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
پخش بار الکتریکی روی سطح یک ظرف رسانا (9 پاسخ)
بررسی خواص نور و موجی بودن آن از دید دانشمندان اسلامی (0 پاسخ)
یک سوال از مثلث; کدام ضلع بزرگتر است؟ چرا؟ (14 پاسخ)
ذره ی باردار با بار q و نیرویی که به صفحه وارد میشود (9 پاسخ)
رها شدن از سطح شیبدار (10 پاسخ)
تغییر رشته از برق به فیزیک در ارشد (15 پاسخ)
بلور TGS (3 پاسخ)
سوال های سخت فیزیک اول دبیرستان (0 پاسخ)
جسم در بی نهایت (3 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (884 پاسخ)
تقلب بلای جان آموزش عالی ایران (0 پاسخ)
اثبات دو فرمول مربوط به منشور (5 پاسخ)
چرا توی حباب رنگ های مختلف می بینیم؟ (6 پاسخ)
گلوله ی کوچک و صیقلی بر سطح افقی میزی بر خط راست حرکت می کند (8 پاسخ)
استخر و گودی (5 پاسخ)
بررسی برخی لم ها و قضیه های ریاضی (29 پاسخ)
كتابخانه شبكه فيزيك هوپا (89 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار رياضيات (66 پاسخ)
خطوط موازی و نظریه ی انیشتین (55 پاسخ)
گالیله و گرانش (3 پاسخ)
رابطه ی نیروی گشتاور ملخ هلیکوپتر با نیروی بالا بر (5 پاسخ)
شوخي و فكاهي در رياضيات و فيزيك (398 پاسخ)
ایجاد میدان مغناطیسی با سیملوله (9 پاسخ)
پارادوکس های سفر در زمان (176 پاسخ)
بشقاب پرنده ها (42 پاسخ)
آیا فیزیک بی انتهاست؟ (27 پاسخ)
قبل از بیگ بنگ چه خبر بود؟ (234 پاسخ)
نسبیت و کوانتم در دانشگاه های ایران (5 پاسخ)
پرتو گاما در هسته ای! (0 پاسخ)
چگونگی جریان در مدار (10 پاسخ)
گالری عکس آسمان (641 پاسخ)
[پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت (6 پاسخ)
زهره برای سفر انسان بهتر از مریخ است! (2 پاسخ)
نسبیت به زبان ساده (110 پاسخ)
آموزش ساخت ليزر پرقدرت با برد بيش از 7كيلومتر (6 پاسخ)
روش پرتاب موشک با دکمه (4 پاسخ)
انرژی بیگ بنگ (6 پاسخ)
مهندسان از رشته هايشان بنویسند و دبیرستانی ها بپرسند. (61 پاسخ)
فیبوناچی و نسبت طلایی (1 پاسخ)
معما های سخت (109 پاسخ)
کتابخانه مجازی فیزیک (1 پاسخ)
آموزش جبر و معادله (8 پاسخ)
منشاء گرانش (23 پاسخ)
اثبات چند فرمول (12 پاسخ)
معادلات شرودینگر (1 پاسخ)
ماهیچه مصنوعی (0 پاسخ)
همگام با هم تا کنکور ارشد بهمن ۹۳ (13 پاسخ)
همکاری دایملر و بی ام و در ساخت سامانه بی سیم شارژ باتری ... (0 پاسخ)
چرا دو ذره با بار هاي مخا لف يكديگر را جذب و دو ذره با بار هاي هم نام يكديگر را دفع مي كنند؟ (17 پاسخ)
خطوط میدان الکتریکی (0 پاسخ)
تناسب معکوس و مرکب (5 پاسخ)
کش آمدن فضا - زمان و انرژی (2 پاسخ)
طریقه محاسبه نیروی وارده بر یک میله( در حالت افقی ) (9 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار فيزيك... (71 پاسخ)
چرا شعاع خورشید را 400 برابر ماه نمی بینیم؟ (2 پاسخ)
تاثیر دما بر سرعت گاز ها (1 پاسخ)
خنک شدن سطح بادکنکی که در حال تخلیه است (15 پاسخ)
ناهنجاری های جنینی (32 پاسخ)
بهترین ترجمه ی ترمودینامیک زیمانسکی (5 پاسخ)
مراحل طراحي و ساخت رباط (16 پاسخ)
مقالات فیزیک
فاصلۀ ستارگان و اجرام نورانی کیهان چگونه محاسبه می شود؟
معرفی کتاب: ذره در پایان گیتی
علم چیست؟
سیارۀ عطارد، چگونه شکل گرفت؟
شراره های پر قدرت ِخورشید!
جستجوی امواج گرانشی با استفاده از فوران‌های پرتوی گاما
راه کهکشان از شب های تابستان می گذرد!
شناسایی منبع نوری عجیب در کیهان!
ارتقای LHC می‌تواند آشکار کند که آیا بوزون هیگز «استاندارد» است
نوع جدیدی از اجرام کیهانی با کشف کهکشان های روح!
نور ِکیهان گم می‌شود!
“ماده تاریک” چیست؟
آیا رایانه‌های کوانتومی D-Wave به واقع رایانه کوانتومی هستند؟
تصویر جدید هابل از مروارید ِکیهانی !
کشف فازی جدید از اکسیژن جامد
سیگنالی که اسرار “ماده تاریک” را فاش می سازد!
رقص ۳ سیاهچاله در یک کهکشان!
NGC4651: چتری در دل کیهان
رد وجود دو سیاره بیگانه شبه‌زمین
کتاب “جهانی از عدم” (ترجمه)
پوست نوترونی نرم
سرعت نور کندتر از آنچه اینشتین تصور می کرد!
راز شکل گیری ابر کهکشان ها
کشف الماسی به اندازه زمین در آسمان
تابستان ایرانی، زمستان برزیلی!
سرنوشت نهایی کیهان!
مشاهدۀ انفجار تاریک ِپرتو گاما
گفتگو با تینا شربتی طهرانی، برنده جایزه موسسه تبادلات آکادمیک آلمان
سفر سریعتر از نور شدنی است؟
کمان ِکهکشان راه شیری بر فراز نیوزیلند
ادامه ...
اخبار فیزیک
گودال‌های ماه، پناهگاه‌های آینده انسان
تداوم موفقیت تیم‌های ربوکاپ ایرانی در برزیل
۴۵ سال از اولین گام انسان بر “ماه” گذشت
برخورد نزدیک با دنباله‌دار ۶۷P
افشای نقش ضروری اقیانو‌س‌ها در حیات فرازمینی
تعجب دانشمندان از سکوت خورشید
بازسازی شرایط سیارات غول‌پیکر با استفاده از لیزر
نشانه‌روی لیزری ۶۰۰ سنگ روی مریخ
دانش آموزان ایرانی در المپیاد جهانی کامپیوتر، ششم شدند
ناسا به کشف حیات فرازمینی نزدیک‌تر شد
تولید خون انسان با همه ترکیبات آن در آزمایشگاه
اولین مسافران مریخ نباید به زمین باز‌گردند!
تولید ابرسیاهی سیاه‌تر از سیاهچاله
ورود وویجر 1 به فضای بین‌ستاره‌ای تایید شد
منطقه بیشترین سطح تابش اشعه ماورای بنفش بر روی زمین
ادامه ...
مطالب پربیننده
سرعت نور کندتر از آنچه اینشتین تصور می کرد! (23+)
کتاب “جهانی از عدم” (ترجمه) (20+)
کشف کهکشان عجیب با سه سیاهچاله (16+)
کشف الماسی به اندازه زمین در آسمان (12+)
سیگنالی که اسرار “ماده تاریک” را فاش می سازد! (11+)
شناسایی منبع نوری عجیب در کیهان! (11+)
اختروش چیست؟ (10+)
“ماده تاریک” چیست؟ (10+)
ورود وویجر 1 به فضای بین‌ستاره‌ای تایید شد (10+)
ناسا به کشف حیات فرازمینی نزدیک‌تر شد (10+)
رقص ۳ سیاهچاله در یک کهکشان! (9+)
تولید ابرسیاهی سیاه‌تر از سیاهچاله (9+)
راز شکل گیری ابر کهکشان ها (8+)
ارتقای LHC می‌تواند آشکار کند که آیا بوزون هیگز «استاندارد» است (8+)
شلیک یک سنگ آتشین دیگر از توپخانه آسمان به زمین (7+)
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.