فیبر نوری
- 1. رشت پسران ای حرفه فنی آموزشکده
(چمران شهید)
عنوان:نوری فیبر
نویسنده:مصطفی سامان
راهنما استاد:غالمی احمد مهندس جناب
1
- 8. 1-1تاریخچه:
•ا یرا و و آترش مترل هرایل شریوه از ارتبراط برقرراري براي نخستین انساننعكراس
است برده بهره آن نظایر و آیینه توسط خورشید نور.
•عدسرل از اسرتفاده برا آن داخرل در نرور هردایت برراي كانرال و لولره از استفادهو
بود بعدي روش آینه.
•رررنرق در19ررالرس در و آب ي ررهرلول ررلرداخ در ررالرانتق ررطرخ1930ررانرآلم در
شد محقق اي شیشه تار داخل در نور هدایت.
•سال در1958و دیگر نوع از اي شیشه با اي شیشه تار اطراف پوشانیدندر
سال1960پیوست حقیقت به ژاپن در نوري تار تولید.
8
- 9. •سال از1966و ژاپن در نوري مخابرات در هادي نیمه لیزر كاربرد كنون تا
است گرفته قرار توجه مورد آمریكا.
•ررالرس در1970ررلرحاص رررربزرگت ررلرآرزوی ررهرب رریدنررس رررايرب ررزررب رروفقیتیرم
شد؛عنر بره را شیشه از استفاده بار اولین براي انگلیسل كوكهام كائومحریط وان
ساختند مطرح انتشار.
•رردربان ررايرپهن ، رروريرن ررايرفیبره در ررالررخ ررايره ررهرشیش از ررتفادهراس ررروزهرام
مل عرضه را نامحدوديساما تمام به نسبت را نظیري بل هاي مزیت و کندنه
اند آورده وجود به ، آن از قبل انتقال ي ها.
9
- 10. 1-2چیست؟ نوری فیبر
•نروری ترار یرا نروری فیبرر(Optical Fiber)؛یرو از بلنردی و باریرو رشرته
ی از که را نوری تواندمی که است پالستیو یا شیشه متل شفاف هّدماسررش و
کند خارج دیگر سر از ،شده وارد آن به.
•بامی معمولی هایکابل از باالتر بسیار باند پهنای داری نوری فیبرفیبر با ،شد
پهنر با راحتی به را دیگر هایداده و صوت ،تصویر هایداده توانمی نوریای
تا باال باند۱۰داد انتقال باالتر و تانیه بر گیگابیت.
•دلیررل برره ،نرروری فیبررر مخررابرات امررروزهتر وساای بانااد پهنااایبرر مقایسرره درا
و ،مسی هایکابلکمتر تاخیرمهمترری از ای مراهواره مخرابرات برا مقایسه درن
شودمی محسوب اطالعات انتقال ابزار.
10
- 11. 1-3نوری های تار مزایای:
8.بودن اشتعال قابل غیر
9.کوچو قطر و کم وزن
10.پایین اتالف
11.تر آسان نگهداری و نصب
12.کمتر قیمت با هایی فرستنده
13.پذیری انعطاف
1.پایین قیمت
2.استحکامکششیمناسب
3.پهنایباندوسیع
4.محافظتو تداخل مقابل درتزویج
5.ایزوکامل السیونالکتریکی
6.امنیت
7.مصونیتخوردگ مقابل دری
11
- 12. 1(پایین قیمت:
•رتراس ریلیکونرس ریدراکس ای رهرشیش رایره راررت ررایرب رلیراص ی رادهرمورراص رعرمنبلی
رتراس رهرماس و رنرش و رنشرس ، ریلیکارس.ررن رررفیب رايره رلرکاب رترقیم رهرنتیج دروري
شود می تمام مسی هاي کابل از ارزانتر بسیار.
•بعضیپالستیو از نوری های تار ازشفافشروند مری ساختهکرهسر برههولت
رترسردس دررتراسررشیش روریرن رررفیب از رررت ارزان روریرفیبرن از روعرن رنر،ایای ه
است.
12
- 13. 2(مناسب کششی استحکام:
ترار انتقرال خرط یرو کششری استحکام ، پالستیکی روکش کردن اضافهزیراد را ی
میکند.م توان می استحکام کردن بیشتر هم باز برای ، لزوم صورت درهای یله
داد رررراررق رررتیکیرپالس رررلرکاب رررلرداخ در رررزیرفل.ررررردیگ ی ررردهرکنن رررمرمحک ی رررادهرم
کوالر(Kevlar)مری زیراد اسرتحکام برا ، ترکیبری پلیمرری تار یو که استباشرد.
ن بسریار نروری ترار هرای کابرل ،شیشره شرکنندگی آشکار طبیعت علیرغمو یرومنرد
هستند بکارگیری قابل.
13
- 14. (3وسیع باند پهنای:
یکی، زیراد مقردار به اطالعات انتقال در آنها توانایی ، نوری تار مزایای ازچره
باشرد مری ، آنرالو شرکل بره چره و دیجیترال شکل به.تر یرو ، مترال عنروان برهار
میرزان برا را هرا داده توانرد مری تلفنری خردمات بررای شرده ساخته نوع از واحدT3
ریریعن4407ردرکن ردایتره ، رهرتانی رررب رتربی رارمگ.راررت رنرای672را روتیرص رالرکان
کند می ارسال.با می دسترس در هم این از بیش حتی ظرفیت با های تارشند.
14
- 15. (4محافظتو تداخل مقابل درتزویج:
رتندرهس رایقرع ، رتیورپالس راری رهرشیش ،روریرن رایره راررت.د ریرالکتریک رانرجریرررات ر
ک مری برخرورد ترار به که خارجی تشعشعات اتر در یا و ارسالی سیگنالاز ، ننرد
گذرد نمی آن.هری بنرابراین ،اسرت محبروس ترار داخرل در نوری موج ،عالوه به
د موجرود هرای سریگنال برا کره کنرد نمری نشرت بیررون بره نروری موج از تعدادیر
ردرنمای رداخلرت راره راررت رایررس.آن رلرداخ رهرب راررت راررکن از ردرتوان ریرنم روررعکس،ن رررب
شود تزویج.ک سرایر برا ترزویج و تداخل از تار یو که گیریم می نتیجههرای انرال
باشد شده محافظت خوبی به ، الکتریکی خواه و نوری خواه ، ارتباطی.
15
- 16. (5الکتریکی کامل السیون ایزو:
براالخره و کنرد حرکرت سریم طرول در مایرل چنردین تواند می ولتاژ پالس(برهدلیرل
دارد که توانی)کنرد خرراب را مسریر انتهای در موجود الکتریکی های ابزار.در
سریم ارتبراطی خرط یرو ،دارند وجود باال ولتاژ خطوط آنها در که هایی محیطس
خسر و کنرد کوتراه اتصرال را آنهرا خطوط این روی افتادن با تواند می احتماألارت
آورد برار بره تروجهی قابل های.اسرت منتفری هرا ترار وجرود برا مسرئله ایرن.مزیرت
ی فرستنده بین مشترک زمین به نیاز نوری تزویج که است این دیگرنروری تار
ردرکن ریرم ریرمنتف را ردهرگیرن و.سی رهرک رالیرح در راررت رررتعمی رانرامک ،رالوهرع رهربرتمرس
فرسر الکتریکری مردار شدن کوتاه اتصال احتمال آنکه بدون ،است روشنیرا و تنده
دارد وجود ،باشد گیرنده.کابرل یو تعمیر موقع در است ممکن مشکل اینفلرزی
دهد رخ.
16
- 17. (6امنیت:
کنند می عرضه را بودن پنهان و امنیت از ای درجه تارها.انرژی ها تار چون
مشک ارسالی سیگنال سازی آشکار ، مزاحم یو برای ،کنند نمی تشعشعاست ل.
شکسر فیزیکری طرور به بایستی می تار ، سیگنال به دسترسی برایشرود ته.قطرع
ر پرترو بره دسترسری ، کننرده ارسرال ترار بره جدیرد تار یو اتصال یا ،تارممکرن ا
سازد می.افرت گیرنرده بره رسریده قردرت ، خرط روی اصرالحاتی چنرین خرالل در
کند می.و بگیررد انردازه را تضرعیف ایرن توانرد مری حساس ی گیرنده یووجرود
دهررد خبررر را مررزاحم.مزاحمررت ، سررازی آشررکار در موفقیررت دادن بهبررود برررای
باشد نظر تحت باید مداوم طور به سیستم.
17
- 18. (7مصونیتمقابل درخوردگی:
مرس جرایگزین کره ای شیشره بررای ، شریمیایی مرواد یا آب دلیل به خوردگیشرده
است تر اهمیت بی مراتب به است.نفر شیشره بره نبایسرتی آب حرال هرر بهکنرد وذ.
کر گیرنرد مری قررار هرایی کابرل داخرل در تارها ، دریایی زیر های کاربرد برایه
کنند می محافظت آب مقابل در را آنها.
18
- 19. (8غیربودن اشتعال قابل:
ردونرب را ردیدیرش هرای ررارترح رهردرج تواننرد ریرم رانرخودش ، ای شیشره رایره ترار
نمایند تحمل ، شوند خراب آنکه.بره نزدیرو هایی حرارت درجه800ی درجره
گرذارد نمری ای شیشره تار روی اتری ، گراد سانتی.الکتری چرون ، همچنرینسریته
ررپ روزیرس رشرآت رروزرب رانرامک رابراینربن ، ردرکن ریرنم روررعب روریرن رایره رررفیب ازایین
است.
19
- 20. (9وزنکوچک قطر و کم:
رترمزیرودرمیش ررباع رهرک رترآنهاس رررقط رودنرب رورکوچ ، روریرن رایره رررفیب ررردیگ
ردرکنن رنالراش رریرکمت رایرفض.ررفض رایره رفینهرس و راره رارهواپیم در ریرویژگ رنرایایی
دارد رزاییربس رتراهمیی.رربس وزن دارای رمرک رررقط رهرب رهرتوج رارب روریرن رایره رررفیبیار
از زیادی بسیار طول میگردد باع مسئله دو این که باشند می نیز کمیهرا فیبر
شوند حمل سادگی به و شده بسته قرقره یو روی.فی بین مقایسه یوو نوری بر
رهرک ردرده ریرم رانرنش ریرمس رلرکاب40ردودرح ریروزن دارای روریرن رررفیب رومتررکیل1
است کیلوگرم.که صورتی در5/1قطرر برا مسی سیم کیلومتر32%مترر میلری
وزن دارای1باشد می گرم کیلو.
20
- 21. (10اتالفپایین:
بر و بروده کرم بسریار مسری هرای کابرل به نسبت نوری های فیبر در اتالفهمرین ه
هر در ، دلیل30تا120حرالی در ، داریرم نییراز کننرده تکررار بره مترر کیلوکره
هر در مسی های سیم در5شرود مری اسرتفاده کننرده تکرار یو متر کیلو.اترالف
در ، گیرند می قرار استفاده مورد معمول طور به اکنون هم که هایی فیبرحردود
0/2 Db/kmباشد می.متفراوت مختلرف هرای مروج طرول در اترالف میزان این
دارد بستگی عامل چندین به و بوده.
21
- 22. (11نصبتر آسان نگهداری و:
زیاد طول به توجه با(کیلومتر چندین)ف هرای سیسرتم در کم وتضعیفنروری یبرر
کا هرای سیسرتم بره نسربت هرا سیسرتم ایرن در هرا کننرده تکرار ی فاصله ،مسری برل
است بیشتر.کم ی هزینره با و تر ساده ها کابل این تعمیرات نتیجه درانجرام ترری
کمترر مسری های کابل به نسبت ها مفصل تعداد که آنجایی از و گیرد میو اسرت
ک خرابری نتیجره در ، کنرد مری ایجراد سیسرتم در اترالف کمی مقدار مفصل هرمترر
باشد می تر آسان نگهداری و نصب و بوده.
22
- 23. (12فرستندهکمتر قیمت با هایی:
فرسر این بر بنا شوند می اتالف دچار کمتر نوری های فیبر در سیگنالهرایی تنده
بر ولتراژ برا الکتریکری هرای فرستنده جای به توانند می کمتر قدرت بابررای کره اال
د جرویی صررفه باعر ایرن و رونرد کرار بره ، شروند مری اسرتفاده مسری های سیمر
میگردد قیمت.
23
- 24. (13انعطافپذیری:
و ررمرمحک آوری رربرتعج طررور ررهرب ررهرک انررد داده ررانرنش رروریرن هررای ررلرکاب و تارهررا
هستند پذیر انعطاف.م دور بره وقتری کره هسرتند نررم آنقدر ها تار بعضیبرا نحنری
شروند نمری قطع ، شوند پیچیده متر سانتی چند فقط شعاع.غالبر هرا ترارموقرع در أ
، ردردارن روچکیرک رایرانحن رعاعرش رینرچن رهرک راییره ررهرقرق دور رهرب رلرحم و رداریرنگه
شوند می پیچیده محکم.طر در که نصب از مواردی در ها تار انعطاف قابلیتول
است توجه جالب ، دارد وجود زیادی های پی انتقال مسیر.بر هرای خمرش برایا
قابل تضعیف با را نور ، ها تار ، زیاد انحنای شعاعپوشی چشمهدایتمیکنند.
24
- 25. 1-4نوری فیبر معایب:
.1اس هزینه پر بسیار کوچو و معمولی هایشبکه برای رسانه نوع اینت.
.2است دشوار کاری نوری هایفیبر نصب.
.3اسر نیراز متخصرر افرراد بره آن تجهیرزات و نروری فیبرهای نصب برایت.
ای در کمی آشنایی که افرادی اکتر تقریبا مسی هایسیم نصب در امازمینره ن
کنند نصب را آنها توانندمی دارند.
.4اسرت نیراز مورد زیادی بسیار دقت نوری هایفیبر نصب برای.حتریبررای
رعرقطآن رردنرک.و ردرکن ریرم رررتنیی روررن رترشکس رهرزاوی رورترص رنرای در ررارزی
شود می اختالل دچار ها داده انتقال روند.
25
- 26. .5بودن هادی غیر:دهرد عبرور خود از نمیتواند را الکتریکی توان فیبرچره گرر
گیر که جای در اما خواندیم نوری فیبر های خاصیت از را ویژگی اینی نده
ن بره کره اسرت الکتریکری تروان بره نیاز شود تنذیه باید کابل انتهایکابرل اچرار
شود کشیده اصلی خط انتهای در باید ای جداگانه هادیه های.
.6د فیبرر برودن شرکننده نروری هرایفیبر اشرکاالت تریناصلی از یکیکابرل اخرل
است.شکسرت نظرر مرورد فیبرر ،سریم انردازه از بیش کردن خم صورت درو ه
خورد نمی ددر به کابل آن دیگر.چق هر را مسی هایسیم که صورتی دردر
کنید تا توانیدمی دارید دوست که.
26
- 27. 1-5نوری فیبر کاربردهای:
•کاااربردمخااابرا در:انتقرر نرروری فیبررر کاربردهررای ترررین مرسرروم از یکرریال
است لیزر نور توسط اطالعات.
•اگرهااحس در ااربرداک:ررگی ردازهران ررایرب روریرن رررفیب رگرهایرحس از رتفادهراسری
،فشرار ،منناطیسری میردان ،الکتریکری جریان مانند فیزیکی هایکمیت،حررارت
و رارگام رایرپرتوه رعاترتشعش ،راترمایع رطترس ،راردری رایرهآب رودگیرآل ،راییرجابج
استشده شروع اخیر هایسال در ایکس.نرو فیبر از ،حسگرها نوع این درری
وی کره ترتیب بدین شودمی گیری بهره حسگر اصلی عنصر عنوان بههرایژگی
شر انردازه برا و یافتره تنییرر گیرری اندازه مورد کمیت میدان تحت فیبرکمیرت دت
شودمی پذیر تأتیر.
27
- 28. •نظامی کاربردهای:دا دفراع صنایع در شماریبی کاربردهای نوری فیبرکره رد
هر و کنتررل ،رادار آنرتن برا کنتررل و ارتبراط برقراری توانمی جمله آن ازدایت
زیردریاییها ارتباط ،هاموشو(هیدروفون)برد نام را.
•پزشکی کاربردهای:گو آزمایشرهای و هرابیماری تشرخیر در فیبرنورینراگون
غررردد زیمتررررید تررروانمی جملررره آن از کررره دارد فرررراوان کررراربرد پزشرررکی در
در ررتفادهراس ،ررزریرلی رریرجراح ،رردنرب رریرداخل هایرراییرنارس رراییرشناس ،رررطانیرس
برد نام خون و مایعات گیری اندازه و دندانپزشکی.نروری تارهرای همچنیندر
نام به هاییدستگاهبین درونیراآندوساکودرون بره ترا شرودمی اسرتفاده،نرای
ررقاب رتقیمرمس روررط رهرب رانرانس ردنرب درون و رودرش رتادهرفرس رهرمتان و روده ،رریرمل
باشد مشاهده.
28
- 29. روشنایی در فیبرنوری کاربرد:چ در که نوری فیبر کاربردهای جمله ازسرال نرد
رو هایسیسرتم در آن کراربرد اسرتکرده پیردا فراوانری رشرد و توسرعه اخیرشرنایی
است.نر یرا و مصرنوعی نرور توانردمی کره نروری منبرع از نرور فناوری این درور
ریرطبیع(ریدرخورش روررن)رلرمح رهرب رقرطری رنرای از و ردهرش روریرن رررفیب وارد ردرباش
رودرشمی رلرمنتق ررفرمص.رابرت رترجه در رهرک ایرهرنقط ررره رهرب روررن ربرترتی رنرای رهربش
رودرشمی رلرمنتق ردرباشنمی آن رتقیمرمس.رررس ردررش راترموجب رهرک روررن رنرای رازرامتیرهرب یع
الکتر ردرفاق رهرک رتراس رنرای رتراسشده راوریرفن رنرای رهرب رادرزی رهرتوج و رارگیریرکریتهریس
رودهرب رنفشرب راورایرم راکرخطرن رعاترتشعش و رارگرم(رررخط ریرب و رالررخ روررن)و
روز نرور شرودمی فنراوری ایرن برا اینکره دیگر(مراورا هایاشرعه و گرمرا بردون
رنفشرب)ررخورش روررن رهرب ریردسترس رلرقاب رررغی راطرنق و راختمانهارس رلرداخ رهرب رمره راید
کرد منتقل. 29
- 32. 2-1چیست؟ نور
ماهیالکترومغناطیس:
رزرجیمرولرماکس رالرکرک(۱۸۷۹۱۸۳۱):روررنریرالکترومنناطیس ررژیران روعیرن
شرود مری توصریف الکترومنناطیسری امرواج عنروان بره معمروال که است.گسرترده
راملرش ریرالکترومنناطیس رواجرام رلرکام:رورن ، ررخرس ررورف رابشرت ، روییررادی روجرمر
می گاما اشعه و ایکس اشعه ، فرابنفش تابش ، بنفش تا قرمز از مرئیباشد.
کوانتومی ماهینور:
ریربوس رتمربیس ررنرق اول رهرده دو در رهرک ،روررن رومیرکوانت رورمکانی رهرنظری رقرطبله
ررررژیران ،ررردرش رررنهادرپیش ررراررب رررینراول ررررایرب ررروررب و رررتینرانیش ررررترآلب و رررورپالن
رررردانرمی رررررژیران ررررررنش رررراری ررررذبرج رررریریعن ،ررررتراس رررردهرکوانتی رررریرالکترومنناطیس
نام به ای گسسته مقادیر به الکترومنناطیسی"فوتون"گیرد می انجام.
32
- 33. •مکملی نظریه
•اسرت هرویگنس و نیوترون تعراریف از اصرولی شامل نور جدید نظریه.بنرابراین
تر مترل هرا پدیده از برخی ،دارد ای گانه دو خاصیت نور که شود می گفتهداخل
رردهرپدی رردرمانن رررردیگ رریربرخ و رردرده رریرم ررانرنش رررارآن رروجیرم رریترخاص ررراشرپ و
و ررامپتونرک رردهرپدی ، ررورفوتوالکتری...تو ررلرقاب رروررن ای ذره رریترخاص رراربرریترض
هستند.
33
- 34. چیست نور واقعی تعریف؟
تعریفشر کره مشرخر مردل یرا شرده شرناخته جسرم ،نرداریم نور برای دقیقیآن بیه
ندارد وجود باشد.باشرد مبتنری شرباهت برر چیرز هرر فهرم نیسرت الزم ولی.نظریره
و راقرنامتن رهرنظری روری رادرایج راهمرب رومیرکوانت رهرنظری و ریرالکترومنناطیسردونرب
ردرکنن ریرم را روریرن رایره ردهرپدی رامرتم رهرک ردرکنن ریرم رامرابه.رارردرب رولرماکس رهرنظریه
نرور بررهمکنش کوانترومی نظریه که حالی در کند می بح و نور انتشارمراده و
کر جرامعی نظریره ، نظریه دو این ازآمیختن دهد می شرح را آن نشر و جذب یاه
گیرررررد مرررری شررررکل ،دارد نررررام الکترودینامیررررو کوانترررروم.هررررای نظریرررره چررررون
بسر ترابش بره مربروط هرای پدیرده برر عرالوه کوانتومی و الکترومنناطیسیاز یاری
ررک رردرک رررف روانرت ریرم رفانهرمنص ردرکنن ریرم رریترتش رزرنی را ررردیگ رایره ردهرپدیه
اسرت جوابگرو ریاضری قالرب در الاقرل را امرروز تجربی مشاهدات.نرو طبیعرتر
چیس نور واقعیت که هست پرسش این هم باز اما ،است شده شناخته کامالت؟
34
- 35. 2-2تعاریفقوانین ونور:
2-2-1شکس ضریب:
با برابر فضا در نور سیر سرعت299792تقریبرأ کره باشرد مری تانیره در کیلرومترآن
با برابر را3*10^8 m/sفرکرانس عامرل دو بره سررعت این که میگیرند نظر در(f)
موج طول و(λ)است برقرار زیر روابط آنها بین که دارد بستگی.
=c / ƒλیاC= f.λ
سررعت شرود مری وارد شیشره ماننرد هرادی غیرر و عرایق محیط یو به نور که هنگامی
مقردار برابرر و کمترر فضرا در نور سرعت از آنVشرود مری.در سریر سررعت نسربت
رراگ و رتراس ریطرمح آن رترشکس رریبرض ررربراب ، ردرجدی ریطرمح در روررن ررعترس رهرب رارفضر
با را شکست ضریبnداشت خواهیم ، دهیم نشان:
n=c / v
35
- 36. اجسام شکس ضریب(n)
هوا تقریبأ=1
آب 1.33
اتیلیک الکل 1.36
کوارتز 1.46
شیشه 1.5
الماس 2.42
رداررمقnررایربررقرف رفرمختل رایره ریطرمح
رهررابط از را آن روانرت ریروم ردرکن ریرم
n=√εrررهرک آورد ررتردس ررهربrεررزانرمی
رراس ریرالکتریک ردانرمی روررعب از رترممانعت
رررالکتریک ررذیریرپ رروذرنف ررریبرض ررهرب ررهرکی
رروفرمعردرباش ریرم.رداررمقnریربعض ررایرب
جررردول در ، اجسرررام ازنشررران رو بررره رو
است شده داده.
رریبرض رهرب ریرمحیط ررره در روررن ررعترس
ررچ ررره و دارد رتگیربس ریطرمح آن رترشکسه
سر باشرد کمتر محیط شکست ضریبرعت
ریطرمح آن در روجرم رولرط رینرهمچن و روررن
شود می بیشتر.
36
- 37. 2-2-2پدیدهوانکسار انعکاس ، تابش های:
رانیمرتاب ریرم ریطرمح دو رداییرج رطترس رهرب را روررن رعاعرش روری رهرک رانیرزم(رری رابشرتا
incidence)رررددرگ ررازمیرب اول رریطرمح ررلرداخ ررهرب آن از ررمتیرقس ،(رراری رراسرانعک
reflection)مر وارد دوم محریط بره و شرده شکسته نورانی شعاع این ی بقیه وی
شود(یرا انکسارrefrection)محریط دو جردایی سرطت در نرور انکسرار میرزان ،
دارد محیط دو در نور سرعت اختالف به بستگی.
پدیدهکه این فر با انکسار و انعکاس ، تابش هایN2>N1شرکل در ، باشدبعرد
نشانشده دادهاند.
37
- 39. 2-2-3قوانیناسنل:
رهررابطرراس روانینرق روانرعن رهرب رهرک رابشرت و رترشکس ی رهرزاوی ، رترشکس رریبرضنل
گردد می بیان زیر صورت به ، شوند می شناخته:
1-برابرند هم با محیط نوع هر برای تابش ی زاویه و انعکاس ی زاویه.
Ɵ1=Ɵr
-2شعاعمحر دو مشرترک فصل بر عمود خط و شکست ، منعکس ، تابش هاییط
ا عمود محیط دو جدایی صفحه بر صفحه این که دارند قرار صفحه یو درست.
39
- 40. 3-زا سرینوس بره تابش ی زاویه سینوس نسبت ، مشخر محیط دو برایی ویره
ن دوم محریط شکسرت ضرریب را تابرت مقردار اسرتین ترابتی مقدار شکستبره سربت
حرف با را آن و نامندمی اول محیطnنمایشدهند می.
n=Sini/SinR Sini/SinR=n2/n1 => n1.Sini=n2.SinR
رورن رترحرک ریررمس ریمرکن رورع را رابشرت رترجه ررراگ روررن رتربازگش رلراص رقرطبر
را نروری ، شکسرت شرعاع امترداد در اگرر یعنی شود نمی عوازn2برهمحرل
خو منطبرق قبلی تابش شعاع بر جدید شکست شعاع ، بتابانیم قبلینرور و برود اهرد
کند می عبور قبلی مسیر همان از.
40
- 41. 2-3حالتمختلف محیط دو در نور تابش مختلف های(n1›n2:)
اگری زاویه و نباشد عمودی صورت به تابش شعاعتابشƟiوشکست ی زاویهƟR
، باشدهموارهƟi<ƟRبود خواهد(.شکل1)
3-ترابش ی زاویره اگررƟiشکسرت ی زاویره ، کنریم بزرگترر راƟRنیرزمری افرزایش
مسراوی شکسرت ی زاویره کره کنریم زیاد آنقدر را تابش ی زاویه اگر ، یابد90درجره
رودربش(ƟR=90)،ریرم رخ ریرکل راسرانعک و رداردرن رودروج روررن راررانکس رترحال رنرای در
برابرر را شکسرت ی زاویره کره تابش ی زاویه این دهد،به90بحرانری ی زاویره میکنرد
با را وآن گویندƟcمیدهند نشان(.شکل2)
4-شرود بیشرتر بحرانری ی زاویره از ترابش ی زاویره اگر(Ɵi>Ɵc)رخ کلری انعکراس
ریطرمح دو رترکرمش رطترس از و ررددرگ ریرم رازرب اول ریطرمح رهرب رابشرت رعاعرش و ردرده ریرم
وضعیت این که شود نمی ساطع خارج به نوریایدهآلینروری هرای فیبر در که است
بدان نور انتقال جهتنیازمندیم.(شکل3)
41
- 43. 2-4انتقالنوری فیبر در نور:
پوشش و منزی قسمت دو از نوری فیبر کابل در نور(غالف)ک می عبورکه ند
ردردارن راوتیرمتف رایره رترشکس رریبرض ردامرک ررره.رترشکس رریبرضرزیرمنn1و
پوشش شکست ضریبn2میباشد،بهکه نحویn1بزرگترازn2باشد می.
محریط از نرور کره اسرت حرالتی ماننرد عینرأ شرود می منزی داخل نور که هنگامی
شرود می تابیده رقیق محیط به غلیظ.مشرت فصرل بره نرور برخرورد از پرسدو رک
ریطرمح(رشرپوش و رزیرمن)رررفیب رزیرمن رانرهم رهرک اول ریطرمح رهرب و ردهرش رنعکسرم ،
نوریطرول در انعکراس هرا برار از پرس ترتیرب همرین بره و گرردد می باز ، است
رسد می فیبر انتهای به مسیر.
43
- 44. ی زاویه که داشت توجه بایدƟiدری زاویره از بزرگترر حالرت ایرنƟc(زاویره
بحرانی ی)اگر و باشد میƟiازƟcکمتربری مررز از شرده تابیرده نور ، باشدن
گردد نمی منتقل فیبر در و کرده عبور وپوشش منزی.
صورت به توان می را نوری فیبر در نور انتقال شرط بنابراینƟc‹Ɵiنوشت.
نوشت توان می اسنل قانون به توجه با:
n1.sinƟc=N2 <= sinƟc =N2/N1
44
- 45. 2-5زاویهپذیرش ی:
وارد محردود آن در نرور اگرر کره دارد وجرود مشخصری ی محدوده فیبر هر برای
شد خواهد منتقل آن طول در ،شود فیبر
بهبر بایرد فیبرر بره بره شرده تابیرده نرور کره اسرت ای زاویره ، دیگرر عبارتمحرور ا
رشرپوش و منرزی ررزرم در فیبرر رهرب ورود از پرس کره روریرط بره ردرکن ایجراد طرولی
منعکس فیبر داخل به تمامأ و بشکند خارجیشود.ع خط نسبت زاویه اینبرر مرود
نام به مخروطی تشکیل نوری فیبر ورودیپزیرش مخروطدهد می.
45
- 48. 3-1ساختماننوری فیبر:
•تارشود می تشکیل اصلی بخش دو از نوری:پوشش و هسته)ساختهاز شده
نوری شفاف ی ماده یومتالگداخته سیلیکای شیشه)روکش و ،.
•رود ریرم راررک رهرب روررن ردایتره ررایرب و دارد رراررق روریرن راررت رزرمرک در رتهرهس.
رترشکس رریبرض ررارزی ، رتراس رذیررپ رانرامک رتهرهس رلرداخ در رطرفق روجرم ردایتره
هستهn1ازشکست ضریبپوششn2است تر بزر.کلری انعکاس با ها مد
مانند می باقی هسته درون ، پوشش و هسته فاصل حد در مداوم.
•است ای الیه حقیقت در روکشکهگ مری برر در مسرتقیما را پوشرش سرطتیررد.
، یکردیگر به ها تار اتصال یا و تار خارج یا داخل به نور تزویج برایبایسرتی
کرد جدا آن از را روکش بتوان.
48
- 49. •مر ، شود تشکیل پالستیکی ی الیه چندین از تواند می که این ضمن روکشبایسرت ی
رکرش رهرب ، آن رخامترض در ریرتنییرات راری ریرلخت رهرگون ریره ردونرب را راررت رولرط رامرتمل
بپوشاند یکنواخت.
•باشر حلقوی های نشانه لزوم صورت در و رنگی نمای دارای است ممکن روکشد.
بنراب و ، اسرت بیشرتر پوشرش شکسرت ضرریب از ، روکرش شکست ضریبنرور راین
پالسرتیو داخرل در مترر چنردین طری از پرس پوشرش داخرل بره ناخواسته شده واردآن
شود می جذب.
•نروری ترار شکسرت ضررایب از هایی نمونه:هسرته1.48پوشرش ،1.46روکرش ،
1.52
•جر های نیرو و خارجی آتار مقابل در را نوری تار باید مکانیکی نظر از روکشذبی
رعیفرتض رببرس و رردهرک رمرخ رریرمت ررورمیک ردرح در را آن رتراس رنرممک رهرک ریءرش رررب
کند محافظت ، شوند اضافی. 49
- 51. 3-2گداخته سلیکای خصوصیات:
ف خوار که این یعنی است روند یو محیطی ، گداخته سیلیکای شیشهآن یزیکی
است برابر جهات تمام در.
اسرت روشرن کامال ، حرارت درجه سریع تنییر با آن رفتار.د ی واسرطه برهارا
رترنهای ریرب و ریرخط ریرحرارت راطرانبس رریبرض رودنرب،رورکوچررتنیی رلرمقاب دررات
است مقاوم ای العاده فوق نحو به ، حرارت درجه.
سلیکای شیشه مشخصات
مشخصه واحد مقدار
چگالیY g / cm2
2/2
یانگ ضریبE N / mm2 72500
برشی تنشG N / mm2 30000
اااااااااطاانبس ااااااااریباض
حرارتی
-K 1 -710*5/5
51
- 52. 3-3انواعنوری فیبر:
•های سال طی نوری فیبر کابل اولین1970سرال اواخرر ترا1980شرد سراخته
داشت پایینی تقریبا اتالف که.مر ترو نروری فیبرر کابرل ، بعد سالاترالف برا دی
شرد سراخته باال باند پهنای و تر پایین.نر فیبرر کابرل ، کلری طرور برهمری را وری
از عبارتند که نمود بندی دسته جهت چند از توان:
.1انواعنظر از نوری فیبر کابلآن از گذرنده اشعه
.2انواعاز نوری فیبر کابلنظرحفاظت
.3انواعمحل نظر از نوری فیبر کابلاستفاده
.4نظر از نوری فیبر کابل انواعسازنده ماده
52
- 53. نوری فیبر انواع:
1)حالتـه تـو
آن از گذرنده اشعه نظر از:1)ای پله شکست ظریب با حالته چند
2)حالته چند
2)تدریجی شکست ظریب با حالته چند
1)Loss Buffer
حفاظت نظر از:
2)Tight Buffer
1)In Door
استفاده محل نظر از:2)Out Door
3)Out Door-In Door
1)شیشه
سازنده ماده نظر از:2)پالستیو
3)پلیمرسخت 53
- 54. 3-3-1انواعنظر از نوری فیبر کابلآ از گذرنده اشعهن:
•عبارتن که دارد وجود نوری فیبر نوع دو نور انتقال ی شیوه نظر ازاز د:
حالته چند های فیبر(Multi Mode Fiber or MMF)تو های فیبر و ،
حالته(Single Mode Fiber)های ویژگی و انواع مورد در ادامه در که ،
شود می داده توضیت ، کدام هر.
54
- 55. حالته تک فیبر:
رریرفیبرررقط رارب و ای رهرشیش رزیرمن رارب8.3رارت10ردرباش ریرم ررونرمیک.رورت رررفیب
انتقرال روش یرو فقرط دارد که کمی قطر دلیل به حالته(مسرتق صرورت برهیم)در
دارد وجود آن.یرو به نیاز اما است تر باال مدی چند فیبر از آن باند پهنایمنبرع
دارد باریو طیفی پهنای با نور.
و داشرته حالتره چنرد بره نسبت تری باال انتقال سرعت حالته تو فیبراز بریش50
دهد می قرار ما اختیار در را حالته چند فیبر فاصله برابر.دلیر همرین بههزینره ل
اسرت بیشرتر نیز اش.ن تنییرر هرر فیبرر نروع ایرن در منرزی کوچرو قطرراز اشری
و ررعیفرتض رررینرکمت و ررردهرب ررینرب از را ررورانیرن ررایره ررالسرپ ررادگیرافت ررمره روی
آورد می فراهم ای داده انتقال نوع هر برای را انتقال سرعت بیشترین.فتو یبر
بین های موج طول است قادر حالته1300nmتا1320nmرادهد انتقال.
55
- 56. حالته چند فیبر:
•نوعیبری آن مترداول قطرر که است ای شیشه منزی با نوری فیبر کابلن50ترا
100باشد می میکرون( .قطرر تررین مترداول62.5اسرت میکررون)چنرد فیبرر
متوسرط فواصرل در و زیاد های سرعت در باالیی باند پهنای حالته(حرداکترا تر
مسافت2کیلومتر)دهد می قرار ما اختیار در.
•نروع این درفیبرمروجبرین مروج طرول برا و متعردد هرای مسریر در نرورانی هرای
850رارت1300روندرش ریرم ردهرپراکن رانومتررن.رایره ریررمس ررایرب رررفیب روعرن رنرای
در متعدد های مسیر در نور شدن تقسیم زیرا شود نمی استفاده طوالنیفواصل
نتی در و شود نهایی دریافت در سیگنال تنییر باع است ممکن دوری داده جه
باشد کامل نا یا و نامعلوم انتقالی.
56
- 57. حالته چند های فیبر انواع:
1-ای پله شکس ضریب با حالته چند فیبر:
•از رررت راالرب رررقط رارب رزررب رزیرمن روری100دارد ررونرمیک.رترشکس رریبرض
اسرت تابرت و یکنواخرت آن جرای همه در منزی.اشرعه از تعردادی اسرت ممکرن
انتقر آن در زیگرزا صرورت به بقیه و مستقیم مسیر یو در نوری هایمری ال
گرداند می بر داخل به را ها آن فیبر پوشش که ، یابند.
57
- 58. 2-فیبرتدریجی شکس ضریب با حالته چند:
ضر تنییررات کره اسرت شرده ساخته تدریجی شکست ضریب با منزی یو ازریب
تر بره آن پوشرش و منرزی مشرترک فصل تا فیبر محور از آن منزی شکستدریج
شود می کم.ت آن شرعاع از ترابعی صرورت بره منرزی شکسرت ضرریب یعنینییرر
تابت مقدار همان غالف شکست ضریب ولی کند میn2ماند می باقی.ی نحروه
شکل در فیبر نوع این در انتشاربعدیاست شده داده نشان.
58
- 60. 3-3-2انواعحفاظت نظر از نوری فیبر کابل:
ازبر نروری فیبرر هرای کابرل ، خرارجی هرای نیرو از فیبر حفاظت نظر نقطهدو ه
نوعLoss BufferوTight Bufferشوند می تقسیم.
Loss Buffer:
ساخت درLoss Buffer،درونری قطرر کره پالسرتیکی ی لولره یرو داخل فیبرآن
گیررد مری قررار ، اسرت فیبرر خرود از تر بزر ای مالحظه قابل طور به.درون
ک شود می پر ژلی ی ماده یو با معموال فیبر اطراف و پالستیکی ی لولهفیبرر ه
اسرت آزاد ژل این داخل.Loss Bufferهرای نیررو برابرر در را فیبرر حردودی ترا
ف اطراف در ژل وجود دلیل به همچنین و کند می محافظت خارجی مکانیکییبرر
مالح قابرل طور به انقبا و انبساط نتیجه در و سرما ، گرما برابر در ،ای ظره
است ایمن. 60
- 61. Loss Bufferهروایی هرای کراربرد ، بیرونری های محیط در نصب برای معموال
شود می استفاده خاک زیر در و کانالی ،.
:Tight Buffer
شرکل در کره گونره همان کابل نوع این درنیرز بعردروکر یرو ، شرود مری دیردهش
ررش ریرم رررفیب رودنرب آزاد از رانعرم و دارد رودروج رررفیب رهرب ربیدهرچس رتیکیرپالسود.رنرای
ر ایرن زیررا اسرت مناسرب بسریار شربکه اجزای به اتصال برای روکش نوعوکرش
کند می جلوگیری فیبر شکستن از.های فیبرTight Bufferاغلبکراربرد برای
عمرومی هرای کاربرد و مرکزی های ساختمان تنذیه منابع ، ساختمان داخل های
شوند می برده کار به.
61
- 63. 3-3-3انواعنظر از نوری فیبر کابلاستفاده محل:
تقسیماس شده گرفته نظر در فیبر روکش نظر از نیز دیگری بندیعبرارت کره ت
از است:In Door،Out Door
In Door:
بر انعطراف قابلیت ایجاد سبب این و دارد نازک پالستیکی پوشش یومری آن رای
همین به دارد کمی پایداری و استقامت محیطی های فشار برابر در اما شوددلیل
می استفاده آن از ساختمانی داخل های کار برایو شودمعموالمالتیدمهستند.
افررزایش برره نیررازی ونرره کررردن آب ضررد برره نیازچنرردانی نرره کابلهررا نرروع ایررن در
کردن دار زره و استحکام.
63
- 64. و جونررردگان برابرررر در حفاظرررت درجهرررت اقرررداماتی بایرررد کابلهرررا ایرررن مرررورد در
صر در کره گردد استفاده موادی از باید اینکه ضمن گیرد صورت تصادماتورت
نکنرد ایجراد یّمس بخارات سوزی آتش بروز.حردود در کابلهرا ایرن طرول۳۰۰مترر
رلرکاب ررره رایرانته روالرمعم رندرباش رافرانعط رلرقاب و ربورس رهرک رتراس الزم و رتراسرهرب
شود می وصل جداشدن قابل کانکتورهای.ب کار محیط در که فیبرهاییعنروان ه
گیرند می قرار شکستگی معر در معموال شده استفاده جمپر.
64
- 65. out Door:
تغیی آن روکش جنس ، کاربرد نسبت به که است ضخیمی پوشش دارایکند می ر.
ک کابخل بخرای و دارد کمخی انافخام کابخل ضخخی پوشش این داشتن دلیل بهدر شخی
شود می استفاده آن از طوالنی های مسیر و بیرونی های محیط.
ازکرد اشاره زیر موارد به توان می کابل نوع این ویژگیهای:
•از محیفی رطوبت تحمل۹۰تا۱۰۰درصد
•بین دمایی محدوده تحمل-۴۰تا+۸۰سانتیگراد درجه
•خورشید نور مقابل در کابل ژاکت استهالک یا تجزیه عدم
65
- 66. •ممکن شعاع کمترین تا خمش مقابل در باال پذیری انعطاف
•شدن ور شعله مقابل در مقاوم بسیار پوشش
•باال فشار تحمل قابلیت
•باشند نداشته عالقه آن به موش متل ها جونده که پوششی
خود نوری های کابلout Doorاند نوع چند:
۱-طوالنی زیرخاکی باز فضای کابلهای:
براالی مردی تو فیبرهای از بسیاری شامل گروه این۱۰۰ایرن شرود مری کیلرومتر
دهنده استحکام تجهیزات ودارای ضدآبند کابلهاوزرهدارند.
66
- 67. ٢-کابلهایزیرخاکی باز فضایاقامتگاهی:
شرو مری اسرتفاده قبرل دسرته به نسبت کمتری مسافت در کابلها نوع ایناز هرم و ند
آب ضرد بایرد هرم هرا کابل نوع این باشند می مدی چند نوع از وهم مدی تو نوع
ررچ ریرطرف از رترقبلیس رتهردس از رررکمت رارآنه رتحکامیراس رزاترتجهی ریرول رندرباشدر ون
ن الزم دیگر شوند می داده عبور کانالها یا فوالدی های لوله درون از معابریست
شوند دار زره شهری بین کابلهای مانند.
۳-هوایی باز فضای کابلهای:
رارغالب رارکابله رنرای رندرباش راومرمق ریارربس رشرکش رلرمقاب در ردربای رارکابله رنرایرزاترتجهی
باشن می فیبر به کشش نیروی شدن وارد از جلوگیری برای ای جداگانهد.
67
- 68. ۴-کابلهایاز استفاده با هوایی باز فضایکابلEarthدکلهایقوی فشار:
د رایرفض از رتفادهراس روریرن رایرفیبره رالرانتق ررایرب رولرمعم رایرمکانه از ریریکرون
رلرکابEarthروطرخط روالرمعم رهرک رتراس رویرق راررفش رایردکله۱۳۲ریرم رترول رورکیل
دکر س ر از کره کابرل براالترین خرابکراری از جلروگیری جهرت اغلرب باشندمری ل
رلرکاب گرذردEarthاسرتروعرن رنرایکابلهراOptical Ground Wire(OPGW)
می نامیدهشوند.
68
- 69. ۵-دریایی زیر کابلهای:
ا نوری فیبر سازی کابل نوع ترین مشکل دریایی زیر کابلهای ساختتحمرل سرت
لرذا شرود مری محسروب کابلهرا نروع این برای زیادی چالش شور آب زیاد فشاراز
رلرکاب روعرن رنرای۶رارت۲۰رارزی ریارربس روعرتن رالفرخ رررب رترنیس رودرموج رترربیش روعرند
ررررردیگ رررایرکابله.ررررت ررردهرکنن رررأمینرت ررریرالکتریک رررایرکابله رررداریرنگه رررکالترمشوان
repeaterمری موضروع هرای پیچیردگی بره نیرز مسریر طرول فایرهای آمپلی و ها
افزاید.
69
- 70. 3-3-4انواعسازنده ی ماده نظر از نوری فیبر کابل:
شبکه درکابرل نروع سره از بیشتر ، نوری فیبر هایفیبرنروریاسرتفشرود مری اده
ردرعبارتن رهرکاز:رتیکیرپالس روریرن رررفیب رلرکاب،روریرن رررفیب رلرکابشیرهرشایرلروکاب
فیبرنوریپلیمر باسخت
کابلشیشه نوری فیبرای(Glass Optical):
ی اسرتوانه یرو شرامل اسرت نرازکی بسریار ی رشته ای شیشه نوری فیبرو جامرد
با هسته نام به عایقشعاعaوشکست ضریبn1کهمی نامیده نیز فیبر منزی
رارب رشرپوش رامرن رهرب رایقرع و ردرجام رارجیرخ ی رهرالی روری رطرتوس و رودرشرررقطn2
(n2<n1)وظریبشکستdاست شده احاطه،ایننیرز فیبرر غرالف را پوشرش
گویند می.
70
- 71. غالفمنرز سرطت هرای ناپیوسرتگی از ناشی پراکندگی اتالف کاهش باعمری ی
ور از همچنرین ، دهرد مری افرزایش نیز را فیبر مکانیکی تحمل قدرت و شودو ود
ردرکن ریرم روگیریرجل رزیرمن رطترس رهرب رارجیرخ رلرعوام رذبرج.روری در را راره رررفیب
محافظ روکش نام به پالستیکی ی محفظهقرارفیبرر مقاومرت ترا دهنرد مرینروری
یابرد افرزایش مکرانیکی های تنش برابر در.شرک تنییرر مرانع روکرش ایرنو فیبرر ل
شود می آن سطت خراشیدگی.
71
- 72. است شیشه از ها فیبر این پوشش و منزی جنس.فی این در که ای شیشهبه ها بر
کرو یرا سیلیکون اکسید دی جنس از و شفاف و خالر بسیار رفته کاراسرت ارتز.
نر هرای فیبرر برین در را قیمت بیشترین و اتالف کمترین ها فیبر اینو دارنرد وری
باشرند مری بیشرتر بانرد پهنای دارای.م هرای شربکه در ای شیشره هرای فیبرر، حلری
هر داده ارسرال بررای مروج طرول بهتررین و شروند می استفاده مخابراتی و شهریا
ها آن در1300متر نانواست.
72