بررسی و شناخت فیبر نوری

چکیده:
در این پایان نامه، ساختمان و شیوه ی عملکرد فیبر نوری مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا با بیان مزایا وکاربردهای فیبرنوری با این رسانه ی انتقال آشنا می شویم. درادامه با بررسی چند قانون فیزیک نور، چگونگی انتقال نور در فیبر نوری را مطالعه می کنیم. مطالب بعدی ، انواع مختلف فیبر نوری و چگونگی ساخت فیبر هستند.
در بحث شبکه بندی به وسیله ی فیبر، پس از مطالعه ی چگونگی کابل کشی به وسیله ی فیبر ها، به بررسی مدل های نوری و انواع توپولوژی های قابل به کارگیری در شبکه بندی به وسیله ی فیبر نوری می پردازیم. در پایان دو طرح عملی پیاده سازی شده، که در آن از فیبر نوری به عنوان رسانه ی انتقال استفاده شده است، مورد بررسی قرار می گیرد.

فهرست مطالب :
مقدمه                                                                                   1
فصل¬اول : آشنایی با فیبرنوری                                             3
1-1- تاریخچه¬ی فیبرنوری                                                         4
1-2- مزایای تارهای نوری                                                          5
1-2-1- قیمت ¬پایین                                                               5
1-2-2- استحکام کششی مناسب                                            5
1-2-3- پهنای باند وسیع                                                         5
1-2-4- محافظت در مقابل تداخل و تزویج                                     6
1-2-5 ایزولاسیون کامل الکتریکی                                              6
1 -2-6- امنیت                                                                      6
1-2-7- مصونیت در مقابل خوردگی                                           7
1-2-8- غیرقابل اشتعال بودن                                                   7
1-2-9- وزن کم و قطرکوچک                                                     7
1-2-10- اتلاف پایین                                                               7
1-2-11- نصب و نگهداری آسان¬تر                                            8
1-2-12- فرستنده¬هایی با قیمت کمتر                                      8
1-2-13- انعطاف پذیری                                                           8
1-3- کاربردهای مخابرات تارنوری                                              9

فصل¬دوم : فیزیک موجبرهای نوری                                  16
1-2- طبیعت نور                                                                  17
2-1-1- تعاریف و قوانین نور                                                    17
2-1-1-1- ضریب شکست                                                      17
2-1-1-2- پدیده¬های تابش ، انعکاس و انکسار                         19
2-1-1-3- قوانین اسنل                                                         20
2-1-1-4- حالت¬های مختلف تابش نور در دو محیط مختلف(N1>N2)            21
2-2- انتقال نور در فیبرنوری                                                         22
2-2-1- طیف الکترومغناطیسی                                                            22
2-2-2- زاویه¬ی پذیرش                                                                   24
2-2-3- انتشارنور با استفاده از شعاع نوری(نورهندسی)                         24
2-2-4- انتشارنور با استفاده از آنالیزمدی(نورموجی)                              25
2-2-5- تئوری مد در فیبرنوری                                          25

فصل¬سوم : چگونگی انتقال                                             26
3-1- چگونگی انتقال                                                      27
3-1-1- منشاء پیام                                                        27
3-1-2- مدولاتور                                             28
3-1-3- منبع موج حامل                                             28
3-1-4- تزویج¬کننده¬های کانال(ورودی)                                                29
3-1-5- کانال ارتباطی                                                                      29
3-1-6- تزویج¬کننده¬های کانال(خروجی)                                                                                30
3-1-7- آشکارساز                                                                                   30
3-1-8- پردازشگرسیگنال                                                                      30
3-1-9- پیام خروجی                                    31
3-2- عناصرخط انتقال فیبرنوری                                              32
3-2-1- رابطه¬ی توزیع¬کننده¬ی داده¬ها در شبکه¬ی فیبرنوری( FDDI)          33
3-2-2- شبکه¬ی نوری سنکرون(SONET)                                                  34
3-2-2-1- مشخصات SONET                                              35
3-2-3-فرستنده¬های نوری                                                               35
3-2-3-1- ویژگی¬های منابع نور مورداستفاده در سیستم¬های نوری          35
3-2-3-2- تفاوت نور لیزر و نورمعمولی                           37
3-2-3-3- خصوصیات دیودمنتشرکننده¬ی نور                                     38
3-2-3-4- خصوصیات دیودلیزری                             38
3-2-4- آشکارسازهای نوری(OPTICAL DETECTOR)                      38

فصل چهارم : ساختمان فیبرنوری
4-2- شیمی موجبرهای نوری  41
4-2-1- شیشه شیلیکای گداخته                                               41
4-2-2- تولید شیشه سیلیکای گداخته                                 44
4-2-3- خصوصیات ماده                                         45
4-3- انواع فیبرنوری
4-3-1- انواع کابل فیبرنوری ازنظرشیوه¬ی انتقال                 46
4-3-1-1- فیبرچندحالته                                                             47
4-3-1-1-1- انواع فیبرهای چندحالته                                         47
4-3-1-2- فیبرتک حالته                                                48
4-3-2- انواع کابل فیبرنوری ازنظر حفاظت                                        49
4-3-2-1- LOSS BUFFER                                                    49
4-3-2-2- TIGHT BUFFER                                               50
4-3-3- انواع کابل فیبرنوری از نظر روکش                                          50
4-3-3-1- IN DOOR                   51
4-3-3-2- OUT DOOR                 52
4-3-3-3- IN DOOR – OUT DOOR              52
4-3-4- انواع کابل فیبرنوری ازنظر ماده¬ی سازنده                                        53
4-3-4-1- کابل فیبرنوری شیشه¬ای                                                       53
4-3-4-2- کابل فیبرنوری پلاستیکی                                                          54
4-3-4-2-1- کاربردهای کابل فیبرنوری پلاستیکی                                    57
4-3-4-3- کابل نوری با پوشش پلیمرسخت                                            58
4-3-4-3-1- خصوصیات کابل فیبرنوری با پوشش پلیمر سخت                  59
4-4- تکنولوژی ساخت                                                                    59
4-4-1- روش بوته مضاعف                                                           60
4-4-2- سیلیس رسوب یافته ی دپی شده(DDS)                         60
4-4-2-1- رسوب بیرونی                                                          61
4-4-2-2- رسوب محوری                                                          62
4-4-2-3- رسوب داخلی                                                          63
4-4-3- کشیدن تار                                                                   65
4-4-3-1- سیلیس پوشش شده با پلاستیک                                 66

فصل پنجم : طراحی شبکه ی کابل
5- طراحی شبکه¬ی کابل                                                         68
5-1- جنبه¬های طراحی مکانیکی                                              68
5-2- تزویج کننده                                                                     69
5-2-1- تزویج عدسی                                                              70
5-2-2- تزویج سربه¬سر                                                           71
5-3- اتصال دو فیبر به صورت دائمی(SPLICE)                                    72
5-3-1- اتصال دائمی دو فیبر به روش همجوشی                           73
5-3-2- اتصال دائمی دو فیبر به روش قفل شدن                            74
نتیجه¬گیری                                                                          75
خلاصه                                                                                 78
پیوست¬ها                                                                           80
فهرست منابع                                                                      106
فهرست شکل¬ها :
فصل اول
شکل 1-1 صوت سنج زیردریایی                                                12
فصل دوم
شکل 2-1 نمایش موج کروی ، صفحه¬ای و شعاع¬های نوری                   18
شکل 2-2 پدیده¬های تابش ، انعکاس و انکسار                                       20
شکل 2-3 نمایش زوایای تابش و شکست در حالت¬های گوناگون               21
شکل 2-4 طیف امواج الکترومغناطیسی                                          23
شکل 2-5 انواع قطبش                                                         24
فصل سوم
شکل 3-1 جزئیات یک سیستم مخابراتی                               27
شکل 3-2 حلقه SONET های شبکه                                                     34
شکل 3-3 دیودهای لیزری                                                           38
شکل 3-4 فتودیود نیمه¬هادی                                                     39

فصل چهارم
شکل 4-1 چسبندگی شیشه سیلیکای گداخته                                   43
شکل 4-2 ضریب شکست SIO2 با مواد تغلیظ کننده¬ی مختلف                    44
شکل 4-3 فیبرچندحالته با ضریب شکست پله¬ای                                   47
شکل 4-4 فیبر چندحالته با ضریب شکست تدریجی                               48
شکل 4-5 فیبرتک حالته
شکل 4-6 TIGHT BUFFER  و LOSS BUFFER                                     50
شکل 4-7 دو نمونه از کابل¬های IN DOOR                                   51
شکل 4-8 دو نمونه از کابل¬های OUT DOOR                                  52
شکل 4-9 چهارنمونه از کابل¬های IN DOOR – OUT DOOR                             53
شکل 4-10 اجزاء فیبرنوری شیشه¬ای                                                            54
شکل 4-11 مقایسه¬ی اندازه¬ی POF با سایر فیبرهای نوری                       55
شکل4-12 مقایسه¬ی وزن POF  با سایر کابل¬های شبکه                               56
شکل 4-13 طول موج POF                                                                   57
شکل 4-14 ساختار فیبرنوری H-PCF                                                       59
شکل 4-15 فرآیند ساختار تار با روش بوته مضاعف                     60
شکل 4-16 رسوب¬دهی بخار شیمیایی بیرونی (CVD بیرونی)                    62
شکل 4-17 رسوب¬دهی بخارمحوری                                63
شکل 4-18 CVD اصلا                                                           64
شکل 4-19 MCVD غنی¬شده با پلاسما                                              64
شکل 4-20 سیستم کشیدن و پوشش دادن تار                                  65

فصل پنجم
شکل 5-1 اساس تزویج لنزی                                             70
شکل 5-2 اساس تزویج سربه¬سر                                      70
شکل 5-3 (A) جابه¬جایی محورتارها ، (B) ناهم¬محوری زاویه¬ای تارها ، (C) جدایی سرهای انتهایی تارها         71
شکل 5-4 چندنمونه از اتصال دائم                    72
شکل 5-5 دو نمونه دستگاه FUSION SPLICER                        73
شکل 5-6 یک نوع دستگاه FUSION SPLICER                                73
شکل 5-7 دستگاه FIBR LOCK ساخت شرکت 3M                       74

فهرست جدول¬ها :

فصل اول
جدول 1-1 کاربردهای تارنوری                        13

فصل دوم
جدول 2-1 ضریب شکست اجسام                                                     19

فصل چهارم
جدول 4-1 تعریف چندین مقدار درجه حرارت برای شیشه سیلیکای گداخته با   LOGŋ               43
جدول 4-2 مشخصات شیشه سیلیکای گداخته                              46

نظري براي اين محصول ثبت نشده است.

نوشتن نظر خودتان

براي نوشتن نظر وارد شويد.