مخابرات نوری و فیبر نوری

مخابرات نوری و فیبر نوری

اسلاید 1: مخابرات نوريوفيبر نوريبه نام خدا

اسلاید 2: مخابرات نوري و فيبر نوري

اسلاید 3: فهرست1.تاریخچه2.فیبر نوری چیست؟3.انتقال فیبر نوری4.مدولاسیون5.مزایای سیستم نوری6.کاربردهای سیستم نوری7.فیبر نوری در ایران

اسلاید 4: تاریخچه:انسان نخستين براي برقراري ارتباط از شيوه هايي مثل آتش و و يا انعكاس نور خورشيد توسط آيينه و نظاير آن بهره مي برده است.روش دوم استفاده از جو براي انتقال نور بود.استفاده از لوله و كانال براي هدايت نور در داخل آن با لاستفاده از عدسي و آينه روش بعدي بود.در قرن 19 خط انتقال در داخل لوله ي آب و در سال 1930 در آلمان هدايت نور در داخل تار شيشه اي محقق شد.در سال 1958 پوشانيدن اطراف تار شيشه اي با شيشه اي از نوع ديگر و در سال 1960 توليد تار نوري در ژاپن به حقيقت پيوست.از سال 1966 تا كنون كاربرد ليزر نيمه هادي در مخابرات نوري در ژاپن و آمريكا مورد توجه قرار گرفته است.در سال 1970 دو موفقيت بزرگ براي رسيدن به آرزويي بزرگتر، حاصل شد.كائو كوكهام انگليسي براي اولين بار استفاده از شيشه را به عنوان محيط انتشار مطرح ساختند.امروزه استفاده از شيشه هاي خالص در فيبرهاي نوري ، پهناي باند نامحدودي را عرضه مي و مزيت هاي بي نظيري را نسبت به تمام سامانه ها ي انتقال قبل از آن ، به وجود آورده اند.كسي نمي تواند آينده را پيش بيني كند !!! نظر شما چيست؟؟؟

اسلاید 5: فیبر نوری چیست ؟فیبر های نوری ، محیطی شفاف برای انتشار برای انتشار نور هستند .1وشیشه ، محیطی شفاف و کم تضعیف است که در مخابرات نوری کاربرد بسزایی دارد.فیبر نوری براساس پدیده ی فیزیکی بازتاب کلی سیگنال نوری را با سرعت نور منتقل می کند..2سرعت سیگنال ها در سیم مسی هم بربر سرعت نور است.3.4برتری فیبر نوری بر سیم های مسی در پهنای باند آن هاست، به طوری که با استفاده از تکنیک های لینک های نوری (انتقال چند گانه طول موج بر یک فیبر ) می توان روی یک فیبر نوری به طور همزمان بیش از 1.5 میلیون مکالمه ی تلفنی را انتقال داد.

اسلاید 6: سامانه انتقال فیبر نوری1.انتقال دهنده نوری2.کابل فیبر نوری3.گیرنده نوری

اسلاید 7: مدولاسيون:يک سامانه ی مدولاسيون ، سامانه ای ست که د رآن سيگنالی جهت کنترل پارامتری از سيگنالی ديگر به کار گرفته می شود.هر کانال مخابراتی محدوده ی فرکانسی خاصی دارد که آن محدوده ، مناسب ترين محدوده ی ارسال برای آن کانال است.سوار کردن سيگنال مورد نظر بر يک سيثگنال حامل فرکانس بالا، مدولاسيون دامنه ی سينوسی ناميده می شود.کاربرد عمده ی مدولاسيون دامنه در سيستم های پيوسته در زمان برای تبديل سيگنال های پيوسته در زمان به سيگنال های گسسته در زمان است.ارسال همزمان بيش از يک سيگنال با طيف های روی هم افتاده از طريق يک کانال مشترک، مولتی پلکس کردن ناميده می شود.

اسلاید 8: مزایای فیبر نوری:قیمت مواد ، اتصال و مفصل بندی به صرفه و قابلیت اعتماد بالا ، از مزایای فیبر نوری ست.عدم تابش از دیگر فواید استفاده از فیبر نوری ست.پهنای باند تعریف شده برای هر سامانه ای بیانگر توانایی آن سامانه برای اتصال است.خطای کم و حمل اطلاعات بیشتر انتقال واحد اطلاعات با سزعت بیشترمصون بودن از جریان های الکتریکی کوچک و سبک بودن و در نتیجه نیاز به کانال های کوچک برای انتقال آسیب پذیری کمتر مقاوم در برابر زنگ زدن و پوسیده شدن قابلیت دفن کردن در خاک بدون تاثیر پذیری از مواد مضر تخریبیاز مزایای فیبر نوری در مقایسه با کابل مسی است.اتلاف در فیبر نوری اعمال طول موج کوتاه در فیبر و دو م پراکندگی به علت تغییر چاره ناپذیر چگالی درون فیبر که باعث تداخل نور می شودو پراکندگی را رقم می زند.با فیبر نوری دیگر برق گرفتگی نداریم.خیالتان راحت باشد.(از طرف بابا برقی)

اسلاید 9: کاربردهای فيبر نوری1.کاربرد درحسگرها3.کاربرد های پزشكي2.کاربرد های نظامی

اسلاید 10: فيبر نوری در ايران1.در ايران از سال 1364 بحث استفاده از فيبر نوری شروع شده است. 2.اولين فيبر نوری بين شهری به طول 54 کيلومتر بين شهر تهران و کرج اجرا گرديد.3.پروژه ی فيبر نوری شهری در سال 1370 از تهران بزرگ با به کارگيری 5000 کيلومتر فيبر نوری انجام شد و 176 سيستم 140 مگا بيت بر ثانيه شروع به کار کرد 4.در شهرستان ها اجرای فيبر نوری در هفت شهر بابل، اصفهان، تبريز، مشهد، اهواز، شيرازو همدان آغاز و به 30 شهر ديگر تعميم داده شد.5. 2200کيلومتر فيبر نوری : پروژه ی فيبر نوری بين المللی مسير آسيا -اروپا 6.شرکت توليد فيبر نوری و شرکت برق خورشيد در سال 1368 با ظرفيت اسمی 50 ميليون متر رشته فيبر نوری تاسيس شد که بالغ بر دو ميليون دلار صرفه جویی ارزی دارد.

اسلاید 11: فهرست:1.انعکاس،شکست و بازتاب نور3.فیبر نوری؛دسته بندی و انواع2.آشنایی با برخی از مفاهیم4.انواع تار نوری5.مواد اولیه تار نوری6.عوامل موثر بر پهنای باند7.تلفات در تار نوری

اسلاید 12: انعکاس؛شکست و هدایت نوردو دی الکتریک با ضرایب شکست متفاوت در نظر می گیریم؛دو حالت داریم: اگر :باشد؛پرتویی که از محیط 1 می تابد؛در مرز 2 محیط شکسته میشود؛و ما پرتوهای بازتابی و شکستی خواهیم داشت.

اسلاید 13: اگر باشد،در محیط دوم نوری مشاهده نمی شود؛در واقع بازتابش کلی رخ می دهد و انرژی تماما منعکس می شود.

اسلاید 14: آشنايي با برخي از مفاهيم:2.ضريب شكست تدريجي3.ضريب شكست پله اي4.مد و تعداد آن6.سرعت گروه5.پهناي باند7.بسامد بهنجار1.تار نوریتار نوری نوعی موجبر دی الکتریکی استوانه ای است که می توان آن را با موجبر دی الکتریکی صفحه ای تقریب زد.در موجبر دی الکتریکی که دارای ضریب شکست تدریجی است(ضریب شکست متناسب با مجذور شعاع کاهش می یابد.)تغییرات درx جهت شبیه موجبر صفحه ای است.ضریب شکست پله ای ضریب شکستی است که در آن ضریب شکست هسته ثابت بوده ودر مرز دو محیط به طور ناگهانی تغییر می کند.خط نوری که با مرز زاویهمی سازد ،موج مسطحی است که به دو مولفه محوری و مقطعی تجزیه می شود که: ثابت انتشار محوریثابت اتشار مقطعیاین مولفه در مرز بین دو محیط منعکس می شود.وقتی تغییر فاز دو انعکاس پی در پی مضرب صحیحی از 360باشد موجی ایستا در جهت مقطعی ایجاد می شود.در نزدیکی های محورفازها یکسان ومیدان قوی خواهد بود که محصور شدن نور در داخل هسته را نشان می دهد توزیع شدت نور در مقطع با انتشار در جهت محورتغییری نمی کند . چنین توزیعی را مد می نامند.

اسلاید 15:

اسلاید 16:

اسلاید 17: فيبر نوری؛دسته بندی وانواع:فيبر نوری و ساختار تشکيل دهنده:فيبرهای نوری مانند کابل های نوری،در انواع سايزها وشکل ها ساخته می شوند. فيبر نوری اصلی به وسيله يک پوشش محکم (ضربه گير)محافظت می شود.سپس اين فيبردرون لوله نرم (مرکز)از نوع پی وی سی قرار می گيرد که به فيبر اجازه می دهد در حين انتقال خم شود.اطراف اين لايه،لايه محافظ کششی قرار دارد که کشش وارد شده به فيبر را تحمل می کند.سر انجام يک لايه پی وی سی خارجی از کابل محافظت می کند.(برای جلوگيری از ورود رطوبت به آن)

اسلاید 18: اما قسمت های فيبر نوری بر اساس نوع کاري كه انجام مي دهند،هم تقسيم بندی می شوند.1.هسته که اکثر نور وارد شده به تار را هدایت می کند.2.غلاف (پوسته) که دور تار را احاطه کرده و نور را به مسير اصلی (تار) بر می گرداند.ضريب شکست هسته بزرگتر از پوسته است.لايه ها و زير لايه های ديگر وظيفه حفاظت مکانيکی،تحمل کشش و جلوگيری از رطوبت را به عهده دارند.

اسلاید 19: انواع فيبر نوري:1.فيبر نوري تك مد2.فيبر نوري چند مدبا كوچك شدن بسامد بهنجار،تعداد مدهاي هدايت شده كاهش مي يابد،و با كاهش Nسرانجام تنها مدN=0هدايت مي شود.اين خط انتقال را تك مدي مي نامند. :شرط تك مد بودنN=1درحالت قطع باشد.تار تك مدي پهناي باند بسيار زيادي دارد،اما در اتصال به دليل كوچك بودن شعاع هسته(در حدود چند ميكرون) ايجاد مشكل مي كند.

اسلاید 20: 2.تار چند مدي:تار چند مد ي خود نيز به دو دسته تقسيم مي شود.1.تار چند مدي ضريب پله اي2.تار چند مدي ضريب تدريجيدر تار ضريب پله اي ضريب شكست هسته ثابت و از ضريب شكست پوسته بزرگتر است.نور در داخل هسته با انعكاس مكرر هدايت مي شود.تار ضريب پله اي داري شعاعي در حدود چندين 10الي چندين100ميكرون است.كار كردن با آن آسانتر است،اما پهناي باند آن كمتر و در حدود 10چندين مگا هرتز در كيلومتر است.

اسلاید 21: تار ضريب شكست تدريجيضريب شكست هسته ثابت نبوده و متناسب با مجذو شعاع كاهش ميابد.در چنين خط انتقالي نور به طرف محور مركزي خميده مي شود.درواقع موج همگرا مي شود.معادله تغييرات ضريب شكست به صورت زيربيان مي شود:gرا ثابت همگرايي مي نامند و بيان كننده شيب ضريب شكست است.تغييرات ضريب شكست هنگامي در نظر گرفته ميشود كه در محدوده ضخامت2a به صورت توان دوم فاصله درجهت عرضيx باشد.

اسلاید 22:

اسلاید 23:

اسلاید 24:

اسلاید 25: مواد اوليه تار نوري:1.تار شيشه اي سيليكا2.تار شيشه اي چند مولفه ايسيليكا SiO2خالص است و داراي كمترين تلفات در ناحيه مرئي،مادون قرمزو حوالي آن است.ضريب شكست آن در حدود1.45است.اگر به جز SiO2تركيب Na2OوB2O3وTl2Oافزوده شود،ماده موجود را چند مولفه اي مي نامند كه تلفات تار نوري چند مولفه اي تا كمتر از 4dB/kmكاهش يافته است.

اسلاید 26: عوامل محدود کننده پهنای بانددر مورد تار تک مدی ،علت محدودیت پاشیدگی ماده و موجبر است.در مورد تار چند مدی محدودیت به تفاوت در سرعت های گروهی مد هاست.اگر پهنای خط منبع نور زیاد باشد،بسته به طول موج ،پاشیدکی میتواند به صورت عامل اصلی در بیاید.

اسلاید 27: تلفات در تار نوریتلفات در تار نوری ناشی از عوامل زیر است:1.تلفات جذبی و پراکندگی2.تلفات خمش و نا همواری های مرز میان هسته و پوشش3.تلفات اتصال

اسلاید 28: Thanks for attentio