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
● 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
عکس های میکروسکوپی و بزرگنمایی شده (4 پاسخ)
تابش; موج ; گسیل > تفاوت ها و مفاهیم آنها (2 پاسخ)
آیا می توان پس از وارد شدن به سیاهچاله از آن خارج شد؟ (2 پاسخ)
علت استفاده از قانون گاوس چیست؟ (0 پاسخ)
علت خرابی کمپرسور پنوماتیک (0 پاسخ)
شوخي و فكاهي در رياضيات و فيزيك (324 پاسخ)
اندازه حرکت زاویه ای مداری (1 پاسخ)
کوانتوم دات (0 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (673 پاسخ)
شار مغناطیسی در صنعت چه کاربردی داره؟ (4 پاسخ)
موشک و ماشین بخار نیوتون چگونه کار می کند؟ (0 پاسخ)
ماهیت مغناطیس (2 پاسخ)
دیدنیهای دانشیک (59 پاسخ)
تخریب کمپرسور پنو ماتیک (0 پاسخ)
فضای هسته اتم یعنی جایی که الکترون و...در آن هستند از چيست؟ (3 پاسخ)
گرانش اجسام (4 پاسخ)
هایزنبرگ و اصل عدم قطعیت مکان الکترون (4 پاسخ)
ایرفویل (گلایدر استراکچر) (0 پاسخ)
فوتوالکتریک (5 پاسخ)
موتور هواپیمای مدل (9 پاسخ)
قانون دوم ترمودینامیک و حركت جهان به سمت به نظمي (1 پاسخ)
صِفر چیست آیا عدد است و یا ... ؟ (28 پاسخ)
حل المسایل فیزیک نوین (4 پاسخ)
«تاپیک جــــامع مقالاتــــ نجـــوم » (47 پاسخ)
جهان چند بعد دارد؟ (20 پاسخ)
ضریب اصطکاک بزرگتر از یک میشه؟ (12 پاسخ)
اینجا وبلاگ های خودتان را بنویسید و به بقیه معرفی کنید (54 پاسخ)
ایران برنده مسابقات فوتبال "ربات‌ها" (0 پاسخ)
سرعت برخورد گلوله با زمين (2 پاسخ)
مگسی در اتومبیل در حال حرکت (38 پاسخ)
فیزیک هسته ای یا مهندسی هسته ای؟ (5 پاسخ)
همه چیز دچار تناقضه (39 پاسخ)
آیا سفر در زمان امکانپذیر است؟ (36 پاسخ)
پایان نامه ارشد هسته ای (7 پاسخ)
توزیع بار یکنواخت روی دو کره دور از هم (1 پاسخ)
چگالی بار سطحی در هادی با دو حفره (0 پاسخ)
چرا هیچ میدان خارجی نمیتواند به داخل هادی نفوذ کند؟ (0 پاسخ)
چرا میدان الکتریکی داخل هادی صفر میباشد؟ (9 پاسخ)
فضایی مثال بزنید که تخت نباشد اما هموستار آن صفر باشد (0 پاسخ)
تصاویر نجومی (1263 پاسخ)
نمونه سوالات المپياد فيزيك (11 پاسخ)
اثبات فرمولی برای بدست آوردن فاصله کانونی از طریق بزرگنمایی (3 پاسخ)
تدریس به روایت ریچارد فاینمن (2 پاسخ)
برنامه نویسی با فرترن (1 پاسخ)
دانشگاه‌های عالی با ۴۰۰ هزار صندلی خالی در ایران (1 پاسخ)
کلوین و صفر مطلق (5 پاسخ)
کاربردهای صنعتی فناوری هسته ای 2 (1 پاسخ)
ردیاب های رادیواکتیو و ایزوتوپ های ردیاب (1 پاسخ)
چرا در سه بُعد وقتی که تانسور ریچی صفره امواج گرانشی نداریم؟ (0 پاسخ)
معادلات ماکسول و اندازه میدانهای مغناطیسی و الکتریکی (0 پاسخ)
آنچه باید در مورد اشکال نرم‌افزاری هارت‌بلید بدانید (1 پاسخ)
چرا دنیا به محض به وجود امدن نابود نشد؟ (4 پاسخ)
دستگاه مختصات راستگرد یعنی چی؟ (5 پاسخ)
خواب و نسبیت (29 پاسخ)
معادله برای محاسبه ی شدت نور (موج الکترومغناطیسی) (1 پاسخ)
کهکشان ها (108 پاسخ)
سحابی ها (27 پاسخ)
به نظر شما موجودات هوشمند دیگری در کائنات وجود دارد؟ (40 پاسخ)
مگس‌ها می‌توانند مانند جت‌های جنگنده مانور دهند (1 پاسخ)
چه اجسامی ضریب اصطکاک بیشتر از یک دارند؟ (2 پاسخ)
مقالات فیزیک
شک و تردید در مورد امواج گرانشی بیگ بنگ!
بازنگری در ساختار پوستۀ ستاره نوترونی
تغذیه کهکشانی عظیم توسط سیاهچالۀ مرکزی اش!
آغاز فرآیند طولانی شروع مجدد فعالیت برخورد دهنده سرن
سیاهچاله ها بادهای بسیار قوی ایجاد می کنند!
منشاء نور عجیب، در مریخ چیست؟
معرفی کتاب‌: در جستجوی بسگیتی
نخستین نقشه مغز جنین انسان ارائه شد
استیون هاوکینگ: شرط را من بردم
چرا «لکه سرخ» مشتری هرگز نمی‌میرد؟
احتمال حیات میکروبی در “انسلادوس”
چه تعداد “کهکشان” وجود دارد؟
خلا کوانتومی به انرژی تاریک “راننده جهان ما” نیرو می دهد!
گزارشی از موسسات پژوهشی و انجمن های ترویج علم در آلمان
آشنایی با آنتروپی - فیلم
آشنایی با تورم کیهانی
آیا حیات در زمین از آتشفشان ها آغاز شد؟
دانشمندان نخستین لحظات تولد جهان را مشاهده کردند!
هندسه نا اقلیدسی و نسبیت عام اینشتین
دانشمندان امواج گرانشی بیگ بنگ را مشاهده کردند!
انتقام ویران کنندۀ “ستارگان مرگ” در سحابی جبار!
کشف ستاره ای ابر غول ۱۳۰۰ برابر خورشید!
جستجوی ناسا برای “سیاره X” بی نتیجه ماند!
ESA به شکار سیاره ها می‌رود
بازتاب شرایط پس از بیگ بنگ در کهکشان جدید
اثرات نسبیتی ساعت اتمی در فضاپیما
آیا نوترینوهای جرم‌دار معمای کیهان‌شناسی را حل می کنند؟
سیاره های بیگانه تقریبا دو برابر شد!
ظهور اثرات غیرعادی در چگالیده‌ی بوز-انیشتین
آخرین نظریه اینشتین: نظریه میدان واحد
ادامه ...
اخبار فیزیک
اندازه‌گیری فاصله 10 برابر دورتر در کهکشان راه‌شیری امکانپذیر شد
برای اولین ماه گرفتگی سال 93 آماده شوید!
کانون فضایی ایران، «شب یوری» را گرامی داشت
ساخت یک آزمایش نوترینوی زیرزمینی بسیار عظیم در چین
زحلِ طلایی و آبی!
نصب طیف‌نگار قدرتمند سه‌بعدی روی تلسکوپ بسیار بزرگ
تولد ستارگان جدید در لبه کهکشان راه شیری
انتقال داده‌های اینترنتی با نور خورشید
کشف نخستین قمر فراخورشیدی اطراف سیاره بیگانه
سرعت گسترش کائنات مشخص شد
نزدیکترین مقابله زمین و مریخ پس از شش سال
اولین تصویر از ماده تاریک در قلب کهکشان راه‌شیری
ساخت مینی‌قلب آزمایشگاهی قابل رشد در بدن
مشاهده بلعیده‌شدن یک ابر گازی توسط سیاهچاله
دانشجوی دختر ایرانی، برنده جایزه ادیسون شد
ادامه ...
مطالب پربیننده
استیون هاوکینگ: شرط را من بردم (26+)
آشنایی با آنتروپی - فیلم (25+)
آشنایی با تورم کیهانی (24+)
احتمال حیات میکروبی در “انسلادوس” (23+)
دانشجوی دختر ایرانی، برنده جایزه ادیسون شد (22+)
گزارشی از موسسات پژوهشی و انجمن های ترویج علم در آلمان (21+)
چه تعداد “کهکشان” وجود دارد؟ (18+)
سرعت گسترش کائنات مشخص شد (16+)
خلا کوانتومی به انرژی تاریک “راننده جهان ما” نیرو می دهد! (15+)
کشف یکی از 'نخستین' ستارگان عالم (12+)
برای اولین ماه گرفتگی سال 93 آماده شوید! (12+)
اولین تصویر از ماده تاریک در قلب کهکشان راه‌شیری (10+)
نزدیکترین مقابله زمین و مریخ پس از شش سال (10+)
انتقال داده‌های اینترنتی با نور خورشید (10+)
منشاء نور عجیب، در مریخ چیست؟ (10+)
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.