Optik fiberlerde zayıflama ve kayıplar

Abstract

ÖZET (Anahtar Kelimeler: Fiber Optik Kablo, Optik Kayıplar) Bakır tel ve koaksiyel kablo yardımıyla yapılan iletişim sistemleri ile, uydu ve R/L sis temlerinde oluşan dinleme, karışma, gürültü, iletim kapasitesi ve iletim hızı düşüklüğü, band genişliği x uzaklık çarpımının ve esnekliklerin az olması gibi olumsuz etkiler, fiber optik iletim sistemlerinde ortadan kaldırılmış ve böylece iletişimde yeni bir dönem açıl mıştır. İnsan gözü, açıldığında maksimum enerjisi 400-800 nm civannda olan güneş ışığına a- dapte olur. Bu yüzden bu bölgedeki radyasyona görünen ışık denir. Fiber optik ileti minde ise kızılötesi ışınlar kullanılır. Optik fiberlerde iki tabaka vardır; öz ve örtü. Cam veya quartzdan oluşan öz, çevresini saran cam, quartz veya plastikten oluşan örtüden daha büyük bir kırılma indisine sahiptir. Optik fiberlerin uzunluk limitlerini belirleyen ilk iki faktör dispersiyon ve zayıflamadır. Her biri birim km başına olarak ifade edilir. Daha uzun fiber, daha büyük toplam dis persiyon ve daha büyük toplam zayıflamadır. Toplam zayıflama alıcı ve verici arasında ki birkaç çeşit kaybın toplamıdır. Fiber içerisine yayılmış kayıplar ( malzeme kayıpları ) bunlardan biridir. Diğer kayıp kaynakları; alıcı ve vericileri fibere bağlamak için ve bir kaç parça fiberi birleştirmek için gerekli olan konnektörler ve eklerdir. Fiber içerisine yayılmış kayıpların sınırlarını belirleyen iki esas fiziksel olay vardır; Rayleigh saçılması ve absorpsiyon (soğurma). Soğurma kayıpları da kızılötesi soğurma ve hidroksil (OH") soğurmadan ibarettir. Fiber içerisinde yayılmış kayıpların 0.4 dB/km olduğu düşünüle bilir (1300 nm ve tek modlu fiberler için). Tüm pratik sistemlerde, optik fiber uçlarının terminal cihazına yada diğer fiber uçlarına fiziksel olarak bağlanması gerekir. Bu bağ lama normalde konnektörlerle ve eklerle olur. Konnektör başına 2 dB' lik bir ortalama konnektör kaybı, konnektörlerin hem kullanımı ve hem de seçiminde dikkati gerektirir. Özel cihaz ve ustalık ile ek ortalaması ek başına 0.1 dB olarak elde edilebilir. Dalga kla- vuzu kenarlarında herhangi bir bükülme veya düzensizlik olursa, bazı modlar için top lam dahili yansıma şartı artık emniyetli olmayabilir. Bu gibi modlar kayıp enerji olacak tır. Bu kayıplar ile fiberin zayıflaması artar. Bu çalışmada fiber içerisine yayılmış kayıplar, ek kayıpları, konnektör kayıpları, geo metrik düzensizliklerin getirdiği kayıplar ( mikrobükülme kayıpları, bükülme kayıpları v.b.) deneysel olarak analiz edilip, teorik ve standart değerlerle karşılaştırılmıştır.

(Key Words: Optical Fiber Cable, Optic losses) The Attenuation and Losses of the Optical Fibers Negative effects in communication systems by copper wire and by coaxial cable and satellite systems and R/L systems such as being listened, noise, mixing, low transmis sion capasity and low transmission rate, bandwidth x distance product and elasticity which is little have been removed in the fiber optic transmission systems and therefore a new period was opened. Human eye has during the evolution adapted to the sunlight, which has its maximal e- nergy in the range 400 - 800 nm. Radition in this range is therefore called vissible light. As for infrared light is used in the fiber optic transmission. There are two coating in the optical fiber ; core and cladding. The core which consist of glass or quartz has a high er refractive index than the surronding cladding of glass, quartz or plastic. The two primary factors that limit the length of the optical fiber path are dispersion and attenuation. Each is expressed as a per- km unit; the longer the fiber, the larger the total dispersion and the larger the total attenuation. The total attenuation is the sum of several diffferent kinds of losses between the transmitter and the receiver. The dist- distributed losses in the fiber (losses of material) is one of these. Other sources of po wer loss are the connectors and splice needed to assemble several lengths of fiber and to couple the transmitter and the receiver to the fiber. There are two fundamental phy sical phenomena that establish a lower limit to the distributed losses in the fiber ; Ray- leigh scattering and absorption. The absorption losses also consist of infrared absorp tion and hydroxyl (OH") absorption. The distributed losses in the fiber can be consi-' dered to be 0.4 dB/km (For 1300 nm and single mode fibers). In all pratical systems, the ends of the optical fiber must be physically connected to terminal equipment or to the ends of other lengths of fiber. These connections are normally made with connec tors or with splices. An avarege connector loss of 2 dB connector would require care both in selecting and using the connectors. With the proper equipment and skill, splices averaging 0. 1 dB per splice can be achieved. If the waveguide has any bends or irregu larities in its sides, the condition for total internal reflection for some modes may no longer be satisfied. Such modes whould then lose energy; the attenuation of the fiber is increased by these losses. In this study, the distributed losses in the fiber splice losses,connector losses, losses of geometric disorder (mikrobending losses, bending losses) have been analyzed experi mentally, were been compared with theoretical and standard values. XI