عوامل موثر بر پهنای باند فیبر نوری

عوامل موثر بر پهنای باند فیبر نوری

عوامل موثر بر پهنای باند فیبر نوری، ظرفیت انتقال اطلاعات در فیبر نوری چندحالته توسط دو مؤلفه جداگانه تعیین می شود: پراکندگی حالت ها یا مودال Modal و پراکندگی کروماتیک  chromatic

 

پراکندگی حالت ها یا مودال Modal

این یک واقعیت است که فیبر نوری مالتی مود شاخص شکست کاملی ندارد و این علت اصلی پراکندگی حالتی یا مودال Modal در این نوع از فیبر نوری است. شاخص شکست در سری مالتی مود GI به همین لحاظ انتخاب گردید تا توانایی انتقال یکسان حالت های متفاوت را جهت حفظ سرعت ترانزیت در طول فیبر داشته باشد.

با ایجاد ضریب شکست پایین تر در قسمت های خارجی هسته و کلد، حالت های مرتبه بالاتر در حالی که از مرکز هسته دور می شوند سرعت می یابند و سبب پشتیبانی از لینک های طولانی تر با پهنای باند گسترده می شوند.

 

در یک فیبر نوری ایده آل ، تمامی حالت ها سرعت یکسان دارند و پراکندگی حالتی modal رخ نمی دهد. اما در فیبر های واقعی، ضریب شکست یک واحد تقریبی می باشد و تمام حالت ها نیز به طور کامل در فیبر جا به جا نمی شوند و باعث پراکندگی حالتی modal می شوند. از آنجا که حالت های مرتبه بالاتر دارای انحراف بیشتری هستند، پراکندگی حالتی modal در یک فیبر (و بنابراین پهنای باند لیزر آن) نسبت به شرایط حالتی modal فیبر بسیار حساس می باشد. بنابراین پهنای باند فیبر نوری در لینک های طولانی به صورت غیرخطی کاهش می یابد چرا که حالت های مرتبه بالاتر با شدت بیشتری ضعیف می شوند.

 

 

پراکندگی کروماتیک chromatic

دومین پارامتر مورد اشاره در ظرفیت پهنای باند فیبر نوری، پراکندگی کروماتیک chromatic می باشد و بر انواع فیبر های نوری مالتی مود و سینگل مود به شدت تاثیر گذار است. به یاد داشته باشید که منشور از زمان عبور نور با توجه به رنگ آن ، طیف وسیعی از نور را گسترش می دهد و به همین دلیل در زاویه های مختلف منتشر می شود. روش معمول بیان این امر، این است که در واقع ضریب شکست شیشه به طول موج وابسته است. بنابراین یک فیبر تولید شده با ضریب شکست GI یا درجه بندی شده فقط می تواند برای یک طول موج مشخص، معمولاً نزدیک به ۱۳۰۰ نانومتر ، بهینه شود و نور سایر رنگها از پراکندگی  chromatic آسیب خواهند دید. حتی نور در حالت های یکسان از بین خواهد رفت چنانچه دارای طول موج های مختلف باشد  و یا پراکندگی کروماتیک ایجاد شود.

 

 

پراکندگی کروماتیک chromatic  یک مشکل بزرگ در سورس های LED مورد استفاده در شبکه های فیبر نوری مالتی مود MM میباشد، چراکه بر خلاف لیزرها که بیشتر نور در یک طیف باریک در مرکز هسته فیبر متمرکز می گردند، خروجی سورس های LED طیف گسترده تر و آسیب پذیرتری ایجاد می نماید.  علت اصلی محدودیت توانایی انتقال دیتا در فیبر های نوری مالتی مود تا ۲ کیلومتر سطح گسترده طیف سورس های LED و از بین رفتن نور به دلیل پراکندگی کروماتیک می باشد.

 

 

پراکندگی chromatic (CD) همچنین بر شبکه های فیبر نوری سینگل مود با مسافت های طولانی تاثیر گذار است حتی با استفاده از لیزرها، به همین دلیل فیبر های نوری امروزی سینگل مود به همراه منبع ها یا سورس ها به گونه ای جهت کاهش پراکندگی کروماتیک بهینه شده اند تا آن را به حداقل برسانند. آسیب رساندن به فیبر نوری و همچنین ایجاد استرس بر روی فیبر، میتواند باعث پراکندگی حالت قطبی (PMD) در لینک های نوری شود. پراکندگی CD و PMD در شبکه های فیبر نوری با سرعت بالا مورد اندازه گیری قرار میگیرند، فرایندی که آن را تعیین مشخصات فیبر مینامند.

 

فیبر های غیر خساس به خمش (Bend-Insensitive (BI

در زمان نصب فیبرهای با اندازه کوتاه مانند پچ کورد ها بر روی پچ پنل ها، ممکن است کابل های فیبر نوری در معرض خم های با زوایای تند و تحت فشار قرار گیرند. این فشار می تواند باعث افت خمشی شدید و تضعیف در فیبر های معمولی شود و حتی سبب از کار افتادن این پچ کورد ها در طولانی مدت گردد. تولیدکنندگان فیبر، البته نه همه گرچه بسیاری از آنها مانند  METZ Connect  فیبر های BI را در دو حالت سینگل مود و مالتی مود ارائه می دهند که تحمل خم شدن با زوایای تند بدون ایجاد افت را نیز دارند. فیبر های BI یک مزیت بزرگ برای پچ کورد ها میباشند. امروزه کابل های فیبر نوری  BI نیز به همراه پیگتیل های BI و پچ کورد های BI در شبکه های حساس و مهم مورد کاربری قرار میگیرند.

 

اطلاعات بیشتر در مورد پهنای باند در شبکه فیبر نوری :

تجهیزات فیبر نوری:

 

با سپاس فراوان

شیوا سلطانی /‌ مجتبی منتخبی

 

برگرفته از مقالات شرکت منتخب صنعت پارس