Fiber Optik Kablo Yapısı
Bir fiber optik kablo, içerisinden ışığın yönlendirildiği, ışığı kendisinden daha az kıran bir maddeyle kaplı silisyum dioksit yapıda cam bir çekirdekten oluşur. Toplam iç yansımanın çekirdeğe iletilebilmesi için kaplı olan bu yapının kırılma indeksi çekirdekten en az %1 oranında az olmalıdır. Fiber optik kablonun gerçek avantajının, bakır kabloya sağladığı bant genişliği üstünlüğü olmasına rağmen, elde edilebilir bant genişliğini ve yineleyiciye ihtiyaç duyulmadan kullanılacak kablonun uzunluğunu sınırlayan etkenler vardır.
Fiber Optik Kablo Çeşitleri
Günümüzde
multimod (çok modlu) ve
singlemod (tek modlu) olmak üzere kullanılan iki çeşit fiber optik kablo vardır. Multimod fiber optik kablolar, 125µm dış çapa ve 50µm civarında çekirdek çapına sahiptirler ve ilerleyen ışık, çoklu yol üzerinden hareket eder. Data alma ve gönderme singlemod fiber optik kabloya göre daha yavaş ve kısa mesafelidir. Singlemod fiber optik kablolar ise sadece bir çeşit yayılmaya izin vermek için 10µm çapından daha az bir çapa indirgenmiştir ve ilerleyen ışığın tümü tek bir yol üzerinde hareket eder. Yüksek kapasitedeki bilgiyi multimod fiberden daha iyi iletirler. Çünkü sinyalin yayılması ve kaplamaya çarparak ilerlemesi yoktur.
Multimod(Çok Modlu) Fiber Optik Kablolar
Yaklaşık 62,5 mikronluk bir çekirdek çapına sahiptirler ve 850 ile 1300 nanometre arasında dalgaboyu değerine sahip kızılötesi lazer ışığını iletirler. Üretim maliyeti daha uygun olduğundan çok kullanılan kablo türüdür. Kayıp miktarı singlemod kablolara göre daha fazladır.
Data transmisyonu için LAN(Local Area Network - Yerel Alan Ağı) şebekelerinde genellikle multimod fiber optik kablo tercih edilir. Multimod giber optik kablolar geniş çekirdek çapının mekanikler üzerinde fazla hata payına izin vermesi sayesinde yüksek duyarlı bağlayıcılara ihtiyaç duymaz. Bu sayede singlemod kabloya göre daha ekonomik konnektörler, modüller ve aktif elemanlar kullanılır. Multimod kablolarda ışık transferi ve algılamada ucuz LED'ler kullanılır.
Multimod fiber optik kablolar, çekirdek çaplarına göre 62,5/125/250 mikron (Çekirdek Çapı/Kılıf Çapı/Kaplama Çapı) ve 50/125/250 mikron (Çekirdek Çapı/Kılıf Çapı/Kaplama Çapı) olarak iki şekilde üretilir.
Multimod fiber optik kablolar indis yapısına göre iki gruba ayrılırlar:
- Kademe İndisli Multimod Fiber
Kademe indisli multimod fiber düzeni, singlemod düzenine benzer; aradaki fark, merkezi çekirdeğin çok daha geniş olmasıdır. Kademe indisli multimod fiberde bant genişliği 10-50MHz/km ve daha fazladır. Bu fiber türü, daha geniş bir ışık-fiber açıklığına sahiptir, dolayısıyla kabloya daha çok ışık girmesine imkan verir. Çekirdek - koruyucu zarf arasındaki sınıra kritik açıdan daha büyük bir açıyla çarpan ışık ışınları, çekirdekteki zikzak şeklinde yayınım yapar ve sürekli olarak sınırdan yansırlar. Çekirdek - koruyucu zarf sınırına kritik açıdan daha küçük bir açıyla çarpan ışık ışınları, koruyucu zarfa girer ve yok olurlar. Fiberde yayınım yaparken, bir ışık ışınının izleyebileceği çok sayıda yol olduğu görülebilir. Bunun sonucu olarak, bütün ışık ışınları aynı yolu izlemez, dolayısıyla fiberin bir ucundan diğer ucuna olan mesafeyi aynı zaman süresi süresi içinde kat etmezler.
- Derece İndisli Multimod Fiber
Derece indisli multimod fiberin yapısındaki çekirdeğin indisi yarı çapa bağlı olarak değişir. Yani dışarıdan bakıldığında (çok hassas ve güçlü mikroskoplarla) içten dışa doğru eşmerkezli halkalar halindedir. Bu halkaların her birinin kırılma indeksi farklıdır ve içten dışa doğru gidildikçe kırılma indisi düşer. Yani tam merkezde en büyük indeks, en dışta ise en küçük indeks bulunur. Bu katmanların sayısı imalatçı firmaya göre değişir. Genellikle bu katmanların sayısı 50 ile 400 arasındadır. Merkezde direkt olarak giden ışık az yol alır; ancak, burada indeks büyüktür. Daha dış katmanlarda giden ışıkların aldıkları yol daha fazladır; ancak, bu katmanlarda indeks küçük olduğundan ışığın hızı indeks profili ile ters orantılı olarak değişir. Dolayısıyla, tüm ışıklar belli düğüm noktalarında birleşirler; ancak, alıcı uçta darbeler arasında bir gecikme olur. Buna rağmen gecikme basamak indisli multimod fiberlerinkine göre daha azdır. Bu fiber türünde bant genişliği 200-300 MHz/km ile 5-6 GHz/km arasında değişir.
Multimod Fiber Optik Kabloların Avantajları ve Dezavantajları
Multimod Fiber Optik Kabloların Avantajları
| Multimod Fiber Optik Kabloların Dezavantajları
|
| Fusion Splice (Fiber Sonlandırma) uygulaması sırasında daha geniş çekirdek çapı sayesinde fiber uçları daha kolay hizalanarak daha kısa splice süresi sağlar. | Sınırlı hızları nedeni ile özellikle Gigabit uygulamalarda kısıtlı kalmaktadır. |
| Kullanılan konnektörler, modüller ve aktif elemanlar singlemod kablolara göre daha ekonomiktir. | Kablo fiyatları singlemod kablolara göre daha pahalıdır(yaklaşık 2 katı). |
| Işık transferi ve algılamada daha ucuz LED’ler kullanılır. | Erişim mesafeleri singlemod kablolara göre çok kısadır. |
Singlemod(Tek Modlu) Fiber Optik Kablolar
Yaklaşık 9 mikronluk çapa sahip olan ince merkezli kablolardır ve 1300 ile 1550 nanometre arasında dalgaboyu değerine sahip kızılötesi lazer ışığını iletirler. Bu kablo çekirdeğinin 9 mikron gibi çok küçük bir çapa sahip olması sayesinde ışığın kabloda yayınım yaparken izleyebileceği tek bir yol vardır. Fiberde spesifik bir dalgaboyunda ilerleyen sadece bir ışık modu ya da doğrultusu vardır. Dolayısıyla, bütün ışık ışınları kabloda yaklaşık aynı yolu izler ve kablonun bir ucundan diğer ucuna olan mesafeyi yaklaşık aynı sürede kat ederler. Bu singlemod kabloların en önemli avantajlarından biridir. Ayrıca bu kablo türünde tek bir ışık modu olduğu için modsal yayınım söz konusu değildir. Bu durum daha az yayılma kaybı ve daha çok bilgi taşıma kapasitesi sağlar.
Singlemod Fiber Optik Kabloların Avantajları ve Dezavantajları
Singlemod Fiber Optik Kabloların Avantajları
| Singlemod Fiber Optik Kabloların Dezavantajları
|
| Çok büyük sistem erişim mesafelerinde(100 km.ye kadar) sorunsuz kullanılabilir. | Daha küçük çekirdek çapı nedeniyle Fusion-Splice(Fiber sonlandırma) uygulaması daha zahmetli ve uzun süreli olur. |
| 10 Gbps hızına kadar yüksek band genişlikleri ve yüksek hızları destekler. | Küçük çekirdek çapından dolayı kusursuz bağlayıcılara ihtiyaç duyar bu yüzden konnektör ve Pig-Tail fiyatları çok pahalıdır. |
| Singlemod fiber kablonun fiyatı multimod kabloya göre 2 kat daha ucuzdur. | İletişimde LED’lere oranla çok daha pahalı lazer diyotlar kullanılır. |
| Performansı çok iyi olduğundan uzun mesafe bağlantılarında kullanılan tek fiber optik kablo türüdür. | Singlemod fiber modülleri, dönüştürücü cihazları ve aktif ürünleri çok pahalıdır. |
Fiber Optik Kablo Bağlayıcıları
Sistemden alınan optik sinyalin en az kayıpla fiber damara geçmesini (vida veya geçme yöntemiyle tutturularak) sağlayan malzemelerdir. Bir fiber optik kablo bağlayıcısı fiber optik kablonun ucunu sonlandırır ve birbirine bağlamanın yanı sıra daha hızlı bağlantı ve ayrılma sağlar. Bağlayıcılar mekanik olarak çifttirler ve ışığın geçebilmesi için fiber optik kabloların çekirdeklerini hizalarlar. Birçok fiber optik kablo bağlayıcısı iki tarafı birbirine basınç uygulayan metal bir yay içerir. Fiber optik kablo bağlayıcılarının uçları birlikte bastırılarak duruma göre cam-cam veya plastik-plastik bağlantı noktasına takılır. Hava ile temas kurulduğunda çok yüksek bağlayıcı kayıpları olacağı için cam veya plastik yapının havayla hiçbir şekilde temas kurmaması gerekir.
Çok fazla fiber optik kablo bağlayıcı çeşitliliği mevcuttur. Bu bağlayıcılar arasındaki en büyük farklar bağlayıcıların boyutları ve mekanik çiftleme metodlarıdır. Genel olarak, kurumlar bağlayıcıyı bağlayıcının en çok kullandığı maddeye ya da her bir fiber optik kablo türüne (single mode ve multi mode) göre standartlaştırırlar. Günümüzde yapılan uygulamalarda LC gibi küçük biçimli etken bağlayıcıları ve MTP gibi multi mode fiber optik kablo bağlayıcıaı zaten aşırı kalabalık olan priz kapaklarında daha fazla yer açılabilmesi için geleneksel SC bağlayıcının yerini almaktadır.
-
FC bağlayıcıların serbest başlıkları sayesinde daha iyi bir mekanik yalıtım sağlanır. FC bağlayıcılar, başlığı bağlantı noktasına takarken fiber ucunun dağılmaması ve anahtara hizalanabilmesi için diğer bağlayıcılara göre daha iyi eşleştirilmelidir. Birçok uygulamada SC ve LC bağlayıcılara FC bağlayıcının yerini almaktadır.
- SC bağlayıcılar çok iyi depolama yoğunluğu sunar ve açma-kapama tasarımları bağlantı süresince temas nedeniyle oluşabilecek sorunları en az seviyeye indirir.
- Birleşmiş ağ yapılarının bulunduğu bölgelerde LC bağlayıcılar küçük boyutları nedeniyle yerini SC bağlayıcılara bırakmaktadır.
- ST bağlayıcılar seramik başlığın hareket etmemesi veya dönmemesi için küçük bir kilit yapısına sahiptir.
