فیبرنوری

فیبرنوری

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 ۱

فصل­اول : آشنایی با فیبرنوری ۳

۱-۱- تاریخچه­ی فیبرنوری ۴

۱-۲- مزایای تارهای نوری ۵

۱-۲-۱- قیمت ­پایین ۵

۱-۲-۲- استحکام کششی مناسب ۵

۱-۲-۳- پهنای باند وسیع ۵

۱-۲-۴- محافظت در مقابل تداخل و تزویج ۶

۱-۲-۵ ایزولاسیون کامل الکتریکی ۶

۱ -۲-۶- امنیت ۶

۱-۲-۷- مصونیت در مقابل خوردگی ۷

۱-۲-۸- غیرقابل اشتعال بودن ۷

۱-۲-۹- وزن کم و قطرکوچک ۷

۱-۲-۱۰- اتلاف پایین ۷

۱-۲-۱۱- نصب و نگهداری آسان­تر ۸

۱-۲-۱۲- فرستنده­هایی با قیمت کمتر ۸

۱-۲-۱۳- انعطاف پذیری ۸

۱-۳- کاربردهای مخابرات تارنوری ۹

فصل­دوم : فیزیک موجبرهای نوری ۱۶

۱-۲- طبیعت نور ۱۷

۲-۱-۱- تعاریف و قوانین نور ۱۷

۲-۱-۱-۱- ضریب شکست ۱۷

۲-۱-۱-۲- پدیده­های تابش ، انعکاس و انکسار ۱۹

۲-۱-۱-۳- قوانین اسنل ۲۰

۲-۱-۱-۴- حالت­های مختلف تابش نور در دو محیط مختلف(N1>N2) 21

۲-۲- انتقال نور در فیبرنوری ۲۲

۲-۲-۱- طیف الکترومغناطیسی ۲۲

۲-۲-۲- زاویه­ی پذیرش ۲۴

۲-۲-۳- انتشارنور با استفاده از شعاع نوری(نورهندسی) ۲۴

۲-۲-۴- انتشارنور با استفاده از آنالیزمدی(نورموجی) ۲۵

۲-۲-۵- تئوری مد در فیبرنوری ۲۵

فصل­سوم : چگونگی انتقال ۲۶

۳-۱- چگونگی انتقال ۲۷

۳-۱-۱- منشاء پیام ۲۷

۳-۱-۲- مدولاتور ۲۸

۳-۱-۳- منبع موج حامل ۲۸

۳-۱-۴- تزویج­کننده­های کانال(ورودی) ۲۹

۳-۱-۵- کانال ارتباطی ۲۹

۳-۱-۶- تزویج­کننده­های کانال(خروجی) ۳۰

۳-۱-۷- آشکارساز ۳۰

۳-۱-۸- پردازشگرسیگنال ۳۰

۳-۱-۹- پیام خروجی ۳۱

۳-۲- عناصرخط انتقال فیبرنوری ۳۲

۳-۲-۱- رابطه­ی توزیع­کننده­ی داده­ها در شبکه­ی فیبرنوری( FDDI) 33

۳-۲-۲- شبکه­ی نوری سنکرون(SONET) 34

۳-۲-۲-۱- مشخصات SONET 35

۳-۲-۳-فرستنده­های نوری ۳۵

۳-۲-۳-۱- ویژگی­های منابع نور مورداستفاده در سیستم­های نوری ۳۵

۳-۲-۳-۲- تفاوت نور لیزر و نورمعمولی ۳۷

۳-۲-۳-۳- خصوصیات دیودمنتشرکننده­ی نور ۳۸

۳-۲-۳-۴- خصوصیات دیودلیزری ۳۸

۳-۲-۴- آشکارسازهای نوری(OPTICAL DETECTOR) 38

فصل چهارم : ساختمان فیبرنوری ۴۰

۴- ساختمان فیبرنوری ۴۱

۴-۲- شیمی موجبرهای نوری ۴۱

۴-۲-۱- شیشه شیلیکای گداخته ۴۱

۴-۲-۲- تولید شیشه سیلیکای گداخته ۴۴

۴-۲-۳- خصوصیات ماده ۴۵

۴-۳- انواع فیبرنوری ۴۶

۴-۳-۱- انواع کابل فیبرنوری ازنظرشیوه­ی انتقال ۴۶

۴-۳-۱-۱- فیبرچندحالته ۴۷

۴-۳-۱-۱-۱- انواع فیبرهای چندحالته ۴۷

۴-۳-۱-۲- فیبرتک حالته ۴۸

۴-۳-۲- انواع کابل فیبرنوری ازنظر حفاظت ۴۹

۴-۳-۲-۱- LOSS BUFFER 49

۴-۳-۲-۲- TIGHT BUFFER 50

۴-۳-۳- انواع کابل فیبرنوری از نظر روکش ۵۰

۴-۳-۳-۱- IN DOOR 51

۴-۳-۳-۲- OUT DOOR 52

۴-۳-۳-۳- IN DOOR – OUT DOOR 52

۴-۳-۴- انواع کابل فیبرنوری ازنظر ماده­ی سازنده ۵۳

۴-۳-۴-۱- کابل فیبرنوری شیشه­ای ۵۳

۴-۳-۴-۲- کابل فیبرنوری پلاستیکی ۵۴

۴-۳-۴-۲-۱- کاربردهای کابل فیبرنوری پلاستیکی ۵۷

۴-۳-۴-۳- کابل نوری با پوشش پلیمرسخت ۵۸

۴-۳-۴-۳-۱- خصوصیات کابل فیبرنوری با پوشش پلیمر سخت ۵۹

۴-۴- تکنولوژی ساخت ۵۹

۴-۴-۱- روش بوته مضاعف ۶۰

۴-۴-۲- سیلیس رسوب یافته­ی دپ­شده(DDS) 60

۴-۴-۲-۱- رسوب بیرونی ۶۱

۴-۴-۲-۲- رسوب محوری ۶۲

۴-۴-۲-۳- رسوب داخلی ۶۳

۴-۴-۳- کشیدن تار ۶۵

۴-۴-۳-۱- سیلیس پوشش شده با پلاستیک ۶۶

فصل پنجم : طراحی شبکه­ی کابل ۶۷

۵- طراحی شبکه­ی کابل ۶۸

۵-۱- جنبه­های طراحی مکانیکی ۶۸

۵-۲- تزویج کننده ۶۹

۵-۲-۱- تزویج عدسی ۷۰

۵-۲-۲- تزویج سربه­سر ۷۱

۵-۳- اتصال دو فیبر به صورت دائمی(SPLICE) 72

۵-۳-۱- اتصال دائمی دو فیبر به روش همجوشی ۷۳

۵-۳-۲- اتصال دائمی دو فیبر به روش قفل شدن ۷۴

نتیجه­ گیری ۷۵

خلاصه ۷۸

پیوست­ها ۸۰

فهرست منابع ۱۰۶ فهرست شکل­ها :

فصل اول

شکل ۱-۱ صوت سنج زیردریایی ۱۲

فصل دوم

شکل ۲-۱ نمایش موج کروی ، صفحه­ای و شعاع­های نوری ۱۸

شکل ۲-۲ پدیده­های تابش ، انعکاس و انکسار ۲۰

شکل ۲-۳ نمایش زوایای تابش و شکست در حالت­های گوناگون ۲۱

شکل ۲-۴ طیف امواج الکترومغناطیسی ۲۳

شکل ۲-۵ انواع قطبش ۲۴

فصل سوم

شکل ۳-۱ جزئیات یک سیستم مخابراتی ۲۷

شکل ۳-۲ حلقه SONET های شبکه ۳۴

شکل ۳-۳ دیودهای لیزری ۳۸

شکل ۳-۴ فتودیود نیمه­هادی ۳۹

فصل چهارم

شکل ۴-۱ چسبندگی شیشه سیلیکای گداخته ۴۳

شکل ۴-۲ ضریب شکست SIO2 با مواد تغلیظ کننده­ی مختلف ۴۴

شکل ۴-۳ فیبرچندحالته با ضریب شکست پله­ای ۴۷

شکل ۴-۴ فیبر چندحالته با ضریب شکست تدریجی ۴۸

شکل ۴-۵ فیبرتک حالته ۴۹

شکل ۴-۶ TIGHT BUFFER و LOSS BUFFER 50

شکل ۴-۷ دو نمونه از کابل­های IN DOOR 51

شکل ۴-۸ دو نمونه از کابل­های OUT DOOR 52

شکل ۴-۹ چهارنمونه از کابل­های IN DOOR – OUT DOOR 53

شکل ۴-۱۰ اجزاء فیبرنوری شیشه­ای ۵۴

شکل ۴-۱۱ مقایسه­ی اندازه­ی POF با سایر فیبرهای نوری ۵۵

شکل۴-۱۲ مقایسه­ی وزن POF با سایر کابل­های شبکه ۵۶

شکل ۴-۱۳ طول موج POF 57

شکل ۴-۱۴ ساختار فیبرنوری H-PCF 59

شکل ۴-۱۵ فرآیند ساختار تار با روش بوته مضاعف ۶۰

شکل ۴-۱۶ رسوب­دهی بخار شیمیایی بیرونی (CVD بیرونی) ۶۲

شکل ۴-۱۷ رسوب­دهی بخارمحوری ۶۳

شکل ۴-۱۸ CVD اصلاح شده ۶۴

شکل ۴-۱۹ MCVD غنی­شده با پلاسما ۶۴

شکل ۴-۲۰ سیستم کشیدن و پوشش دادن تار ۶۵

فصل پنجم

شکل ۵-۱ اساس تزویج لنزی ۷۰

شکل ۵-۲ اساس تزویج سربه­سر ۷۰

شکل ۵-۳ (A) جابه­جایی محورتارها ، (B) ناهم­محوری زاویه­ای تارها ، (C) جدایی سرهای انتهایی تارها ۷۱

شکل ۵-۴ چندنمونه از اتصال دائم ۷۲

شکل ۵-۵ دو نمونه دستگاه FUSION SPLICER 73

شکل ۵-۶ یک نوع دستگاه FUSION SPLICER 73

شکل ۵-۷ دستگاه FIBR LOCK ساخت شرکت ۳M 74

فهرست جدول­ها :

فصل اول

جدول ۱-۱ کاربردهای تارنوری ۱۳

فصل دوم

جدول ۲-۱ ضریب شکست اجسام ۱۹

فصل چهارم

جدول ۴-۱ تعریف چندین مقدار درجه حرارت برای شیشه سیلیکای گداخته با LOGŋ ۴۳

جدول ۴-۲ مشخصات شیشه سیلیکای گداخته ۴۶

همکاری در فروش فایل