מידע| סיב אופטי

[~TyLeR~]

הקדמה



תקשורת אורית משתמשת במקורות אור בכדי להעביר מידע לאורך מרחק רב.התנאי ההכרחי לקיום תקשורת אורית היא קו הראייה בין המקור לצרכן.כל סיב אופטי מוביל מיליונים של שיחות (אם מדובר בטלפון).סיב אופטי הוא סיב העשוי מחומר שקוף (בד"כ זכוכית) המאפשר העברה של אור מקצה אחד לשני.הסיב מבוסס על עיקרון פיזיקלי של החזרה מלאה של קרני אור.כל סיב יכול להעביר אור רק בכיוון אחד ולכן צורך שידור וקליטה ממחשב לרשת יש צורך ב2 סיבים.

מבנה סיב אופטי



סיב אופטי הוא גליל העשוי מחומר שקוף המאפשר העברת אות מקצה אחד לקצה שני.הסיב מורכב מליבה וממעטפת.לליבה ולמעטפת של הסיב יש מקדם שבירה.מקדם השבירה של המעטפת גדול ממקדם השבירה של הליבה.

אופן התפשטות האור בסיב
האור עובר בסיב ע"י "התנגשות" בדופנות הגליל.בכל נקודת "התנגשות",חלק מעוצמת ההארה מתבזבזת מחוץ לסיב ואינו מגיע לקצהו.לשם כך,כל סיב מוקף במעטפת העשויה מחומר בעל תכונות מחזירות ובכך מצמצמת את תופעת איבוד האנרגיה.האור בסיב נע בזיגזגים עד שהיא יוצאת מין הסיב ונשבר בכל נקודת "התנגשות" בדופנות הגליל.

מאפייני סיב אופטי

1.רוחב פס גדול.
2.רמת ניחות נמוכה מאוד-דבר המאפשר תקשורת למרחקים ארוכים בלי הגברת האות.
3.חוסר הולכת חשמל.
4.הטכנולוגיה מאפשרת להעביר נתונים עד 40 מיליארד סיביות לשנייה.
5.תדרים אופיינים לשימוש: 800THerz
6.מרחק שידור: עשרות עד מאות ק"מ ללא הגברה.
7.אין הפרעות אלקטרו-מגנטיות ולא קיימת כמעט הנחתה לאורך הכבל.
8.מהירות העברה: 40 ג'יגה לשנייה.

סוגי סיבים אופטיים

1.סיב מדרגה:
זהו סיב העשוי מליבה בעל מקדם שבירה יחיד.סיב זה נקרא גם סיבה מדרגה רב אופני.

2.סיב בעל ליבה עם מקדם שבירה הדרגתי:
זהו סיב שליבתו מחולקת לאזורים בעל מקדם שבירה הולך וקטן.ככל שאנו מתרחקים מציר הסיב האופטי,זוויות הקרניים הנעות בסיב גדולות יותר ופוגעות במעטפת.כתוצאה מכך,זה מקטין את כמות האופנים הדולפים מין הסיב.ככל שמתרחקים ממרכז הסיב,מקדם השבירה של כל אזור ואזור קטן יותר.

3.סיב מדרגה חד אופני:
סיב זה אמור להעביר מספר קטן של אופנים (עד 3 אופנים-או אופן יחיד או 3 אופנים בלבד).
4.סיב חד אופני בעל ליבה עם מקדם שבירה הדרגתי:זהו סיב הדומה בתכונותיו לסיב השני שדיברנו עליו.ע"י ניצול תכונות חד האופניות של הסיב,אנו מקטינים את הנפיצה בסיב.ע"י ניצול התכונות ההדרגתיות של הליבה,אנו מקטינים את הפסדי האור בסיב.

5.סיב W:
זהו סיב בעל מעטפת עם מקדם שבירה הדרגתי.במצב זה,קיימות קרני אור שבמעבר בין הליבה למעטפת התבזבזו ולא הוחזרו.אבל במעבר בין הדרגות במעטפת היו בזוויות מספיק גדולה בכדי לחזור חזרה ולכן הגיעו אל הליבה ולא התרחש איבוד אנרגיה.לסיבי W יכולות להיות ליבות אחידות או הדרגתיות.

6.סיבים פלסטיים:
אלו סיבים בעלי ליבה ומעטפת פלסטיים.החומר שממנו הם עשויים גורמים לנפיצה ולהפסדי האור בסיבים אלה לגדול יותר.סיבים אלו זולים יותר,עמידים יותר וקלים יותר.הם יכולים לשמש באזורים שבהם נפיצה והפסדים פחות חשובים.למשל,בתקשורת למרחקים קצרים.

7.אגד סיבים:
אגד סיבים קל יותר לצמד למקור אור מאשר סיב יחיד.כל סיב מעביר חלק מן האור.בד"כ אגרד הסיבים משמש להעברת תמונות.(אנדסקופ,מצלמה טקטית).


יתרונות הסיבים האופטיים מול קווי התמסורת

1.רוחב הפס-קצב נתונים גבוה,מהירות העברה גבוהה.
2.ניחות נמוך יותר-איבודי אנרגיה חשמליים בקו תמסורת גבוהים יותר מאיבוד אנרגיה אורית בסיב אופטי.
3.חסינות לרעש-הסיב האופטי עמיד יותר בהפרעות חיצוניות.
4.עלות-הסיב האופטי זול יותר.
5.עמידות בתנאי הטבע-הסיב האופטי עמיד בתנאי טבע.
6.משקל-משקל הסיב האופטי קל יותר.במבנים שבהם יש חשיבות למשקל עדיף להשתמש בסיב האופטי.
7.חסינות מידע-קשה יותר לנטר מידע בתוך הסיב האופטי.

יישומים בסיבים אופטיים

1.תקשורת טלפונית ואינטרנט.
2.רפואה-מכשיר ראייה וניתוח אנדסקופיים.
3.מדידות.