1

رشت پسران ای حرفه فنی آموزشکده) چمران) شهید

نوری: فیبر عنوانمصطفی: سامان نویسنده

: غالمی احمد مهندس جناب راهنما استاد

2

فهرست:5………………………………………………………………………………8……..……………………………………………………………………………………………10………………………………………………………………………….......... 11…………………………………………………………………………………….25…………………………………………………………………………………....27……………………………………………………………………………..

31………………………………………………………………………..32……………………………………………………………………………………………34…………………………………………………………………………………34……………………………………………………………………………..........

: نوری فیبر با آشنای اول فصلتاریخچه 1-1چیست؟ 1-2 نوری فیبرنوری 1-3 فیبر مزایاینوری 1-4 فیبر معایبنوری 1-5 فیبر های کاربرد

: نوری های فیبر فیزیک دوم فصلچیست؟ 2-1 نورنور 2-2 قوانین و تعاریف

شکست 2-2-1 ضریب

3

37…………………………………………………………………………….39………………………………………………………………………………………….41……………………………………….………43…………………………………………………………………..……….45…………………………………………………………………………….………..

47…………………………………………………………………....…….48…………………………………………………………………….…………….51…………………………………………………………………...…..52………………..………………………………………………………………….…54…………………………………………...….60………………….………...………………………………….63……..…………………………………………….…….

انکسار 2-2-2 و تابش،انعکاساسنل 2-2-3 قوانین

مختلف 2-3 محیط دو در نور تابش مختلف های حالتنوری 2-4 فیبر در نور انتقAالپزیرش 2-5 ی زاویه

: نوری فیبر ساختمان سوم فصلنوری 3-1 فیبر ساختمانگداخته 3-2 سلیکای خصوصیاتنوری 3-3 فیبر انواع

آن 3-3-1 از گذرنده ی اشعه نظر از نوری فیبر انواعحفاظت 3-3-2 نظر از نوری فیبر انواعاستفاده 3-3-3 محل نظر از نوری فیبر انواع

4

70…………………………………………………83…………………………………………………………………….

91………………………………………………………………………..92…………………………………………………………………………………..94…………………………………………………………………………………………….95………………………………………………………………………………………........98……………………………………………………………………………………...99……………………………………………………………………....100……………………………………………………………………………………..100…………………………………………………………………….102………………………………………………………………………………………….

آن 3-3-4 ی سازنده ی ماده نظر از نوری فیبر انواعمیشود 3-4 ساخته چگونه نوری فیبر

: پیام انتقال چگونگی چهارم فصلپیام 4-1 انتقال چگونگی

پیام 4-1-1 منشاءمدوالتور4-1-2حامل 4-1-3 نور منبع4-1-4) ( ورودی کانال کننده تزویجارتباطی 4-1-5 کانال4-1-6 ) ( خروجی کانال کننده تزویجساز 4-1-7 آشکار

5

104………………………………………………………………………..………106………………….……………………………………………………………………108……………………………………….……………………………114………………………………………116……........…….……………………………………………………….119………………………………....................................................120………………………………..126………………………………………………………………...129………………………………………………………………………….....

131………………………………………………………………….……132……………………………………………………………………………….…

سیگنال 4-1-8 پردازشگرخروجی 4-1-9 پیام

نوری 4-2 فیبر انتقال خط عناصر4-3( نوری فیبر ی شبکه در داده کننده توزیع FDDI)رابطهسنکرون 4-4 نوری ی شبکهنوری 4-5 های فرستنده

های 4-5-1 سیستم در استفاده مورد نور منابع های ویژگینوری

معمولی 4-5-2 نور و لیزر نور تفاوتنوری 4-6 های سAاز آشکار

: کابل ی شبکه طراحی پنجم فص+لکابل 5-1 شAبکه طراحی

6

132……………………………………………………………………….138…………………………………………………………………………….…………...139……………………………………………………………………………...140……………………………………………………………………………142………………………………………………………….145……………………………….146....................................148………………………………...………………………………………………………………157……………………………………………………………………………………………….........162……………………………………………………………………………………………………......

مکانیکی 5-2 طراحی های جنبهکننده 5-3 تزویج

عدسی 5-3-1 کننده تزویجسر 5-3-2 به سر کننده تزویج

دائیم 5-4 صورت به نوری فیبرهای اتصالروش 5-4-1 به دائیم صورت به نوری فیبرهای اتصال

جوشی همروش 5-4-2 به دائیم صورت به نوری فیبرهای اتصالشدن قفل

گیری نتیجهخالصه

منابع

7

اول فصل

نوری فیبر با آشنای

8

1-1: تاریخچه و • و آتش مثAل هايAي شيوه از ارتباط برقراري براي نخسAتين انسAان

. است برده بهره آن نظاير و آيينه توسط خورشيد نوAر انعكاس يااز • استفاده بAا آAن داخAل در نور هدايAت براي كانال و لولAه از اسAتفاده

. بود بعدي روش آينه و عدسيقرن • سال 19در در و آAب ي لولAه داخAل در انتقال در 1930خAط

. شد محقق اي شيشه تار داخل در نور هدايت آلمانسAال • نوAع 1958در از اي شيشه بAا اي شيشAه تار اطراف پوشانيدن

سال در و .1960ديگر پيوست حقيقت Aبه ژاپن در نوري تار توليد

9

سAال • نوري 1966از مخابرات در هادي نيمه ليزر كاربرد كنون تAا. است گرفته قرار توجه مورد آمريكا و ژاپن در

سAال • بزرگتر 1970در آرزويAي بAه رسAيدن براي بزرگ موفقيتAیشAد از ؛حاصAل استفاده بار اوليAن براي انگليسAي كوكهام كائAو

محيط عنوان به را .شيشه ساختند مطرح انتشارپهناي • ، نوري فيبرهاي در خالAص هاي شيشAه از اسAتفاده امروزه

را نظيري بي هاي مزيAت و کنAد مAي عرضAه را نامحدودي بانAدآورده وجود به ، آAن از قبAل انتقال ي هAا سAامانه تمام بAه نسAبت

اند.

10

چیست؟ 1-2 نوری فیبرنوری )• تار یAا نوری یک ؛ (Optical FiberفیAبر از بلندی و باریAک رشتAه

از که را نوAری می‌توانAد کAه اسAت پالسAتیک یAا شیشAه مثAل شفاف ماده. کند خارج دیگر سر از شده، وارد آن به سرش یک

معمولی • کابل‌های از باالتAر بسAیار بانAد پهنای داری نوری فیAبرداده‌های و صوت تصAویر، داده‌های می‌توان نوری فیAبر بAا می‌باشAد،

تا باال باند پهنای با راحتی به را انتقال ۱۰دیگر باالتر و ثانیه بر گیگابیتداد.

دلیAل • بAه نوری، فیAبر مخابرات وسیعتر امروزه بان+د در پهنایو مسAی، کابل‌های بAا کمت+ر مقایسAه مخابرات تاخی+ر با مقایسAه در

. می‌شوAد محسوAب اطالعات انتقال ابزار مهمترین از ای ماهوAاره

11

نوری 1-3 های تار : مزایایبودن .8 اشتعال قابل غیرکوچک .9 قطر و کم وزن

پایین .10 اتالفتر .11 آسان نگهداری و نصبقیمAAت .12 بAAا هایAAی فرسAAتنده

کمترپذیری .13 انعطاف

پایین .1 قیمتمناسب .2 کششی استحکاموسیع .3 باند پهنایو .4 تداخAل مقابAل در محافظAتویجزت

الکتریکی .5 کامل السیون ایزومنیتا.6خوردگ .7 مقابل در یمصونیت

12

پایین )1 :قیمتاست • سAیلیکون اکسAید ای شیشAه های تار برای اصAلی ی و ماده

. قیمت نتیجAه در اسAت ماسAه و شAن و سAنگ ، سAیلیکا اصAلی منبAعمی تمام مسAی هاي کابAل از ارزانتAر بسAیار نوري فیAبر هاي کابAل

شود.شفاف • پالسAAتیک از نوری های تار از شوند بعضAAی مAAی سAAاخته

اسAت دسAترس در سAهولت بAه تر کAه ارزان فیAبرنوری از نوع ،ایAناست ای شیشه نوری فیبر .  از

13

مناسب )2 کششی :استحکامخAAط یAAک کششAAی اسAAتحکام ، پالسAAتیکی روکAAش کردن اضافAAه . بیشتAر هAم باز برای ، لزوم صAورت در میکند زیاد را تاری انتقالکابAAAل داخAAAل در فلزی های میلAAAه توان مAAAی اسAAAتحکام کردن

( . کوالر دیگAAر ی کننده محکAAم ی ماده داد قرار ( KevlarپالسAAتیکی . باشد مAAی زیاد اسAAتحکام بAAا ، ترکیبAAی پلیمری تار یAAک کAAه اسAAتنوری تار های کابAAل شیشAAه، شکنندگAAی آشکار طبیعAAت علیرغAAم

. هستند بکارگیری قابل و نیرومند بسیار

14

(3: وسیع باند پهنای

بAAه اطالعات انتقال در آنهAAا توانایAAی ، نوری تار مزایای از یکAAیمAی ، آنالوگ شکAل بAه چAه و دیجیتال شکAل بAه چAه ، زیاد مقداربرای. شده سAAاخته نوع از واحAAد تار یAAک ، مثال عنوان بAAه باشد

میزان بAا را هAا داده توانAد مAی تلفنAی مگAا 4407یعنAی T3خدمات . تار ایAن کند هدایAت ، ثانیAه بر مAی 672بیAت ارسAال را صAوتی کانال

مAی. دسAترس در هAم ایAن از بیAش حتAی ظرفیAت بAا های تار کندباشند.

 

15

ت 4) و تداخل مقابل در ویج:زمحافظت

. الکتریکی جریان هسAتند عایAق ، پالسAتیک یAا شیشAه نوری، های تارتار به کAه خارجAی تشعشعات اثAر در یAا و ارسAالی سAیگنال اثAر در . داخل در نوری موج عالوه، به گذرد نمی آن از ، کنند مAی برخوردبیرون به نوری موج از تعدادی هیAچ بنابرایAن اسAت، محبوس تارتداخل هAا تار سAایر در موجود های سAیگنال بAا کAه کنAد نمAی نشAت . شود. تزویج آن داخل به تار کنار از تواند نمی عکس،نور بر نمایدهای کانال سایر بAا تزویAج و تداخAل از تار یAک کAه گیریAم مAی نتیجAهمحافظت خوبAی بAه ، الکتریکAی خواه و نوری خواه ، ارتباطAی

. باشد شده

16

(5: الکتریکی کامل السیون ایزو

و کنAد حرکAت سAیم طول در مایAل چندیAن توانAد مAی ولتاژ پالAس ) در ) موجود الکتریکAی های ابزار دارد کAه توانAی دلیAل بAه باالخره . خطوط آنهAAا در کAAه هایAAی محیAAط در کند خراب را مسAAیر انتهایتوانAد مAی Aاحتماأل سAیمس ارتباطAی خAط یAک دارنAد، وجود باال ولتاژخسAAارت و کنAAد کوتاه اتصAAال را آنهAAا خطوط ایAAن روی افتادن بAAا . منتفAی هAا تار وجود بAا مسAئله ایAن آورد بار بAه توجهAی قابAل هایزمیAAن. بAAه نیاز نوری تزویAAج کAAه اسAAت ایAAن دیگAAر مزیAAت اسAAت . بAه کند مAی منتفAی را گیرنده و نوری تار ی فرسAتنده بیAن مشترکبدون اسAت، روشAن سAیستم کAه حالAی در تار تعمیAر امکان عالوه،یAAا و فرسAAتنده الکتریکAAی مدار شدن کوتاه اتصAAال احتمال آنکAAه . تعمیAر موقAع در اسAت ممکAن مشکAل ایAن دارد وجود باشAد، گیرنده

. دهد رخ فلزی کابل یک

17

امنیت:6)

. تار چون کنند مAی عرضAه را بودن پنهان و امنیAت از ای درجAه تارهAاسAAازی آشکار ، مزاحAAم AکAAی برای کننAAد، نمAAی تشعشAAع انرژAAی هAAا . مAی تار ، سAیگنال بAه دسAترسی برای اسAت مشکAل ارسAالی سAیگنال . تار یAک اتصAال یAا تار، قطAع شود شکسAته فیزیکAی طور بAه بایسAتی . سAازد مAی ممکAن را پرتAو بAه دسAترسی ، کننده ارسAال تار بAه جدیAدافAت گیرنده بAه رسAیده قدرت ، خAط روی اصAالحاتی چنیAن خالل در . Aاندازه را تضعیAAف ایAAن توانAAد مAAی حسAAاس ی گیرنده یAAک کند AیAAم . در موفقیAAAت دادن بهبود برای دهAد خAAAبر را مزاحAAAم وجود و بگیردنظAر تحAت بایAد مداوم طور بAه سAیستم مزاحمAت ، سAازی آشکار

باشد.

18

خوردگی :7) مقابل در مصونیت

کAAه ای شیشAAه برای ، شیمیایAAی مواد یAAا آAAب دلیAAل بAAه خوردگAAی . هAر بAه اسAت تAر اهمیAت بAی مراتAب بAه اسAت شده مAس جایگزیAن . زیAAر های کاربرد برای کند نفوذ شیشAAه بAAه نبایسAAتی آAAب حالدر را آنهAا کAه گیرنAد مAی قرار هایAی کابAل داخAل در تارهAا ، دریایAی

. کنند می محافظت آب مقابل

19

(8: بودن اشتعال قابل غیر

های حرارت درجAAAه تواننAAAد مAAAی خودشان ، ای شیشAAAه های تار . حرارت درجAه نمایند تحمAل ، شونAد خراب آنکAه بدون را شدیدی

بAه نزدیAک شیشAه 800هایAی تار روی اثری ، گراد سAانتی ی درجAه . نوری های فیAAبر از الکتریسAAیته چون ، همچنیAAن گذارد نمAAی ای

. است پایین سوزی آتش بروز امکان بنابراین ، کند نمی عبور

20

(9: کوچک قطر و کم وزن

باعAث کAه آنهاسAت قطAر بودن کوچAک ، نوری های فیAبر دیگAر مزیAت . و هAAا هواپیمAAا در ویژگAAی ایAAن کنند اشغال کمتری فضای میشود . توجAه بAا نوری های فیAبر دارد بسAزایی اهمییAت فضایAی های سAفینهمسئله دو ایAن که باشند می نیز کمی بسیار وزن دارای کم قطر بAهبسAته قرقره یAک روی هAا فیAبر از زیادی بسAیار طول میگردد باعAث . کابAل و نوری فیAبر بیAن مقایسAه یAک شوند حمAل سAادگی بAه و شده

کAه دهAد مAی نشان حدود 40مسAی وزنAی دارای نوری فیAبر کیلومتAر1 . کAه صAورتی در اسAت قطAر 5/1کیلوگرم بAا مسAی سAیم کیلومتAر

وزن% 32 دارای متر .1میلی باشد می گرم کیلو

21

(10: پایین اتالف

کAم بسAیار مسAی های کابAل بAه نسAبت نوری های فیAبر در اتالفهAر در ، دلیAل همیAن بAه و کننده 120تAا 30بوده تکرار بAه متAر کیلAو

هر در مسی های سیم در که حالی در ، داریم یک 5نییاز متر کیلو . بAه اکنون هAم کAه هایAی فیAبر اتالف شود مAی اسAتفاده کننده تکرار

حدود در ، گیرنAAAد مAAAی قرار اسAAAتفاده مورد معمول 0/2طورDb/km . مختلAAف های موج طول در اتالف میزان ایAAن باشد مAAی

. دارد بستگی عامل چندین به و بوده متفاوت 

22

(11: تر آسان نگهداری و نصب

) سAیستم ) در کAم وتضعیAف کیلومتAر چندیAن زیاد طول بAه توجAه بAاهAAا سAAیستم ایAAن در هAAا کننده تکرار ی فاصAAله ، نوری فیAAبر های . نتیجAAه در اسAAت بیشتAAر مسAAی کابAAل های سAAیستم بAAه نسAAبتمAی انجام کمتری ی هزینAه بAا و تAر سAاده هAا کابAل ایAن تعمیراتمسAی های کابAل بAه نسAبت هAا مفصAل تعداد کAه آنجایAی از و گیردمAی ایجاد سAیستم در اتالف کمAی مقدار مفصAل هAر و اسAت کمتAرمAی تAر آسAان نگهداری و نصAب و بوده کمتAر خرابAی نتیجAه در ، کنAد

باشد.

23

(12: کمتر قیمت با هایی فرستنده

ایAن بر بنAا شونAد مAی اتالف دچار کمتAر نوری های فیAبر در سAیگنالهای فرسAتنده جای بAه تواننAد مAی کمتAر قدرت بAا هایAی فرسAتندهمAAی اسAAتفاده مسAAی های سAAیم برای کAAه باال ولتاژ بAAا الکتریکAAی

. میگردد قیمت در جویی صرفه باعث این و روند کار به ، شوند

24

(13: پذیری انعطاف

آوری تعجAب طور بAه کAه انAد داده نشان نوری های کابAل و تارهAا . کAه هسAتند نرم آنقدر هAا تار بعضAی هسAتند پذیAر انعطاف و محکAم ، شونAد پیچیده متAر سAانتی چنAد فقAط شعاع بAا منحنAی دور بAه وقتAی . دور بAه حمAل و نگهداری موقAع در غالبAأ هAا تار شوند نمAی قطAعپیچیده محکAم ، دارنAد کوچکAی انحنای شعاع چنیAن کAه هایAی قرقره . در کAAه نصAAب از مواردی در هAAا تار انعطاف قابلیAAت شوند مAAی . اسAت توجAه جالAب ، دارد وجود زیادی های پیAچ انتقال مسAیر طولتضعیAف بAا را نور ، هAا تار ، زیاد انحنای شعاع بAا های خمAش برای

پوشی قابل میکنند چشم .هدایت

25

1-4: نوری فیبر معایب

پر  1. بسAیار کوچAک و معمولAی شبکه‌های برای رسAانه نوع ایAن. است هزینه

.2. است  دشوار کاری نوری فیبر‌های نصب

متخصص  3. افراد بAه آAن تجهیزات و نوری فیAبرهای نصAب برای . که افرادی اکثAر تقریبAا مسAی سAیم‌های نصAب در امAا اسAت نیاز

. کنند نصب را آنها می‌توانند دارند زمینه این در کمی آشنایی.4 . است  نیاز مورد زیادی بسیار دقAت نوری فیAبر‌های نصب برای

. زاویه صAورت ایAن در زیرا آن کردن قطAع برای حتAیاختالل دچار ها داده انتقال رونAد و کنAد مAی تغییAر نور شکسAت

. شود می

26

.5 : دهد عبور خود از نمیتوانAد را الکتریکAی توان فیAبر بودن هادی غیAردر اما خواندیAم نوری فیAبر های خاصAیت از را ویژگAی ایAن چAه گAرتوان به نیاز شود تغذیAه بایAد کابAل انتهای ی گیرنده کAه جایدر باید ای جداگانAه هادیAه های کابAل ناچار بAه کAه اسAت الکتریکAی

. شود کشیده اصلی خط انتهایفیبر 6. بودن شکننده نوری فیAبر‌های اشکاالت اصAلی‌ترین از یکAی

. فیبر سAیم، اندازه از بیAش کردن خAم صAورت در اسAت کابAل داخAل . صورتی در خورد نمAی در‌Aد بAه کابAل آAن دیگAر و شکسAته نظAر مورد. کنید تا می‌توانید دارید دوست که چقدر هر را مسی سیم‌های که

27

1-5: نوری فیبر کاربردهای•: مخابرات در فیبر  کاربرد کاربردهای تریAن مرسAوم از یکAی

. است لیزر نور توسط اطالعات انتقال نوری•: حس+گرها در برای  کاربرد نوری فیبر حسAگرهای از اسAتفاده

میدان الکتریکی، جریان ماننAد فیزیکAی کمیت‌های گیری اندازهدریا، آب‌های آلودگAی جابجایAی، حرارت، فشار، مغناطیسAی،سال‌های در ایکAس و گامAا پرتوهای تشعشعات مایعات، سAطح . به نوری فیAبر از حسAگرها، نوع ایAن در شده‌اسAت شروع اخیAرکه ترتیAب بدیAن می‌شود گیری بهره‌ حسAگر اصAلی عنصAر عنوانتغییر گیری اندازه مورد کمیAت میدان تحAت فیAبر ویژگی‌های

. می‌شود پذیر تأثیر کمیت شدت اندازه با و یافته

28

•: نظام+ی در  کاربردهای بی‌شماری کاربردهای نوری فیبرو ارتباط برقراری می‌توان جمله آAن از کAه دارد دفاع صAنایعارتباط موشک‌ها، هدایAAت و کنترل رادار، آنتAAن بAAا کنترل

. ) برد ) نام را هیدروفون زیردریاییها•: پزشک+ی و  کاربردهای بیماری‌ها تشخیAص در فیAبرنوری

آن از کAه دارد فراوان کاربرد پزشکAی در گوناگون آزمایشهاینارسایی‌های شناسAایی سAرطانی، غدد دزیمتری می‌توان جملAهاندازه و دندانپزشکی در اسAتفاده لیزری، جراحAی بدن، داخلAی . در نوری تارهای همچنین برد نام خون و مایعات گیری

  نام بAAه بی+ن دسAAتگاه‌هایی  درون استفاده  آندوس+کوپیAAا و شود فرستاده مثانAه و روده مری، نای، درون بAه تAا می‌شود

. باشد مشاهده قابل مستقیم طور به انسان بدن درون

29

: روشنای+ی در فی+برنوری فیبر  کاربرد کاربردهای جملAه ازپیدا فراوانی رشAد و توسAعه اخیAر سAال چنAد در کAه نوری . این در اسAت روشنایAی سAیستم‌های در آAن کاربرد کرده‌اسAتنور یا و مصAنوعی نور می‌توانAد کAه نوری منبAع از نور فناوری ) طریق ) ایAن از و شده نوری فیAبر وارد باشAد خورشیAد نور طبیعAی . نقطه‌ای هر به نور ترتیب این به می‌شود منتقAل مصرف محل به . امتیاز می‌شود منتقل نمی‌باشAد آAن مسAتقیم تابAش جهAت در کAهاین بAه زیاد توجAه و کارگیری بAه سAریع رشAد موجبات کAه نور ایAنو گرما الکتریسAیته فاقAد کAه اسAت ایAن شده‌اسAت فناوری ) خطر ) بAی و خالAص نور بوده بنفAش ماورای خطرناک تشعشعات ( و گرما بدون روز نور می‌شود فناوری ایAن بAا اینکAه دیگAر و ) غیر نقاط و سAاختمانها داخAل بAه هAم را بنفAش ماورائ اشعه‌های

. کرد منتقل خورشید نور به دسترسی قابل

30

در نوری فیبر کاربرد از نمونه چندروشنایی:

31

: دوم فصل 

نوری فیبرهای فیزیک

32

چیست؟ 2-1 نور: الکترومغناطیس ماهیت

ماکسAول ) کالرک الکترومغناطیسی( : ۱۸۳۱ ۱۸۷۹جیمAز انرژAی نوعAی نور . شود می توصAیف الکترومغناطیسAی امواج عنوان بAه معموال کAه اسAت : فرو تابش ، رادیویAی موج شامAل الکترومغناطیسAی امواج کامAل گسAتردهاشعه و ایکAس اشعAه ، فرابنفAش تابAش ، بنفAش تAا قرمAز از مرئAی نور ، سAرخ

. باشد می گاما: نور کوانتومی ماهیت

بوسیله بیسAتم قرن اول دهAه دو در کAه نور، کوانتومAی مکانیAک نظریAه طبAقانرژی شAد، پیشنهاد بار اولیAن برای بور و انیشتیAن آلAبرت و پالنAکمیدان انرژی نشAر یAا جذب یعنAی اسAت، کوانتیده الکترومغناطیسAی

. " گیرد " می انجام فوتون نام به ای گسسته مقادیر به الکترومغناطیسی

33

مکملی • نظریههویگنس • و نیوتون تعاریAف از اصAولی شامAل نور جدیAد نظریAه

دارد،. ای گانه دو خاصAیت نور کAه شود مAی گفتAه بنابرایAن اسAتآنرا موجی خاصAیت پراش و تداخAل مثAل هAا پدیده از برخAیپدیده ، فوتوالکتریک پدیده ماننAد دیگAر برخAی و دهAد مAی نشان

. هستند ... توضیح قابل نور ای ذره خاصیت با و کامپتون

34

چیست؟ نور واقعی تعریفمدل یا شده شناختAه جسAم نداریAم، نور برای دقیقAی تعریAف . هر فهAم نیسAت الزم ولAی ندارد وجود باشAد آAن شبیAه کAه مشخAص . نظریه و الکترومغناطیسAی نظریAه باشد مبتنAی شباهAت بر چیAزکنند مAی ابهام بدون و نامتناقAض نظریAه یAک ایجاد باهAم کوانتومAی . درباره ماکسول نظریAه کنند مAی را نوری های پدیده تمام کAهکوانتومی نظریAه کAه حالAی در کنAد مAی بحAث و نور انتشاردهد مAی شرح را آAن نشAر و جذب یAا ماده و نور برهمکنAشکوانتوم که جامعAAی نظریAAه ، نظریAAه دو ایAAن ازآمیختAAن . های نظریه چون گیرد مAی شکAل دارد، نام الکترودینامیAکبه مربوط های پدیده بر عالوه کوانتومAی و الکترومغناطیسAیمنصفانه کننAد مAی تشریAح نیAز را دیگAر های پدیده از بسAیاری تابAشدر الاقل را امروز تجربAی مشاهدات کAه کرد فرض توان مAی . شده شناخته کامال نور طبیعAت اسAت جوابگAو ریاضAی قالAب

چیست؟ نور واقعیت که هست پرسش این هم باز اما است،

35

نور 2-2 قوانین و :تعاریف2-2-1: شکست ضریب

با برابر فضAا در نور سAیر باشد 299792سAرعت مAی ثAانیAه در کیلومتAربAا برابر را آAن تAقریبأ سرعت m/s 8^10*3که ایAن که میگیرنAد نظAر در( فرکانAس عامAل دو )fبAه موج( طول آنها( λو بیAن کAه دارد بسAتگی

. است برقرار زیر روابط=c / ƒ λ یاC= f.λ

می وارد شیشAه ماننAد هادی غیAر و عایAق محیAط یAک بAه نAور کAه هنگامAیمقدار برابر و کمتAر فضAا در نور سAرعت از آAن سAرعت می Vشود

.، جدید محیAط در نور سAرعت بAه فضAا در سAیر سAرعت نسAبت شودبا را شکسAت ضریAب اگAر و اسAت محیAط آAن شکسAت ضریAب nبرابر

: داشت خAواهیم ، دهیم نشانn=c / v 

36

اجسام 

شکست ضری++ب(n)

هوا 

1تقریبأ =

آب 

1.33

اتیلیک الکل 

1.36

کوارتز 

1.46

شیشه 

1.5

الماس 

2.42

مختلف nمقدار های محیAط بAرایاز را آن توان ومAی کنAد مAی فرق

که n=√εrرابطAه آورد دسAت rبAهε میدان عبور از ممانAعت میزان

ضریب بAه کAه اسAت الکتریکAیمعروف الکتریکی پذیری نفوذ

. مقدار باشد از nمAی بعضی براینشان رو به رو جدول در ، اجسام

. است شده دادهبه محیطAی هAر در نور سAرعتمحیط آAAن شکسAAت ضریAAبضریب چAه هAر و دارد بسAتگیباشد کمتAAر محیAAط شکسAAت

موج طول همچنین و نور سAرعت. شود می بیشتر محیط آن در

37

وانکسار :2-2-2 انعکاس ، تابش های پدیده

تابانیم مAی محیAط دو جدایAی سAطح بAه را نور شعاع یAک کAه زمانAییAا) بازمی( incidenceتابAش اول محیAط داخAل بAه آAن از قسAمتی ،

یAا ) انعکاس شکسته( reflectionگردد نورانAی شعاع ایAن ی بقیAه و ( یا انکسAار شود مAی وارد دوم محیAط بAه و ،( refrectionشده

اختالف به بسAتگی محیAط دو جدایAی سAطح در نور انکسAار میزان . دارد محیط دو در نور سرعت

کAه ایAن فرض بAا انکسAار و انعکاس ، تابAش های ، N2>N1پدیده باشد. شدهاند داده نشان بعد شکل در

38

39

اسنل :2-2-3 قوانین

عنوان به کAه تابAش و شکسAت ی زاویAه ، شکسAت ضریAب رابطAهگردد : می بیان زیر صورت به ، شوند می شناخته اسنل قوانین

هم- 1 بAا محیAط نوع هAر برای تابAش ی زاویAه و انعکاس ی زاویAهبرابرند.

Ɵ1=Ɵrفصل 2- بر عمود خAط و شکسAت ، منعAکAس ، تابAش های شعاع

بر صفحه ایAن کAه دارنAد قرار صAفحه یAک در محیAط دو مشترک. است عمود محیط دو جدایی صفحه

40

به- 3 تابAش ی زاویAه سAینوس نسAبت ، مشخAص محیAط دو برایضریب را ثابAت مقدار اسAتین ثابتAی مقدار شکسAت ی زاویAه سAینوس

حرف با را آAن و می‌نامند اول محیط به نسAبت دوم محیط nشکسAت. دهند می نمایش

n=Sini/SinR Sini/SinR=n2/n1 => n1.Sini=n2.SinRحرکت مسAیر کنیAم عوض را تابAش جهAت اگAر نور بازگشAت اصAل طبAقاز را نوری ، شکست شعاع امتداد در اگAر یعنAی شود نمAی عوض نور

n2 قبلی تابAش شعاع بر جدیAد شکسAت شعاع ، بتابانیAم قبلAی محAل بAه. کند می عبور قبلی مسیر همان از نور و بود خواهد منطبق

41

محیط 2-3 دو در نور تاب+ش مختل+ف های حال+ت(:n1›n2مختلف)

تابش ی زاویAه و نباشAد عمودی صAورت بAه تابAش شعاع زاویه ƟiاگAر وشکست همواره ƟRی ، .) Ɵi<ƟRباشد شکل بود (1خواهد

تابAش- 3 ی زاویAه شکسAت ƟiاگAر ی زاویAه ، کنیAم بزرگتAر نیز ƟRرای زاویAه کAه کنیAم زیاد آنقدر را تابAش ی زاویAه اگAر ، یابAد مAی افزایAش

مسAاوی بشود 90شکسAت نور( ƟR=90)درجAه انکسار حالAت ایAن در ،که تابAش ی زاویAه ایAن دهAد،بAه مAی رخ کلAی انعکاس و ندارد وجود

برابر را شکسAت ی با 90زاویAه را وآAن گوینAد بحرانAی ی زاویAه میکنAدƟc(. شکل میدهند (2نشان

شود- 4 بیشتر بحرانAی ی زاویAه از تابAش ی زاویAه (Ɵi>Ɵc)اگAرو گردد می باز اول محیAط بAه تAابAش شعاع و دهAد مAی رخ کلAی انعکاساین کAه شود نمAی سAاطع خارج بAه نوری محیAط دو مشترک سAطح ازبدان نور انتقال جهت نوری های فیAبر در کAه اسAت آلAی ایده وضعیAت

شکل. ) (3نیازمندیم

42

N2N1‌‌

43

نوری :2-4 فیبر در نور انتقال ) می ) عبور غالف پوAشAش و مغزی قسAمت دو از نوAری فیAبر کابAل در نور . شکست ضریAب دارند متفاوتAی های شکسAت ضریAب کدام هAر کAه کنAد

پوشAش n1 مغزی شکسAت ضریAب که n2و نحوAی باشAد،بAه n1مAیاز .n2بزرگتر باشد می

از نور که اسAت حالتAی ماننAد عینAأ شود مAی مغزی داخAل نور کAه هنگامAی . به نور برخورد از پAس شود مAی تابیده رقیAق AطAمحی بAه غلیAظ محیAط ) ( Aمحیط بAه و شده منعکAس ، پوAشAش و مغزی AطAمحی دو مشترک فصAلترتیب همیAن بAه و گردد مAی باز ، اسAت نوAری فیAبر مغزی همان کAه اول

. رسد می فیبر انتهای به مسیر طول در Aانعکاس ها بار از پس

44

ی زاویAه کAه داشAت توجAه ی ƟiبایAد زاویه از بزرگتAر حالAت ایAن درƟc( ) اگAر و باشAد مAی بحرانAی ی نور Ɵcاز ƟiزاویAه ، باشد کمتAر

فیبر در و کرده عبور وپوشAش مغزی بیAن مرز از شده تابیده. گردد نمی منتقل

صورت بAه توان مAی را نوری فیAبر در نور انتقال شرط بنابرایAنƟc‹Ɵi : .نوشت توان می اسنل قانون به توجه با نوشت

n1.sinƟc=N2 <= sinƟc =N2/N1

45

پذیرش :2-5 ی زاویه

آن در نور اگAر کAه دارد وجود مشخصAی ی محدوده فیAبر هAر برایشد خواهد منتقل آن طول در شود، فیبر وارد محدود

فیبر بAه بAه شده تابیده نور کAه اسAت ای زاویAه ، دیگAر عبارت بAهفیبر بAه ورود از پAس کAه طوری بAه کنAد ایجاد طولAی محور بAا بایAدفیبر داخAل بAه تمامAأ و بشکنAد خارجAی پوشAش و مغزی مرز در . نوری فیبر ورودی بر عمود خAط نسAبت زاویAه ایAن شود منعکAس

نام به مخروطی پزیرش تشکیل .مخروط دهد می

46

47

سوم فصل

نوری فیبر ساختمان

48

نوری :3-1 فیبر ساختمان• : AشAپوش و هسAته شود مAی تشکیAل اصAلی بخAش دو از نوری ساخته( تار

) و ، گداخته سAیلیکای شیشAه مثال نوری شفاف ی ماده یAک از شدهروکش.

• . رود می کار بAه نور هدایAت برای و دارد قرار نوری تار مرکAز در هسAتهشکست ضریAب زیرا ، است پذیAر امکان هسته داخل در فقط موج هدایAت

پوشAش n1هسAته شکسAت ضریAب . n2از انعکاس با هAا مAد اسAت تAر بزرگ. مانند می باقی هسته درون ، پوشش و هسته فاصل حد در مداوم کلی

می • بر در مسAتقیما را AشAپوش سAطح کAه اسAت ای الیAه حقیقAت در روکAش .، یکدیگر بAه هAا تار اتصAال یAا و تار خارج یAا داخAل بAه نور تزویAج بAرای گیرد

. کرد جدا آن از را روکش بتوان بایستی

49

تشکیل • پالسAتیکی ی الیAه چندیAن از توانAد مAی کAه ایAن ضمAن روکAشیا لختAی گونAه هیAچ بدون را تار طول تمام بایسAت مAی ، شود

. بپوشاند یکنواخت شکل به ، آن ضخامت در تغییراتینشانه • لزوم صAورت در و رنگAی نمای دارای اسAت ممکAن روکAش

. شکست ضریAب از ، روکAش شکسAت ضریAب باشد حAلقوی هایداخل بAه ناخواسAته شده وارد نAور بنابرایAن و ، اسAت بیشتAر پوشAشمی جذب آAن پAالسAتیک داخAل در متAر چAندیAن طAی از پAس پوشAش

شود.• : هسAته نوری تار شکسAت ضرایAب از هایAی پوشش 1.48نمونAه ،

روکش 1.46 ،1.52 و • خارجAی آثار مقابAل در را نوری تار بایAد مکانیکAی نظAر از روکAش

متری میکرو حد در را آAن اسAت ممکAن کAه شیAء بر جذبAی های نیرو. کند محافظت ، شوند اضافی تضعیف سبب و کرده خم

50

51

3-2: گداخته سلیکای خصوصیات

که ایAن یعنAی اسAت رونAد یAک محیطAی ، گداختAه سAیلیکای شیشAه. است برابر جهات تمام در آن فیزیکی خواص

. به اسAت روشAن کامال ، حرارت درجAه سAریع تغییAر بAا آAن رفتارنهایت بAی و خطAی حرارتAی انبسAاط ضریAب بودن دارا ی واسAطهای العاده فوق نحو بAه ، حرارت درجAه تغییرات مقابAل در کوچAک،

. است مقاوم

سلیکای شیشه مشخصات

مشخصه واحد مقدارYچگالی g / cm2 2/2

یانگ Eضریب N / mm2 72500برشی Gتنش N / mm2 30000

ضریب انبساط حرارتی

- K 1 -7 10 * 5/5

52

نوری :3-3 فیبر انواعهای • سAال طAی نوری فیAبر کابAل سال 1970اولیAن اواخAر 1980تAا

. فیبر کابAل ، بعAد سAال داشت پایینAی تقریبAا اتالف کAه شAد سAاخته . طور به شد ساخته باال باند پهنای و تر پایین اتالف با مدی تک نوریکه نمود بندی دسته جهت چند از توان می را نوری فیبر کابل ، کلی

: از عبارتندآن 1. از گذرنده اشعه نظر از نوری فیبر کابل انواعنظرحفاظت 2. از نوری فیبر کابل انواعاستفاده 3. محل نظر از نوری فیبر کابل انواعسازنده 4. ماده نظر از نوری فیبر کابل انواع

53

فیبر انواع:نوری

حالتAه( 1 تAک : آن از گذرنده اشعه نظر شکست( 1از ظریب با حالته چند

ای پلهحالته( 2 چند

تدریجی( 2 شکست ظریب با حالته چند 1 )Loss Buffer

: حفاظت نظر از 2 )Tight Buffer

1 )In Door : استفاده محل نظر Out Door( 2از

3 )Out Door- In Door شیشه(1

: سازنده ماده نظر پالستیک( 2ازپلیمرسخت( 3

54

نظر 3-3-1 از نوری فیبر کابل انواع: آن از گذرنده اشعه

که • دارد وجود نوری فیبر نوع دو نور انتقال ی شیوه نظر ازحالته : ) چند های فیبر از ،( Multi Mode Fiber or MMFعبارتند

حالته ) تک های فیبر در( Single Mode Fiberو ادامه در که ،. شود می داده توضیح ، کدام هر های ویژگی و انواع مورد

55

حالته : تک فیبر

قطAر بAا و ای شیشAه مغزی بAا . 10تAا 8.3فیAبری باشد می میکرونانتقال روش یک فقAط دارد کAه کمAی قطAر دلیAل بAه حالتAه تAک فیAبر . ) چند) فیAبر از آAن بانAد پهنای دارد وجود آAن در مسAتقیم صAورت بAهباریک طیفAی پهنای بAا نور منبAع یAک بAه نیاز امAا اسAت تAر باال مدی

دارد.داشته حالتAه چنAد بAه نسAبت تری باال انتقال سAرعت حالتAه تAک فیAبر

از بیش می 50و قرار ما اختیار در را حالته چند فیبر فاصله برابر . کوچک. قطAر اسAت بیشتAر نیAز اش هزینAه دلیAل همیAن بAه دهدپالس افتادگAی هAم روی از ناشAی تغییAر هAر فیAبر نوع ایAن در مغزیسرعت بیشتریAن و تضعیAف کمتریAن و برده بیAن از را نورانAی های . تک فیAبر آورد مAی فراهAم ای داده انتقال نوع هAر برای را انتقال

بیAن های موج طول اسAت قادر را 1320nmتا 1300nmحالتAه. دهد انتقال

56

حالته : چند فیبر

قطر • کAه اسAت ای شیشAه مغزی بAا نوری فیAبر کابAل نوعAیبیAن آAن ) 100تAا 50متداول . ترین متداول باشد مAی میکرون

( 62.5قطAر در باالیی بانAد پهنای حالتAه چنAد فیAبر اسAت میکرونمسافت ) تAا حداکثAر متوسAط فواصAل در و زیاد های 2سAرعت

. دهد( می قرار ما اختیار در کیلومترطول • با و متعدد های مسAیر در نورانAی های فیAبرموج نوع ایAن در

بیAن . 1300تAا 850موج فیبر نوع ایAن شوند مAی پراکنده نانومتAرشدن تقسیم زیرا شود نمAی اسAتفاده طوالنAی های مسAیر برایباعث اسAت ممکAن دور فواصAل در متعدد های مسAیر در نورانتقالی ی داده نتیجAه در و شود نهایAی دریافAت در سAیگنال تغییAر

. باشد کامل نا یا و نامعلوم

57

حالته : چند های فیبر انواع

ای- :1 پله شکست ضریب با حالته چند فیبراز • تAر باال قطAر بAا بزرگ مغزی . 100یAک ضریب دارد میکرون

. ممکن اسAت ثابAت و یکنواخAت آAن جای همAه در مغزی شکسAتبقیه و مسAتقیم مسAیر یAک در نوری های اشعAه از تعدادی اسAتآن فیAبر پوشAش کAه ، یابنAد مAی انتقال آAن در زیگزاگ صAورت بAه

. گرداند می بر داخل به را ها

58

تدریجی- :2 شکست ضریب با حالته چند فیبرکه اسAت شده سAاخته تدریجAی شکسAت ضریAب بAا مغزی یAک ازفصل تAا فیAبر محور از آAن مغزی شکسAت ضریAب تغییرات . ضریب یعنAی شود مAی کAم تدریAج بAه آAن پوشAش و مغزی مشترکولی کنAد مAی تغییAر آAن شعاع از تابعAی صAورت بAه مغزی شکسAت

ثابAت مقدار همان غالف شکسAت . n2 ضریAب نحوه ماند می باقAی. است شده داده نشان بعدی شکل در فیبر نوع این در انتشار ی

 

59

60

حفاظت 3-3-2 نظر از نوری فیبر کابل انواع:

فیبر های کابAل ، خارجAی های نیرو از فیAبر حفاظAت نظAر نقطAه ازنوع دو به .Tight Bufferو Loss Buffer نوری شوند می تقسیمLoss Buffer: سAاخت قطر Loss Bufferدر کAه پالسAتیکی ی لولAه یAک داخAل فیAبر ،

، است فیAبر خود از تAر بزرگ ای مالحظAه قابAل طور بAه آAن درونAی . با معموال فیAبر اطراف و پالسAتیکی ی لولAه درون گیرد مAی قرار . است آزاد ژAل ایAن داخAل فیAبر کAه شود مAی پAر ژلAی ی ماده یAک

Loss Buffer خارجی مکانیکAی های نیرو برابر در را فیAبر حدودی تAا ، فیبر اطراف در ژAل وجود دلیAل بAه همچنیAن و کنAد مAی محافظAتقابل طور بAه انقباض و انبسAاط نتیجAه در و سAرما ، گرمAا برابر در

. است ایمن ای مالحظه

61

Loss Buffer های کاربرد ، بیرونی های محیAط در نصAب برای معموال. شوAد می استفاده خاک زیر در و کانالی ، هوایی

:Tight Bufferیک ، شود مAی دیده نیAز بعAد شکAل در کAه گونAه همان کابAل نوع ایAن درفیبر بوAدن آزاد از مانAع و دارد وجود فیAبر بAه چسAبیده پالسAتیکی روکAش . مناسب بسAیار شبکAه اجزای بAه اتصAال برای روکAش نوع ایAن شود مAی . های فیبر کند مAی جلوگیری فیAبر شکسAتن از روکAش ایAن زیرا اسAت

Tight Buffer تغذیه منابAع ، سAاختمان داخAل های کاربرد برای اغلAب. شوند می برده کار به عمومی های کاربرد و مرکزی های ساختمان

62

63

محل 3-3-3 نظر از نوری فیبر کابل انواعاستفاده :

شده گرفته نظAر در فیAبر روکAش نظAر از نیAز دیگری بندی تقسAیماز : است عبارت که ، In Doorاست Out Door

In Door:قابلیت ایجاد سAبب ایAن و دارد نازک پالسAتیکی پوشAش یAکمحیطی های فشار برابر در امAا شود مAی آAن برای انعطافداخل های کار برای دلیAل همیAن بAه دارد کمAی پایداری و اسAتقامت . در هستند مAد مالتAی معموال و شود مAی اسAتفاده آAن از سAاختمانیبه نیازی ونAه کردن آAب ضAد بAه نیازچندانAی نAه کابلهAا نوع ایAن

. کردن دار زره و استحکام افزایش

64

برابر در حفاظت درجهAت اقداماتAی بایAد کابلهAا ایAن مورد درموادی از باید اینکAه ضمAن گیرد صAورت تصAادمات و جوندگانسمی بخارات سAوزی آتAش بروز صAورت در کAه گردد اسAتفاده

. حدود در کابلهAا ایAن طول نکند است ۳۰۰ایجاد الزم و اسAت متAربه کابAل هAر انتهای معموال باشنAد انعطاف قابAل و سAبک کAه . در که فیAبرهایی شود مAی وصAل جداشدن قابAل کانکتورهایمعرض در معموال شده استفاده جمپAر عنوان بAه کار محیAط

گیرند . می قرار شکستگی

65

out Door:آن روکAش جنAس ، کاربرد نسAبت بAه کAه اسAت ضخیمAی پوشAش دارای . کمی انعطاف کابAل ضخیAم پوشAش ایAن داشتAن دلیAل بAه کند مAی تغییAراز طوالنی های مسAیر و بیرونAی های محیAط در کشAی کابAل برای و دارد

. شود می استفاده آن:ا کرد اشاره زیر موارد به توان می کابل نوع این ویژگیهای زاز • محیطی رطوبت درصد ۱۰۰تا ۹۰تحملبین -• دمایی محدوده سانتیگراد ۸۰تا +۴۰تحمل درجهخورشید • نور مقابل در کابل ژاکت استهالک یا تجزیه عدم

66

ممکن • شعاع کمترین تا خمش مقابل در باال پذیری انعطافشدن • ور شعله مقابل در مقاوم بسیار پوششباال • فشار تحمل قابلیتباشند • نداشته عالقه آن به موش مثل ها جونده که پوششی

خود نوری های اند :out Doorکابل نوع چندطوالنی- :۱ زیرخاکی باز فضای کابلهای

باالی مدی تAک فیAبرهای از بسAیاری شامAل گروه کیلومتAر ۱۰۰ایAنو دهنده استحکام تجهیزات ودارای ضدآبنAد کابلهAا ایAن شود مAی

. دارند زره

67

٢: ا+قامتگ+اهی- زیرخاکی+ باز فض+ای کابلهایشAوند مAی اسAتفاده قبAل دسAته بAه نسAبت کمتری مسAافت در کابلهAا نوع ایAنهم هAا کابAل نوع ایAن باشAنAد مAی مدی چنAد نوع از وهAم مدی تAک نوع از هAم و Aقبلیست دسAته از کمتAر آنهAا اسAتحکامی تجAهیزات AیAول باشنAد آAب ضAد بایAدداده عبور کانالها یAا فوالدی های لولAه Aدرون از معابر در Aچون AیAفAطر از

. شوند دار زره شAهری بین کابلهای مانند نیست الزم دیگAر شوند میهوایی+- ۳ باز فضای :کابلهای

غالبا کابلها ایAن باشنAد مقاوم بسAیار AشAکش مقابAل در بایAد کابلهAا ایAن Aفیبر بAه AشAکش نیرAوی AدنAش وارد از جلوگیرAی برای ای جداگانAه تجهیزات

. باشند می

68

کابل- ۴ از اس+تفاده ب+ا هوای+ی باز فضای Earthکابلهای: قوی فشار دکلهای

از استفاده نوری فیAبرهای انتقال برای معمول مکانهای از یکAیکابAل درون Earthفضای معموال که اسAت قوی فشار دکلهای

۱۳خطوط از ۲ جلوگیری جهت اغلAب باشنAد مAی ولAت کیلAوکابل گذرد مAی دکAل رأAس از کAه کابAل باالتریAن Earthخرابکاری

کابلها نوع ایAن می Optical Ground Wire(OPGW)اسAت نامیده.شوند

69

دریایی- :۵ زیر کابلهایفیبر سAازی کابAل نوع تریAن مشکAل دریایAی زیAر کابلهای سAاختنوع این برای زیادی چالش شور آب زیاد فشار تحمل اسAت نوری

کابAل نوع ایAن از لذا شود مAی محسAوب بیشتر ۲۰تAا ۶کابلهAا نوعمشکالت . دیگر کابلهای زیاد بسAیار تنوع خالف بر نیسAت موجود

توان کننده تأمیAن الکتریکAی کابلهای و repeaterنگهداری هامی موضوع های پیچیدگAی بAه نیAز مسAیر طول فایرهای آمپلAی

افزاید.

70

ی 3-3-4 ماده نظر از نوری فیبر کابل انواعسازنده :

فیبرنوری کابAل نوع سAه از بیشتAر ، نوری فیAبر های شبکAه در : پالسAتیکی نوری فیAبر کابAل از عبارتنAد کAه شود مAی کابل اسAتفاده ،

ای شیشه نوری سخت فیبر پلیمر با فیبرنوری وکابلای شیشه نوری فیبر :(Glass Optical )کابل

یک شامAل اسAت نازکAی بسAیار ی رشتAه ای شیشAه نوری فیAبرشعاع بAا هسAته نام بAه عایAق و جامAد ی شکست aاسAتوانه ضریAب و

n1 خارجی ی الیAه یAک توسAط و شود مAی نامیده نیAز فیAبر مغزی کAهقطAر بAا پوشAش نام بAه عایAق و شکست n2 (n2<n1)جامAد ظریAب و

d. گویند می نیز فیبر غالف را پوشش ،این است شده احاطه

71

های ناپیوستگی از ناشAی پراکندگAی اتالف کاهAش باعAث غالفنیز را فیAبر مکانیکAی تحمAل قدرت و شود مAی مغزی سAطحبه خارجAی عوامAل جذب و ورود از همچنیAن ، دهAد مAی افزایAش . ی محفظه یAک در را هAا فیAبر کند مAی جلوگیری مغزی سAطحفیبر مقاومAت تAا دهنAد مAی قرار محافAظ روکAش نام بAه پالسAتیکی . مانع روکAش ایAن یابد افزایAش مکانیکAی های تنAش برابر در نوری

. شود می آن سطح خراشیدگی و فیبر شکل تغییر

72

. که ای شیشAه اسAت شیشAه از هAا فیAبر ایAن پوشAش و مغزی جنAسدی جنس از و شفاف و خالAص بسAیار رفتAه کار بAه هAا فیAبر ایAن در . و اتالف کمترین هAا فیAبر ایAن اسAت کوارتAز یAا سAیلیکون اکسAیدپهنای دارای و دارند نوری های فیAبر بیAن در را قیمAت بیشتریAن . ، محلی های شبکAه در ای شیشAه های فیAبر باشند مAی بیشتAر بانAدبرای موج طول بهترین و شونAد مAی اسAتفاده مخابراتAی و شهری

ها آن در ها داده .1300ارسال است متر نانو

73

پالستیکی نوری فیبر (:plastic clad optical)کابلپالستیک ، اسAت پالسAتیک جنAس از هAا کابAل ایAن پوشAش و مغزی

جنس از معموال ، PMMA (Poly Methy1 Methacrylate)مغزی. است شده پوشیده فلوروپلیمر الیه یک با که باشد می

فیبر دیگAر بAه نسAبت بیشتری بسAیار ضخامAت پالسAتیکی های فیAبرهAا فیAبر ایAن اغلAب ضخامAت ، دارنAد ی 1000هAا اندازه و میکرومتر

آنها مغزی یا .980هسته باشد می متر میکرو

74

کثیف اندکAی فیAبر انتهای اگAر حتAی ، زیاد ضخامAت ایAن وجود بAااز خارج اندکی نور محور اگAر یAا و باشAد دیده آسAیب یAا ، شدهبه و باشAد مAی پذیAر امکان اطالعات ارسAال همچنان ، باشAد مرکAز . فیبر در اسAت آسAان بسAیار هAا فیAبر نوع ایAن نصAب کار دلیAل همیAننور ارسال پالسAتیکی نوری های فیAبر ماننAد ، زیاد ضخامAت بAا های

تا . 96را شود% می انجام هسته توسطنوری های فیبر در گیرنده و فرسAتنده های ماژول منبAع برای

یAک از معموال می 650قرمAز ) ( LEDپالسAتیکی اسAتفاده متAر نانAو. شود می شبکه در هزینه کاهش باعث امر این که ، شود

75

، ای شیشAه نوری هAای فیبر بAا مقایسAه اتالف در هAا میزان فیبر درپالسAتیکی نوری اس+ت ی برای بیش+ت+ر ها فیAبر ایAن دلیAل همیAن بAه و

از تAر طوالنAی هAای مسAافت در اطالعات مناسب 50ارسAال متAر. شود می استفاده Aخانگی های شبکه در ها آن از اغلب و نیستند

خمیدگی و ارتعاش برابر در AتیکیAپالس نوری فیAبر کAه ایAن بAه توجAه بAاو ها قطار در ، آAن معمول های کاربرد بر عالوه اسAت مقاوم

. شود می استفاده نیز ها اتومبیلپالسAتیکی های فیAبر دیگAر ک+م مزیAت وزن و در س+بکی هAا آAن

. است داده انتقال های کابل سایر مقابل

76

سAه مغزی بAه هAا فیAبر ای ایAن پله شکس+ت ضری+ب ، ص+ورتای پله چن+د شکس+ت ضری+ب تدریج+ی، شکس+ت ، ضری+ب

. در شود مAی از بیشت+رسAاخته پالستیکی مغزی بAا های فیAبرای پل+ه روش روش اما ، شود مAی اسAتفاده داده انتقال برای

باال حجم بAا اطالعات ارسAال و باال های سAرعت برای تدریجAی. است مناسب

هر از اطالعات ارسAال برای ای پلAه چنAد سAاختار بAا های فیAبر در . ساختار ایAن در شود مAی اسAتفاده تدریجAی و ای پلAه اصAل دومی تAر آسAان بسAیار انبوه تولیAد و کرده پیدا افزایAش بانAد پهنای .، پالستیکی های فیAبر در داده ارسAال موج طول بهتریAن شود

موج .650طول است نانومتر

77

پالستیکی نوری فیبر کابل های : کاربردخانگی- 1 های شبکهتصویری- 2 و صوتی تجهیزات رابط3) اتوماسیون- ) صنعتی تجهیزات کنترلها- 4 ماشین و ها قطار های شبکهدور- 5 راه از سنجشانتقالگر- 6 وسایل کنترلهنری- 7 های جلوه در استفادهپزشکی- 8 های کاربرد 

78

ماشین • صAنایع در و ژاپAن در ابتدا پالسAتیکی نوری های فیAبرتوجه مورد ارتباطات صAنایع در سAپس و شدنAد اسAتفاده سAازی

. گرفتند قرارچیست؟   پالستیکی نوری فیبر به زیاد عالقه دلیل

نوری- 1 فیبر های شبکه برای پایین قیمت به نیازباال- 2 دوام و استحکاماستاندارد- 3 13994bتصویبگوناگون- 4 های کاربرد

79

ها- 5 کانکتور آسان نصبارزان- 6 های گیرنده و فرستندهآسان- 7 نگهداری و تعمیرکانکتورهای- 8 به نسAبت آAن کانکتورهای کوچAک ی اندازه

ای شیشه فیبرنوریارتعاش- 9 و نوسان ، ضربه مقابل در پذیری انعطاف

ای- 10 شیشه نوری های فیبر به نسبت کمتر امنیتی مشکالت

80

پولیمرسخت پوشش با نوری –Hard)کابلPolimerCladFiber):

از نوری های کابAل نوع ایAن عنوان پالس+تیکدر پوشش بAهاز فی+بر عنوان س+یلیکا شیش+هو گردیده مغزیبAه استفاده

نوری. های فیبر از کمتAر هAا فیAبر ایAن در اتالف میزان اسAتهمچنین ، اسAت ای شیشAه نوری های فیAبر از بیشتAر و پالسAتیکیاز کمتر و پالسAتیکی های فیAبر از بیشتAر آنهAا بانAد پهنای و قیمAت

. باشد می ای شیشه های فیبراست بزرگ هAا فیAبر نوع ایAن در ، عددی ی روزنAه و مغزی چونکرد متصل پاییAن قیمAت بAا نوری های ماژول بAه را فیAبر توان مAینوری های فیبر از تAر صAرفه بAه مقرون را هAا فیAبر ایAن نتیجAه در کAه . از بیشتر هAا فیAبر ایAن بانAد پهنای چون همچنیAن کند مAی ای شیشAهمسافت تAا اطالعات ارسAال برای ، اسAت پالسAتیکی های فیAبر

100. کرد استفاده آنها از توان می متر

81

کانکتوAرهای از استفاده دلیAل بAه هAا فیAبر ایAن کردن سAمبل کار) crimp&cleaveنوAع از کمتر کوتاه بسAیار زمان در و آسAانی بAه ،3

دوتایی( کانکتوAر یAک برای پالیAش زدن چسAب عملیات بدون و دقیقAه . شود می انجام

هایی شبکAه برای بیشتAر ، سAخت پولیمAر پوشAش بAا نوری فیAبر کابAل ازشبکه ماننAد ، اسAت کAم آنهAا طول و دارنAد باال سAرعت بAه احتیاج کAهدر کابل ایAن از همچنیAن ، شود مAی اسAتفاده هAا کارخانAه و اداری های ، نما طیAف و چراغانAی های سAیستم ، پزشکAی و صAنعتی تجهیزاتموسیقی های سAالن در تصAویر و صAدا انتقال و آهAن راه های واگAن

. شود می استفاده

82

سخت : پلیمر پوشش با نوری فیبر کابل خصوصیاتآسان • اسمبل

پایین خمیدگی •اتالفباال عددی ی •روزنه

داده انتقال های دستگاه پایین •قیمتداده ) ارسال موج طول (850•بهترین نانومتر

83

میشود؟ 3-4 ساخته چگونه فیبرنوری

. اگر میشود سAاخته خالAص بسAیار شفاف شیشAه از فیAبرنوریعبور خود از را نور که شفاف محیطAی بعنوان را پنجره شیشAهنور شیشه، در ناخالصAیها وجود بدلیAل بگیریAم، نظAر در میدهAد . در که ای شیشAه بهرحال نمیکند عبور تغییAر بدون و کامAل بطوربرای رفته بکار شیشAه بAه نسAبت میرود، بکار فیAبرنوری سAاخت . شرکت یAک توصAیف دارد کمتری بسAیار های ناخالصAی پنجرهبکار آن سAاخت برای کAه ای شیشAه از فیAبرنوری کننده تولیAد : شیشه از اقیانوسAی سAطح روی اگAر اسAت اینصAورت بAه میرودچندین عمAق میتوانیAد بایسAتید، فیAبرنوری سAاخت در رفتAه بکار

!!! ببینید بوضوح آنرا مایلی

84

: شود طی زیر مراحل بایستی فیبرنوری ساخت برایشده- ۱ تعین پیش از ای شیشه استوانه یک ساختشده- ۲ آماده استوانه از فیبر کشیدن۳. شده- تولید فیبرهای آزمایشای- ٤ شیشه استوانه ساخت

85

موسوم روندی طAی اسAتوانه سAاخت برای اسAتفاده مورد شیشAهتولید MCVDبAه بخار بAا شیمیایAی شده تعدیAل سAازی رسAوب یAا

میشود.روش سیلیکون MCVDدر کلرایAد محلول میان از اکسAیژن

SiCl4(( ))ژرمانیوم کلراید ،GeCl4. میجوشد شیمیایی مواد دیگر وو فیزیکی ویژگیهای شده، حسAاب و دقیAق بسAیار مخلوط ایAن ( . ضریب شکسAت، ضریAب ازجملAه دارد گوناگونAی اپتیکAی

) … و ذوب نقطه انبساط،

86

:MCVDفرآیند استوانه ساخت برایحرکات با مخصAوص ماشیAن یAک بوسAیکه گاز بخارهای سAپسهدایت کوارتAز لولAه یAا مصAنوعی سAیلیس لولAه یAک بداخAل دورانAی . ماشین، چرخAش حیAن در گویند آبکاری عمAل ایAن بAه کAه میشود . حرارت میکند حرکت پاییAن و باال بAه لولAه بیرون در مشعAل یAک

: بیفتد اتفاق چیز دو میشود باعث مشعل، از ناشی زیاد بسیاراکسید دی میدهنAد، واکنAش اکسAیژن بAا ژرمانیوم و سAیلیکون

)SiO2سیلیکون) ژرمانیوم( اکسید دی .GeO2و میشود( حاصلداخلی سAطح روی ژرمانیوم اکسAید دی و سAیلیکون اکسAید دی

. بگیرد شکل شیشه تا میشوند آمیخته باهم میکنند، رسوب لوله

87

: استوانه ساخت برای استفاده مورد ماشینو اسAتوار ای اسAتوانه تAا میچرخAد مسAتمر بطور مخصAوص ماشیAن . قطعات از استفاده بAا شیشAه خلوص شود سAاخته شده اندودتزریق سAیستم در و اسAت مقاوم خوردگAی برابر در کAه پالسAتیکیحفظ آAن ترکیAب و گاز جریان دقیAق کنترل بAا نیAز و رفتAه بکار گازچندین. و اسAت خودکار کامال اسAتوانه ایAن سAاخت رونAد میشود . خنک شده سAاخته اسAتوانه اینکAه از بعAد انجامد مAی بطول سAاعت

. میشود انجام آن روی کیفیت کنترل تست شد،

88

: شده آماده استوانه از فیبر کشیدندستگاهی روی شAد، کیفAی کنترل ای شیشAه اسAتوانه ازینکAه بعAد

. میشود سوار کشی فیبر برج بناممیشود ) داغ گرافیتAی کوره یAک در ای شیشAه تا ٣۴۵٢اسAتوانه

یAا ٣٩٩٢ فارنهایAت حدی ( ٢٢٠٠تAا ١٩٠٠درجAه تا سAانتیگراد درجAهجاذبه نیروی تاثیAر تحAت آAن، نوک از شده گداختAه گلولAه یAک کAه . خنک سAقوط حیAن در مذاب ای شیشAه گلولAه میکند سAقوط

. آورد می بوجود را ای شیشه رشته یک و میشود

89

. میکشد شده داغ استوانه از آرامAی بAه را فیAبر مکانیکAی قرقرهفیبر قطAر و میکنAد کنترل را مرحلAه ایAن بدقAت لیزری ریزسAنج یAک . سیستم بAه ریزسAنج از آمده بدسAت اطالعات میگیرد اندازه را

. سAرعت بAا فیبرهAا میشود ارسAال مکانیکAی قرقره تا ٣٣خودکارثانیAه ) ۶۶ بر کشیده ( ٢٠تAا ١٠فوت داغ استوانه از ثانیAه بر متAر

. در معموال میشود پیچیده قرقره روی نهایی محصAول و میشونAداز بیAش ۴/نهایAت ٢/مایAل ) ١ قرقره ( ٢ روی فیبرنوری کیلومتAر

نمیشود جمع

90

91

چهارم: فصل

پیام انتقال چگونگی

92

4-1: پیام انتقال چگونگی

بعدی شکل در مخابراتAی سAیستم یAک از کلAی کامال بلوکAی دیاگرام . درک شکل ایAن بلوک هAر از مختصAری توضیAح شود مAی دیده ، . از خیلی دهد مAی مAا بAه مخابراتAی سAیستم یAک اجزای از روشنAیشده داده فشرده و مختصر طور بAه بخAش ایAن در کAه توضیحاتAی

. شد خواهند داده شرح بعدی های قسمت در ، است

93

منشه خبر

• فرستندمدوالتوره

سیگنال منبعحامل کننده تزویج

) ورودی) کانال

پیام خروجی

گیرنده• Aپردازش

سیگنال گر

آشکار ساز کننده تزویج

) خروجی) کانالارتباطی کانال

( نوری (فیبر

94

4-1-1: پیام منشاء

. در باشد داشته متفاوتAی فیزیکAی اشکال میتوانAد پیام منشاءرا الکتریکی غیAر پیام کAه اسAت مبدل یAک پیام منشاء اوقات اغلAب . شامل متداول های نمونAه کند مAی تبدیAل الکتریکAی سAیگنال بAهو الکتریکی های جریان بAه صAوتی امواج تبدیAل برای هAا میکروفAنهای جریان به تصAویر تبدیAل برای تلویزیونAی های دوربیAن

. باشند می الکتریکی ، الکتریکی مخابرات در چAه و نوری مخابرات در چAه ، حال هAر در

. باشد الکتریکی شکل به باید ، ارسال از قبل اطالعات

95

مدوالتور :4-1-2

دهد : می انجام اصلی کار دو مدوالتور . ، دوم کند می تبدیAل مناسAبی شکAل بAه را الکتریکAی پیام ، اولمنبع توسAط شده تولیAد موج یAک روی بر را الکتریکAی پیام ایAن : . و آنالوگ دارد وجود مدوالسیون نوع دو دهد مAی تأثیAر حاصAل

دیجیتال.دقیق طور بAه را اصAلی پیام فرم و اسAت پیوسAته آنالوگ سAیگنال

. کند می بازسازی

96

می فرکانسAی تAک صAوتی موج یAک کنیAد فرض ، مثال عنوان بAه ، شود وارد میکروفن یAک بAه موج ایAن اگAر ، شود ارسAال خواهAدصوت موج شکAل همان ، آAن از شده وارد الکتریکAی جریان . تغییر بAه نیازی مدوالتور حالAت ایAن در داشت خواهAد را ورودی . تقویت سAیگنال باشAد نیاز اسAت ممکAن ندارد سAیگنال دادن شکAلمنبع بتوانAد تAا باشAد داشتAه قدرت کافAی طور بAه کAه طوری بAه شود

. کند متأثر را حاملبه کAه اسAت اطالعاتAی ارسAال بAه مربوط دیجیتال مدوالسAیون

. هستند گسسته شکل

97

. معرف روشن حالAت اسAت روشAن یAا و روشAن یAا دیجیتال سAیگنال . های رقم هAا حالAت ایAن اسAت صAفر معرف خاموش حالAت و یAک . ) ( سرعت یAا میزان هسAتند دیجیتال سAیستم های بیAت یAا باینری

گردد ) می ارسال ثانیه هر در که است بیتی تعداد (.bpsدادهفرم ، خاموش و روشن های پالAس رشتAه ایAن کAه اسAت ممکAن . پیام دیجیتال به آنالوگ مبدل یAک باشد آنالوگ پیام یAک شده رمAز . این عکAس کند مAی تبدیAل دیجیتال ی رشتAه یAک بAه را آنالوگدیجیتالی ی رشتAه آAن در کAه گردد مAی انجام گیرنده در پردازش

. شود می تبدیل آنالوگ پیام به

98

حامل :4-1-3 موج منبع

گردد می ارسAال آAن روی بر اطالعات کAه را موجAی ، حامAل منبAع. . شود می نامیده حامل موج این کند می تولید

الکتریکی سAاز نوسAان یAک توسAط حامAل ، رادیویAی مخابرات در . لیزری دیود ، نوری تار های سAیستم برای شود مAی یا( ( LDتولید و

گسAیل نور . LEDدیود این( ( روند مAی کار بAه حامAل منبAع عنوان بAه . ایده حالت در نامید نوری های سAاز نوسAان توان مAی را ابزارکافی توان با و فرکانس تک ، پایدار امواجی نوری، منابع این ، آل

. کنند می تولید ، دور های مسافت پیمودن برای

99

4-1-4: ) ( ورودی کانال های کننده تزویج

می وارد اطالعات کانال داخAل بAه را اطالعات هAا کننده تزویAج .، تلویزیونی یAا و رادیویAی انتشار سAیستم یAک در وسAیله ایAن کنند . در که اطالعات کانال بAه فرسAتنده از را عالئAم آنتAن اسAت آنتAن . هدایت های سAیستم در دهد مAی انتقال ، اسAت جAو حالAت ایAنتزویج ، تلفAن خطوط مثAل ، برنAد مAی کار بAه سAیم کAه ای شدهوصل منظور بAه اسAت ای سAاده ی دهنده اتصAال فقAط کنندهانتقال کانال عنوان به کAه انتقالAی خAط بAه فرسAتنده کردن

. رود می کار به اطالعاتکه اسAت عدسAی یAک کانال ی کننده تزویAج نوری، سAیستم دربه نور ایAن دادن جهAت و منبAع از منتشره نور کردن همسAو برای . مورد تاری سیستم در شود مAی اسAتفاده آAن از گیرنده طرفشده مدوله نور پرتAو مؤثری طور بAه بایAد دهنده تزویAج ، مAا نظAر

. کند منتقل نوری تار به منبع از را

100

ارتباطی :4-1-5 کانال . تار مخابرات در گیرنده و فرستنده بیAن مسAیر از اسAت عبارت ارتباطAی کانال . عالقه مورد مشخصAات اسAت پالسAتیکی یAا ای شیشAه تار یAک کانال ، نورینور پذیرش مخروطی ی زاویAه و کAم تضعیAف شامAل اطالعات کانال یAک برای . الزم خصوصیات از نور مؤثAر و کارآمAد گردآوری و کAم تضعیAف اسAت بزرگ

. هستند طوالنی های مسیر برای ، انتقال برای . است آAن در کننده سAیر نور انتشار زمان اطالعات کانال دیگAر مهAم خاصAیت ، دارد نور پرتو کAه مسAیری و نور فرکانAس بAه سAیر زمان ، کلAی حالAت در

. دارد بستگیو آنالوگ مدوالسیون در چه ، مسیر به و فرکانس به انتشار سرعت وابستگی

. گردد می اطالعات میزان شدن محدود به منجر دیجیتال مدوالسیون در چه

101

4-1-6: ) خروجی ) کانال کننده تزویج

از را سیگنال یAک ، جوی الکترونیکAی مخابراتAی سAیستم یAک درمی منتقAل گیرنده های قسAمت سAایر بAه را آAن و گیرد مAی کانالشده. خارج نور ، خروجی کننده تزویAج ، نوری سAیستم یAک در کند

. کند می هدایت نور ساز آشکار به را تار از

102

ساز :4-1-7 آشکار

استخراج حاصAل موج از بایAد ارسAالی اطالعات مرحلAه ایAن درفرآیند. ی مرحلAه ایAن ، الکترونیکAی سAیستم یAک در گرددمناسب الکترونیکAی مدار یAک توسAط کAه باشAد مAی دموالسAیون . آشکار یک توسAط نوری موج ، تاری سAیستم در شود مAی انجام

. شود می تبدیل الکتریکی جریان یک به نور سازبسیار طور بAه متنوع های طراحAی بAا هادی نیمAه نوری های دیود . توسط شده تولیAد جریان گیرند مAی قرار اسAتفاده مورد متداولبه شده تابیده نور در موجود توان بAا متناسAب سAازها آشکار ایAن

آنهاست.

103

آشکار از خروجی جریان ، دارد جAا نور تغییرات در اطالعات چون . داشت خواهد بر در را اطالعات ، ساز

کردن مدوله برای کAه اسAت جریانAی شکAل بAه دقیقAا جریان ایAن. است شده گرفته کار به فرستنده در نور منبع

، کوچک ی اندازه شامAل نوری سAازهای آشکار مهAم خواص ، انرژی مصAرف بودن کAم ، زیاد عمAر طول ، بودن اقتصAادیتند تغییرات بAه سAریع پاسAخ و نوری های سAیگنال بAه باال حسAاسیت . دارای که نوری سAازهای آشکار خوشبختانAه اسAت نوری قدرت در

. باشند می دسترس در حاضر حال در باشند مشخصات این

104

سیگنال :4-1-8 پردازشگرفیلتر و کنندگAی تقویAت شامAل سAیگنال پردازش ، آنالوگ انتقال برای . مقدار حذف برای سیگنال کردن فیلتAر بر عالوه اسAت سAیگنال کردنهم دیگAر ناخواسAته فرکانAس گونAه هAر بیشتAر انتقال از ، جریان ثابAت . موجود های فرکانس تمام آAل ایده فیلتAر یAک کرد جلوگیری بایسAتی . کند می حذف را بقیAه و داده عبوAر خود از را ارسAالی اطالعات در

. بخشد می بهبود را نظر مورد ارسالی اطالعات وضوح به عمل اینهای چیز توان بAه سAیگنال توان نسAبت ، مناسAب کردن فیلتAر . دریافتی سAیگنال در تصAادفی نوسAانات کند مAی حداکثAر را ناخواسAته

. شوند می نامیده نوAیز

105

و ها کننده تقویAت بر عالوه پردازشگAر ، دیجیتالAی سAیستم یAک برای . زمانی بازه هAر در باشد تصمیم هاAی مدار شامAل اسAت ممکن Aها فیلتراین خالل در آیا که گیرد می تصمیم ، تصمیم مدار ، بیت یک به مربوط

. است شده دریاAفت صفر یا و یک زماندیجیتالی پردازشگAر ، اسAت بوده آنالوگ صAورت بAه اصAلی پیام اگAرکشف را رسAیده های یAک و AاAه صAفر رشتAه بایAد ایAن بر عالوه سAیگنال . گیرد می انجاAم آنالوگ بAه دیجیتاAل مبدل یAک توسAط کار ایAن نماید رمAز . اگر آورد مAی وجود بAه دوباره را اصAلی اطالعات الکتریکAی شکAل کAهبه دیجیتاAل تبدیAل بدون اسAت ممکAن ، باشAد هAا ماAشیAن بیAن ارتباط

. باشد مناسب استفاده برای دیجیتالی شکل ، آنالوگ

106

خروجی :4-1-9 پیام

. یک بAه پیام ، حالAت یAک در هسAتیم مواجAه حالAت دو بAا جAا ایAن در . بیند می یAا و شنود مAی را اطالعات کAه شود مAی عرضAه شخAصصوتی موج بAه بایAد الکتریکAی سAیگنال ، امAر ایAن بAه دسAتیابی برای . به برای مناسAب های مدل گردد تبدیAل رویAت قابAل تصAویر یAا و

: از عبارتند تبدیل این رساندن انجامشبیه ، کاتدی ی اشعAه های المAپ و صAوتی های پیام برای بلندگAو

. تصویری های پیام برای ، رود می کار به تلویزیون در آنچهسیگنال پردازشگAر از کAه پیام الکتریکAی اشکال ، دوم حالAت در

. است استفاده قابل مستقیما شود می خارج

107

و ها کامپیوتر مثال عنوان به که آید می پیش موقعی وضعیت این . باشند متصل هAم بAه تاری یکسAیستم طریAق از هAا ماشیAن سAایر یAایک از قسAمت یAک فقAط تاری سAیستم یAک کAه موقعAی همچنیAنیک یAا تلفAن مراکAز بیAن تاری خAط یAک مثAل ، اسAت بزرگ ی شبکAهاتفاق حالت این ، تلویزیونAی ی برنامAه چنAد حامAل تاری اصAلی خط . سیگنال توزیAع شامAل پردازش ، اخیAر سAیستم دو ایAن در افتد مAی

. باشد می نیز مناسب مقاصد به الکتریکی هایاز الکتریکی رابAط یAک سAاده طور بAه خAبر خروجAی ی وسAیله

. است بعدی سیستم به سیگنال پردازشگر

108

نوری :4-2 فیبر انتقال خط عناصر

فرستنده : از عبارتنAد نوری فیAبر انتقال خAط کلیدی های قسAمتکه کابAل ، اسAت آAن همراه تحرک مدار و نوری منبAع شامAل کAهمی کار بAه آAن داخAل نوری فیAبر محیطAی و مکانیکAی حفاظAت برایمدارات ی اضافه بAه نوری سAاز آشکار شامAل کAه گیرنده ، رودفیبر کابAل کانکتورهای همچنیAن و اسAت سAیگنال بهبود و تقویAت

. گردد می استفاده مختلف منابع به کابل اتصال برای که نوری

. باشد می انتقال خط عناصر مهمترین از یکی نوری فیبر کابل

109

در نوری فیبر ای شیشAه تارهای محافظAت بر عالوه ، کابAل ایAنمسی های سAیم حاوی اسAت ممکAن ، سAرویس و نصAب زمانفواصل در کAه باشAد لزوم مورد هAا کننده تکرار ی تغذیAه برای

. روند می کار به سیگنال متناوب بازسازی و تقویت برای معینبه ای اسAتوانه ای شیشAه تار چندیAن معموال نوری فیAبر کابAل درونمستقل کانال یAک آنهAا از کدام هAر کAه دارد وجود ، مAو نازکAی

. است ارتباطیهای کانال در ، هوا در ، مسی های کابAل هماننAد نوری فیAبر کابAل

. است نصب قابل ، زیرزمین در یا و دریا زیر ، زیرزمینی

110

به معموال تکAی های کابAل ، نصAب یAا و سAاخت محدودیAت دلیAل بAهدور فواصل های کاربرد برای کیلومتAر چنAد تAا متAر صAد چنAد طول . عملی مالحظات بAا ، کابAل یAک حقیقAی طول شوند مAی سAاخته

. گردد می تعیین آن وزن و پیچش ی اندازه ، قبیل از مختلفاستفاده زیرزمینAی های کانال در معموال تAر کوتاه های کابAل از . دفن شکAل بAه یAا هوایAی صAورت بAه ، بلندتAر های کابAل شود مAی . فواصل در انتقال کامAل خAط روند مAی کار بAه زمیAن در مسAتقیم

. گیرد می شکل یکدیگر به تکی مختلف های کابل پیوند با ، دور

111

به آAن تضعیAف میزان ، نوری فیAبر AلیAاص هAای مشخصAه از AیAیک . از منحصرا ، اولیAه تکنولوژAی در اسAت موج طول از تابعAی عنوAان

موج طول ، nm 900-800بانAد ناحیه ایAن در زیرا ، شAد مAی اسAتفادهمنحنی در را تضعیAف حداقAل زمان آAن در شده سAاخته های تارمناسب نوری های وآشکار منابAع و دادنAد AیAم نشان کلAی تضعیAف . غلظت کاهAش بAا بودند دسAترس در هAا موج طول ایAن در کار جهAت ، تار ی ماده در فلزی یون های ناخالصی و هیدروکسAیل های یونتلفات با نوری برهای موج سAاخت بAه موفAق باالخره سAازندگان

ی ناحیAه در پاییAن طیف. 1600nm-1100بسAیار ایAن بانAد پهنای شدند . گویند می بلند موج طول با ی ناحیه معموال را

112

اعوجاج حداقل دارای خالAص سAیلیکای تارهای کAه ایAن دلیAل بAهموج طول در به 1300nmسAیگنال عالقAه میزان بنابرایAن ، هسAتند

. یافت افزایش موج طول این از استفادهمی طAی نوری تار در معینAی مسAافت ، نوری سAیگنال کAه موقعAیای درجه بAه سAیگنال اعوجاج و تضعیAف میزان اسAت ممکAن ، کنAدتکرار به ، انتقال خAط داخAل آAن بازسAازی و تقویAت برای کAه برسAد . از ای مجموعه نوری ی کننده تکرار باشد نیاز میانAی های کنندهگرفته قرار هم پهلوی به پهلو که اسAت فرسAتنده یک و گیرنده یک

اند.

113

سیگنال بAه تبدیAل و آشکار را نوری سAیگنال ، گیرنده قسAمتالکتریکی ورودی بAه ، بازسAازی و تقویAت از پAس و کرده الکتریکی

. کند می ارسال فرستنده قسمتسیگنال بAه تبدیAل مجددا را الکتریکAی سAیگنال ، فرسAتنده قسAمت

. فرستد می نوری فیبر موجبر به سپس و کند می نوریخیلی کامپیوتری های شبکAه معموال کAه ایAن بAه توجAه بAا البتAه . شود می اسAتفاده هAا کننده تکرار از کمتAر آنهAا در نیسAتند طوالنAیکه اسAت مخابراتAی های سAیستم در هAا کننده تکرار کاربرد بیشتAر

. کنند می استفاده فیبر از طوالنی های مسافت در

114

ی 4-3 شبکه در ه+ا داده کننده توزی+ع ی رابط+ه( نوری ( :FDDIفیبر

اسAتاندارد FDDIاسAتاندارد ی کمیتAه سال ANSI X3T9.5توسAط دربAه 1980 سAپس و شAد . ISOوضAع ی مؤسسه گردید نگاAرش ISOارائAه

اسAتاندارد از کنونی FDDIجدیدی اسAتاندارد بAا کAه کرد AفAتعریANSI . اسAت از FDDIسAازگار که اسAت باال سAرعت بAا محلAی ی شبکAه یAک

سAرعت بAا حلقوی اطالعات Mbps100توپولAوژAی ی مبادله برایکند مAی توپولوژی FDDIاسAتفاAده بنابراین ، کنAد مAی اسAتفاAده حلقه دو از

دوگاAنAه ) . Dual Ringحلقوی روش( ایAن شود مAی باFDDI Aنامیده مشابAه.TOKen Ringدر IEEE 802.5استاندارد باشد می

خصAوصیات مهمتریAن از فیبر FDDIیکAی انتقال ی رسAاAنه از اسAتفاAده . باشد می ها داده ی مبادله برای نوری

115

آن باالی امنیAت و حفاظAت مسAی سAیم بAه نسAبت نوری فیAبر مهAم مزیAتبتوان که ندارد وجود الکتریکAی AیگنالAس رسAانه ایAن در زیرا ، باشAد مAی

. گذارد نمی تأثیر آن بر نویز که آن ضمن کرد شنوAد را آن ، شAد گفتAه کAه طوری که FDDIهمان کنAد مAی اسAتفاده حلقAه دو از

اولیAه : ) ) ی حلقAه از ثانوAیه .)Primary RingعبارتنAد ی حلقAه SecondaryوRing . ی( حلقه یابند مAی Aانتقال مخالAف جهAت دو در هAا حلقAه در هAا داده

ثانویه ی حلقه و گیرد می قرار استفاده موAرد ها داده ارسال برای اولیهپشتیبان ) عنوان به بیفتAد کار از اولیAه ی حلقAه کAه مواقعAی ( Backupبرای

. رود مAی کار بAه اتصAال FDDIحلقAه ی حلقه 1000اجازه بAه را ایسAتگاهتا حداکثر تواند می که این ضمن دهد .200می یابد Aگسترش کیلومتر

116

سنکرون )4-4 نوری ی ( :SONETشبکهSONET عنوان به نوری فیAبر کابAل از کAه اسAت باال سAرعت بAا ای شبکAه

. ی واژAه کند مAی اسAتفاده انتقال ی شمالی SONETرسAانه آمریکای درتوسط کAه اسAتانداردی از اسAت عبارت و گیرد مAی قرار اسAتفاده مورد

ی . ANSIمؤسAسه ی اتحادیAه اسAت شده برای ITNوضAع استانداردیSONET را آAن و نمود می SDHوضAع قرار اسAتفاده مورد اروپAا در کAه نامیAد

نوری. معماری ای SONETگیرد حلقه و نوری فیAبر رشتAه چهار اسAاس بررا اطمینان حداکثر بAا هایAی سAرویس تAا گردد مAی طراحAی جهAت دو در

. مثل جدید کاربردی های افزار نرم نماید Mediaو CAD CAMارائAهImages کاربردی های افزار نرم دیگر بAه نسAبت تری وسAیع بانAد پهنای بAه

و دارند .SONETنیاز باشد می باالیی ارسال سرعت و باند پهنای دارای

117

حلقه SONET

SONET ADM

SONET ADM

SONET ADM

SONET ADM

118

SONET:مشخصات

مشخصات ترین برجسته :SONETاز برد نام را زیر موارد توان میاستفاده- 1 بایAت کردن پلکAس مالتAی روش از سAطوح ی کلیAه برای

. کند میخودکار- 2 اصالح ویژگAی دارای و باالسAت باسAرعت آوری فAن یAک

. میباشد مسیر3. کند- می استفاده پلکس مالتی دی و پلکس ملتی های روش ازبرای- 4 پایAه الکتریکAی سنکرون SONETسAیگنال حامAل های سAیگنال

. باشد می یک سطحسرعت- 5 ثانیه 8000با در .SONETفریم کند می ارسال راتر- 6 سAریع های سAیگنال روی بر تواننAد مAی تAر کنAد های سAیگنال

. شوند پلکس مالتی مستقیما

119

نوری :4-5 های فرستنده

سیگنال به الکتریکی سیگنال تبدیل ی وظیفه که هایی دستگاه بهمی نوری های فرسAتنده یAا نور منابAع ، دهنAد مAی انجام را نورینور ی منتشرکننده دیودهای ی دسته دو بAه کلAی طور بAه کAه گوینAددر خاص مصارف جهAت کAه شونAد مAی تقسAیم لیزری دیودهای و

. اند شده ساخته مختلف انواع

120

در 4-5-1 استفاده مورد نور منابع های ویژگینوری های :سیستم

کار به فرسAتنده عنوان بAه نوری های سAیستم در کAه نوری منابAع: باشند زیر خواص دارای باید شوند می گرفته

موج- :1 طولبسیار تلفات فیAبر کAه باشAد ای اندازه بAه بایAد نور منبAع موج طول . باشد حداقل نیAز آAن پاشندگAی حال عیAن در و باشAد داشتAه کمAی

آلیاژ از اولیAه های حوالی GaAsسAیستم موج طول در mµ0.85و. بودند شده طراحی

حوالAی در موج طول جدیAد های سAیستم یا mµ 1.3در mµ1.55واز محدوده این در کAه هادی نیمAه بلورهای و شود مAی طراحAی

ترکیب شوند مAی گرفتAه کار بAه موج و InGaAsو InGaAsPطولInGaAsb. باشند می

121

اطمینان- :2 قابلیتدر استفاده مورد نور منبAع برای شAک بدون ، طوالنAی مفیAد عمAرشرکت دلیAل همیAن بAه و اسAت ضروریات از نوری های سAیستمحدود به منابعAی چنیAن عمAر کAه هسAتند آAن پAی در سAازنده های

106. ) برسد ) سال صد یک از بیش ساعتخروجی- :3 توان

نوری سیستم بAه توان اندازه آAن بAه باشAد قادر بایAد نور منبAعبه را دریافتAی توان حداقAل و بوده تلفات جوابگوی کAه دهAد تحویAلنویز بAه آغAشتAه اطالعات صAورت ایAن غیAر در ، برسAاند آشکارسAازممکن غیAر اطالعAت ی مخابره و شونAد مAی محAو آAن در و شده

( . حدود در توان حاضAر حال در گردد بسیار( 1-10مAی وات میلAی. است معمول

122

توان- :4 راندماناز بیشتر بایAد نوری فیAبر های شبکAه در راندمان یAا % 10بهره

باشد.طیف- :5 پهنای

نوری سیستم بانAد پهنای بر شدیدی اثAر نور منبAع طیAف پهنایاستفاده. مدی تAک فیAبر از کAه ظرفیAت پAر های سAیستم در دارددر سیستم برای بیشتری بانAد پهنای کAه مقدار هAر بAه ، شود مAیمنبع طیAف پهنای مقدار همان بAه اسAت الزم ، شود گرفتAه نظAر

. گردد تر کوچک

123

همگرایی- :6بتوان که نحوی بAه باشAد برخوردار خوبAی کیفیAت از بایAد نور منبAع . طرف از توان تحویل هنگام تمرکAز ایAن کرد متمرکAز کامال را آAن

. است برخوردار فراوانی اهمیت از نوری فیبر داخل به منبعمدوالسیون- :7

حامل ) عنوان بAه نور از نوری مخابرات های سAیستم powerدرout )ارسال و شده آAن بر سAوار اطالعات و شود مAی اسAتفاده ،

بتوان بازدهی چAه بAا و حAد چAه تAا کAه مسAئله ایAن لذا ، گردنAد مAیاهمیت از کرد مدولAه الکتریکAی سAیگنال ی وسAیله بAه را نور

. است برخوردار شایانی

124

، است پذیAر امکان روش دو بAه نوری مخابرات در مدوالسAیونمس+تقیم یکAی مستقیما مدوالس+یون خروجAی نور آAن در کAه

پس خروجی نور آن در که است روشAی دیگری و شود می مدولهکه گردد مAی مدولAه ، مدوالتور ی وسAیله بAه نور منبAع از خروج از

را خارجی آن . مدوالسیون نامند میبا کAه اسAت ترتیAب ایAن بAه مسAتقیم مدوالسAیون انجام چگونگAی ، لیزری دیود یا نور کننده منتشAر دیود بAه تزریقAی جریان تغییرات

. کرد مدوله مستقیما را نور توان می

125

کم : ، ارزانAی ، سAادگی ماننAد محاسAنی دارای مسAتقیم مدوالسAیون . در ای شده اعمال ولتاژ با روش ایAن در اسAت توان و ولتاژ بودن

. 3الی 2حدود داد انجام را مدوالسیون توان می کم توانی با و ولتمدوالسیون مختلAف انواع خارجAی مدوالسAیون در دیگAر سAوی ازدستیابی قابAل زیاد بسAیار های سAرعت بAا مدوالسAیون و پذیAر امکان

است.اندازه- :8 و وزن شکل،

اجزاء سایر بAا متناسAب ، اندازه و وزن ، شکAل نظAر از بایAد نور منبAعباشد نوری سیستم

126

معمولی :4-5-2 نور و لیزر نور تفاوت• ) ( به خود تشعشAع ی وسAیله بAه معمولAی نور نئون المAپ فوتون

ی وسیله بAه لیزر نور های فوتون و آینAد مAی وجود بAه خودینور برانگیخت+هتشعشAع و لیزر اساسی فرق ایAن و شونAد مAی

. و دلخواه طور به چون معمولAی نور های فوتون اسAت معمولAیمی تAر پاییAن مدار بAه تAر باال مدار از زمانAی تأخیAر بAا و خودی بAه خودولی نیسAتند فاز هAم ، کننAد مAی پیدا انتشار مختلAف جهات در و آینAدالکترون از ناشی زیرا باشنAد مAی فاز هAم ، لیزر نور های فوتونمی روانه دیگر مشخص مدار به مشخصی مدار از که هستند هاییآنها فرکانAس نتیجAه در و یکسAان هAا فوتون انرژAی لذا ، شونAد

. دارد قرار نوری طیف مشخص خط یک در و مشخص

127

فاز رن+گ و ه+م لیزر بودن ی+ک این نور کAه اسAت شده باعAث. باشد ای العاده فوق انرژی دارای نور

واگرا آنکه بدون فرسAتاد دور های فاصAله تAا توان مAی را لیزر نور ) کوچکی) بسAیار قطAر در را آAن توان مAی همچنیAن ، شود باز . لیزر ، جامد لیزر ماننAد ، مختلAف انواع در لیزر نمود متمرکAز ... در استفاده مورد نور منابAع امAا ، اسAت شده سAاخته و گازی . باشند می ها هادی نیمه جامد لیزر نوع از نوری فیبر های شبکه

128

نور : ی کننده منتشر دیود خصوصیاتنوری سیستم یAک در اسAتفاده مورد نور ی کننده منتشAر دیودو خروجی توان ، زیاد درخشAش قبیAل از هایAی ویژگAی دارای

. باشد می فیبر به اتصال هنگام در باال بازدهیلیزری : دیود خصوصیات

: کوپلینگ بهره ، باریAک طیAف پهنای از عبارتنAد لیزر مشخصAات ، خوب خروجی توان ، کAم کوپلینگ تلفات ، خوب باند پهنای ، زیادنسبت حسAاس ، ضعیAف بودن خطAی ، زیاد مدوالسAیون سAرعت

. حرارت به

129

نوری 4-6 های Optical :)آشکارسازDetector )

نور ی گیرنده طرف در نوری آشکارساز نوعAی نوری فیAبر های سAیستم دردر کAه را شده مدولAه نور تAا اسAت نیاز آشکار طولمورد ، شده منتشر فیAبر

تبدیل. الکتریکAی های سAیگنال بAه را نوری های سAیگنال دیگAر عبارت بAه کندراحتی. بAه کAه هسAتند هادی نیمAه های دیود فتAو نوع از آشکارسAازها ایAن نماید

. شود می کوپله ها فیبر بهباشد : زیر های ویژگی دارای باید آل ایده آشکارساز یک•) نور ) منبع موج طول در نور به زیاد حساسیتخوب • باند پهناینور • به پاسخ سریع زمانکم • نویز

130

خارجی • شرایط تغییرات صورت در مشخصات پایداریاطمینان • قابلیتزیاد • های ولتاژ به نیاز عدمکوچک • ی اندازهکم • قیمت

( هادی نیمه دیود فتAو ، اصAلی نوع نوری( pin Diodeدو دیود و ،بهمنی

(Photo Diode Avalanche )APD. باشند می فوق شرایط دارای

131

پنجم فصل

کابل طراحی ی شبکه

132

شبکه 5-1 کابل : طراحی ی

نصب طولAی کابلهای از تعدادی شامAل نوری کابAل شبکهی یAکیا دائAم غیAر اتصAالهای اولیAن تAا کAه اسAت یکدیگAر بAه متصAل و شده

. دارد ادامه سرشان دو در رابطهامکانیکی :5-2 طراحی جنبههای

نوری کابل سAاختن ، مکانیکAی جنبههای طراحAی در اصAلی هدفبتواند تAا اسAت محیطAی شرایAط بAا مناسAب و مطلوب نحAو بAه . شبکههای بین کند محافظت کامال خارجی آثار از را نوری تارهای

. دارد وجود تفاوت کاربرد نوع حسب بر ویژه و داخلی ، خارجی

133

و مسیر شرایAط مورد در خصAوص بAه ، پارامتAر چندیAن کنترلنصAب . عملیات پارامترها ایAن اسAت اهمیAت دارای طراحAی در

: از  عبارتند- مسیر راه :1

جاده‌های‌ و‌ رودخانه‌ها‌ ‌، نشیAب‌ و‌ فراز‌ زوایای‌ تعییAن‌ برای‌)با‌ بحرانAی‌ منحنی‌های‌ تعداد‌ و‌همچنیAن‌ پاییAن‌ و‌ باال‌ از‌ عبوری‌محیط‌ و‌ مسAیر‌ نقشه‌های‌ از‌ بایسAت‌ مAی‌ ‌، زوایAا(‌ بAه‌ توجAه‌

استفاده‌کنیم.- طبیعت ناحیه :2

برای‌ایAن‌منظور‌الزم‌اسAت‌ناحیAه‌را‌از‌نظAر‌ایAن‌که‌جلگه‌ای‌،‌‌، است‌ ‌... و‌ دریاچه‌ای‌ و‌ باتالقAی‌ ‌، جنگلAی‌ ‌، کوهسAتانی‌

مشخص‌کنیم.

134

خاک- :3 نوعآلودگیهای دارای آیا ؟ اسAت شنAی یAا رسAی ، رطوبتAی خاک آیAا

است؟ شیمیایینصب- :4 ی رویه

یکدیگر بAا ، کانالهAا در کشیدن یAا و زمیAن در دفAن نظAر از کابلهAانصب. آن در بلها کAا کAه عمقی و خاک در حرارت درجAه متفاوتند

. نظرگرفت در باید را میشوند 

نیروهای حداکثر و کابAل طول ، کانالهAا در کابAل کشیدن هنگامی گیره یا بAل کAا روی کشAش حلقAه بAه شده وارد ممکAن کششAی

. گیرد قرار مالحظه مورد باید آن

135

وزن داشتن خاطAر بAه هادی فلزی کابلهای بAا مقایسAه در نوری کابلهایعملیات به نیازی ، کوچAک نسAبتا قطAر و زیاد انعطاف قابلیAت ، سAبک

. ندارند خاص نصAبیدر شده تعیین مقادیAر از نبایAد AشAخم شعاعهای ، نصAب ضمAن در . در مندرج پارامترهای مالحظات از پس باشد کمتAر ، آنهAا فهرسAت

. کرد انتخاب باید را نصب روش بهترین فهرستساختار اجزای ابعاد اندازهی و صAحیح انتخاب نظAر از را کابAل سAاختمانو حرارتی ، مکانیکAی صAدمههای از تAا کرد طراحAی نحوی بAه بایAد آAنمصون ، میگذارنAد تاثیAر آAن مکانیکAی مشخصAات روی دائمAا کAه شیمیایAی

بماند.

136

نظر در بAا را ممکAن طولهای حداکثAر کAه اسAت مهAم صAورت هAر دربه جوش های اتصAال از ناشAی تضعیAف افزایشهای کAه ایAن گرفتAن . به کابلهای نصAب کنون تAا بریم کار بAه ، برسAند خود ممکAن حداقAل

.5000طول است شده معمول ، آن از بیشتر و مترمواقع در مخصAوصا حالتهAا از بسAیاری در را نوری کابلهای ، آنها کAم وزن سAبب بAه ، کششAی نیروی افزایAش عدم از اطمینان . یادداشت امکان شرایAط ایAن تحAت ولAی کنند مAی نصAب دسAت بAا

. ندارد وجود نصب هنگام در شده اعمال کششی نیروی کردن

137

برای فشرده هوای از استفاده ، نوری کابلهای نصAب برای دیگAر روش . نسبت بAا مناسAب زمیAن در Aروش ایAن کانالهاسAت داخAل بAه آنهAا تزریAق

تقریبAی Aطول تAا ، نوAری تار بAه Aکانال قطAر امکانپذیر 1000بهینهی متAراست.

از ) بیشتر ، Aمثال طور بAه نوAری کابAل بلنAد بسAیار طولهای نصAب 2هنگام ) نیروی با میانAی کنندهی جمAع واحAد چنAد یAا یAک از ، جهAت یAک در کیلومتAر

. کنند می استفاده خودکارتا کشیدن امکان ، قبلی ی شده نصAب کانالهای از بهتر ی اسAتفاده برای . چندین ، تقسAیمات ایAن بAا دارد وجود آنهAا داخAل در پالسAتیکی کانال چهار

. هستند نصب قابل هم از مستقل شکل به کابل

138

کننده :5-3 تزویج

کار به انتقال مسAیرهای در نوری تارهای اتصAال برای را رابطهAاتلف ، تارهAا قطAع در تسAهیل ایجاد ضمAن کAه طوری بAه ، میبرنAد . به بسAته میآید دسAت بAه آنهAا طریAق از اتصAال موقAع در پایینAیچندین از ، نوری تارهای هسAتهی قطAر و رابطهAا افزودهی تلAفرابطها در مکانیکAی مجاز تغییرات حدود برقراری برای تکنیAک . نوع دو به کارشان براسAاس تکنیکهAا ایAن میشود اسAتفاده . دوم نوع و عدسی، تزویAج مبنای بر اول نوع میشوند تقسAیم

. تارهاست سر سربه تزویج براساس

139

عدسی :5-3-1 تزویج

همارز • سیستمهای سAایر یAا عدسAیها از ، عدسAی تزویAج دربه فرسAتنده تار انتهای از شده خارج نور تبدیAل برای تصAویریسر بAه آAن دوبارهی تمرکAز سAپس و بیشتر قطر با موازی پرتوی . به بخشAی ، تزویAج نوع ایAن مزیAت میشود اسAتفاده ، گیرنده تار

. است اتصال جدایی ناحیهی در بیشتر تغییرات مجاز حد دلیلناشی • اضافAی تلAف بیAن موازنAه قبال در مزیAت ایAن حال هAر بAه

مختلف شکسAت ضرایAب بAا مشترک مرزهای در انعکاسAها ازهAم غیAر در کاهشAی تغییرات مجاز واحAد ، تصAویری سAیستمهای . کاربردهای در بناباین میآید بهدسAت زاویهای تغییرات محوریتارهای به نیمههادی دیودهای تزویAج برای مثال طور بAه ، عملAی

. میدهند ترجیح را سربهسر تزویج با رابطهای ، نوری

140

5-3-2: سربهسر تزویجسطوح اینکAه از صAرفنظر کAه اسAت مشخصAه ایAن دارای سAربهسر تزویAجو موازی شکل بAه ، باشنAد دیودهAا یAا و نوری تارهای ، نور ورودی و خروجAی . است قرارگیری شکAل ایAن بAا فقAط رابطهAا میگیرند قرار یکدیگAر بAه چسAبیده

موجAی طول ناحیههای در پایینAی تلAف دارای نانومتر 1550، 1300، 850کAههستند.

که اسAت الزم ، رابAط اتصAال در انتقال تکنیAک کیفیAت ارزیابAی منظور بAهنوری انتقال مسیر در آAن قراردادن از پAس را تضعیAف افزایAش اندازهی . تار و رابط قسAمتهای در مجاز تغییرات حدود بAا افزوده تلAف کنیم تعییAن

( . شکل محوری جابهجایی کلAی بهطور میشود تعییAن ناهممحوری( 1نوری ،شکل ) شکل( )2زاویهای تارهAا انتهایAی سAرهای جدایAی حداقل( 3و بAه بایAد

. . باشند خشک و تمیز کامال باید انتهایی سرهای یابد کاهش ممکن

141

حد در انعکاسAهای بAا کAه باشیAم داشتAه نظAر در بایAد کلAی اصAل یAک عنوان بAه( ( فرنل تلفات میدهAد رخ تلفاتAی فقAط نAه ، شیشAه و هوا FernelفاصAل

Losses . با(( اشکالهAا ایAن میآید بهوجود تضعیAف در نیAز تغییراتAی بلکAه ،قابل ، شکسAت ضریAب تطبیقدهندهی مایAع یAا و عایAق روکAش از اسAتفاده

. هستند کاهش( 1

( 2

( 3

142

صورت 5-4 ب+++ه فی+++بر دو اتص+++ال (:Splice)دائمی

Splice لAکاب یAک بAه کابلفیAبرنوری یAک دائمAی اتصAال معنAی بAه . و موقت اتصAال یAک کAه کانکتور بAا ازاینرو میباشد دیگAر فیAبرنوری

. میباشد متفاوت است غیردائمیکدیگر بAه فیAبر دو دائAم اتصAال بAه گاهAی فیAبرنوری شبکههای در . مAی شکسAته مسAیر از نقطAه یAک در فیAبر ، مثال برای داریم نیازکا بهتریAن صAورت ایAن در ، ندارد امکان کابAل کAل تعویAض کAه شود . کابAل سAازندگان اغلAب باشد مAی یکدیگAر بAه کابAل دو دائAم اتصAال

اندازههای در را آنهAا فیAبرنوری . 6تAا 1های میکنند تولید کیلومتری

143

ارتباط یAک اگAر مثال کابلهای 100برای باید ، بلشAد نیاز کیلومتری. کنیم متصل یکدیگر به را کوچک

نوع دو اتصال ، میشود اسAتفاده دائAم اتصAال از کAه دیگری موردبیAن شده زرهدار کابAل یAک ماننAد ، اسAت فیAبرنوری کابAل مختلAف . که داشت توجه باید داخلساختمانی سAبکتر کابل یک و ساختمانیاتالف ، دائم اتصAال بAه نسAبت و اسAت موقAت اتصAال یAک ، کانکتور . عوامل یAا و زمان مرور اثAر در اسAت ممکAن همچنیAن دارد باالیAیاز نمیتوان دلیل همیAن بAه ، شود ایجاد مشکAل آAن برای محیطAی

. نمود استفاده دائم اتصال برای آن

144

هر در و مکان هAر در را فیAبر دو میتوان دائAم اتصAال بAا کAه حالAی دربه کانال داخAل یAا و هوایAی ، زیرخاک ، دریAا قبیAل از ، خاص محیAط

. کرد استفاده آن از نیز سالها و نمود متصل یکدیگر: است امکانپذیر زیر روش دو به فیبرنوری کابلهای دائم اتصال

همجوشی الف- روش به فیبر دو دائمی اتصالقفلشدن ب- روش به فیبر دو دائمی اتصال

145

ه+م 5-4-1 روش ب+ه فی+بر دو دائم+ی اتص+الجوشی :

. با روش ایAن در میباشد فیAبر دو اتصAال برای روش بهتریAننام بAه خاص دسAتگاه یAک از با Fusion SplicerاسAتفاده فیAبر دو ،

ذوب یکدیگر در ، دیده حرارت ثابAت طور بAه الکتریکAی قوس یAک . دارای روش این درمیآید تکAه یAک فیAبر یAک صAورت بAه و شدهبسیار آAن تجهیزات و دسAتگاهها امAا اسAت پایینAی بسAیار اتالف . دائم اتصAال برای روش ایAن از بیشتAر ایران در هسAتند گران

. میشود استفاده

146

قفل 5-4-2 روش به فیبر دو دائمی اتصالشدن :

، کنیم وصل هم به میخواهیم که قسمتی از را فیبر دو Aروش این دردو انتهای که صAورتی بAه ، میدهیAم قرار مخصAوص محفظهی AکAی در . به مایعAی محفظAه ایAن داخAل در گیرند قرار یکدیگAر مقابAل در فیAبرفیبر ماننAد آAن نوری خصAوصیات کAه دارد قرار دهAنده تطبیAق نام . یابد انتقال دیگر فیAبر بAه فیAبر یAک از آAن داخAل میتوانAد نور و اسAت

نام به خاصAی دسAتگاه از اسAتفاده بAا محفظAه کامال Fiber LockایAنجعبAه در و شده از ) Splice closureقفAل بعد کAه هAسAتند جعبههایAی

از اتصال محAل تAا قرارمیدهنAد جعبههAا ایAن در را آنهAا ، فیAبر دو اتصAال). بماند ... مصAون و احتمالی کششهای ، محیطی مخرب اثرات

147

میتوان بار چندین کAه اسAت ایAن دائAم اتصAال نوع ایAن مزایای از . نمود متصل هAم بAه را فیAبر دو دوباره و نموده باز را اتصAالهAم روش بAه نسAبت روش ایAن در اسAتفاده مورد دسAتگاههای . روش به نسAبت روش ایAن اتالف میزان هسAتند ارزانتAر جوشAی

. است بیشتر قبل

148

: نتیجهگیری

محيط‌هاي تمام از کAه اسAت ايAن دارد فيAبرنوري کAه مزيتAي اوليAنو شده هدايAت چAه و سAيمي، و وايرلAس چAه دارد وجود کAه انتقالAيحقيقAت در يعنAي مي‌دهAد مAا بAه بيشتري بانAد پهناي شده غيرهدايAت . تنهAا ماهواره‌اي ارتباطات کند ارسAال بيشتري اطالعات مي‌توانAدداده‌هAا انتقال زمينAه در فيAبرنوري بAا مي‌توانAد کAه اسAت فناوري . از مي‌شود اسAAتفاده کAAه ليزري فرکانAAس چون ولAAي کند رقابAAتاسAت بيشتAر مي‌شود اسAتفاده ماهواره‌اي امواج در کAه فرکانسAيداده انتقال فيAAAAبرنوري طريAAAAق از بيشتري داده‌هاي بنابرايAAAAن

مي‌شود.

149

اسAAتفاده‌از‌فيAAبرنوري‌يAAک‌روش‌نسAAبتا‌ايمAAن‌براي‌انتقال‌داده‌اسAAت‌زيرا‌برعکAAس‌کابل‌هاي‌مسAAي‌کAAه‌ديتAAا‌را‌بAAه‌صAAورت‌سAAيگنال‌هاي‌الکترونيکAAي‌حمAAل‌مي‌کننAAد‌فيAAبرنوري‌در‌مقابAAل‌سAAرقت‌اطالعات‌آسAAيب‌پذير‌نيسAAت.‌يعنAAي‌کابAAل‌فيAAبرنوري‌را‌

نمي‌توان‌قطع‌کرده‌و‌اطالعات‌را‌به‌سرقت‌برد.مسAئله‌ديگAر‌ارزان‌قيمAت‌بودن‌آAن‌اسAت‌بAه‌ويژAه‌در‌مقايسAه‌بAا‌ارتباطات‌از‌طريAق‌ماهواره.‌يکAي‌ديگAر‌از‌مزاياي‌فيAبرنوري‌در‌مقايسAه‌بAا‌کابل‌هاي‌سAيمي‌و‌کواکسAيان‌سAبک‌بودن‌و‌راحتAي‌

تعبيه‌آن‌بين‌دو‌نقطه‌است.‌

150

به نياز انتقال طول در کابلي سيستم‌هاي که است اين بعدي نکتهکAه درحالAي دارنAد امواج تقويAت براي زيادتري ريپيتAر يAا تکرارکنندهدارد کAه کمAي بسAيار افAت علAت بAه نوري کابAل سAيستم يAک برايفيAبر هرچAه گفAت بايAد مي‌شود اسAتفاده کمتري تکرارکننده تعدادکمتري نور پورت‌هاي باشAد بيشتري موج طول داراي و خالص‌AتربAAAه نياز نتيجAAAه در و مي‌شود کمتAAAر سAAAيگنال تضعيAAAف و جذببAه ارسAال از قبAل و کرده دريافAت را سAيگنال يAک کAه تکرارکنندههميAن و مي‌يابAد کاهAش مي‌کنAد تقويAت را آAن فيAبر، بعدي قطعAه

. بيايد پايين سيستم شده تمام قيمت مي‌شود باعث

151

. مي‌پذيرند تاثيAر کمتAر طAبيعي عوAامAل از نوري فيAبرهاي ديگAر طرف ازآAن بر شديAد الکتريکAي يAا و مغناطيسAي ميدان‌هاي کAه صAورت بديAنهميAن بAه نمي‌آيAد پيAش امواج تداخAل خطAر و نمي‌گذارد تاثيري هيAچقوAي فشار کابل‌هاي کنار از مسAي کابAل برخالف را آنهAا مي‌توان دليAل . بودن آAب ضAد همچون خواصAي همچنيAن داد عبور برق ژنراتورهاي يAااسAتفاده گسAترده‌تري طور بAه روز بAه روز آAن، از تAا شده باعAث آAن

شود.نداريAم سAروکار الکتريکAي سAيگنال بAا فيAبرنوري در ديگAر کAه ايAن براياسAتفاده نوري آشکارسAازهاي و تقويت‌کننده‌هAا مثAل ادواتAي از بايAد

. است گران حدودي تا که کنيم

152

اطالعات انتقال براي مي‌توان فقAط فيAبرنوري از ديگAر سAوي ازبراي نمي‌توان و کرد اسAتفاده نوري شعاع‌هاي صAورت بAه هAم آAن

. کرد استفاده الکتريسيته انتقاليAک بAه نياز و وقت‌گيAر و مشکAل بسAيار يکديگAر بAه فيAبرنوري اتصAالفيAبرنوري بAه کAه مهمAي ايرادهاي از يکAي دارد باال سAطح فنAي کادرخAم و پيAچ رانمي‌توان کابل‌هAا راحتAي بAه کAه اسAت ايAن مي‌شود واردمي‌شود باعAث و کرده تغييAر آAن داخAل در نور تابAش زاويAه زيرا دادبAه نمي‌توان را آنهAا ديگAر طرف از و شود خارج آAن سAطح از نوراسAت ويژه‌اي تخصAص بAه نياز آنهAا قطAع براي و کرد قطAع راحتAي

. مي‌شود عوض شکست زاويه صورت اين غير در چون

153

کميت‌هاي اندازه‌گيري براي فيAAAAبرنوري حسAAAAگرهاي از اسAAAAتفادهو حرارت فشار، مغناطيسAي، ميدان الکتريکAي، جريان ماننAد فيزيکAيپرتوهاي تشعشعات مايعات، سAطح دريAا، آب‌هاي آلودگAي جابجايAي . فيAبرنوري کاربردهAا از ديگAر يکAي مي‌شود گرفتAه بهره ايکAس و گامAابAAه مي‌توان جملAAه آAAن از کAAه اسAAت نظامAAي و دفاعAAي صAAنايع درو موشک‌هAا هدايAت و کنترل رادار، آنتAن بAا کنترل و ارتباط برقراري . نيAAAAز پزشکAAAAي در فيAAAAبرنوري کرد اشاره زيردريايي‌هAAAAا ارتباطسAAAAرطاني، غدد دزيمتري در جملAAAAه از دارد فراوانAAAAي کاربردهايدر اسAAتفاده ليزري، جراحAAي بدن، داخلAAي نارسAAايي‌هاي شناسAAايي

. بدن مايعات و خون اندازه‌گيري و دندانپزشکي

154

اسAتفاده اصAلي داليAل از اطالعات ايمنAي و زياد سAرعت و ظرفيAتاست فيبرنوري شبکه .از

و دفاعAAي صAAنايع فيزيکAAي، کميت‌هاي اندازه‌گيري در فيAAبرنوريمي‌شود گرفته کار به پزشکي و .نظامي

: مسي كابل با مقايسه در فيبرنوري مزايايكمتري حجAم و اسAت مسAي كابAل از ارزانتAر و تAر سAبك فيAبرنوري . برابر هزار چنديAAن فيAAبرنوري انتقال ظرفيAAت كند مAAي اشغال رافيAبرنوري تار يAك ژاپAن، كشور در بطوريكAه اسAت، مسAي كابAل

تلفنAي 9500 ارتباط هزار چهار حدود توانAد مAي درايران و ارتباط . كند برقرار را

 

155

هAم عمرش طول و اسAAت محيطAي نويAز اثرات فاقAد فيAبرنوري. دارد كمتري تلفات اطالعات انتقال در همچنين است، بيشتر

مخابرات - و: در سAAرعت بAAا مخابراتAAي هاي پيام انتقال براياطالعات انتقال و شهري تلفAن مراكAز بيAن ارتباط در باال ظرفيAتبAAه تلويزيونAAي ارتباط برقراي براي همچنيAAن و اي رايانAAه شبكAAه

CABLE-TVصورت پزشكي- ليزري: در جراحي و اندوسكوپي براي

156

دقيAAAAق: درص+++نعت- برش منظور بAAAAه ليزر نور انتقال برايصنعتي هاي رايانه بندي شبكه فلزات،

احس+اسگرها- ) فشار ( SENSORSدر گيري اندازه منظور بAهچرخش و شتاب پالريزاسيون، حرارت، برق، جريان

نظامي- امور و ...در ياب محل موشكهاي هدايت براي

157

خالصه:

پاییAن : قیمAت از عAبارتنAد AیAمس سAیمهای مقابAل در فیAبرنوری مزایای ، تزویج و تداخAل مقابAل در محافظAت ، وسAیع بانAد پهنای ، تAرمقابل در مصAونیت ، امنیAت ، الکتریکAی کامAل ایزوالسAیون ، پایین اتالف ، کAم وزن ، بودن اشتعال قابAل غیAر ، AیAخوردگ

. پذیری انعطاف و پایینتر قیمت با فرستندههای . میشود انجام نور انعکاس پدیدهی AطAتوس فیAبرنوری در نور انتقال ، میتابانیم محیAط دو جدایAی سAطح بAه را نور شعاع یAک کAه هنگامAی . ، عمل ایAن تکرار بAا بازمیگردد اول محیAط داخAل بAه آAن از قسAمتی

. کرد منتقل را آن میتوان و شده Aمحبوس فیبر داخل در نور

158

: موج منبع ، مدوالتور ، پیام منشاء از عبارتنAد انتقال خAط یAک عناصAر ) ( تزویجکننده ، ارتباطAی کانال ، ورودی کانال تزویجکنندههای ، حامAل. ) خروجی ) پیام ، سیگنال پردازشگر ، آشکارساز ، خروجی کانال های

نوری سیگناAل بAه الکتریکAی سAیگنال تبدیAل وظیفهی کAه دسAتگاههایی بAهدو به کلAی طور بAه کAه میگوینAد نوری فرسAتندههای ، میدهنAد انجام را . میشوند تقسیم لAیزری دیودهای و نور منتشرکنندهی دیودهای دسAتهیگیرندهی طرف در آشکارسAازنوری نوعAی فیAبرنوری سAیستمهای درمنتشر فیAبر طول در کAه را شده مدولAه نور تAا اسAت موردنیاز نور . سیگنالAهای بAه را نوری سAیگناAلهاAی دیگAر عبارت بAه کند آشکار ، شده

. نماید تبدیل الکتریکی

159

: Aشده ساخته پوشAش و هAسAته میشود تشکیAل بخAش دو از تارنوری ) ( و ، گداخته سAیلیکای شیشAه مثال نوری شفاف ی ماده AکAی از ( اکسید. کوارتAز ، نوری فیAبرهAای سAازندهی اصAلی AیAماده روکش

. SIO2سAیلیسیم جهت( چنAد از توان مAی را نوری فیAبر کابAل اسAت : Aشیوه نظAر از فیAبرنوری کابAل انواع از عبارتنAد کAه نمود بندی دسAته ( ضریب بAا چندحالتAه فیAبر شامAل چندحالتAه فیAبرهای انتقال یفیبر ، تدریجAی شکسAت ضریAب بAا چندحالتAه فیAبر ، پلهای شکسAت

( ) نوع حفاظت نظAAر از ، حالتAAه TIGHTو LOSS BUFFERتAAکBUFFER( )روکش نظAر از ،IN DOOR وOUT DOOR وIN DOOR –

OUT DOOR .)

160

( کابل ، پالسAتیکی فیAبرنوری کابAل سAازنده ی ماده نظAر از .) روشهای سخت پلیمAر بAا نوری فیAبر کابAل و شیشهای فیAبرنوریسیلیس : روش ، مضاعAف بوتAه روش از عبارتنAد فیبرهAا سAاخت ، محوری رسوب ، بیرونAی رسAوب شامAل شده دپ یافتAه رسAوب . با شده پوشAش سAیلیس در تار کشیدن روش داخلی رسAوب

پالستیک.به ، پارامتAر چندیAن کنترل ، نوری فیAبرهای نصAب هنگام دراهمیت دارای نصAب عملیات و مسAیر شرایAط مورد در خصAوصنوع. : ، ناحیه طبیعAت ، راه مسAیر از عبارتنAد پارامترهAا ایAن اسAت

. نصب رویهی ، خاک

161

کار به انتقال مسAیرهای در نوری تارهای اتصAال برای را رابطهAاتلف ، تارهAا قطAع در تسAهیل ایجاد ضمAن کAه طوری بAه ، میبرنAد

. میآید دست به آنها طریق از اتصال موقع در پایینی . اول نوع میشوند تقسیم نوع دو بAه کارشان براسAاس رابطهAا ایAنسربهسر تزویAج براسAاس دوم نوع و ، عدسAی تزویAج مبنای بردائمی. صAورت بAه آنهAا اتصAال ، فیبرهAا اتصAال دیگAر راه تارهاسAتپذیر. امکان روش دو بAه فیAبرنوری کابلهای دائAم اتصAال اسAتدائمی : اتصAال ، همجوشAی روش بAه فیAبر دو دائمAی اتصAال اسAت

. شدن قفل روش به فیبر دو

162

منابع : فهرستها : کتاب

نوری فیAبر مهندس: - : – مخابرات مولوی محمد دکتر مترجمان پالAی جوزفاول – – نوبت محدث 1384مجتبی

–. ; اول : – چاپ الملکی شهاب قاسم مترAجم گردکارزر نوری تار ارتباطات1375.

; مترجم : . .. – جونAز بAی ویلیام نوری تار ارتباط های سAیستم بر ای مقدمAه – اول چاپ الملکی شهاب .1375قاسم

- – ; - اول. : . چاپ نیر جمشیAد مترجAم ایگAا ک ماتسAو سAوئه نوری مخابرات1366

–. ; - چاپ : – صیفوری محمودی دکتAر مترجAم جان واتسAون نوری الکترونیAک ، 1387اول

 

163

: سایتها • WWW .agilent.com • WWW .amp.com• WWW .cisco.com • WWW .corning.com • WWW .epinion.com • WWW .fiberopticsonline.com• WWW .fiber-optic.info

164

خود شکیبای و صبر با که این از تشکر با

. نمودید یاری لکچر این ی ارائه در را ما

پایان