشانی باشد!
دانشمندان سرعت نور را کاهش دادند!
میدان‌های مغناطیسی موهومی در دنیای حقیقی
بدنبال سرعتی فراتر از نور
موفقیتی برای لیزر از راه دور در هوا
داستان کشف ِ پاد ماده
برترین‌ پژوهش های فیزیک در سال ۲۰۱۴
ثابت‌کردن مولکول‌ها برای بررسی بیشتر
معرفی کتاب: افسون فیزیک
قبل از بیگ بنگ چه چیزی وجود داشت؟
بدشانسی، انسان را گرفتار سرطان‌ می‌کند!
موفقیت محققان ایرانی در بومی‌سازی ماژول غشایی تخلیص هیدروژن
جستجو برای ذراتِ دارای بار الکتریکی با مضرب غیر صحیح ِ بسیار کوچک از بار الکترون
ستاره ای سرکش در مسیر برخورد به منظومه شمسی، اما زیاد نگران نباشید!
دوازده لحظۀ مهم علمی در سال ۲۰۱۴
دوگانگی موج-ذره و عدم قطعیتِ کوانتومی دو روی یک سکه!
ابر اورت چیست؟
معرفی کتاب: کیهان شناسی
کار در دنیای کوانتومی
پیش‌بینی برای آینده دنیای فناوری
غوغای دنباله‌دار لاوجوی در آسمان شب
برخورد چگالیده‌های بوز-اینشتین و ناپدید شدن آن‌ها
بزرگترین بانک DNA همۀ موجودات راه اندازی می شود!
مهمترین رخدادهای عرصۀ فضا در سال ۲۰۱۴
دستکاری نور با استفاده از پلاسما
جایزه «فریدون منصوری» به پژوهشگر جوان نظریه «ریسمان» اعطا شد
ادامه ...
اخبار فیزیک
شبیه‌سازی شکل‌گیری جهان در دقیق‌ترین مدل رایانه‌یی کیهان با همکاری محقق ایرانی
اتمسفر اولیۀ زمین سمی بود !
ساخت میکرولنزهای فوق تخصصی در کشور
نانوپیمایشگری برای تشخیص زودهنگام سرطان
ثبت پدیده نادر هاله یخ در تصویری جالب
سخـــن روز
چگونه اکسیژن موجب روشنایی کرم شب تاب می‌شود ؟
اسراری از میدان مغناطیسی ماه
آبفشان‌های قمر اروپا ناپدید شدند
در بین 143 کشور جهان ایران با هفت پله تنزل در جایگاه 120 رتبه بندی نوآوری دنیا قرار گرفت
پاسپورت‌های ژنتیکی برای نوزادان تازه متولد شده در انقلاب جدید پزشکی
با پنج دانشمند برتر زن قاره‌های جهان آشنا شوید
تابش نور روی هر چه که بخواهید پایان عمر لامپ‌ها با باریک‌ترین نور کاغذی جهان!
مریم میرزاخانی در فهرست زنان الهام‌بخش 2014
شبیه‌سازی پیچیده‌ترین سازه بلوری جهان
ادامه ...
مطالب پربیننده
سخـــن روز (31+)
قبل از بیگ بنگ چه چیزی وجود داشت؟ (22+)
برترین‌ پژوهش های فیزیک در سال ۲۰۱۴ (21+)
ثابت‌کردن مولکول‌ها برای بررسی بیشتر (20+)
نانوپیمایشگری برای تشخیص زودهنگام سرطان (16+)
اسراری از میدان مغناطیسی ماه (12+)
در بین 143 کشور جهان ایران با هفت پله تنزل در جایگاه 120 رتبه بندی نوآوری دنیا قرار گرفت (11+)
ثبت پدیده نادر هاله یخ در تصویری جالب (11+)
آبفشان‌های قمر اروپا ناپدید شدند (10+)
چگونه اکسیژن موجب روشنایی کرم شب تاب می‌شود ؟ (10+)
دوگانگی موج-ذره و عدم قطعیتِ کوانتومی دو روی یک سکه! (9+)
داستان کشف ِ پاد ماده (9+)
بدنبال سرعتی فراتر از نور (9+)
دانشمندان سرعت نور را کاهش دادند! (9+)
ستاره ای سرکش در مسیر برخورد به منظومه شمسی، اما زیاد نگران نباشید! (8+)
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.