25 ژوئن
مقاله ها

آموزش FTTH / GPON

کلاس آموزش FTTH توسط مدیر شرکت رهیاب ارتباط پارس، آقای مهندس زنگنه در مخابرات استان خوزستان (اهواز، کیانپارس) در سه نوبت، برای روسای مخابرات شهرستان های خوزستان، و برای اعضای معاونت تجاری مخابرات و همچنین یک کلاس برای همه کارکنان مخابرات برگزار شد.

در این کلاس ها به مفاهیم FTTH، FTTB و شبکه های نوری پسیو (GPON) و تجهیزات پسیو بکار رفته در سرویس های مخابرات نوری پرداخته شد و افراد حاضر سوالات خود را در زمینه های کاری خود پرسیدند و در پایان، با حضور آقایان فیلوان و مشیدی از آقای زنگنه تشکر و قدردانی شد.

گفتنی است شرکت رهیاب ارتباط پارس مجری پروژه های FTTH در استان خوزستان و پیمانکار منتخب مخابرات استان خوزستان برای طرح های فیبر نوری می باشد.

گالری تصاویر:

ویدئو:

27 جولای
مقاله ها

ساختار مالتی پلکسینگ SDH و کانتینر های مجازی

این بخش (4) از مقاله ی معرفی ساختار SDH می باشد. بخش (3) را از این صفحه مطالعه کنید.

 

اضافی مسیر (Path Overhead)

دستگاه سیستم مخابراتی مخابرات فیبر نوری SDH کانتینتر مجازیاضافی مسیر بخشی از کانتینر های مجازی است. شکل 14 اضافی متناظر با کانتینتر های مجازی رده بالا و رده پایین را نشان می دهد.

این بخش اضافی بین دستگاه های پایانه ای مسیر انتقال داده می شود.

 

کانتینر های مجازی رده بالا

J1 در این بایت بطور پیوسته رشته داده قابل برنامه ریزی کاربری را ارسال می کند تا دستگاه دریافت کننده مسیر ببیند که هنوز به دستگاه انتقال دهنده مسیر وصل است.

 

پریتی بیت های B3

C2 نوع نقشه بندی را در کانتینر مجازی تعیین می کند. بعنوان مثال، به شما می گوید آیا کانتینر مجازی رده بالا دارای کانتینرهای مجازی رده پایین یا سلول ای تی ام (ATM CELL) و غیره هست یا نه.

G1: کارآیی مسیر را مشایعت می کند

F2: مخابرات بین المان های مسیر

H4: نشانگر مالتی فریم

 

کانتینر های مجازی رده پایین

تنها یک بایت اضافی در کانتینر مجازی رده پایین وجود دارد. این بایت برای منظور های زیر در یک مالتی فریم 4 بایتی بکار می رود:

V5: چک کردن ارور (خطا)، وضعیت مسیر و برچسب سیگنال (آسنکرون، بایت سینک، بیت سینک)

J2: شناسایی کننده دسترسی مسیر (تا گیرنده بداند که او همچنان به ارسال کننده مدعی وصل می باشد)

N2: مانیتورینگ اتصال

K4: سوئیچینگ محافظت (پیشگیری) اتوماتیک. این بیت برای فراهم کردن سوئیچینگ اتوماتیک استفاده می شود برای تاسیسیات پشتیبان (بکاپ) در صورت وقوع خرابی.

کانتینرهای مجازی SDH سیستم مخابراتی

3.6 کانتینر های مجازی

شکل 15 اندازه های کانتینر مجازی و خدماتی که قرار است آنها حمل کنند را نشان می دهد.

این ساختار بسیار محکم است و از لحاظ پهنای باند چندان بهینه نیست. بعنوان مثال، برای حمل یک سرویس E3 (CEPT 3) به بیش از 30% بخش اضافی نیاز خواهد داشت. حتی بهترین حالت یعنی E1 نیز به بیش از 10% اضافه نیاز خواهد داشت. و همچنین هیچ تامین ذخیره ای برای حمل N x 64kbit/s، E2 (8 Mbit/s) یا 10 Meg یا 100 Meg نخواهد بود.

کانتینر های مجازی یک مسیر سرهم بندی شده در شبکه را فراهم می کنند و هیچ تخصیص پهنای باند دینامیکی وجود ندارد.

 

3.7 ساختار مالتی پلکس سیستم های مخابراتی SDH

ساختار مالتی پلکسینگ SDH سیستم مخابراتیشکل 16 نشان می دهد چگونه می توان سرویس های متعدد را در ترانک STM در سیستم های مخابراتی SDH ترکیب کرد.

اگر به عنوان مثال یک سرویس (E1 (2Mbit/s نگاه کنیم:

  1. فریم ای وان در یک کانتینر C-12 قرار داده شده است.
  2. یک اضافی مسیر اضافه شده و آن تبدیل به ویرچوال کانتینر VC-2 شده است.
  3. به VC-12 های متعددی اشاره گر اختصاص داده شده است و تبدیل به گروه یونیت انشعابی TUG-2 شده است. اشاره گر ها موقعیت اولین بایت هر کانتینر مجازی را مشخص می کنند.
  4. هفت عدد از این TUG ها را می توان در یک کانتینر مجازی VC-3 طراحی کرد.
  5. به کانتینر های مجازی VC-3 متعددی اشاره گر تخصیص داده شده و در یک گروه مدیریت کاربر (AUG) قرار داده می شوند.
  6. و AUG را در فریم STM قرار می دهند.

STM-1 SDH VC-4 کانتینر مجازی سیستمهای مخابراتیاشاره گر ها برای تعیین مکان تک استریم های 2 مگ در فریم STM بکار می روند.

 

3.8 مثال های کانتینر مجازی

سیستم VC SDH مخابرات نوری STM-1شکل 17 نشان می دهد چگونه یک کانتینر مجازی VC-4 Virtual Container در یک فریم STM-1 Frame جا می شود.

VC-4 بطور کامل در فریم STM-1 جا می شود و یک نشانگر موقعیت اولین بایت VC-4 را مشخص می کند.

اگر VC-4 با فریم STM-1 سنکرون نشده باشد، می تواند مکان خود در فریم را جابجا کند.

فی الواقع یک بایت از پهنای باند در بخش اشاره گر وجود دارد که می تواند توسط VC-4 استفاده شود اگر مشاهده کند که دارد از فریم STM-1 سریعتر کار می کند.

شکل 18 نشان می دهد چگونه 3x VC-3 در فریم STM-1 در سیستمهای مخابراتی جا می گیرند.

هرچند که این در شکل نشان داده نشده، ولی کانتینر مجازی های VC-3 همۀ پهنای باند STM-1 را اشغال نمی کنند. به آنها یک فضای ثابت معین تخصیص داده شده و آنها می توانند در آن فضا مانور بدهند. پهنای باند بیشتری موجود می باشد اگر VC-3 ها با کلاک سریعتری از فریم STM-1 فعالیت می کردند.

اشاره گر اولین بایت کانتینر مجازی را مشخص می کند.

 

ساختار مخابراتی STM-1 Virtual Container کانتینر مجازی SDHشکل 19 نشان می دهد چگونه کانتینر مجازی های VC-3 می توانند در محل هایی مختلف شروع به کار کنند در محیطی از فریم STM-1 که بدانها اختصاص داده شده است.

اگر یک دستگاه مدار مجازی ای را در فریم STM-1 قرار دهد، همچنین اشاره گر را نیز تعیین مقدار می کند تا اینکه دستگاه گیرنده بتواند آغاز مدار مجازی را تعیین مکان کند.

 

شکل 20 نشان می دهد چگونه کانتینر های رده پایین تر در فریم STM-1 حمل می شوند.

برای نگه داشتن کانتینر های مجازی رده پایین تر، می بایست از یک تاگ (Tributary Unit Group – TUG) استفاده کنیم. هر TUG دارای مکان مشخصی هست در مدار مجازی و شماری از اشاره گر ها دارد در موقعیت هایی ثابت در تاگ TUG.

تاگ نشان داده شده در شکل 20 دارای سه اشاره گر برای کانتینر های مجازی VC-12 می باشد. به VC-12 یک فضای ثابت اختصاص داده می شود که کمی بزرگتر از نیازش می باشد تا فضای کافی برای جابجایی داشته باشد.

کانتینر مجازی VC3 و VC12 ساختار SDHاشاره گر موقعیت اولین بایت VC-12 را مشخص می کند.

پس وقتی VC-12 به مقصد وارد می شود، دستگاه گیرنده VC-12 را با نگاه کردن به اشاره گر ها تعیین موقعیت می کند.

 

3.9 بهینه بودن از لحاظ پهنای باند

شکل 21 شماری از سرعت داده های متداول را نشان می دهد بهمراه کانتینر های مجازی متناظر با آنها که برای حمل این استریم داده ها مورد نیاز هستند.

 

جمع بندی

بهینه بودن پهنای باند SDH سیستم مخابرات نوریسیستم SDH ضعف های PDH را نشانه گرفته است؛ اس دی اچ داده ها را در کانتینر های مجازی انتقال می دهد و از اشاره گر ها برای تعیین مکان یک کانال کم سرعت در ترانک پر سرعت استفاده می کند.

 

حامل ها، سیستم های SDH را دوست دارند زیرا موارد زیر را فراهم می کند:

  • یک معماری رینگ (حلقه) مستحکم با توانایی های خود ترمیمی
  • تامین ذخیره و خصوصیت های مدیریتی خوب
  • استاندارد های بین المللی قوی

 

توجه: اگر این مقاله چیزی به شما یاد داده است، می توانید با استفاده از دگمه های اشتراک شبکه های اجتماعی به دوستان خود نیز نشان بدهید.

توجه: با امتیاز دادن به مقالات شرکت رهیاب ارتباط پارس، ما را در ارتقاء کیفیت مطالب منتشر شونده یاری خواهید داد.

25 جولای
مقاله ها

معرفی ساختار SDH و مقایسه با PDH

این بخش (2) از مقاله معرفی و مقایسۀ SDH و PDH در سیستم های مخابراتی و مخابرات نوری می باشد. بخش (1) را از این آدرس مطالعه کنید.

در بخش 1 با ساختار PDH آشنا شدیم و به محدودیت های آن پی بردیم. اکنون در این بخش از مقاله، با ساختار SDH آشنا می شویم.

جهت کسب اطلاع از قیمت PDH و SDH مدل ها و برندهای مختلف (از جمله لاین ترمینال های فاتک، هواوی، ریسکام، Fatech,HUAWEI,Raisecom و…)، با دفتر فروش شرکت رهیاب ارتباط پارس (06133372016) تماس حاصل نمایید.

 

مرتبه بندی دیجیتال سینکرانوس (SDH – Synchronous Digital Hierarchy)

SDH مانند PDH مبتنی بر یک رتبه بندیِ تکرار مداوم است، با فریم های با طول ثابت که طراحی شده تا کانال های ترافیک آیزوکرانوس را حمل کند.

SDH را بگونه ای طراحی کرده اند که با شبکه های PDH موجود بتواند شبکه پردازی کند.

توسعه دهندگان SDH همچنین به ضعف های PDH پی برده اند. آنها متوجه شده اند که نه تنها لازم است که یک ساختار فریم سنکرون را اتخاذ کرد، بلکه ساختاری باید باشد که مرز های بایت را در بیت استریم های مختلف رعایت کند.

از آنجا که SDH سنکرون است، آن امکان مالتی پلکسینگ و دیمالتی پلکسینگ مرحله ای را ممکن می سازد. این باعث حذف پیچیدگی سخت افزاری می شود. دیگر به کوه مالتی پلکسر نیازی نیست.

 

3.1 سطوح مالتیپلکسینگ SDH

رتبه بندی سلسله مراتب اس دی اچ SDHشکل 4 سطوح مالتی پلکسینگ SDH را نشان می دهد. امریکا و ژاپن از SONET استفاده می کنند، در حالیکه بقیۀ دنیا SDH بکار می برند.

جدا از اختصارات مختلفی که برای هر سیستم وجود دارد، تفاوت زیادی بین SONET و SDH وجود ندارد.

می توانید ببینید که سرعت داده ها مشابه هم بوده بجز اینکه SDH سرعت 51 مگ را ندارد.

STM-1 مبنای ساختار فریم SDH را تشکیل می دهد. بعنوان مثال، STM-4 یک فریم است متشکل از 4 تا STM-1. در سونت (SONET)، سطوح STS معرف سرعت بیت استریم می باشند. وقتی این بیت ها تبدیل به قطار پالس های اپتیکال در فیبر می شوند، به آنها کریر اپتیکال یا حامل اپتیکال (OC) می گویند.

همچنین ممکن است به عبارت OC-3c بر بخورید. این صرفا معادل بیت ریت OC-3 است، ولی آنرا بعنوا یک کانال بجای سه کانال OC-1 تعبیر می شود. حرف c نماد Concatenated یعنی “بهم پیوسته” می باشد.

 

3.2 المان های شبکه SDH

المان شبکه SDH مخابرات نوریشکل 5 المان هایی (عناصری) که شبکه SDH را شکل می دهند، نشان می دهد.

  • المان پایانه خط
    اینها دستگاه های پایانی می باشند جایی که کانال های سرعت پایین تر از شبکه SDH وارد و خارج می شوند. اینها را دستگاه های “سطح مسیر” نیز می نامند.
  • اتصال متقاطع دیجیتال (کراس کانکت)
    این دستگاه ها در سطح STM کراس کانکت می شوند تا پایین به سوی استریم های E1 تکی. پس یک استریم E1 روی ترانک STM را می توان با یک ترانک STM دیگر کراس کانکت کرد.
  • مولد (ریجنراتور)
    دستگاهی است که سیگنال را بازتولید می کند.
  • مالتی پلکسر حذف و اضافه
    ماکس حذف و اضافه توانایی شکستن و اضافه کردن کانال های کم سرعت را در یک استریم STM دارند.

تنظیمات پیکر بندی شبکه SDH مخابراتتنظیم شبکه اس دی اچ SDH در مخابرات اهواز

3.3 تنظیمات شبکه SDH

ساده ترین کانفیگ شبکه، یک شبکۀ پوینت تو پوینت (نقطه به نقطه) است همانطور که شکل 6 نشان می دهد. این دو مالتی پلکسر ترمینال (پایانه ای) را شامل می شود که با فیبر نوری با مولد یا بدون هیچ مولدی در لینک بهم وصل شده اند.

معماری شبکه اس دی اچ SDH

اگر ما یک ماکس حذف و اضافه را وارد شبکه کنیم، یک کانفیگ پوینت تو مالتی پوینت را خواهیم داشت که در شکل 7 نشان داده شده است.

یک معماری شبکه مش (مانند شکل 8) اتصال کراس کانکت برای متمرکز کردن ترافیک در سایت مرکزی استفاده می کند و “تامین ذخیره” ی مدار ها را ممکن می سازد.

محبوب ترین آرایش شبکه، معماری رینگ (حلقه) است که در شکل 9 نشان داده شده است. اینجا ما 4 ماکس حذف و اضافه داریم که با دو حلقه فیبر بهم وصل شده اند. مزیت اصلی این معماری، توانایی حفظ بقا است. اگر یک فیبر نوری قطع شود یا یک ماکس حذف و اضافه از کار بیافتد، مالتی پلکسر ها شعور این را دارند که شبکه را ترمیم کنند.

 

ادامه مطلب را در بخش (3) پیگیری کنید…

25 جولای
مقاله ها

SDH چیست و چه فرقی با PDH دارد؟

در این مقاله سیستم های پلِسیاکرانوس دیجیتال هیرارکی (PDH) و سینکرانوس دیجیتال هیرارکی (SDH) در سیستم های مخابراتی را معرفی کرده و به تفاوت های این دو سیستم می پردازیم. سیستم های انتقال یا لاین ترمینال فیبر نوری PDH از اهمیت بالایی در مخابرات برخوردار است.

پیش از شروع، بیایید با واژه های پلسیاکرونوس (Plesiochronous)، سینکرانوس (Synchronous)، آیزوکرانوس (Isochronous) و آسینکرونوس (یا همان آسنکرون، Asynchronous) آشنا شویم.

اینها همگی روشهای سنکرون کردن سیل داده ها بین فرستنده و گیرنده هستند. و همگی اشاره دارند به این قضیه که دیتا چگونه کلاک می شود.

  • Synchronous (سنکرون شده)
    همۀ کلاک ها با یک کلاک مستر (اصلی) سنکرون می شوند. شاید فاز آنها با یکدیگر اختلاف داشته باشد، ولی فرکانس همه یکی است.
  • Plesiochronous (کلمه یونانی Plesio بمعنی نیمه می باشد)
    همۀ کلاک ها با دقت معینی با فرکانس مشابه می زنند. این کلاک ها با یکدیگر سنکرون نشده اند، پس سیل داده ها با سرعت های اندکی متفاوت ارسال می شوند.
  • Isochronous (سنکرون شده)
    یک سیل دیتای آیزوکرانوس، اطلاعات زمانبندی را در خود دارا است (مثلاً: استریم G.704). این سیل داده ها را می توان از طریق شبکه های سینکرانوس یا پلسیاکرانوس منتقل کرد.
  • Asynchronous (سنکرون نشده)
    کلاک ها سنکرون نیستند. فرستنده و گیرنده کلاک هایی مستقل از هم دارند که اصلا هیچ ارتباطی با هم ندارند.

 

مرتبه بندی دیجیتال نیمه سنکرون (PDH – Plesiochronous Digital Hierarchy)

در یک شبکه ی PDH که در لاین ترمینال های فیبر به کار می رود، شما سطوح مختلفی از مالتی پلکسر ها (تسهیم کننده ها) را دارید. شکل 1 سه سطح  مالتی پلکسینگ را نشان میدهد:

  • 2Mbit/s به 8Mbit/s
  • 8Mbit/s به 34Mbit/s
  • 34Mbit/s به 140Mbit/s

پی دی اچ PDH PLESIOCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY

 

پس برای حمل یک سیل دادۀ 2Mbit/s در ترانک 140Mbit/s لازم است که آنرا با مالتی پلکسر های سطوح بالاتر تسهیم کنیم و سپس آنرا با مالتی پلکسر های سطح پایین تر تسهیم کنیم.

از آنجا که پلسیاکرانوس کاملا سنکرون نیست، هر یک از مالتی پلکسر ها نیاز به اندکی جای خالی در ترانک های پر سرعت دارند تا اختلافات کوچک سرعت های داده ی استریم پورتهای کم سرعت را جبران کنند.

برخی از داده های پورت های کم سرعت (که سرعت بیش از حد دارند) می توانند در فضای خالی ترانک حمل شوند، و این می تواند در همۀ سطوح مالتی پلکسینگ رخ دهد. به این امر تنظیم یا پر کردن بیت ها (Bit Stuffing) گفته می شود.

 

2.1 رتبه بندی تسهیم PDH

سطوح مالتی پلکسینگ PDHشکل 2 نشان می دهد که دو رتبه بندی (Hierarchy) کاملاً مختلف وجود دارند، یکی برای سیستم امریکا و ژاپن و دیگری سیستم های بقیۀ دنیا. موضوع دیگر این است که سطوح تسهیم (مالتی پلکسینگ) مختلف ضریب یکدیگر نیستند.

بعنوان مثال، CEPT2 صد و بیست تماس را ساپورت می کند ولی به بیش از 4 برابر پهنای باند CEPT1 نیاز دارد تا بدان منظور دست یابد. دلیل این امر آنست که PDH کاملاً سنکرون نیست و هر سطح مالتی پلکس به پهنای باند اضافی نیاز دارد تا بیت استافینگ (Bit Stuffing) انجام دهد.

پس رتبه بندی پلسیاکرانوس بیت استافینگ نیاز دارد در همۀ سطوحش تا تفاوت های کلاک را جبران کند.

این باعث می شود تا پیدا کردن یک استریم 2Mbit/s خاص در ترانک 140Mbit/s سخت شود مگر اینکه همۀ استریم 140Mbit/s را تا حد 2Mbit/s دیمالتی پلکس (Demultiplex) کنیم.

 

2.2 حذف و اضافه استریم 2Mbit/s

کوه مالتی پلکس PDH Mountainبرای حذف و اضافه یک استریم 2Mbit/s از ترانک 140Mbit/s شما می بایست ترانک را بشکنید و تعدادی 34Mbits/s به مالتیپلکسر های 140Mbits/s اضافه کنید. سپس می توانید استریم 34Mbits/s مناسب را ایزوله کرده و دیگر استریم های 34Mbits/s را به ترانک 140Mbits/s دوباره مالتیپلکس کنید.

و سپس استریم 34Mbits/s را دی مالتی پلکس کرده، استریم 8Mbits/s مناسب را ایزوله کرده و استریم های 8Mbit/s دیگر را با استفاده از مالتی پلکسر لایه بالاتر، در ترانک 140Mbit/s مالتی پلکس می کنید.

و نهایتا، استریم 8Mbit/s را دیمالتیپلکس کرده، استریم 2Mbit/s مورد نظر را ایزوله می کنید و دیگر استریم های 2Mbit/s را از طریق مالتی پلکسر های لایه بالاتر به ترانک 140Mbit/s بازمالتی پلکس می کنید.

شکل 3 کوه مالتیپلکسر مورد نیاز برای حذف و اضافه یک استریم 2Mbit/s نشان می دهد.

 

2.3 محدودیت های PDH

  • PDH انعطاف پذیر نیست
    همانطور که پیش از این شرح داده شد، تعیین مکان کانال های منحصر بفرد در یک سیل بیت سطح بالاتر، کار آسانی نیست. شما می بایست چنل های پر سرعت را در همۀ سطوح مالتیپلکسینگ دی مالتیپلکس کنید تا یک چنل کم سرعت خاص را پیدا کنید. یک نیازمند یک کوه مالتیپلکسر گرانقیمت و پیچیده است.
  • کارآیی ناچیز
    اگر نشود کارآیی یک سیستم را نظارت کنید، نخواهید توانست کارآیی آن سیستم را بهتر کنید. برای PDH، هیچ استاندارد بین المللی ای برای مانیتورینگ عملکرد آن وجود ندارد و هیچ چنل (کانال) مدیریتی برای آن اندیشیده نشده است. فقط تعدادی بیت اضافی یدکی برای مدیریت بکار می روند، ولی پهنای باند محدودی داشته و بدون دی مالتی پلکسینگ امکان پیدا کردنشان در یک استریم 140 مگ وجود ندرد.
  • عدم وجود استاندارد ها
    نه تنها PDH دارای دو رتبه بندی کاملاً متفاوت است بلکه در استاندارد ها بسیار ضعیف هم عمل می کند. بعنوان مثال، برای سرعت داده های بالای 140Mbits/s هیچ استانداردی وجود ندارد و برای لاین ساید Line Transmission Terminal هیچ استانداردی وجود ندارد.

 

ادامه مقاله در بخش (2)…، معرفی SDH و نحوه فریم بندی و برتری و معایب SDH…

 

20 آوریل
مقاله ها

پاشندگی در فیبر نوری تک مد و مالتی مد – بخش (5)

بخش (4) را از اینجا مطالعه کنید.

 

ظرفيت انتقال فيبر

گسترش پالس ظرفيت اطلاعاتي سيستم انتقال را محدود مي کند. ميزان آن در فيبر با ضريب شکست پله اي بصورت حاصلضرب پهناي باند در طول خط در حدود 20 مگا هرتز درکيلومتر و براي فيبرهاي با ضريب شکست تدريجي در حدود 2 گيگا هرتز درکيلومتر مي باشد. پهناي باند فيبرهاي تک مدي به مراتب بيشتر از اين مقادير و درحدود 100 گيگا هرتز در کيلومتر مي باشد.

براي اينکه مقدار پهن شدن پالس و ارتباط آن با مقداراطلاعات ارسالي را پيدا کنيم ابتدا فرض کنيدf فرکانس مدولاسيون آنالوگ سينوسي و T دوره تناوب آن باشد و منبع طول موجهاي 1λ و 2λ منتشرکند. حداکثر تاخير بين سريعترين و کندترين طول موج مي تواند برابرT/2 که تاخيري برابر نصف دوره تناوب T است باشد. بنابراين حداکثر تاخير يا گسترش پالس برابر:

T/2= τ∆

خواهدبود. با اين مقدار تاخير هنگاميکه دو موج با طول موجهاي 1λ و 2λ با هم جمع مي شوند مدولاسيون بطور کامل حذف مي شود . فدرت مدوله شده انتقالي مربوط به طول موجهاي بين 1λ و 2λ تاخيرهايي کوچکتر از T/2 دارند و باعث تغييرات کوچکي در سيگنال دريافتي مي شوند . اگرمعادله (5-14) را بعنوان حداکثر گسترش پالس مجاز در نظر بگيريم فرکانس مدولاسيون توسط رابطه زير محدود مي شود:

T/2 < 1/(2∆τ ) = f

حدبالايي فرکانس حاصل از رابطه فوق تقريب خوبي براي عرض باند db3 و يا فرکانسي که در آن توان سيگنال برابر نصف مقدار حداکثرخود مي شوداست. بنابراين:

F3db= 1/(2∆τ )

ظرفيت انتقال اطلاعات آنالوگ که بصورت حاصلضرب فرکانس نصف توان سيگنال آنالوگ در طول خط تعريف مي شود برابر است با:

C = F3db . L=L/(2∆τ )

بهمين ترتيب در انتقال ديجيتال اطلاعات اگر ميزان گسترش و پهن شدن پالس در طول خط را با τ و سرعت انتقال اطلاعات (Bit rate)را با B نمايش دهيم براي اينکه پالسهاي نوري ديجيتال در اثر گسترش پالس رويهم نيفتند بايد رابطه زير بر قرار باشد:

( B ≤ 1/(2τ

حداکثر سرعت انتقال در يک کيلومتر برابر خواهد شد با :

Bmax = 1/(2τ)

اگرسرعت‌انتقال‌اطلاعات رابرحسب مقدارموثر پهن شدن پالس (σ)درنظر بگيريم خواهيم داشت :

B = 0.2/σ

حال اگر يک سيگنال ديجيتال را بصورت برگشت به صفر(Return to Zero (RZ که طول زماني هر بيت آن برابرT ثانيه و عرض پالس آن برابر T/2 است در نظر بگيريم و بافرض اينکه حداکثر گسترش عرض پالس مجاز برابر 70 درصد عرض پالس سيگنال ديجيتال باشد خواهيم داشت:

∆τ = 0/7T/2=0.35T

با توجه به اينکه سيستم انتقال داراي فرکانس 1/T است تعداد بيتهادر ثانيه يا ميزان سرعت داده انتقالي برابر خواهد شد با:

B=1/T =0 .35/ ∆τ

ظرفيت انتقال اطلاعات ديجيتال که بصورت ميزان داده در طول خط تعريف مي شود برابراست با:

 0.35 L /∆τ C = B.L

که درآن C طرفيت انتقال اطلاعات ديجيتال و L طول خط مي باشد.

 

روش های جبران پاشندگی رنگی

  1. DCF
  2. CFBG
  3. 2Mode Fiber

 

DCF (Dispersion Compensating Fiber)

در فیبرهای DCF بر خلاف فیبرهای معمولی که میزان پاشندگی برابر با 15  می باشد، میزان پاشندگی حدود (170_166)- = DCF  و با علامت منفی است.
D1 L1 = D2 L2
طبق رابطه مذکور به ازای طول L1 در فیبر معمولی با پاشندگی D1 می توان از DCF با طول L2 وپاشندگی D2 استفاده نمود.

 

CFBG

همانطور که قبلاً مطرح شد، در فیبرهای معمولی پاشندگی رنگی تاخیر بیشتری برای طول موج های بلندتر ایجاد می کند. در اینجا از ساختاری با تغییرات متناوب ضریب شکست استفاده می شود. طریقه ساختن این فیبر ها بدین صورت است که فیبر ار تحت تابش پرتو UV قرار می دهند و Pattern ، که روی فیبر قرار می گیرد و با استفاده از ماسک های مناسب به مناطقی از فیبر که لازم است اشعه UV تابانده، ضریب شکست در این مناطق تغییر می کند. در فیبرهای CFBG دقیقاً عکس عملکرد، با یک فیبر معمولی صورت می گیرد، یعنی اینکه طول موج های بلندتر در این محیط زودتر از طول موج های کوتاه تر برگشت داده شده و بنابراین جبران پهن شدگی پالس، تحت تاثیر پاشندگی رنگی در فیبر معمولی شده است.

ازآنجا که نوع کدينگ ورودي ليزر ازنوع NRZ ونوع مدولاسيون نوري درخروجي آن ASK (Amplitude Shift Keying) مي باشد ، متناسب بابيت ريت (Bit Rate) ورودي ، شدت وضعف سيگنال نوري تغيير کرده و خروجي ليزر يک سري نقاط روشن و تاريک توليد مي کند . از آنجا که طبق فانون فوريه يک سيگنال غير سينوسي از سيگنال هاي سينوسي وکسينوسي تشکيل شده است ،خروجي ليزر مجموعه اي از طول موج ها خواهد بود که هريک پس ازعبور از فيبر، درگيرنده هرکدام با تاخير فاز متفاوتي دريافت مي شوند. نتيجه اين پديده پهن شدن پالس دريافتي درگيرنده درمقايسه با پالس ارسالي خواهد بود .

پهن شدن پالس درگيرنده مي تواند تداخل سمبلها واطلاعات را سبب شود . براي رفع آن ازتجهيزات خاصي بنام DCU (Disperesion Compensation Unit ) يا DCF (Disperesion Compensation Fiber ) استفاده مي شود . اين تجهيزات مفدارزيادي فيبرراباضريب پاشندگي منفي درخود جاي داده است تا به اين ترتيب پاشندگي کل مسيرکاهش يابد . تجهيزات DCU و يا DCF را مي توان درفرستنده قبل ازارسال ويا درگيرنده قبل ازدريافت سيگنال نوري مورد استفاده قرارداد .

 

2-Mode Fiber

مدهای مختلف نور توزیع شدت نور مختلفی دارند و ثابت شده که پاشندگی برای مدهای مختلف متفاوت می باشد. در این نوع فیبر برای مد Lpo1پاشندگی مثبت و برای مد Lpo2 پاشندگی منفی است. باتوجه به این موضوع فیبر عادی که حاوی سیگنال است را وارد یک Mode Convertor کرده و Lpo1 را به Lpo2 تبدیل می کنیم. بنابراین نور عبوری تحت تاثیر پاشندگی منفی قرار گرفته و پاشندگی آن حذف می شود و در انتهای مسیر توسط Mode Convertor دوم Lpo2 را به Lpo1 تبدیل می کند.

جبران پاشندگی مد پلاریزه (PMPC)

همانگونه که قبلا بیان شد، پاشندگی مد پلاریزه باعث می شود که یکی از مدهای پلاریزه دیرتر به خروجی برسد، با استفاده از PMPC دو مد پلاریزه از هم جدا شده، مدی که سریعتر به خروجی رسیده را توسط مدار مربوطه تاخیر داده تا جبران ناشی از PMD شود.

منبع ليزرنوررا تحت يک زاويه مشخص به داخل فيبر نوري گيسل مي کند . نور پس از ورود به فيبربه دو مولفه عمودي وافقي تقسيم مي شود که با هم زاويه90 درجه دارند . در صورتيکه ويژگيهاي فيزيکي فيبردرتمام طول مسيرکاملا يکنواخت باشد زاويه بين اين دو مولفه تا انتهاي فيبر ثابت مي ماند. ولي چنين فيبري عملا وجود ندارد . بنابراين زاويه اين دومولفه سيگنال نوري درحين عبوراز فيبر تغييرمي کندوسبب پلاريزاسيون نورمي شود . ازآنجا که درگيرنده سيگنال دريافتي برآيند برداري اين دومولفه است ، مي توان نتيجه گرفت که سيگنال نوري درحين عبور ازفيبردچاراعوجاج شده وپهن خواهد شد . اين اثرنامطلوب که پاشندگي پلاريزاسيون ناميده مي شود رانيز مي توان با استفاده از DCF مناسب کاهش داد.

20 آوریل
مقاله ها

پاشندگی در فیبر نوری تک مد و مالتی مد – بخش (4)

بخش (3) را از اینجا مطالعه کنید.

رابطه پاشندگی

در مباحث الکترومغناطیسی در مورد هر محیطی اعم از رسانا یا عایق (دی الکتریک) یک ضریب دی الکتریک k\prime و یک تابع رسانندگی g تعریف می‌‌کنند. حال اگر تابش الکترومغناطیسی که با عدد موج مخصوص به خود مشخص می‌‌شود، از خلا بر یک محیط بتابد، با استفاده از معادلات ماکسول درابطه بین ضریب شکست محیط و ثابت دی الکتریک و عدد موج را مشخص می‌‌کنند که این رابطه را رابطه پاشندگیمی‌‌گویند.

بنابراین در حالت کلی اگر عدد موج را با k و سرعت زاویه‌ای موج را با ω و ضریب شکست را با n نشان دهیم، رابطه پاشندگی را به صورت  بیان می‌‌کنند، یعنی ضریب شکست تابعی از مشخصات موج است. به عنوان مثال ، در خلا که برای آن ضریب شکست را برابر یک اختیار می‌‌کنند، رابطه پاشندگی به فرم ساده  در می‌‌آید که در آن C سرعت نور است.

 

زاویه ی بحرانی

زاویه ای است که در آن بازتابش کلی از مرز بین دو محیط رخ می دهد.

 

انواع پاشندگي

عوامل پاشندگي درفيبر نوري بسيار متنوع هستند :

1- پاشندگي ماده:

پاشندگي ماده ناشي از اختلاف سرعت بين طول موج هاي مختلف (رنگ هاي مختلف)موجود در نور در اثر عبور از رشته فيبر نوري است . ممکن است بعضي ازخواص ماده فيبرنيز باعث تغييرسرعت نورعبوري ازآن شودوپاشندگي بوجود آورد . پهناي طيف منبع نور وطول خط انتقال تاثير شديدي بر ميزان پاشندگي ماده دارند و باعث افزايش آن مي شوند . پاشندگي ماده فيبردرطول موج 1310 نانومتر تقريبا صفر است .

2- پاشندگي موجبري:

پاشندگي موجبري ناشي از شکل ساختاري رشته فيبر است . درفيبرهاي تک مدي بدليل کوچک بودن قطر هسته پاشندگي بوسيله ساختارموجبر فيبر ايجاد شود. دراين فيبرها ، پاشندگي ناشي از اختلاف جزئي بين ضريب هاي شکست  هسته و پوسته رشته فيبر است که باعث انتشاروحرکت نور در دو مسير هسته و پوسته با سرعت هاي متفاوت مي شود .

3- پاشندگي بين مدي:

پاشندگي بين مدي در رشته فيبرهاي چند مدي به علت اختلاف در زمان رسيدن مدهاي مختلف به انتهاي رشته فيبررخ مي دهد. دراين فيبرها پاشندگي مربوط به مقادير مختلف تاخير زماني براي گروه مدهاي متفاوت در يک طول موج ( فرکانس) معين مي باشد .

بدين معني که وقتي چندين مد دريک طول موج ( فرکانس) معين درداخل فيبردرحال حرکت هستند همه آنها با سرعتهاي خالص متفاوتي نسبت به محور فيبر حرکت  مي کنند . فسمتهايي از موج نوري قبل ازقسمتهاي ديگرآن به به انتهاي فيبر مي رسند ، عرض پالس موج خروجي را گسترش ودامنه آنراکاهش خواهند داد. اين نوع پاشندگي به پهناي طيف منبع نور بستگي نداشته و هنگامي که فيبر فقط به يک مد اجازه انتشار  مي دهد رخ نمي دهد.

4- پاشندگي رنگي (Dispersion  Chromatic):

پاشندگي رنگي ناشي از طول موج هاي مختلف موجود درنورعبوري ازرشته فيبر است که باسرعت هاي متفاوت حرکت مي کنند . اين پاشندگي به طول موج منبع نور وابسته است.

5- پاشندگي پلاريزاسيون مد (Mode Disperesion Polarization (MDP:

پاشندگي مد پلاريزه ،كه در ساده ترين حالت ناشي از دايره اي كامل نبودن مقطع رشته فيبر است ، به دليل اختلاف بين سرعت انتشار دو مد پلاريزه رخ مي دهد. اين پاشندگي در سرعت هاي بالاي 10 گيگا بيت بر ثانيه بوجود مي آيد و در سرعت هاي پايين مساله جدي محسوب نمي شود.

6- پاشندگي سرعت گروهي (Group Velocity Dispersion (GVD:

اين اثر شبيه تاخير گروهي (Group Delay) درانتقال راديوئي است واز آنجا ناشي مي شود که خروجي مدولاتور طيفي ازفرکانس هاست و فرکانس هاي متفاوت درگيرنده هرکدام با تاخير متفاوت دريافت مي شوند . پاشندگي سرعت گروهي مشابه پاشندگي رنگ (کروماتيک)  سبب پهن شدن پالس خروجي مي شود . اين اثر را نيز مي توان با  DCF بااستفاده فيبر مناسب کاهش داد .

7- اثر تداخلي فرکانس ها (Four Wave Mixing (FWM:

دريک فيبرعموما جندين فرکانس با هم منتقل مي شوند . تداخل ومدولاسيون بين فرکانسها باعث توليد فرکانسهاي جديد ناخوسته مي شود که اغلب مخرب هستند . اين مولفه هاي جديد روي باندهاي مختلف ازجمله خود مولفه اصلي ظاهر مي شوند وموجب ايجاد همشنوائي (Cross Talk) مي گردند . مولفه هايي که خارج از باند قرارمي گيرند تاثير چنداني نخواهند داشت . بعنوان مثال چنانچه سيگنال نوري شامل سه فرکانس F1 , F2 , F3  باشد بابروزتداخل فرکانسي ترکيبات مختلف فرکانسهاي(F1-F2+F3) و (F1-F2-F3) و … توليد خواهند شد . به سايه فرکانسهاي مجاورروي يک فرکانس مفيد ، شبح فرکانسي (Ghost) گويند .

 

 محاسبه ميزان گسترش پالس: جهت محاسبه ميزان گسترش پالس ، فرض کنيد t مدت زماني باشد که يک پالس مسيري بطول L را مي پيمايد. مقدار پهن شدن پالس در اثر گسترش ماده در فيبر هاي تک مدي برابر است با :

t = L.∆λ.M ∆

که درآن t∆ پهن شدگي پالس برحسب پيکو ثانيه و λ∆ پهناي طيف منبع نور برحسب نانو متر و L طول فيبر بر حسب کيلومتر و M پارامتر گسترش ماده بر حسب p s / nm x km مي باشد.

اختلاف زمان عبور بر واحد طول که ميزان گسترش پالس در واحد طول نيز مي باشد برابر است با:

M.∆λ = /L (t ∆)

عرض باند فيبراز رابطه زيربدست مي آيد:

B = 0 . 441/∆t

 

ادامه ی مطلب در بخش (5)…

 

20 آوریل
مقاله ها

پاشندگی در فیبر نوری تک مد و مالتی مد – بخش (3)

بخش (2) را از اینجا مطالعه کنید.

مقایسه بین انواع فیبر

پس از ساخت فیبرها ، یك روكش اولیه روی آنها می پوشانند و سپس یك روكش محافظ روی آن مپوشانند تا مقاومت فیبر نوری را در مقابل ضربات مكانیكی افزایش دهد. همچنین این روكش ،مانعی برای تغییر شكل فیبر ، معوج شدن آن و خراشیدگی سطح فیبر میگردد. با توجه به ساخت ، ضرایب شكست و قطر هسته و قطر پوشش و تضعیف و پهنای باند و روزنه عددی فیبر با هم فرق میكند و اگر هسته و غلاف فیبر از سیلیكا باشد بنام فیبر سیلیكا و اگر هسته و غلاف فیبر شیشه باشد بنام فیبر شیشه ای معروف میباشد. مسلما فیبر های شیشه ای دارای تضعیف بیشتری نسبت به فیبرهای سیلیكا میباشد.

 

فیبرهای چند مدی با ضریب شكست پله ای multimode step index fibers

این نوع فیبر دارای مشخصات زیر است :

  • قطر هسته 50 الی 400 میكرو متر تضعیف 1 الی 50 db/km
  • قطر هسته 125 الی 500 میكرو متر پهنای باند 6 الی 25 MHZ_KM
  • قطر روكش محافظ 250 الی 1000 میكرو متر روزنه عددی .16 الی .5

 

فیبرهای چند مدی با ضریب شكست تدریجی MULTIMODE GRADED INDEX FIBERSS

این نوع فیبر دارای مشخصات زیر است :

  • قطر هسته 30 الی 100 میكرو متر كه معمولا 50 میكرو متر در مخابرات كاربرد دارد .
  • قطر غلاف 100 الی 150 میكرو متر كه معمولا 125 میكرو متر در مخابرات كاربرد دارد.
  • قطر روكش محافظ 250 الی 1000 میكرو متر .
  • روزنه عددی .2 الی .3
  • تضعیف .7 الی 10 db/km
  • پهنای باند 150 db/km الی 2 GHZ- KM

 

محدودیت های فیبر

  1. تضعیف
  2. پاشندگی
  3. آثار غیر خطی فیبر

 

پاشندگی

به دلیل عبور مدهای متفاوت از فیبرهای نوری چند مدی ، مسیرهای متفاوتی با این شرط که زاویه ورود مد بین صفر و زاویه بحرانی باشد، طی می شود.با وجود مساوی بودن طول فیبر نوری هرچقدر زاویه ی ورود مد به زاویه ی بحرانی نزدیک تر باشد مدت زمان بیشتری برای رسیدن آن به مقصد نیاز است.بنابراین اختلاف زمانی بین رسیدن مدهای مختلف به انتهای شبکه را پاشندگی می نامند.

پاشندگی بدلیل تغییر ضریب شکست محیط مادی شفاف هسته فیبر با طول موج نورعبوری ازآن می باشد ،که سبب انحراف مسیر پرتو ها ی نوری درگذر از هسته می گردد.

هنگامی كه موج نوری درمحیط پاشنده فیبرنوری ، كه ضریب شكست آن به طول موجهای نور بستگی دارد ، حرکت کند ، شكسته شده وپراکنده می گردد ، اگر موج تابش بجای اینكه تكفام باشد ، ازتركیب چند طول موج مختلف تشكیل شده باشد ، هر مولفه طول موج آن بازاویه شكست متفاوت شكسته شده وپراکنده خواهدشد. در چنین مواردی دو حالت ممکن است اتفاق بیافتد اگر وابستگی از درجه اول طول موج باشد جذب نور نداریم . اگر مرتبه وابستگی ازدرجه بالاترطول موج باشدعلاوه بر پاشندگی جذب نور نیز خواهیم داشت.

برای روشن شدن موضوع درخصوص فیبرنوری ، وضعیتی ر ادر نظر بگیرید که یک منبع واقعی یک پالس نوری را به داخل یک فیبر با خاصیت پاشندگی بتاباند چون پالس اصلی طبق سری فوریه ، مجموعه ای از تعدادی پالس است که به جزء از نظر طول موج از هر نظر دیگر شبیه هم هستند. این پالسها با سرعتهای گوناگون حرکت می کنند و با اختلاف زمانی کمی به انتهای فیبر می رسند. موقعی که پالسهای دریافتی در خروجی بهم می رسند با هم جمع شده و منجر به یک خروجی که نسبت به پالس ورودی طویلتر و گسترده تر و کم دامنه تر است می شوند

خاصیت پاشندگی مواد

بیشتر باریکه‌های نور از برهمنهش امواج با طول موجهایی بدست آمده‌اند که در تمام گستره طیف مرئی وجود دارند.سرعت نور در خلا برای همه طول موجها یکی است، اما درون محیط مادی سرعت انتشار برای طول موجهای مختلف متفاوت است. پس ضریب شکست یک ماده به طول موج بستگی دارد. هر محیط ناقل موج که سرعت موج در آن با طول موج تغییر کند، دارای خاصیت پاشندگی است. اندازه ضریب شکست (n) با افزایش طول موج کاهش پیدا می‌‌کند، لذا با افزایش فرکانس افزایش می‌‌یابد. در درون ماده ، طول موجهای بلندتر ، سرعت انتشار بیشتر و طول موجهای کوتاهتر ، سرعت انتشار کمتری دارند.

یک مثال
فرض کنید پرتویی از نور سفید بر یک منشور می‌‌تابد. می‌‌دانیم که نور سفید برهمنهشی از همه نورهای مرئی است. بنابراین نور خروجی از منشور به رنگهای مختلف تجزیه می‌‌شود. میزان انحراف حاصله توسط منشور با افزایش ضریب شکست و با کاهش طول موج افزایش پیدا می‌‌کند. نور بنفش بیشترین و نور سرخ کمترین انحراف را دارند و رنگهای دیگر بین این دو رنگ قرار دارند.
وقتی که نور از منشور خارج می‌‌شود، به صورت واگرا می‌‌باشد. مقدار پاشیدگی به تفاضل ضریب شکست پرتوهای سرخ و بنفش بستگی دارد. بنابراین می‌‌توان گفت که درخشندگی الماس بخشی به دلیل پاشیدگی زیاد و بخشی دیگر به خاطر ضریب شکست زیاد آن است.

ادامه ی مطلب در بخش (4)…

 

20 آوریل
مقاله ها

پاشندگی در فیبر نوری تک مد و مالتی مد – بخش (2)

بخش (1) را از اینجا مطالعه کنید…

انواع فیبر از نظر ساختمانی

  1. Multi Mode
    1. Graded Index
    2. Step Index
  2. Single Mode

فیبر نوری تک مد یا سینگل مد (Single Mode (SMF

قطر هسته 3 الی 12 میكرو متر- قطر غلاف 50 الی 125 میكرو متر – معمولا حدود 15 الی 0.08 قطر روکش. محافظ 250 الی 1000 میکرو متر – روزنه عددی 200 GHZ-KM و تا حدود 500 MHZ-KM پهنای باند بیش از 5 DB/KM الی 2 تضعیف 1.

قطر مغزی در این نوع از انواع فیبر نوری حداکثر 10 میکرون است و با پوشش قطر آن تا 250 میکرون می رسد.به دلیل کوچک بودن قطر مغزی در این نوع فیبر بیش از یک مد در آن انتشار نمی یابد. در این نوع فیبر پاشندگی بسیار کم است و به همین دلیل به طور گسترده در مخابرات نوری به کار پرفته می شوند.

متداولترین فیبرهای تک مد عبارتند از

  1. تک مد معمولی با طول موج کار 1300 نانومتر
  2. تک مد با پاشندگی انتقال یافته غیر صفر NZDSF با طول موج کار 1530 تا 1565 نانومتر
  3. تک مد با پاشندگی تخت DFF

فیبرهای نوری چند مد: Multi Mode Fiber یا (MMF)

این نوع فیبر به دلیل اینکه در بخش هسته قطر بیشتری دارد و حدود 50 تا 100 میکرون است هنگام گسیل نور به داخل آن، مدهای مختلفی به طور همزمان از داخل مغزی انتشار می یابند.
فیبرهای چند مدی با غلاف از جنس پلاستیك PLASTIC CLAD FIBER
فیبرهای چند مدی پله ای و تدریجی كه هسته آن از جنس سیلیكا ولی غلاف آن از جنس پلاستیك میباشد نیز ساخته می شود كه بنام (PCS) PLASTIC CLAD SILICA نامیده می شود.

این فیبر دارای مشخصات زیر می باشد:

 

ضریب شكست پله ای

ضریب شكست تدریجی

قطر هسته

100  الی  500  میكرومتر

50 الی 100 میكرومتر

قطر غلاف

300   الی 800 میكرومتر

125 الی 150 میكرومتر

قطر روكش محافظ

500  الی  1000  میكرومتر

250  الی 1000  میكرومتر

روزنه عددی

2 الی 5

2 الی 3

تضعیف

5  الی  50  db/km

4 الی  15  db/km

پهنای باند

5 الی 250  MHZ-KM

200  الی 400  MHZ-KM

 

فیبرهای چند مدی تمام پلاستیك    ALL  PLASTIC  FIBERS

فیبرهای چند مدی كه هسته و غلاف آن از جنس پلاستیك می باشند نیز ساخته میشود كه معمولا از نوع ضریب پله ای میباشد و بخاطر داشتن جنس پلاستیك ، روكش محافظ ندارد و همچنین كاربردی در مخابرات ندارد و دارای روزنه عددی بزرگی میباشد.
این نوع فیبر دارای مشخصات زیر میباشد:
قطر هسته 200 الی 600 میكرومتر قطر غلاف 450 الی 1000 میكرومتر
روزنه عددی .5 الی .6 تضعیف 150 الی 1000 DB/KM
پهنای باند فوق العاده كم

 

مزایا و معایب فیبرها

فیبرهای چند مدی در مقایسه با فیبرهای تك مدی مزایایی دارند كه از آن جمله میتوان بزرگتر بودن قطر هسته و ساده تر بودن قطر هسته و ساده تر بودن تزریق انرژی نور به داخل فیبر و امكان بهتری برای اتصال فیبرها بهمدیگر نام برد .

همچنین در فیبرهای چند مدی از هر دو منبع نور (LED & LD) استفاده كرد در صورتیكه فیبرهای تك مدی با لیزر بهتر كار میكنند. در مقابل مزایای فوق فیبرهای چند مدی معایبی دارند ، یكی از آنها این است كه این نوع فیبر دارای پاشندگی بین مدی است كه البته در فیبرهای چند مدی با ضریب شكست تدریجی مقدار این پاشندگی كمتر است . به همین خاطر پهنای باند فیبرهای تدریجی به مراتب بیشتراز فیبرهای پله ای است . در فیبرهای تك مدی بعلت نداشتن اثر پاشندگی بین مدی ، پهنای باند از هر نوع فیبر چند مدی بزرگتر است. تلفات فیبرهای چند مدی بیشتر از فیبر تك مدی است . یكی از مزایایی كه باعث كاربرد فیبرهای تك مدی میگردد این است كه ، اتلاف انرژی مربوط به ریز خم ها در آن ، در مقایسه با فیبرهای ضریب تدریجی ، قابل ملاحظه نیست.

در فیبرهای تك مدی میزان جذب OH را میتوان بسیار پایین آورد و میزان پاشندگی را در فیبرهای تك مدی میتوان به صفر نزدیك كرد .امكان ساخت فیبرهای تك مدی طولانی بیشتر است.

فیبرهای مالتی مد از نظر شکست نور به دو گروه ضریب پله ای و ضریب تدریجی تقسیم می شوند.

در فیبرهای مالتی Dispersion یا پاشندگی وجود دارد و این یکی از مهمترین اشکالات آنهاست. دلیل این امر قطر بیشتر مغزی است و پرتوهای نوری که همزمان وارد این نوع فیبر می شوند به علت اختلاف در زاویه انتشار مسیرهای نوری متفاوتی را طی می کنند و در نتبجه پرتوهای نوری در انتهای مسیر با زمانهای متفاوتی خارج می شوند. این نوع فیبر ها در مسافتهای طولانی کاربرد ندارند

اگر تغییرات ضریب شکست Cladd نسبت به هسته به صورت نرم و آهسته باشد، فیبر مذکور را Graded Index می گویند و اگر تغییرات ضریب شکست هسته به صورت پله ای باشد این فیبر Multi Mode را، فیبر Step Index می گویند.(ضریب شکست هسته بیشتر از Cladd می باشد).

ضریب شکست در فیبر-نوری

ادامه ی مطلب در بخش (3)…

 

20 آوریل
مقاله ها

پاشندگی در فیبر نوری تک مد و مالتی مد

فهرست مطالب

  • مقدمه
  • مزایای استفاده از فیبر نوری
  • ساختمان فیبر نوری
  • انواع فیبر از نظر ساختمانی
  •  مزايا و معايب فيبرها
  • مقايسه بين انواع فيبر
  • محدودیت های فیبر
  • پاشندگی
  • خاصیت پاشندگی مواد
  • رابطه پاشندگی
  • انواع پاشندگي
  • روش های جبران پاشندگی رنگی

 

مقدمه

بعد از اختراع لیزر در سال 1960 میلادی ، ایده بکارگیری فیبر نوری برای انتقال اطلاعات شکل گرفت. خبر ساخت اولین فیبر نوری در سال 1966 همزمان در انگلیس و فرانسه با تضعیفی برابر اعلام شد که عملا در انتقال اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود، تا اینکه در سال 1976با کوشش فراوان محققین ، تلفات فیبر نوری تولیدی شدیدا کاهش داده شد و به مقداری رسید که قابل ملاحظه با سیمهای کواکسیکال مورد استفاده در شبکه مخابرات بود.
در ایران در اوایل دهه 60 ، فعالیتهای تحقیقاتی در زمینه فیبر نوری در مرکز تحقیقات منجر به تأسیس مجتمع تولید فیبر نوری در پونک تهران گردید و عملا در سال 1373 تولید فیبر نوری با ظرفیت 50.000 کیلومتر در سل در ایران آغاز شد. فعالیت استفاده از کابلهای نوری در دیگر شهرهای بزرگ ایران شروع شد تا در آینده نزدیک از طریق یک شبکه ملی مخابرات نوری به هم متصل شوند. انتشار نور تحت تأثیر عواملی ذاتی و اکتسابی ذچار تضعیف می‌شود. این عوامل عمدتا ناشی از جذب ماورای بنفش ، جذب مادون قرمز ، پراکندگی رایلی ، خمش و فشارهای مکانیکی بر آنها هستند.

سیگنال فیبر نوری مالتی مود

لینک ساده مخابرات نوری

 

مزایای استفاده از فیبر نوری:

  1. کوچکتر و سبکتر از کابل های مسی
  2. ارزان تر از کابل های مسی
  3. مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی و میدان های الکتریکی
  4. امنیت بالاتری دارند
  5. تلفات آنها نسبت به کابل های مسی کمتر است، بنابراین به تقویت کننده های کمتری نیاز دارند.
  6. با افزایش پهنای باند توسط سیستم های مخابرات نوری امکان ارسال اطلاعات بالاتری فراهم می شود، بنابراینظرفیت نرخ ارسال اطلاعات بالاتر می رود.

 

ساختمان فیبر نوری:

اکثر فیبرها از جنس  (شیشه) می باشند بخش مرکزی (Core) قسمتی است که نور از آن عبور می کند، روی هسته پوشش دیگری به نام  Cladd  گرفته است. روی Cladd هم غلاف های پلاستیکی برای حفاظت از فیبر قرار می گیرد.

بافر اولیه ثانویه کابل فیبر نوری مشخصات ساختارکلدینگ کلادینگ لایه کابل فیبر نوری هسته کور

ادامه را در بخش (2) مطالعه کنید…