به نام خدا تکنولوژی فيبرنوری ) (Fiber Optic 1 تاريخچه ،1870 انجام اولين آزمـايش مشـهــور در زمـينه انتـقـال هدايت شده نور توسـط جان تيندال . ،1880 ثبت نظريه لولهکش ی نور.

Download Report

Transcript به نام خدا تکنولوژی فيبرنوری ) (Fiber Optic 1 تاريخچه ،1870 انجام اولين آزمـايش مشـهــور در زمـينه انتـقـال هدايت شده نور توسـط جان تيندال . ،1880 ثبت نظريه لولهکش ی نور.

‫به نام خدا‬
‫تکنولوژی فيبرنوری‬
‫)‪(Fiber Optic‬‬
‫‪1‬‬
‫تاريخچه‬
‫‪ ،1870‬انجام اولين آزمـايش‬
‫مشـهــور در زمـينه انتـقـال‬
‫هدايت شده نور توسـط جان‬
‫تيندال‪.‬‬
‫‪ ،1880‬ثبت نظريه لولهکش ی‬
‫نور توسط ويليام وايلينگ‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫تاريخچه‬
‫‪ ،1880‬ابـداع سـيسـتم‬
‫انتقال صوت نوری به‬
‫نام فوتوفن توسط‬
‫الکسـاندر گراهام بل‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫تاريخچه‬
‫‪ ،1958‬ارايه تئوری آمپلیفايرهای‬
‫ليزری‪.‬‬
‫اتمـسفر ‪ ،‬لوله و شيشه به ترتيب‬
‫به عنوان محيط انتقال برای اشعه‬
‫نور انتخاب شدند‪.‬‬
‫‪ ،1970‬تهـيه اوليـن فــيبرنـوری‬
‫‪SingleMode‬‬
‫‪ ،1972‬تهـيه فــيبرهــای نـوری‬
‫‪MultiMode‬‬
‫‪4‬‬
‫اجزای مختلف سيستم انتقال فيبرنوری‬
‫فرستنده نوری‬
‫رسانه ) فيبر نوری (‬
‫گيرنده نوری‬
‫‪5‬‬
‫مزايای سيستم انتقال فيبرنوری‬
‫پهنای باند بسيار باال‬
‫افت بسيار کم‬
‫وزن کم و قطر کوچک‬
‫ايزوالسيون کامل الکتريکی‬
‫مصونيت در برابر تداخل و هم شنوايی‬
‫امنيت سيگنال‬
‫‪6‬‬
‫مزايای سيستم انتقال فيبرنوری‬
‫فراوانی و ارزان بودن مواد‬
‫نگهداری آسان‬
‫ظرافت و قابليت انعطاف‬
‫مصونيت در مقابل عوامل جوی و رطوبت‬
‫‪7‬‬
‫محدوديتها و نقاط ضعف فيبرهای نوری‬
‫ضرورت دقت کامل در هنگام کابلکش ی‬
‫امکان شکستن در صورت گذشتن زاويه فيبر از يک‬
‫حد معين‬
‫محدود بودن ميزان کشش برای فيبرهای با ظرفيت‬
‫مختلف‬
‫محافظت کامل در برابر ضربه ‪ ،‬برای فيبرهايی که از‬
‫درون حوضچه میگذرند‬
‫‪8‬‬
‫مقايسه کابل فيبرنوری و کابل مس ی‬
‫مس‬
‫فيبر نوری‬
‫‪1 Gb‬‬
‫‪< 10 Gb‬‬
‫پهنای باند‬
‫‪ ، CAT7‬تحت توسعه‬
‫هر چيزی‬
‫‪Future-Proof‬‬
‫‪40 Km + @ 10000 Mbps‬‬
‫مسافت‬
‫‪100 m + @ 1000 Mbps‬‬
‫مستعد برای برخورد در سطوح‬
‫‪EMI/RFI‬و تغيير ولتاژ‬
‫‪9‬‬
‫مصونيت دارد‬
‫‪Noise‬‬
‫مستعد برای شنود‬
‫غير قابل شنود‬
‫امنيت‬
‫سنگين ‪ ،‬ضخيم ‪ ،‬خصوصيات‬
‫کشش ی محدود‬
‫سبک ‪ ،‬قطر کم ‪ ،‬قدرت کشش ی‬
‫زياد‬
‫مزايا‬
‫فيبر نوری چيست ؟‬
‫فيبرنوری يک موجبر عايق است که‬
‫در فرکانسهای نوری کار میکند و‬
‫ا‬
‫معموال به شکل استوانه است‪.‬‬
‫ظرفيت فيبر نوری به نحوه ساخت ‪،‬‬
‫جنس مواد تشکيلدهنده و پهنای‬
‫طيف منبع نور آن بستگی دارد‪.‬‬
‫‪10‬‬
‫ساختار فيبرنوری‬
‫‪11‬‬
‫ضريب شکست‬
‫نسبت سرعت سير نور در فضا به سرعت سير نور در‬
‫محيط جديد ‪ ،‬برابر ضريب شکست آن محيط میباشد‪.‬‬
‫‪12‬‬
‫قانون بازتابش کلی‬
‫‪13‬‬
‫زاويه پذيرش ‪ ،‬مخروط قبولی نور و روزنه عددی‬
‫‪14‬‬
‫فيبرنوری چگونه کار میکند ؟‬
‫‪15‬‬
‫انواع فيبرنوری‬
‫بر اساس ويژگيهای زير ‪ ،‬فيبرهای نوری را میتوان به‬
‫دستههای مختلفی تقسيم نمود ‪:‬‬
‫انواع کابل فيبرنوری بر اساس اشعهگذرنده از آنها‬
‫انواع کابل فيبرنوری بر اساس ساختار مادهای آنها‬
‫انواع کابل فيبرنوری بر اساس ترکيب مواد مربوط به‬
‫هسته‬
‫انواع کابل فيبرنوری بر اساس دو ويژگی اول و سوم‬
‫‪16‬‬
‫انواع کابل فيبرنوری بر اساس اشعهگذرنده از آنها‬
‫فيبرنوری پالستيکی‬
‫فيبرنوری ‪MultiMode‬‬
‫فيبرنوری ‪SingleMode‬‬
‫‪17‬‬
‫انواع کابل فيبرنوری بر اساس ساختار مادهای آنها‬
‫فيبرنوری شيشهای‬
‫فيبرنوری پالستيکی‬
‫فيبرنوری سيليکا با روکش پالستيکی ) ‪( PCS‬‬
‫‪18‬‬
‫انواع کابل فيبرنوری بر اساس ترکيب مواد مربوط‬
‫به هسته‬
‫فيبرنوری با ضريب شکست پلهای‬
‫فيبرنوری با ضريب شکست مرحلهای ) تدريجی (‬
‫‪19‬‬
‫انواع کابل فيبرنوری بر اساس دو ويژگی اول و سوم‬
‫فيبرنوری ‪MultiMode‬‬
‫با ضريب شکست پلهای‬
‫فيبرنوری ‪MultiMode‬‬
‫با ضريب شکست مرحلهای‬
‫فيبرنوری‬
‫‪SingleMode‬با ضريب‬
‫شکست پلهای‬
‫‪20‬‬
‫مشخصات انتقال فيبرنوری‬
‫تلفات )افت( شامل‪:‬‬
‫تلفات‬
‫تلفات‬
‫تلفات‬
‫تلفات‬
‫تلفات‬
‫تلفات‬
‫‪21‬‬
‫جذبی‬
‫پراکندگی به علت ناهمگونی ضريب شکست هسته‬
‫مرزی‬
‫خمش‬
‫در محل اتصالها و پيوندها‬
‫در ورودی و خروجی فيبرنوری‬
‫مشخصات انتقال فيبرنوری‬
‫پهنای باند‬
‫پاشندگی‬
‫پاشندگی درون مدی‬
‫پاشندگی بين مدی‬
‫تزويج‬
‫‪22‬‬
‫نحوه ساخت فيبرنوری‬
‫فيبرنوری از شيشه شفاف بسيار خالص ساخته میشود‪.‬‬
‫ا‬
‫برای ساخت فيبر از انواع مواد ‪ ،‬عمدتا از تکنيکهای زير‬
‫استفاده میشود‪:‬‬
‫روش ‪ MCVD‬يا رسوب بخار شيميايی کنترل شده‬
‫روش ‪ VAD‬يا رسوب بخار در محور عمودی‬
‫روش ‪ OVD‬يا رسوب بخار خارجی‬
‫روش ‪ OVPD‬يا رسوب اکسيد روی سطح خارجی‬
‫روش ‪ PCVD‬يا رسوب بخار شيميايی پالسما‬
‫‪23‬‬
‫ساخت فيبرنوری با روش ‪MCVD‬‬
‫برای ساخت فيبرنوری در اين روش مراحل زير بايد طی‬
‫شوند‪:‬‬
‫ساخت يک استوانه شيشهای از پيش تعيين شده‬
‫کشيدن فيبر از استوانه آماده شده‬
‫آزمايش فيبرهای توليد شده‬
‫‪24‬‬
‫ساخت يک استوانه شيشهای از پيش تعيين شده‬
‫‪25‬‬
‫کشيدن فيبر از استوانه آماده شده‬
‫‪26‬‬
‫آزمايش فيبرهای توليد شده‬
‫برخی از آزمايشهايی که پس از ساخت فيبرنوری بر روی آن انجام میشوند ‪،‬‬
‫عبارتند از‪:‬‬
‫تست‬
‫تست‬
‫تست‬
‫تست‬
‫تست‬
‫تست‬
‫تست‬
‫تست‬
‫تست‬
‫‪27‬‬
‫مقاومت کشش ی فيبر‬
‫پروفايل ضريب شکست‬
‫ساختار فيبر‬
‫تلفات‬
‫ظرفيت حمل اطالعات‬
‫طيف رنگی‬
‫دمای عملياتی فيبر و دامنه تغيير رطوبت‬
‫تأثير دما در تلفات فيبر‬
‫توانايی هدايت نور در زير آب‬
‫مقايسهای بين انواع فيبرهای نوری‬
‫‪N.A.‬‬
‫پهنای باند‬
‫تلفات‬
‫قطر روکش‬
‫قطر غالف قطر هسته‬
‫‪n2‬‬
‫‪n1‬‬
‫‪1.48‬‬
‫‪MMFGI 1.48‬‬
‫)‪(MHz-Km‬‬
‫)‪(dB/Km‬‬
‫)‪(µm‬‬
‫)‪(µm‬‬
‫)‪(µm‬‬
‫‪0.16-0.5‬‬
‫‪6-25‬‬
‫‪1-50‬‬
‫‪250-1000‬‬
‫‪125-500‬‬
‫‪50-400‬‬
‫‪1.45‬‬
‫‪0.2-0.3‬‬
‫‪150M‬‬‫‪2G‬‬
‫‪0.7-10‬‬
‫‪250-1000‬‬
‫‪100-150‬‬
‫‪30-100‬‬
‫‪1.46‬‬
‫‪0.08-0.15‬‬
‫‪500M‬‬‫‪200G‬‬
‫‪0.2-5‬‬
‫‪250-1000‬‬
‫‪50-125‬‬
‫‪3-12‬‬
‫‪0.2-0.5‬‬
‫‪5-20‬‬
‫‪5-50‬‬
‫‪500-1000‬‬
‫‪300-800‬‬
‫‪100-500‬‬
‫‪0.2-0.3‬‬
‫‪200-400‬‬
‫‪4-15‬‬
‫‪250-1000‬‬
‫‪125-50‬‬
‫‪50-100‬‬
‫‪0.5-0.6‬‬
‫بسيار کم‬
‫‪150‬‬‫‪1000‬‬
‫ندارد‬
‫‪450‬‬‫‪1000‬‬
‫‪200-600‬‬
‫‪1.460 1.456‬‬
‫‪1.39‬‬
‫‪28‬‬
‫‪1.4‬‬
‫‪MMFSI‬‬
‫‪SMF‬‬
‫‪1.46‬‬
‫‪MMF‬‬
‫‪PCS‬‬
‫‪1.5‬‬
‫‪MMFP‬‬
‫مزايای فيبرنوری‬
‫پهنای باند بيشتر ‪ ،‬ظرفيت انتقال باالتر و سرعت انتقال بيشتر‬
‫تلفات کم در مسافتهای طوالنیتر‬
‫امنيت باالی سيستم‬
‫مصونيت در برابر پديدههای ‪ :‬همشنوايی ‪ ،‬اثرات ميدانهای الکتريکی و‬
‫مغناطيس ی و فاکتورهای محيطی‬
‫طراحی بهتر ‪ :‬نازک ‪ ،‬سبک ‪ ،‬بادوام ‪ ،‬تست آسان‬
‫کاهش هزينه کل سيستم‬
‫کم مصرفتر بودن )انرژی(‬
‫انعطافپذيری در توپولوژیهای شبکه‬
‫‪29‬‬
‫مزايای فيبرنوری‬
‫ايدهآل برای مکانهای پر خطر به دليل جرقه نزدن در هنگام قطع‬
‫اشتعال ناپذيری ‪ ،‬زيرا الکتريسيته از آن عبور نمیکند‬
‫بدون خطر شوک الکتريکی‬
‫کاهش يافتن مقاومت‬
‫انتقال اطالعات به صورت ديجيتال از طريق سيگنالهای نوری‬
‫تصويب استانداردهای مختلف برای توسعه فيبرنوری‬
‫و…‬
‫‪30‬‬
‫معايب فيبرنوری‬
‫پاشندگی بين مدی در ‪ MMF‬ها‬
‫مشکل بودن تزريق نور در هسته ‪ SMF‬ها به دليل کوچکی‬
‫هسته‬
‫کار نکردن ‪ SMF‬ها با منبع نور ‪LED‬‬
‫‪31‬‬
‫کاربردهای فيبرنوری‬
‫‪32‬‬
‫در سيستمهای مخابرات نوری جهت انتقال ‪POTS‬‬
‫در سازمانهای محلی برای انتقال سرويس فوق در بين بخشهای مختلف‬
‫در کارخانجات بيناملللی‬
‫در شرکتهای تلويزيون کابلی‬
‫در سيستمهای نقل و انتقال هوشمند‬
‫در صنعت پزشکی‬
‫در صنايع نظامی‬
‫در سيستمهای پر سرعت نظير ‪، FDDI ، GigaBit Ethernet‬‬
‫‪Fiber Channel ، SONET ، ATM ،MultiMedia‬‬
‫در بخش فضايی ‪ ،‬حمل و نقل و صنعت‬
‫منابع‬
http://www.arcelect.com/fibercable.htm
http://www.howstuffworks.com/fiber-optic.htm
http://www.commspecial.com/techniques/ed-fiber.pdf
http://fa.wikipedia.org/wiki/%D9%81%DB%8C%D8%A8
%D8%B1_%D9%86%D9%88%D8%B1%DB%8C
http://www.linktionary.com/f/fiber-optic.html
http://www.thefoa.org/PPT/LabManual.pdf
http://www.pti-nj.com/obb_fiber2.html
http://academist.ir/?p=105
http://www.fiber-optics.info/fiber-history.htm
…
33