Nerden Çıktı Bu Fiber Optik ?

Published in

DahaHızlıDahaUcuz

4 min readMay 14, 2021

Merhaba, ben Emre Akdoğan Gazi Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği öğrencisiyim. Ayrıca #DahaHızlıDahaUcuz projesinde literatür ve araştırma gündem ekibindeyim. Sizlere bu yazımda fiber optik üzerine yaptığım araştırmalardan bahsedeceğim.

Fiber optiğin yeni çıkan bir teknoloji olduğunu söyleyemeyiz hatta fiber optiğin çıkışında uzun süreçlerin yer aldığını da söylemekten geri duramayacağım. Fiber optiğin ardında yer alan fizik 1840’larda keşfedilmiş ve veri iletimi için 1960–1980 yılları arasında geliştirilmiştir. Telekomünikasyon hizmet sağlayıcıları, uzun mesafelerden erişime kadar tüm ağ alanlarında sürekli artmakta olan bant genişliği talepleriyle karşı karşıya kalmaktadır. Bunun bir sonucu olarak telekomünikasyon hizmet sağlayıcıları fiber optik teknolojiye yönlenmişlerdir diyebiliriz. Peki neden fiber optik teknolojisine yönlenmişler yönleniyorlar diyebilirsiniz. İşte sorunuzun cevabı , Bell laboratuvarlarındaki araştırmacılar, fiber optik teknolojiyi kullanarak saniyede 100 peta bit x kilometreyi aşan internet hızlarına ulaşmışlardır. Böyle bir teknolojiden istifade etmemek de olmaz tabi…

Optik İletişim Nedir ?

Optik iletişim, optik lif boyunca ışık sinyalleri göndererek verinin bir yerden başka bir yere iletilmesi metodudur. Optik iletişim sisteminin temel prensibi, bir sinyali bir optik fiber aracılığıyla uzaktaki bir alıcıya iletmektir diyebiliriz. Çalışma prensibi ise, elektrik sinyali, vericide optik alana dönüştürülür ve alıcıda orijinal elektrik sinyaline tekrardan dönüştürülür.

Fiber Optik Kablo

Optik kablolar çeşitli ortamlara(kanal, su altı vs.) yerleştirilirler ve bu nedenle farklı çevre şartlarına maruz kalmaktadırlar. Bu çevre şartlarının etkenleri doğal da olabilir yapay(insan) etkenlide olabilir. Örnek olarak; deprem, sıcaklık, su vb. durumlar doğal etkenlere, yerleştirilen kablonun üzerinden geçen arabalar, yüksek gerilim hatları vb. bu gibi durumlarda yapay etkenlere örnek olarak verilebilir. Doğal ya da yapay etkenlerin kabloyu nasıl etkilediğini merak etmiş olabilirsiniz. Bundan dolayı bir örnek verme ihtiyacı hissediyorum. Doğal etkenler kısmında olan suyun kabloya etkisi şu şekildedir : Nem, difüzyon yoluyla optik kablolara nüfuz edebilir ve kablo yapısının yetersiz olma durumunda veya kılıf hasarı durumunda, kablo çekirdeği içine veya kılıf katmanları arasına su girebilir. Suyun çekirdek içine girmesi de hasarlara yol açacaktır. Diğer etkenlerde farklı şekillerde kablo çekirdeğine veya kılıfına zarar verebilmektedirler. Mevcut yerleştirilen kablodan istenilen özellikleri sürekli alabilmek için de kablo yapısı farklı çevre şartlarına karşı etkilenmeyecek şekilde tasarlanmıştır.

Fiber optik kablo 5 katmandan oluşmaktadır. En içten en dışa doğru,

Çekirdek-Kıl (Core): Işığın içinden geçtiği ve yönlendirildiği Silisyum Dioksit yapıdaki ince(neredeyse insan saç teli inceliğinde) cam yapıdır.

Kılıf (Cladding): Çekirdeği saran yapıdır. Bu katman ışığın çekirdekten dışarı yansımasını önler. Bunun sonucu olarak veri kaybını önlemektedir.

Kaplama(Coating): Çekirdeği ve kılıfı saran yapıdır.

Güçlendirme(Strengthening): Bu katman , çeşitli darp(gerilme ,çekilme) durumlarına karşı optik kabloyu daha doğrusu çekirdeği korumaktadır.

Dış Kılıf(Outer Jacket): Fiber optik kablonun en dış kısmında yer alır. Optik kabloyu dış etmenlere karşı korumaktadır.

Fiber optik diğer iletim yöntemlerine göre birçok avantaja sahiptir diyebiliriz.

Örnek olarak;

Fiber optik iletim, elektromanyetik alanlara karşı duyarlı değildir. Fiber elektrik iletmez ve pratik olarak RF(Radyo Frekans) parazitlerine karşı da duyarsızdır.
Fiber optik sistemler, bakır veya koaksiyel kablo sistemlerine göre daha fazla kapasite sağlamaktadır.
Fiber optik kablo, bakır kabloya göre daha hafif ve daha küçüktür. Bunun bir sonucu olarak, fiber optik kablolar çok daha küçük bir alanda çok sayıda fiber içerebilme imkanına sahiptirler. Ayrıca fiber optik kablolar çok esnektir.
Fiber optik için çalışma sıcaklıkları değişiklik göstermektedir, fakat tipik olarak -40 ° ile + 80 ° C arasında değişmektedir. Ayrıca fiber optiğin ömrü 25 yıldan fazladır.

Fiber Optik Kablo Çeşitleri

Mod nedir?

Işığın fiber optik kablo içerisinde dengeli bir şekilde yansıyarak ilerlemesine mod adı verilmektedir. Mod, fiber optik kablonun çapına, ışığın dalga boyuna ve sayısal açıklık olarak adlandırılan büyüklüğe bağlıdır.

Single mode (Tek modlu) ve multi mode (Çok modlu) tipinde iki farklı ana fiber optik kablo mevcuttur.

Single Mode (Tek Modlu)

Tek Modlu optik lifler 125μm(mikrometre) kaplama çapına sahiptir ayrıca çok küçük olan 9μm’luk çekirdeğe sahiptir. Bu son derece ince çekirdek, yalnızca tek bir yayılmış ışık modunun iletilmesine izin verir. Yani,Tek modlu bir fiber optik kablonun içinde ışık demetinin izleyebileceği tek bir yol vardır. Ayrıca, çekirdek çok ince olduğu için, ışık neredeyse hiç kırılma açısı olmadan çekirdek içinde hareket eder, bu da ışığın içinde gittiği mesafenin gerçek fiber kablo ile aynı uzunlukta olduğu ve Çok modlu fiberlere göre daha hızlı ve daha az dağılma gecikmesiyle ulaştığı anlamına gelmektedir. Ve Tek modlu fiber optik kablolar uzak mesafelere data transferi için kullanılmaktadır.

Multi Mode(Çok Modlu)

Çok modlu fiber optik kablolar, katmanların çapına göre (çekirdek, kaplama, tampon) iki ana standardı mevcuttur: Birincisi 62.5 / 125 / 250 mikrometre ve ikincisi 50/125 / 250 mikrometre. Çok modlu fiberlerin üretim maliyeti tek modlu fiberlere göre daha uygundur, fakat tek modlu kablolamaya göre daha yüksek bir ışık sinyali kaybına sahiptirler. Çok modlu fiber optik kablolar genellikle bağlantıların birden fazla olduğu, mesafenin kısa olduğu ve son kullanıcı işlemlerinin hesaba katıldığı “Yerel Alan Ağlarında” veri iletimi için tercih edilmektedir. Çok modlu optik fiberler, ışık sinyali indeks yapısına göre, Kademe indeksli Çok modlu fiber ve Kademeli indeksli Çok modlu fiber olmak üzere iki gruba ayrılabilmektedir.