Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Bu maddedeki bilgilerin için ek kaynaklar gerekli. (Haziran 2020) () |
Bu maddenin içeriğinin Türkçeleştirilmesi veya doğrultusunda düzeltilmesi gerekmektedir. Bu maddedeki yazım ve noktalama yanlışları ya da anlatım bozuklukları giderilmelidir. (Yabancı sözcükler yerine Türkçe karşılıklarının kullanılması, karakter hatalarının düzeltilmesi, dilbilgisi hatalarının düzeltilmesi vs.) Düzenleme yapıldıktan sonra bu şablon kaldırılmalıdır. |
Fiber optik iletişim ya da bilinen adıyla ışıklifi, optik lif boyunca ışık sinyalleri göndererek bilginin bir yerden başka bir yere iletilmesi metodudur. Işık, bilgi taşımak için yönlendirilmiş elektromanyetik taşıyıcı dalga görevi görür. İlk olarak 1970 yılında geliştirilen ışıklifli iletişim sistemleri; telekomünikasyon endüstrisinde devrim yaratmış, bilgi çağının gelişinde önemli bir rol oynamıştır. Elektriksel iletimden avantajlı olması nedeniyle ışıklifleri gelişmiş ülkelerdeki çekirdek ağlarda bakır tellerin iletişimdeki yerini aldı.
Işıklifi iletişim işlemi, üç temel aşamayı içerir:
- Verici kullanımını kapsayan optik sinyal üretimi ve lif boyunca bu sinyalin yayınının yapılması,
- Sinyalin çok zayıf ve bozulmuş olmamasından emin olunması,
- Optik sinyalin alınması ve elektrik sinyaline dönüştürülmesi.
Uygulamaları
Işıklifi telefon sinyallerini iletmek, İnternet iletişimini sağlamak ve kablo televizyon sinyallerini iletmek gibi amaçlarla birçok şirket tarafından kullanılır. Çok daha az etki zayıflaması ve engele maruz kalması nedeniyle ışıklifleri yüksek talepli ve uzun mesafeli uygulamalarda bakır kablolara göre daha avantajlıdır. Buna karşın şehirlerdeki altyapı geliştirmesi zor ve zaman alıcıdır. Işıklifi sistemlerin kompleks olması nedeniyle bu sistemlerin kurulması ve işletilmesi pahalıdır. Bu zorluklar nedeniyle ışıklifi iletişim sistemleri öncelikli olarak yüksek maliyetini dengeleyen ve tam iletim kapasitesiyle çalışabileceği uzun mesafeli uygulamalarda kurulmuştur. 2000’den beri ışıklifi iletişim fiyatları oldukça düşmüştür. Herhangi bir konuta lif açma fiyatı bakır içerikli ağ açmaya göre daha uygundur. Amerika Birleşik Devletleri ve Hollanda gibi kazı masraflarının düşük ve konaklama yoğunluğunun yüksek olduğu ülkelerde fiyatlar abone başı 850$’a kadar düşmüştür.
Işıklifleri, optik yükseltici sistemlerin piyasalarda yer almaya başladığı 1990 yılından beri telekomünikasyon endüstrisinde şehirlerarası ağlara ve okyanus aşırı iletişim hatlarına serildi. 2002’den itibaren, 2,56 Tbit/s kapasiteli 250,000 km’lik kıtalararası denizaltı ışıklifi iletişim kablosu tamamlandı, özel ağ kapasiteleri öncelikli bilgi olmasına rağmen telekomünikasyon yatırım raporları 2004’ten beri ağ kapasitesinin çarpıcı bir biçimde arttığını gösterir.
Tarihi
1880 yılında Alexander Graham Bell ve yardımcısı Charles Sumner Tainter Washington’daki Volta Laboratuvarında ışıklifi iletişimin erken müjdecisi olan fotofonu yarattı. Bell bunun en önemli icadı olduğu düşüncesindeydi. Cihaz, ışık huzmesi üzerinde sesin iletimine olanak tanıdı. 3 Haziran 1880’de Bell, dünyanın ilk kablosuz telefon iletiminin 213 m. aralıklı iki bina arasında test etti. Atmosferik iletim ortamında kullanılması nedeniyle fotofon, lazer ve ışıklifi teknolojilerinin ışığın güvenli iletimine imkân sağlayacak kadar kullanışlı olduğunu kanıtlayamadı. Fotofon ilk olarak onlarca yıl sonra askeri haberleşme sistemlerinde elverişli olarak kullanılabildi.
1966 yılında Charles K. Kao ve George Hockham, Harlow’daki STC Laboratuvarı’nda ışıkliflerini deneyerek mevcut camdaki 1000 dB/km’lik kayıpların imkân dâhilinde yok edilebilen kirletici maddelerden kaynaklandığını gösterdiler.
Işıklifleri 1970 yılında iletişim amaçlarına yetecek kadar düşük etki zayıflamalı olarak başarılı bir şekilde Corning Glass Works tarafından geliştirildiler ve aynı zamanda kompakt GaAs yarı iletken lazerler üretildi. Böylece ışığın uzun mesafeler boyunca ışıklifi kablolar üzerinden iletimi sağlandı.
1975 yılından itibaren başlayan bir dizi araştırma sonrasında 0,8 µm dalga boyu civarında işletilen ve GaSa yarı iletken lazer kullanan ilk ticari ışıklifi iletişim cihazı geliştirildi. İlk nesil sistem 10 km’ye kadar aralıklı yineleyicilerle 45 Mbit/s değerinde işletildi. 22 Nisan 1977’de, General Telephone and Electronics 6 Mbit/s hızında ilk canlı telefon görüşmesini ışıklifi ile Long Beach, California boyunca gönderdi.
Dünyadaki ilk yaygın ışıklifi ağ sistemin Rediffusion tarafından İngiltere’de 1978 yılında kurulduğu öngörülüyor. Kablolar şehir boyunca kanallara yerleştirildi ve 1000’den fazla aboneye ulaştırıldı. Yerel yayın alma problemleri nedeniyle o zamanlarda televizyon kanallarının yayın iletimi için kullanıldılar. Şu anda ise sistem hâlen durmakta fakat kullanılmamaktadır.
1,3 µm ile işletilip InGaAsP yarı iletken laser kullanan ikinci nesil ışıklifi iletişim, 1980 yılında ticari amaçla kullanılmak üzere ilk kez geliştirildi. İlk sistemler başlangıçta çok modlu dağılımı nedeniyle sınırlandı. 1981’de tek modlu lif sistem, iletişim performansını geliştirmek üzere ortaya çıkarıldı fakat tek modlu lif ile çalışan kullanışlı birleştiricilerin geliştirilmesinin zor olduğun kanıtlandı. 1987’den itibaren bu sistemler 50 km yineleyici mesafeleriyle 1.7 Gbit/s hızında işletildiler.
Işıklifi kullanan okyanus ötesi ilk telefon kablosu TAT-8’di ve Desurvire lazer yükseltme teknolojisini esas alarak tasarlanmıştı.İlk kez 1988 yılında kullanılmaya başlandı.
Üçüncü nesil ışıklifi sistemler 1,55 µm ve 0,2 dB/km kayıpla işletildiler. Bu gelişme Indium galyum arsenit geliştirilmesinden ve Indium galyum arsenit fotodiyodunun Pearsall tarafından ilerletilmesinden sonra mümkün hâle gelebildi. Mühendisler klasik InGaAsP yarı iletken lazer kullanarak o dalga boyundaki yayılım ile önceki problemlerin üstesinden geldiler. Bilim adamları bu zorluğu 1,55 µm’de minimum dağılmaya sahip olacak şekilde tasarlanan ve parçalı dağılım lifleri kullanarak veya lazer spektrumunu bir tek uzunlamasına moda sınırlayarak aştılar. Bu gelişmeler üçüncü nesil sistemlerin yineleyici aralıklarının 100 km üzerine çıktığı ağlarda 2.5 Gbit/s hızında işletilmesine olanak tanıdı.
Dördüncü nesil ışıklifi iletişim sistemi yineleyici ihtiyacını azaltmak için optik yükselticileri, veri kapasitesini artırmak için ise dalgaboyu bölmeli çoklama yöntemi(wavelength-division multiplexing) kullanıldı. Bu gelişmeler 1992’de başladığından bu yana 2001’de 10 Tbit/s'a ulaşılmasıyla her 6 ayda bir sistem kapasitesini iki katına çıkardı. 2006 yılında optik yükselticiler kullanılarak 160 km’lik tek hat üzerinde 14 Tbit/s veri hızına ulaşıldı.
Beşinci nesil ışıklifi komünikasyonun gelişimi için, WDM sisteminin işleyebileceği dalga boyu aralığının genişletilmesine odaklanıldı. C bandı olarak da bilinen klasik dalga boyu penceresi 1.53-1.57 µm aralığını kaplıyor ve kuru lif bu aralığı 1.30-1.65 µm ile aşarak düşük kayba izin veriyor. Diğer gelişmeler optik çözümler konseptini içeriyor. Özel şekiller kullanarak doğrusal olmayan etki ile dağılma etkisini yok edip şekli koruyan sinyal gönderiyor.
90’ların sonundan 2000’lere doğru sanayi ilerleticileri ve KMI, RHK gibi bazı araştırma şirketleri, iletişim bant genişliği talebindeki büyük artışın İnternetin kullanılmasının artmasına ve çeşitli bant genişliklerinin video talebi gibi yoğun müşteri servislerince ticarileşmesine bağladılar. İnternet protokol veri trafiği üstel biçimde, Moore Yasası kapsamında entegre edilmiş devre kompleksliğinin arttığı orandan daha hızlı artıyordu. Nokta com balonunun iflas ettiği 2006 yılı boyunca sanayide yeni trend, firmaları sağlamlaştırma ve maliyeti azaltmak için üretimin yabancı ülkede yapılmasıydı. Verizon ve AT&T gibi şirketler yüksek işlem hacimli veriyi ve geniş bantlı hizmetleri müşteri evlerine iletmek için ışıklifi iletişimin avantajını kullandılar.
Teknoloji
Modern ışıklifi iletişim sistemleri genellikle elektrik sinyalini optik sinyale çevirip optik life göndermek için bir optik ileticiyi, yeraltı devrelerine ve binalara yönlendirilmiş çoklu ışıklifi yığınından oluşmuş bir kabloyu, birçok çeşit yükselticiyi ve sinyali elektrik sinyali olarak toplayan bir optik alıcıyı içerir. İletilen bilgi genellikle bilgisayarlar, telefon sistemleri ve kablolu televizyon şirketleri tarafından üretilen dijital bilgilerdir.
Optik fiber tipleri
Optik fiberlerin özel kullanılan özel fiberler dışında temel olarak 3 kategoriye ayrılır. Bunlar Multimode (Çok modlu), Singlemode (Tek Modlu), Plastik fiberlerdir.
Multimode ve Singlemode Fiberler
Multimode fiberler (çok modlu) genel olarak data iletişimde kullanılırlar. Bu tür fiberlerin yüksek hızlarda iletişim mesafeleri kısadır. İletişim hızı arttıkça multimode fiberlerin her zaman iletişim sağlayabildikleri mesafe kısalacaktır. Mulimode fiberler kendi aralarında birçok tipe ayrılırlar en genel kullanılan tipleri 62.5/125μm ve 50/125μm olanlardır. Bu tipler çok sık olarak birçok uygulamada tercih edilirler ancak 100/140μm gibi bazı özel uygulamalarda kullanılan multimode fiberlerde mevcuttur. Ancak bu tür özel fiberler çok özel uygulamalarda kullanır. Ben çok teknik detaya girmemek için sadece çok sık kullanılan ürünler üzerinde durmak istiyorum. Mulimode fiberler aktif cihazlarında LED (veya türevleri) ışık kaynakları ve sensörler kullanılır. Bu yüzden aktif cihazları singlemode ile karşılaştırıldığında daha ucuzdur. Ancak kablosu singlemode kablodan daha pahalıdır. Yani aktif cihazları daha ucuz + fiber optik kablo daha pahalıdır. Bu da sistemin genelinde ucuz bir sistem olmasını sağlar. Genişleme imkanı fazla olmayan ve limitli hız ihtiyacı olan hemen hemen her yerde bu yüzden multimode fiber optik tercih edilir. Singlemode fiberler neredeyse limitiz mesafelere limitsiz hızlarda iletişim sağlayabilirler. Ancak bu sistemlerde aktif cihazlar üzerinde kullanılan kaynaklar Laser (ve/veya türevleri) oldukları için fiyatları multimode fibelere bakarak daha pahalıdır. Ayırca singlemode fiber’de bir tek fiber kıl üzerinden CWDM, DWDM gibi farklı iletişim teknolojileri kullanılarak bir kıl üzerinden çok daha fazla iletişim sağlamak mümkündür. Bu tür çok gelişmiş iletişim imkanlarından dolayı singlemode fiberler uzak mesafe iletişiminde telekom firmalarınca çok sıklıkla tercih edilirler. Singlemode fiberlerin tek avantajı uzak mesafe gidebilmeleri değildir aynı zamanda limitsiz band genişliği taşıyabilirler örneğin şu anda 100G sistemler singlemode üzerinde çalışmaktadır. Yani singlemode fibeler yüksek hız ihtiyacında ise mesafeye bakmaksızın tercih edilirler.
Multimode Fiber Tipleri
Multimode fiberlerin birçok tipi olmasına karşın sıklıkla 62.5/125μm ve 50/125μm olarak temel iki tipe ayrılır. Multimode fiberlerde genel olarak ISO standartları kullanılır. Multimode fiberler 850 nm ve 1300 nm dalga boylarında çalışır. Ancak üzerinden geçirelecek band genişliğine göre ihtiyaç duyulan frekans değerleri değişir. Bu frekans değerleri multimode bir fiberin ne kadar veriyi taşıyabileceğini anlatır. Dalga boyuna bağımlı olan kayıbı ise o veriyi ne kadar uzağa taşıyabileceği ile ilgilidir. Ancak işin içine frekans girince tabiki frekansı yükselterek aynı benzer mesafelerde aynı veriyi iletebilir. Bu yüzden multimode kablolarda frekans kriteri önemlidir. ISO standartlarında bu frekans kritelerine göre multimode fiberler ayrıştırılmıştır. Buna göre 62.5/125μm fiberler genel OM1’dir ve 200/500 MHz.km ‘de çalışırlar. Bu şu anlama gelmektedir. 100Mbps ile 2 km gidilebilir. 1Gbps ile en fazla 220m kadar gidilebilir. OM2 olan 62.5/125μm fibeler vardır ama çok nadiren görülürler. 50/125μm fiberler ise OM2,OM3,OM4 olarak mevcutturlar. OM2 genel olarak 500/500 MHz.km olsa dahi şu anda 500/900 MHz.km olan tipleride mevcuttur. OM2 fiber ile 1Gbps hızında 550m kadar iletişim sağlanabilir. OM3 ise 850 nm dalga boyuda laser özel olarak 50μm fibere gore optimize edilerek 2000 MHz.km (EMB) sağlayabilir. Bu da bize 1Gbps hıza multimode fiber ile 1 km ye kadar çalışabilme imkanı verir. Burada vermiş olduğum metarjlar anlaşılabilsin diye karmaşıklaştırılmamak adına yuvarlak olarak verilmiş ve kullancağının fiber optik modülün 1000BaseSX olacağı düşünülmüştür. Farklı modüller ile farklı mesafler desteklenir. OM3 fiberler 10Gbps’ı 300m’ye kadar desteklemek amacı ile geliştirilmiştir. Ancak hız ihtiyacının artması ile yeni nesil multimode fiberler geliştirimiştir. 50/125μm OM4 fibeler. OM4 fiberlerin frekansı 4500 MHz.km(EMB)’dir.
Singlemode Fiber Tipleri
Singlemode fiber tiplerini standartlar üzerinde kısaca anlaşılır şekilde izah etmek istiyorum. Singlemode fiberlerin iç çapları genel olarak 9um civarindadir. Ancak singlemode fiberlerde core (çekirdek) çapı verilmez. Yani 9/125μm bir singlemode fiberi simgeleyebilir ancak çok doğru bir anlatım sayılmaz. Bu ifade yerine dalga boyu ile değişken olan MFD (Mode Field Diameter - Mod Alan Çapı) ile tanımlanır. MFD ölçülebilir. MFD daha öncede bahsettiğim gibi dalga boyuna bağlı olarak değişkendir. Tipi bir singlemode fiber MFD değeri 1310 nm dalga boyunda 8.6-9.5μm,+-.6μm tolerans ile olabilir. Bu değer ITU. T. G652 standartlarından alınmıştır. Yani kısaca fiziki olarak fiber çekirdek (core) çapından değil, MFD değerinden bahsedilmesi gerekir. Ana çalışma dalga boyları 1310 nm, 1490 nm, 1550 nm, 1625 m'dir. Singlemode fiberlerin tamamı tek modludur. Ancak özelliklerine gore farklılıklar gösterirler. Özellikleri ve tipleri aşağıdaki gibidir:
- ITU. T G652.D - Eğer hiçbir şey bahsetmeden bir singlemode fiberden bahsediliyor ise bu durumda anlaşılan singlemode fiber tipi budur. Piyasada singlemode diye anılan data networklerden, telekom alt yapıları, kablo TV vb. Bütün uygulamalarda kullanılan esas ana fiber tipidir. Yaklaşık olarak 75–100 km arası mesafelerde sorunsuz çalışabilir. Ancak uygulamaya ve taşınacak bilgisinin türüne göre bu mesafe değişim gösterebilir.
- ITU. T G653.B - Bu tür fiberler Dispersion Shifted fiber’dir. DSF olarak kısaltılabilirler. Bu tür fiberler 1550 nm dalga boyunda Dispersion (saçılma) etkisi nerdeyse sıfır olan fibelerdir. Bu tür fibeler ile 1550 nm dalga boyuı ile çok uzun mesafeler 75–100 km üstü mesafelere sorunsuz olarak dispersion (saçılma) sorunu olmaksızın yüksek hızlarda iletişim sağlanabilir. DWDM sistemleri için uygun değildir. Ancak 653.B versiyonu kısmen CWDM sistemler için uygun bir dispersion (saçılma) etkisi verebilir. Kısaca izah edecek olursa yüksek hızda, 1550 nm (tek ve/veya teke yakın dalga boyu) dalga boyunda çok uzun mesafelerde kullanılabilir.
- ITU. T.G655.C - Bu tür fiberler Non-Zero Dispersion Shifted fiber’dir. Kısaca NZ-DSF olarak adlandırılırlar. Bu tür fiberler 655.A sadece C bandında çalışrıken 655.C versiyonu ile 1260- 1565 nm aralığındaki bütün bölgede çalışır verisyonudur. Standart’ın A,B,C verisyonları vardır hepsinin çalışma dalga boyu alanları birbirlerinde farklıdır. Kısaca söyleyecek olursak eğer CWDM ve DWDM sistemler için uygundur. Ancak dar dalaga boyu aralığında.
- ITU. T.G656 - Bu tür fiberler Wideband Non-Zero Dispersion Shifted fiber’dir. Kısaca WB NZ-DSF olarak adlandırılırlar. Bu tür fiberler 1460 nm-1625 nm aralığında uzak mesafelerde hiçbir dispersion(saçılma) etkisi olmadan rahatlıkla kullanılabilir. G.655 ile aralarındaki temel fark desteklemiş oldukları dalga boyu aralığıdır. En pahalı fiber tiplerinden biridir. Bütün DWDM sistemlerinde sorunsuz ve mükemmel performans sağlar.
- ITU. T.G657.B3 - Bu tür fiberler günümüzde artık çok konuşulan eve kadar fiber (FTTx) uygulamalarının yaygınlaşması ile daha fazla öne çıkmış bir fiber türüdür. Bildiğiniz gibi fiberler her çapta dönemezler. Eğer limiti üzerinde fibeler bükülürlerse fiber kırılabilir ve/veya iletişimi durur. Bu sorun eve kadar fiber uygulamalarında özellikle bina içi, ev içi dar alanlarda montaj yapılması gerekliliğinde büyük sorun yaratmaktadır. Bu fiberlerde bu sorun aşılmıştır. G657.B3 verisiyonu ile 5mm ye kadar dönüş çapı düşürülmüştür. Bu ürünün halen farklı dönüş çaplarında ve saçılma etkisi değerlerinde A1/A2 ve B2/B3 türevleri vardır. Genellikle bina içi kablolama amacı ile kullanılan fiber optik kablolarda, fiber optik patchcordlarda bu tür fiber tercih edilebilir. Bu fiber G652.D ile birlikte kullanılabilir.
Plastik Fiberler
Plastik fiberler iç fiber çekirdek çapları cam fiberlere göre çok daha büyük olan fiber tipleridir. Daha esnektirler ve kırılganlıkları çok daha azdır. Çok kısa mesafelerde çok az veri taşımak amacı ile kullanılır. Data iletişiminde ve telekom uygulamalarında nerdeyse hiç tercih edilmezler. Ancak makine otomasyon sistemlerinde, audio sistemleri gibi sistemlerde tercih edilirler. Örneğin günümüzde kullanılan 5+1 ses sistemlerinin arkasında bulunan optik kısmında ses sistemi ile hoparlör arasında bağlı bulunan optik kablolar plastik optik kablolardır.
Vericiler
En yaygın kullanılan optik ileticiler led ve lazer diyotlar gibi yarı iletken cihazlardır. Led ve lazer diyotlarının arasındaki fark led eş evresiz ışık üretirken lazer diyodun eş evreli ışık üretmesidir. Optik iletişimlerde kullanım için yarı iletken optik ileticiler optimum dalga boyu aralığında işlerken ve yüksek frekanslarda direkt olarak yönlendirilirken; verimli, güvenilir ve kompakt olarak tasarlanmalıdır.
En basit formuyla led, elektriksel ışıldayış olarak da bilinen kendiliğinden salım aracılığıyla ışık saçan ileri önyargılı bir p-n eklem’dir. Yayılan ışık 30-60 nm gibi oldukça geniş spektrum aralığına sahip olan eş evresiz ışıktır. Led ışık transferi giriş gücünün yalnızca %1’i (veya 100 microwatt) kadar verimsizdir ve sonuç olarak ışıklifi içinde çiftlenilen ateşlenmiş güce dönüştürülür. Fakat basit tasarımları nedeniyle düşük maliyetli uygulamalar için çok kullanışlıdır.
İletişim ledleri genellikle InGaAsP (Indium galyum arsenit fosfat) veya GaAs’tan (galyum arsenit) yapılır. Çünkü InGaAsP ledler GaAs ledlere göre daha uzun dalga boylarında çalışabilirler (1.3 mikrometreye karşı 0.81-0.87 mikrometre) aynı zamanda eşdeğer enerji dalga boyu bazından 1.7 kat daha geniştir. Ledlerin büyük spektrum genişliği veri hız mesafesi ürününün sınırlayan (kullanışlılığı tipik ölçütü) daha yüksek lif dağılmasına maruz kalır. Ledler öncelikli olarak veri hızının 10-100 Mbit/s olduğu yerel ağ alanları ve birkaç km’lik iletim mesafeleri için uygundur. Aynı zamanda ledler günümüzde yerel alan WDM ağlarında kullanımda olan geniş spektrum üzerinde ışığı farklı dalga boylarında yayacak birkaç kuantum kaynağı kullanacak şekilde geliştirildi.
Günümüzde ledlerin yerine benzer fiyata geliştirilmiş hız, güç ve spektral özellikler sunan VCSEL cihazları geçti. Genel VCSEL cihazları kuyuyu çok modlu life birleştirir.
Yarı iletken bir lazer ışığı kendiliğinden salımdan ziyade yüksek çıkış gücü (100 mW) kadar eş evreli ışığın doğasıyla ilgili diğer faydalarıyla sonuçlanan uyarılmış salınım yoluyla yayar. Bir lazerin çıkışı tek modlu lifde yüksek çiftleme verimi (yaklaşık %50) sağlayan yöneltmelidir. Dar spektral genişlik aynı zamanda yüksek veri hızlarına izin verir çünkü renksel dağılım etkisini azaltır. Üstelik yarı iletken lazerler kısa rekombinasyon zamanları nedeniyle yüksek frekanslarda yönlendirilebilirler.
Işıklifinde sıklıkla kullanılan yarı iletken lazer iletici sınıfı VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), Fabry–Perot ve DFB’yi içerir.
Lazer diyotları sıklıkla ışık çıkışının bir devre tarafından cihaza direkt olarak uygulanan direkt yönlendirmeli şeklinde olurlar. Yüksek veri hızları veya uzun mesafeli hatlar için, lazer kaynağı devamlı dalga şeklinde veya elektro emilim modülatörü veya Mach–Zehnder girişimölçer gibi dış cihazlardan yönlendirilen ışık tarafından işletilebilir. Dış yönlendirme, doğrudan yönlendirilen lazerlerde hat genişliğini genişleten, lifin kromatik saçılmasını artıran lazer cıvıldamasını yok ederek katedilebilir hat mesafesini artırır.
Transceiver tek birleştirmede hem alıcıyı hem vericiyi içeren cihazdır.
Alıcılar
Optik alıcının ana bileşeni fotoelektrik etkisini kullanarak ışığı elektriğe dönüştüren foto detektördür. Telekomünikasyon için öncelikli fotodedektörler Indium galyum arsenitden yapılır. Foto detektör genellikle yarı iletken bazlı foto diyottur. Birkaç çeşit foto diyotlar p-n fotodiyotlar, p-i-n fotodiyotlar ve avalanche fotodiyolar içerir. Metal- yarı iletken- metal foto detektörler rejenerator’lardaki devre entegrasyonu ve dalga boyu bölmeli çoklamaya uygunluğu nedeniyle kullanılır.
Optik-elektrik dönüştürücüler, kanal boyunca hareket ederken etki zayıflamasına veya bozulmaya maruz kalabilen gelen optik sinyalden elektrik alanı içinde dijital sinyal üretmek için transimpedance yükselteç ve bir sınırlayıcı yükseltici tarafından çiftlenirler. Saat sinyali yenileme gibi kilitli faz döngüsü tarafından yapılan ileri düzeyde işlemler veri geçmeden önce de uygulanabilir.
Lif kablo çeşitleri
Bir ışıklifi çekirdek, kılıf ve tam içsek yansıma metoduyla kılıfın çekirdek boyunca ışığa kılavuzluk ettiği tampon bölgesinden oluşur. Çekirdek ve kılıf plastikten yapılabileceği gibi genellikle yüksek kalite silika camdan yapılır. İki ışıklifini birleştirme işlemi füzyon birleştirme veya mekanik birleştirmeyle yapılır ve lif çekirdeklerini birleştirmek için gereken mikroskobik hassas hizalama nedeniyle özel yetenek ve birbirine bağlama teknolojisi gerektirir.
Optik komünikasyonda kullanılan ışıklifinin iki çeşidi tek modlu ve çok modlu liftir. Çok modlu lifler daha az hassas ve daha ucuz alıcı ve vericileri aynı şekilde daha ucuz birleştiricilere bağlanmasına izin veren daha büyük bir çekirdeğe (50 mikrometreden büyük) sahiptir. Fakat çok modlu lif hattın bant aralığını ve uzunluğunu sınırlayan multimode distortion yaratır. Üstelik içeriklerindeki yüksek dopingli madde nedeniyle genellikle daha pahalı olup daha fazla etki zayıflaması gösterirler. Tek modlu lifin çekirdeği daha küçüktür (10 mikrometreden küçük) ve daha pahalı bileşen ve birleştirme metodu gerektirir, fakat çok uzun ve yüksek performanslı hatlarda çalışır.
Lifi ticari olarak uygulanabilen bir ürün hâline getirebilmek için kızılötesi kullanılarak koruyucu mantolaması yapılır, ışıkla kürlenmiş acrylate polymers, daha sonra ışıklifi birleştiriciyle sonlandırılır ve kabloya birleştirilir. Bu işlemden sonra zemine serilebilir, binanın duvarlarında işletilebilir veya bakır tellerde olduğu gibi havada yayılabilir. Yayıldıklarında bu lifler klasik bükülmüş tel çiftlerine göre daha az bakım gerektirirler.
Transatlantik iletişim kabloları gibi özelleşmiş kablolar deniz altı veri iletimi için kullanılır. Ticari girişimciler (Emerald Atlantis, Hibernia Atlantic) tarafından işletilen yeni (2011-2013) kablolar genellikle dört köşeli lifden oluşur ve Atlantik’i (New York-Londra) 60-70 ms içinde geçerler. 2011’de bu gibi kabloların her birin maliyeti yaklaşık 300M$’dır. (kaynak: The Chronicle Herald.)
Bir diğer yaygın uygulama ışıklifi iplerinin uzun mesafeli güç iletim kabloların içinde demetlemektir. Bu durum güç iletiminin geçiş üstünlüğünü verimli bir şekilde sömürür, bir şirketin kendi cihaz ve hatlarını gözlemlemesi için gereken lif kontrolünü garantiye alır, sıkıştırılmaya karşı dayanıklı olur ve akıllı ağ teknolojisinin yayılmasını kolaylaştırır.
Yükselticiler
Işıklifi iletişimin iletim mesafesi lifin etki zayıflaması ve bozulması tarafından genellikle sınırlanır. Optoelektronik yineleyiciler kullanılarak bu problem yok edilir. Bu yineleyiciler sinyali elektrik sinyaline dönüştürür ve daha sonra sinyali öncekinden daha şiddetli gönderebilmek için bir verici kullanır. Modern dalgaboyu bölmeli çoklanmış sinyallerin (her 20 km’de bir kurulması gereği gerçeğiyle) karmaşıklığı nedeniyle bu yineleyicilerin maliyeti çok yüksektir.
Alternatif bir yaklaşım optik sinyali elektrik alan sinyaline dönüştürmeye gerek kalmadan doğrudan yükselten optik yükseltici kullanmaktır. Lifin bir kısmını nadir toprak elementlerinden olan erbiyumla dopinglemek ve iletişim sinyalinden daha kısa dalga boylu bir lazerden ışığa pompalamakla gerçekleştirilir. Yeni kurulumlarda yükselticiler büyük oranda yenileyicilerle değiştirildi.
Dalgaboyu bölmeli çoklama
Dalgaboyu bölmeli çoklama her kanalın ışık dalga boyuna gittiği paralel kanallarla fiber optiğin mevcut kapasitesini çoğaltma yöntemidir. Bu verici ekipmanındaki bir dalgaboyu bölmeli çoklayıcı ve alıcı ekipmanındaki bir antiçoklayıcı'yı gerektirir. DBÇ’daki çoğullama ve çoğullama çözme işlemleri için genellikle Arrayed waveguide gratings kullanılır. Piyasada bulunan DBÇ teknolojisini kullanarak 1.6 Tbit/s’lik birleştirilmiş veri hızı aralığını desteklemek için lif bant genişliği 160 kanala kadar bölünebilir.
Parametreler
Bant genişliği-uzaklık
Saçılma efektinin lifin uzunluğuyla artması nedeniyle lif iletim sistemi genellikle MHz・km birimiyle ifade edilen bant genişliği-mesafe ürünüyle nitelendirilir. Bu değer bant genişliğiyle mesafenin çarpımıdır çünkü sinyalin bant genişliği ve taşınabileceği mesafe arasında değiş tokuş vardır. Mesela, bant genişliği-mesafe çarpımı 500 MHz/km olan sıradan çok modlu bir lif 1 km için 50 MHz sinyal taşır ya da 1000 MHz sinyali 0,5 km’de taşır.
Mühendislik ışıklifi komünikasyonu geliştirmek için güncel kısıtlamalara bakmaktadırlar ve günümüzde bu kısıtlamaların birçoğu araştırılmaktadır.
Kayıtlı hızlar
Her lif, her biri ışığın farklı dalga boyunu kullanan birçok bağımsız kanal taşıyabilir. Lif başına net veri oranı FEC overhead tarafından azaltılan kanal başına düşen veri oranının kanal sayısıyla çarpılmasıdır. Elektrik kablolarının fiziksel limitleri saniyede 10 Gbit’i aşan hızları önlerken ışıkliflerinin fiziksel limitlerine henüz ulaşılamamıştır.
2013 yılında New Scientist, Southampton Üniversitesi’nden bir takımın boşluklu çekirdekli fotonik kristal lif üzerinde ışığın %99.7 hızıyla ilerleyen saniyede 73,7 Tbit’lik veri aktarımını başardıklarını rapor etti.
| Yıl | Kuruluş | Etkin hız | WDM kanalları | Kanal başına hız | Mesafe |
|---|---|---|---|---|---|
| 2009 | Alcatel-Lucent | 15 Tbit/s | 155 | 100 Gbit/s | 90 km |
| 2010 | NTT | 69.1 Tbit/s | 432 | 171 Gbit/s | 240 km |
| 2011 | 26 Tbit/s | 1 | 26 Tbit/s | 50 km | |
| 2011 | NEC | 101 Tbit/s | 370 | 273 Gbit/s | 165 km |
| 2012 | NEC, | 1.05 Petabit/s | 12 core fiber | 52.4 km |
Dağılım
Modern cam ışıklifi için maksimum iletim mesafesi doğrudan malzeme emişinden ziyade birçok çeşit saçılma veya optik sinyallerin lif boyunca ilerlerken yayılmasıyla kısıtlanır. Işıklifindeki saçılma birçok çeşitli faktörden kaynaklanır. Farklı çapraz modların farklı eksenel hızlarından kaynaklanan Intermodal dispersion çok modlu fiberin performansını kısıtlar. Çünkü tek modlu fiber sadece tek transverse mode destekler, böylece Intermodal dispersion yok edilir.
Tek modlu lifde performans, öncelikli olarak ışığın dalga boyuna bağlı olarak camın indisinin hafifçe değişmesi nedeniyle meydana gelen kromatik saçılım ve sıfırdan farklı spektrum genişliğine sahip olma şartı bulunan gerçek optik vericiden gelen ışık tarafından kısıtlanır. Polarizasyon mod dağılımı, kısıtlamanın diğer kaynağı, meydana gelir çünkü tek modlu fiber yalnızca bir transverse mode sürdürmesine rağmen bu modu iki farklı polarizasyonla taşır ve lifdeki küçük kusur ve bozukluklar iki polarizasyon için ilerleme hızını değiştirebilir. Bu olaya fiber birefringence adı verilir ve ışıklifinin polarizasyon korumasıyla bu durumun etkisi yok edilebilir. Saçılma, lifin bant genişliğini sınırlar çünkü yayılan optik sinyal, sinyallerin lif üzerinde birbirini izleme oranını sınırlar ve alıcı tarafından hâlâ fark edilebilir durumdadır.
Kromatik saçılma başta olmak üzere bazı saçılmalar dağılma kompansatörü tarafından yok edilebilir. Bu, saçılımı verici lif tarafından uyarılmış lifin saçılımına zıt olan özel hazırlanmış lif uzunluğu kullanılarak yapılır; bu sinyali keskinleştirir, böylece elektronik tarafından doğru bir biçimde deşifre edilebilir.
Güç kayıpları
Yükseltici sistemi gerekli kılan lif etki zayıflaması malzeme emişi, Rayleigh d, ve bağlantı kaybı kombinasyonundan kaynaklanır. Saf silikanın madde emişinin yalnızca 0,03 dB/km olmasına rağmen orijinal ışıklifindeki kusurlar etki zayıflamasının 1000 dB/km civarında olmasına neden olur. Etki zayıflamasının diğer şekilleri life doğru fiziksel basınç, yoğunluktaki mikroskobik dalgalanmalar ve iyi olmayan birleştirme tekniklerindne kaynaklanır.
İletim pencereleri
Etki zayıflamasına ve saçılmaya katkıda bulun her etki optik dalga boyuna bağlıdır. Bu etkilerin en zayıf olduğu dalga boyu bantları (pencere) iletim için en yararlısıdır. Bu dalga boyları standartlaştırıldı ve günümüzde tanımlanan bantlar şunlardır: (Tablo) Not: Bu tablo orijinalinde ayrık olan 2. Ve 3. Dalga boyu bantlarının günümüz teknolojisi tarafından birleştirilmesini göstermektedir.
| Bant | Tanım | Dalga boyu oranı |
|---|---|---|
| O bandı | orijinal | 1260 - 1360 nm |
| E bandı | genişletilmiş | 1360 - 1460 nm |
| S bandı | kısa dalga boyları | 1460 - 1530 nm |
| C bandı | geleneksel ("erbium window") | 1530 - 1565 nm |
| L bandı | uzun dalgaboyları | 1565 - 1625 nm |
| U bandı | ultrauzun dalga boyları | 1625 - 1675 nm |
Tarihsel olarak, birinci pencere adı verilen, 800-900 nm arasında, O bandının aşağısında bir pencere vardı, fakat kayıpların yüksek olması nedeniyle bu bölge öncelikli olarak kısa mesafe iletişim için kullanılır. Günümüzdeki daha düşük pencereler (O ve E) 1300 nm civarındadır ve kayıpları daha düşüktür. Bu bölgede saçılma olmaz. Orta pencereler (S ve C) 1500 nm civarındadır ve en yaygın kullanılandır. Bu bölge etki zayıflamasının en az olduğu bölgedir ve en uzun mesafeye ulaşmayı başarır. Biraz saçılma gösterebilir bu nedenle, bu saçılmaları yok etmek için saçılma düzenleyici cihazlar kullanılır.
Yenileme
Bir iletişim hattının hâlihazırdaki ışıklifi teknolojisinin yapabileceğinden daha uzun mesafe kapsaması gerektiğinde, yineleyiciler tarafından orta noktalarda sinyal tekrar üretilmelidir. Yineleyiciler komünikasyon sisteminin maliyetini oldukça artırırlar, bu nedenle sistem tasarımcıları yineleyicileri minimum ölçüde kullanmaya çalışır.
Lif ve optik komünikasyon teknolojisindeki yeni gelişmeler sinyal azalmasını, optik sinyallerin tekrar üretiminin yalnızca yüz kilometrelik mesafelerden fazla olan mesafelerde gerektirecek kadar azaltmıştır. Bu durum optik ağ işleminin maliyetini azaltmıştır, özellikle deniz altı kapsamalarında yineleyicilerin fiyat ve güvenirliliği tüm kablo sisteminin performansını belirleyen anahtar faktördür. Bu performans artırıcılarına katkıda bulunan ana faktörler doğrusalsızlığa karşı saçılma efektini dengelemeye çalışan saçılma yönetimi ve uzun mesafelerdeki saçılmasız ilerlemeye olanak tanımak için lifdeki doğrusal olmayan etkileri kullanan solitons’dır.
Son mesafe (last mile)
Işıklifi sistemler yüksek bant genişlikli uygulamalarda sivrilmesine rağmen fiber to the premises amacına ulaşamamış ve last mile problemini çözememiştir. Fakat, bant genişliği talebi yükseldikçe bu amaca yönelik birçok ilerleme gözlemlenebilir. Mesela Japonya’da, EPON geniş bantlı İnternet kaynağı olarak DSL’in yerini almıştır. Güney Kore’nin KT’si FTTH isminde abonenin evine ışıklifi ileten bir servis sağlar. Eve ışıklifi dağıtımın en yüksek olduğu yerler Japonya, Çin ve Güney Kore’dir. Singapur, OpenNet tarafından kurulup 2012 yılında bitmesi planlanan her yeri lifle kaplama projesine başlamıştır. Servisleri 2010 Kasım’ından beri açtıkları için Singapur’daki ağ kapsaması ülke genelinde %60’a ulaşmıştır.
Amerika’da Verizon Communications, bölgesindeki yüksek ARPU’ları (kullanıcı başına düşen hasılat) seçmek amacıyla FiOS adında her konuta ışıklifi bağlatı sağlar. ILEC ve AT&T, lifi çift bükümlü telle ağa taşıyan U-Verse servisini kullanır. MSO rakipleri HFC kullanarak koaksiyonel FTTN (fiber to the net) işletir. Tüm ana erişim ağları lifi, servis sağlayıcısının ağından müşteriye olan toptan mesafe için kullanır.
Dünya çapındaki baskın erişim ağı EPON’dur. Avrupa’da, Ameridaki telekomünikasyonların arasında, BPON ve GPON, FSAN (ful servis erişim ağı) ve ITU-T gibi kontrolleri altında olan organizasyonlarda kökleşmiştir.
Elektrik iletimi ile karşılaştırması
Özel bir sistem için ışıklifi ve bakır tel seçimi değiş tokuş sayısına göre yapılır. Yüksek bant genişliği gerektiren ve uzun mesafeleri kapsayan sistemler için ışıklifi elektrik kablolarına göre tercih edilir. Lifin temel faydaları olağanüstü az kaybı (yükseltici/yineleyici arasındaki uzun mesafelere olanak tanıma), zemin akımı, diğer parazit sinyaller ve uzun, paralel elektrik iletkenlerine mahsus güç problemlerinden (iletim için elektrik yerine ışığın güvenilirliği ve ışıklifinin dielektrik doğası nedeniyle) yoksun olması ve doğal olarak yüksek veri taşıma kapasitesidir. Binlerce elektrik hattı tek bir yüksek bant genişlikli lif kabloyla değiştirilmeyi gerektirebilir. Lifin diğer bir faydası elektrik ileten hatların aksine, uzun mesafelerde birbirlerinin yanı sıra yerleştirildiklerinde bile ses karışması göstermemeleridir. Liflerin kamu hatları, güç hatları ve demiryolu rayları gibi yüksek elektromanyetik engel içeren alanlara da kurulabilir. Ametal tüm dielektrik kabloları da yüksek yıldırım çarpma olasılığı olan alanlar için idealdir.
Tek hatlı sisteme kıyasla birkaç kilometreden uzun voice grade bakır sistemleri tatmin edici performans için hat içinde sinyal yineleyicilerine ihtiyaç duyabilir; optik sistemler için aktif veya pasif işlem olmadan 100 km. ilerlemek olağandışı değildir. Tek modlu kablolar genellikle uzun kablo akışındaki birleştirme sayısını minimize eden 12 km. uzunlukta olurlar. Endüstriyel standartlar 2 kilometrelik kırılmamış kablo akışlarını zorunlu kılsa da 4 kilometre uzunluktaki çok modlu lifler mevcuttur.
Kısa mesafelerde ve düşük bant genişlikli uygulamalarda elektrik kabloları genellikle şu özellikleri nedeniyle tercih edilir:
Büyük miktarlar gerekmedikçe daha az malzeme fiyat
Alıcıların ve vericilerin ucuzluğu
Sinyaller kadar elektriksel gücü de taşıma kapasitesi (gereğine uygun şekilde tasarlanan kablolarda)
Lineer modda transdüser işletmenin kolaylığı.
Işıkliflerinin birleştirilmesi elektrik kablolarına göre daha zor ve pahalıdır. Yüksek güçlerde ışıklifleri lif çekirdeğinin feci bir şekilde tahrip olmasıyla ve iletim bileşenlerinin hasarlanmasıyla sonuçlanan lif kaynamasına karşı hassaslaşırlar.
Elektrik iletimin yararları nedeniyle optik komünikasyon kısa box-to-box, backplane veya chip-to-chip uygulamalarda yaygın değildir, fakat bu ölçeklerdeki optik sistemler laboratuvarlarda gösterilmiştir.
Bazı durumlarda lif şu özellikleri nedeniyle kısa mesafe ve düşük bant genişlikli uygulamalarda bile kullanılırlar:
• Nükleer elektromanyetik sinyal (lifin alfa ve beta ışımalarından hasar alabilmesine rağmen) dâhil elektromanyetik engellere karşı dayanıklı olmaları.
• Yüksek voltajlı ekipmanlarda veya potansiyel farkın bulunduğu alanlarda kullanılmasını güvenli kılan yüksek elektrik direnci.
• Daha hafif ağırlık- özellikle uçaklarda.
• Kıvılcım çıkarmaması- alev alıcı ve patlayıcı gaz içeren ortamlarda önemlidir.
• Elektromanyetik ışıma yapmaması- sinyali bozmadan tıkanmasınız zor olması, yüksek güvenlikli yerlerde önemlidir.
• Daha küçük kablo boyutu- Mevcut binadaki ağ işlemi gibi kablo yolunun sınırlı olduğu daha küçük kablo kanallarının açılıp mevcut kanal boşluklarıyla alan tasarrufu yapılan yerlerde önemlidir.
• Ametal iletim ortamı nedeniyle korozyona karşı dirençli olması.
Işıklifi kablolar, optik kabloların küçük boyutu, sınırlı çekme kapasitesi ve bükülme yarıçapları nedeniyle bazı modifikasyonlarla bakır ve ortak eksenli kabloların kurulumu için kullanılan aletlerle kurulabilirler. Optik kablolar genellikle 6000 metre veya kanal sisteminin durumuna, planına ve kurulma tekniğine göre daha fazla mesafe kapsayacak şekilde kurulabilirler. Daha uzun kablolar gerektiğinde ortadaki bir noktadan sarmalanıp kablo sisteminin içine çekilebilir.
Ülke standartları
Birçok üreticinin ışıklifi komünikasyona uygun bir biçimde çalışan bileşenler geliştirebilmesi için birkaç standart geliştirildi. Uluslararası Telekomünikasyon Birliği liflerin özellik ve performansıyla ilgili şunları da içeren birkaç standart yayımladı:
ITU-T G.651 “50/125 µm multimode graded index optical fibre cable özellikleri”
ITU-T G.652, “Tek modlu fiber optik kablo özellikleri”
Diğer standartlar uygun sistemlerde kullanılacak olan lif, alıcı ve verici performans ölçütlerini belirtir. Bu standartların bazıları şunlardır:
• 100 Gigabit Ethernet
• 10 Gigabit Ethernet
• Fibre Channel
• Gigabit Ethernet
• HIPPI
• Synchronous Digital Hierarchy
• Synchronous Optical Networking
• Optical Transport Network (OTN)
TOSLINK, dijital kaynakları dijital alıcılara bağlamak için plastik ışıkfiberi kullanan dijital ses formatının en yaygın olanıdır.
Kaynakça
- ^ Pelik, Gönderen Alper. . 25 Eylül 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Ocak 2022.
- ^ "Alcatel-Lucent Bell Labs announces new optical transmission record and breaks 100 Petabit per second kilometer barrier" (Basın açıklaması). Alcatel-Lucent. 28 Ekim 2009. 18 Temmuz 2013 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 30 Mart 2022.
- ^ (Basın açıklaması). NTT. 25 Mart 2010. 1 Aralık 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Nisan 2010.
- ^ "Laser puts record data rate through fibre". BBC. 22 Mayıs 2011. 26 Eylül 2015 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 31 Ocak 2014.
- ^ "Ultrafast fibre optics set new speed record". New Scientist. 29 Nisan 2011. 10 Haziran 2015 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 26 Şubat 2012.
- ^ "NEC and Corning achieve petabit optical transmission". Optics.org. 22 Ocak 2013. 24 Mayıs 2019 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 23 Ocak 2013.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Bu maddedeki bilgilerin dogrulanabilmesi icin ek kaynaklar gerekli Lutfen guvenilir kaynaklar ekleyerek maddenin gelistirilmesine yardimci olun Kaynaksiz icerik itiraz konusu olabilir ve kaldirilabilir Kaynak ara Fiber optik iletisim haber gazete kitap akademik JSTOR Haziran 2020 Bu sablonun nasil ve ne zaman kaldirilmasi gerektigini ogrenin Bu maddenin iceriginin Turkcelestirilmesi veya Turkce dilbilgisi ve kurallari dogrultusunda duzeltilmesi gerekmektedir Bu maddedeki yazim ve noktalama yanlislari ya da anlatim bozukluklari giderilmelidir Yabanci sozcukler yerine Turkce karsiliklarinin kullanilmasi karakter hatalarinin duzeltilmesi dilbilgisi hatalarinin duzeltilmesi vs Duzenleme yapildiktan sonra bu sablon kaldirilmalidir Fiber optik iletisim ya da bilinen adiyla isiklifi optik lif boyunca isik sinyalleri gondererek bilginin bir yerden baska bir yere iletilmesi metodudur Isik bilgi tasimak icin yonlendirilmis elektromanyetik tasiyici dalga gorevi gorur Ilk olarak 1970 yilinda gelistirilen isiklifli iletisim sistemleri telekomunikasyon endustrisinde devrim yaratmis bilgi caginin gelisinde onemli bir rol oynamistir Elektriksel iletimden avantajli olmasi nedeniyle isiklifleri gelismis ulkelerdeki cekirdek aglarda bakir tellerin iletisimdeki yerini aldi An optical fiber junction box The yellow cables are the orange and blue cables are 62 5 125 µm OM1 and 50 125 µm OM3 fibers respectively Isiklifi iletisim islemi uc temel asamayi icerir Verici kullanimini kapsayan optik sinyal uretimi ve lif boyunca bu sinyalin yayininin yapilmasi Sinyalin cok zayif ve bozulmus olmamasindan emin olunmasi Optik sinyalin alinmasi ve elektrik sinyaline donusturulmesi Uygulamalari Isiklifi telefon sinyallerini iletmek Internet iletisimini saglamak ve kablo televizyon sinyallerini iletmek gibi amaclarla bircok sirket tarafindan kullanilir Cok daha az etki zayiflamasi ve engele maruz kalmasi nedeniyle isiklifleri yuksek talepli ve uzun mesafeli uygulamalarda bakir kablolara gore daha avantajlidir Buna karsin sehirlerdeki altyapi gelistirmesi zor ve zaman alicidir Isiklifi sistemlerin kompleks olmasi nedeniyle bu sistemlerin kurulmasi ve isletilmesi pahalidir Bu zorluklar nedeniyle isiklifi iletisim sistemleri oncelikli olarak yuksek maliyetini dengeleyen ve tam iletim kapasitesiyle calisabilecegi uzun mesafeli uygulamalarda kurulmustur 2000 den beri isiklifi iletisim fiyatlari oldukca dusmustur Herhangi bir konuta lif acma fiyati bakir icerikli ag acmaya gore daha uygundur Amerika Birlesik Devletleri ve Hollanda gibi kazi masraflarinin dusuk ve konaklama yogunlugunun yuksek oldugu ulkelerde fiyatlar abone basi 850 a kadar dusmustur Isiklifleri optik yukseltici sistemlerin piyasalarda yer almaya basladigi 1990 yilindan beri telekomunikasyon endustrisinde sehirlerarasi aglara ve okyanus asiri iletisim hatlarina serildi 2002 den itibaren 2 56 Tbit s kapasiteli 250 000 km lik kitalararasi denizalti isiklifi iletisim kablosu tamamlandi ozel ag kapasiteleri oncelikli bilgi olmasina ragmen telekomunikasyon yatirim raporlari 2004 ten beri ag kapasitesinin carpici bir bicimde arttigini gosterir Tarihi 1880 yilinda Alexander Graham Bell ve yardimcisi Charles Sumner Tainter Washington daki Volta Laboratuvarinda isiklifi iletisimin erken mujdecisi olan fotofonu yaratti Bell bunun en onemli icadi oldugu dusuncesindeydi Cihaz isik huzmesi uzerinde sesin iletimine olanak tanidi 3 Haziran 1880 de Bell dunyanin ilk kablosuz telefon iletiminin 213 m aralikli iki bina arasinda test etti Atmosferik iletim ortaminda kullanilmasi nedeniyle fotofon lazer ve isiklifi teknolojilerinin isigin guvenli iletimine imkan saglayacak kadar kullanisli oldugunu kanitlayamadi Fotofon ilk olarak onlarca yil sonra askeri haberlesme sistemlerinde elverisli olarak kullanilabildi 1966 yilinda Charles K Kao ve George Hockham Harlow daki STC Laboratuvari nda isikliflerini deneyerek mevcut camdaki 1000 dB km lik kayiplarin imkan dahilinde yok edilebilen kirletici maddelerden kaynaklandigini gosterdiler Isiklifleri 1970 yilinda iletisim amaclarina yetecek kadar dusuk etki zayiflamali olarak basarili bir sekilde Corning Glass Works tarafindan gelistirildiler ve ayni zamanda kompakt GaAs yari iletken lazerler uretildi Boylece isigin uzun mesafeler boyunca isiklifi kablolar uzerinden iletimi saglandi 1975 yilindan itibaren baslayan bir dizi arastirma sonrasinda 0 8 µm dalga boyu civarinda isletilen ve GaSa yari iletken lazer kullanan ilk ticari isiklifi iletisim cihazi gelistirildi Ilk nesil sistem 10 km ye kadar aralikli yineleyicilerle 45 Mbit s degerinde isletildi 22 Nisan 1977 de General Telephone and Electronics 6 Mbit s hizinda ilk canli telefon gorusmesini isiklifi ile Long Beach California boyunca gonderdi Dunyadaki ilk yaygin isiklifi ag sistemin Rediffusion tarafindan Ingiltere de 1978 yilinda kuruldugu ongoruluyor Kablolar sehir boyunca kanallara yerlestirildi ve 1000 den fazla aboneye ulastirildi Yerel yayin alma problemleri nedeniyle o zamanlarda televizyon kanallarinin yayin iletimi icin kullanildilar Su anda ise sistem halen durmakta fakat kullanilmamaktadir 1 3 µm ile isletilip InGaAsP yari iletken laser kullanan ikinci nesil isiklifi iletisim 1980 yilinda ticari amacla kullanilmak uzere ilk kez gelistirildi Ilk sistemler baslangicta cok modlu dagilimi nedeniyle sinirlandi 1981 de tek modlu lif sistem iletisim performansini gelistirmek uzere ortaya cikarildi fakat tek modlu lif ile calisan kullanisli birlestiricilerin gelistirilmesinin zor oldugun kanitlandi 1987 den itibaren bu sistemler 50 km yineleyici mesafeleriyle 1 7 Gbit s hizinda isletildiler Isiklifi kullanan okyanus otesi ilk telefon kablosu TAT 8 di ve Desurvire lazer yukseltme teknolojisini esas alarak tasarlanmisti Ilk kez 1988 yilinda kullanilmaya baslandi Ucuncu nesil isiklifi sistemler 1 55 µm ve 0 2 dB km kayipla isletildiler Bu gelisme Indium galyum arsenit gelistirilmesinden ve Indium galyum arsenit fotodiyodunun Pearsall tarafindan ilerletilmesinden sonra mumkun hale gelebildi Muhendisler klasik InGaAsP yari iletken lazer kullanarak o dalga boyundaki yayilim ile onceki problemlerin ustesinden geldiler Bilim adamlari bu zorlugu 1 55 µm de minimum dagilmaya sahip olacak sekilde tasarlanan ve parcali dagilim lifleri kullanarak veya lazer spektrumunu bir tek uzunlamasina moda sinirlayarak astilar Bu gelismeler ucuncu nesil sistemlerin yineleyici araliklarinin 100 km uzerine ciktigi aglarda 2 5 Gbit s hizinda isletilmesine olanak tanidi Dorduncu nesil isiklifi iletisim sistemi yineleyici ihtiyacini azaltmak icin optik yukselticileri veri kapasitesini artirmak icin ise dalgaboyu bolmeli coklama yontemi wavelength division multiplexing kullanildi Bu gelismeler 1992 de basladigindan bu yana 2001 de 10 Tbit s a ulasilmasiyla her 6 ayda bir sistem kapasitesini iki katina cikardi 2006 yilinda optik yukselticiler kullanilarak 160 km lik tek hat uzerinde 14 Tbit s veri hizina ulasildi Besinci nesil isiklifi komunikasyonun gelisimi icin WDM sisteminin isleyebilecegi dalga boyu araliginin genisletilmesine odaklanildi C bandi olarak da bilinen klasik dalga boyu penceresi 1 53 1 57 µm araligini kapliyor ve kuru lif bu araligi 1 30 1 65 µm ile asarak dusuk kayba izin veriyor Diger gelismeler optik cozumler konseptini iceriyor Ozel sekiller kullanarak dogrusal olmayan etki ile dagilma etkisini yok edip sekli koruyan sinyal gonderiyor 90 larin sonundan 2000 lere dogru sanayi ilerleticileri ve KMI RHK gibi bazi arastirma sirketleri iletisim bant genisligi talebindeki buyuk artisin Internetin kullanilmasinin artmasina ve cesitli bant genisliklerinin video talebi gibi yogun musteri servislerince ticarilesmesine bagladilar Internet protokol veri trafigi ustel bicimde Moore Yasasi kapsaminda entegre edilmis devre kompleksliginin arttigi orandan daha hizli artiyordu Nokta com balonunun iflas ettigi 2006 yili boyunca sanayide yeni trend firmalari saglamlastirma ve maliyeti azaltmak icin uretimin yabanci ulkede yapilmasiydi Verizon ve AT amp T gibi sirketler yuksek islem hacimli veriyi ve genis bantli hizmetleri musteri evlerine iletmek icin isiklifi iletisimin avantajini kullandilar Teknoloji Modern isiklifi iletisim sistemleri genellikle elektrik sinyalini optik sinyale cevirip optik life gondermek icin bir optik ileticiyi yeralti devrelerine ve binalara yonlendirilmis coklu isiklifi yiginindan olusmus bir kabloyu bircok cesit yukselticiyi ve sinyali elektrik sinyali olarak toplayan bir optik aliciyi icerir Iletilen bilgi genellikle bilgisayarlar telefon sistemleri ve kablolu televizyon sirketleri tarafindan uretilen dijital bilgilerdir Optik fiber tipleriOptik fiberlerin ozel kullanilan ozel fiberler disinda temel olarak 3 kategoriye ayrilir Bunlar Multimode Cok modlu Singlemode Tek Modlu Plastik fiberlerdir Multimode ve Singlemode Fiberler Multimode fiberler cok modlu genel olarak data iletisimde kullanilirlar Bu tur fiberlerin yuksek hizlarda iletisim mesafeleri kisadir Iletisim hizi arttikca multimode fiberlerin her zaman iletisim saglayabildikleri mesafe kisalacaktir Mulimode fiberler kendi aralarinda bircok tipe ayrilirlar en genel kullanilan tipleri 62 5 125mm ve 50 125mm olanlardir Bu tipler cok sik olarak bircok uygulamada tercih edilirler ancak 100 140mm gibi bazi ozel uygulamalarda kullanilan multimode fiberlerde mevcuttur Ancak bu tur ozel fiberler cok ozel uygulamalarda kullanir Ben cok teknik detaya girmemek icin sadece cok sik kullanilan urunler uzerinde durmak istiyorum Mulimode fiberler aktif cihazlarinda LED veya turevleri isik kaynaklari ve sensorler kullanilir Bu yuzden aktif cihazlari singlemode ile karsilastirildiginda daha ucuzdur Ancak kablosu singlemode kablodan daha pahalidir Yani aktif cihazlari daha ucuz fiber optik kablo daha pahalidir Bu da sistemin genelinde ucuz bir sistem olmasini saglar Genisleme imkani fazla olmayan ve limitli hiz ihtiyaci olan hemen hemen her yerde bu yuzden multimode fiber optik tercih edilir Singlemode fiberler neredeyse limitiz mesafelere limitsiz hizlarda iletisim saglayabilirler Ancak bu sistemlerde aktif cihazlar uzerinde kullanilan kaynaklar Laser ve veya turevleri olduklari icin fiyatlari multimode fibelere bakarak daha pahalidir Ayirca singlemode fiber de bir tek fiber kil uzerinden CWDM DWDM gibi farkli iletisim teknolojileri kullanilarak bir kil uzerinden cok daha fazla iletisim saglamak mumkundur Bu tur cok gelismis iletisim imkanlarindan dolayi singlemode fiberler uzak mesafe iletisiminde telekom firmalarinca cok siklikla tercih edilirler Singlemode fiberlerin tek avantaji uzak mesafe gidebilmeleri degildir ayni zamanda limitsiz band genisligi tasiyabilirler ornegin su anda 100G sistemler singlemode uzerinde calismaktadir Yani singlemode fibeler yuksek hiz ihtiyacinda ise mesafeye bakmaksizin tercih edilirler Multimode Fiber Tipleri Multimode fiberlerin bircok tipi olmasina karsin siklikla 62 5 125mm ve 50 125mm olarak temel iki tipe ayrilir Multimode fiberlerde genel olarak ISO standartlari kullanilir Multimode fiberler 850 nm ve 1300 nm dalga boylarinda calisir Ancak uzerinden gecirelecek band genisligine gore ihtiyac duyulan frekans degerleri degisir Bu frekans degerleri multimode bir fiberin ne kadar veriyi tasiyabilecegini anlatir Dalga boyuna bagimli olan kayibi ise o veriyi ne kadar uzaga tasiyabilecegi ile ilgilidir Ancak isin icine frekans girince tabiki frekansi yukselterek ayni benzer mesafelerde ayni veriyi iletebilir Bu yuzden multimode kablolarda frekans kriteri onemlidir ISO standartlarinda bu frekans kritelerine gore multimode fiberler ayristirilmistir Buna gore 62 5 125mm fiberler genel OM1 dir ve 200 500 MHz km de calisirlar Bu su anlama gelmektedir 100Mbps ile 2 km gidilebilir 1Gbps ile en fazla 220m kadar gidilebilir OM2 olan 62 5 125mm fibeler vardir ama cok nadiren gorulurler 50 125mm fiberler ise OM2 OM3 OM4 olarak mevcutturlar OM2 genel olarak 500 500 MHz km olsa dahi su anda 500 900 MHz km olan tipleride mevcuttur OM2 fiber ile 1Gbps hizinda 550m kadar iletisim saglanabilir OM3 ise 850 nm dalga boyuda laser ozel olarak 50mm fibere gore optimize edilerek 2000 MHz km EMB saglayabilir Bu da bize 1Gbps hiza multimode fiber ile 1 km ye kadar calisabilme imkani verir Burada vermis oldugum metarjlar anlasilabilsin diye karmasiklastirilmamak adina yuvarlak olarak verilmis ve kullancaginin fiber optik modulun 1000BaseSX olacagi dusunulmustur Farkli moduller ile farkli mesafler desteklenir OM3 fiberler 10Gbps i 300m ye kadar desteklemek amaci ile gelistirilmistir Ancak hiz ihtiyacinin artmasi ile yeni nesil multimode fiberler gelistirimistir 50 125mm OM4 fibeler OM4 fiberlerin frekansi 4500 MHz km EMB dir Singlemode Fiber Tipleri Singlemode fiber tiplerini standartlar uzerinde kisaca anlasilir sekilde izah etmek istiyorum Singlemode fiberlerin ic caplari genel olarak 9um civarindadir Ancak singlemode fiberlerde core cekirdek capi verilmez Yani 9 125mm bir singlemode fiberi simgeleyebilir ancak cok dogru bir anlatim sayilmaz Bu ifade yerine dalga boyu ile degisken olan MFD Mode Field Diameter Mod Alan Capi ile tanimlanir MFD olculebilir MFD daha oncede bahsettigim gibi dalga boyuna bagli olarak degiskendir Tipi bir singlemode fiber MFD degeri 1310 nm dalga boyunda 8 6 9 5mm 6mm tolerans ile olabilir Bu deger ITU T G652 standartlarindan alinmistir Yani kisaca fiziki olarak fiber cekirdek core capindan degil MFD degerinden bahsedilmesi gerekir Ana calisma dalga boylari 1310 nm 1490 nm 1550 nm 1625 m dir Singlemode fiberlerin tamami tek modludur Ancak ozelliklerine gore farkliliklar gosterirler Ozellikleri ve tipleri asagidaki gibidir ITU T G652 D Eger hicbir sey bahsetmeden bir singlemode fiberden bahsediliyor ise bu durumda anlasilan singlemode fiber tipi budur Piyasada singlemode diye anilan data networklerden telekom alt yapilari kablo TV vb Butun uygulamalarda kullanilan esas ana fiber tipidir Yaklasik olarak 75 100 km arasi mesafelerde sorunsuz calisabilir Ancak uygulamaya ve tasinacak bilgisinin turune gore bu mesafe degisim gosterebilir ITU T G653 B Bu tur fiberler Dispersion Shifted fiber dir DSF olarak kisaltilabilirler Bu tur fiberler 1550 nm dalga boyunda Dispersion sacilma etkisi nerdeyse sifir olan fibelerdir Bu tur fibeler ile 1550 nm dalga boyui ile cok uzun mesafeler 75 100 km ustu mesafelere sorunsuz olarak dispersion sacilma sorunu olmaksizin yuksek hizlarda iletisim saglanabilir DWDM sistemleri icin uygun degildir Ancak 653 B versiyonu kismen CWDM sistemler icin uygun bir dispersion sacilma etkisi verebilir Kisaca izah edecek olursa yuksek hizda 1550 nm tek ve veya teke yakin dalga boyu dalga boyunda cok uzun mesafelerde kullanilabilir ITU T G655 C Bu tur fiberler Non Zero Dispersion Shifted fiber dir Kisaca NZ DSF olarak adlandirilirlar Bu tur fiberler 655 A sadece C bandinda calisriken 655 C versiyonu ile 1260 1565 nm araligindaki butun bolgede calisir verisyonudur Standart in A B C verisyonlari vardir hepsinin calisma dalga boyu alanlari birbirlerinde farklidir Kisaca soyleyecek olursak eger CWDM ve DWDM sistemler icin uygundur Ancak dar dalaga boyu araliginda ITU T G656 Bu tur fiberler Wideband Non Zero Dispersion Shifted fiber dir Kisaca WB NZ DSF olarak adlandirilirlar Bu tur fiberler 1460 nm 1625 nm araliginda uzak mesafelerde hicbir dispersion sacilma etkisi olmadan rahatlikla kullanilabilir G 655 ile aralarindaki temel fark desteklemis olduklari dalga boyu araligidir En pahali fiber tiplerinden biridir Butun DWDM sistemlerinde sorunsuz ve mukemmel performans saglar ITU T G657 B3 Bu tur fiberler gunumuzde artik cok konusulan eve kadar fiber FTTx uygulamalarinin yayginlasmasi ile daha fazla one cikmis bir fiber turudur Bildiginiz gibi fiberler her capta donemezler Eger limiti uzerinde fibeler bukulurlerse fiber kirilabilir ve veya iletisimi durur Bu sorun eve kadar fiber uygulamalarinda ozellikle bina ici ev ici dar alanlarda montaj yapilmasi gerekliliginde buyuk sorun yaratmaktadir Bu fiberlerde bu sorun asilmistir G657 B3 verisiyonu ile 5mm ye kadar donus capi dusurulmustur Bu urunun halen farkli donus caplarinda ve sacilma etkisi degerlerinde A1 A2 ve B2 B3 turevleri vardir Genellikle bina ici kablolama amaci ile kullanilan fiber optik kablolarda fiber optik patchcordlarda bu tur fiber tercih edilebilir Bu fiber G652 D ile birlikte kullanilabilir Plastik Fiberler Plastik fiberler ic fiber cekirdek caplari cam fiberlere gore cok daha buyuk olan fiber tipleridir Daha esnektirler ve kirilganliklari cok daha azdir Cok kisa mesafelerde cok az veri tasimak amaci ile kullanilir Data iletisiminde ve telekom uygulamalarinda nerdeyse hic tercih edilmezler Ancak makine otomasyon sistemlerinde audio sistemleri gibi sistemlerde tercih edilirler Ornegin gunumuzde kullanilan 5 1 ses sistemlerinin arkasinda bulunan optik kisminda ses sistemi ile hoparlor arasinda bagli bulunan optik kablolar plastik optik kablolardir VericilerA GBIC module shown here with its cover removed is an optical and electrical The electrical connector is at top right and the optical connectors are at bottom left En yaygin kullanilan optik ileticiler led ve lazer diyotlar gibi yari iletken cihazlardir Led ve lazer diyotlarinin arasindaki fark led es evresiz isik uretirken lazer diyodun es evreli isik uretmesidir Optik iletisimlerde kullanim icin yari iletken optik ileticiler optimum dalga boyu araliginda islerken ve yuksek frekanslarda direkt olarak yonlendirilirken verimli guvenilir ve kompakt olarak tasarlanmalidir En basit formuyla led elektriksel isildayis olarak da bilinen kendiliginden salim araciligiyla isik sacan ileri onyargili bir p n eklem dir Yayilan isik 30 60 nm gibi oldukca genis spektrum araligina sahip olan es evresiz isiktir Led isik transferi giris gucunun yalnizca 1 i veya 100 microwatt kadar verimsizdir ve sonuc olarak isiklifi icinde ciftlenilen ateslenmis guce donusturulur Fakat basit tasarimlari nedeniyle dusuk maliyetli uygulamalar icin cok kullanislidir Iletisim ledleri genellikle InGaAsP Indium galyum arsenit fosfat veya GaAs tan galyum arsenit yapilir Cunku InGaAsP ledler GaAs ledlere gore daha uzun dalga boylarinda calisabilirler 1 3 mikrometreye karsi 0 81 0 87 mikrometre ayni zamanda esdeger enerji dalga boyu bazindan 1 7 kat daha genistir Ledlerin buyuk spektrum genisligi veri hiz mesafesi urununun sinirlayan kullanisliligi tipik olcutu daha yuksek lif dagilmasina maruz kalir Ledler oncelikli olarak veri hizinin 10 100 Mbit s oldugu yerel ag alanlari ve birkac km lik iletim mesafeleri icin uygundur Ayni zamanda ledler gunumuzde yerel alan WDM aglarinda kullanimda olan genis spektrum uzerinde isigi farkli dalga boylarinda yayacak birkac kuantum kaynagi kullanacak sekilde gelistirildi Gunumuzde ledlerin yerine benzer fiyata gelistirilmis hiz guc ve spektral ozellikler sunan VCSEL cihazlari gecti Genel VCSEL cihazlari kuyuyu cok modlu life birlestirir Yari iletken bir lazer isigi kendiliginden salimdan ziyade yuksek cikis gucu 100 mW kadar es evreli isigin dogasiyla ilgili diger faydalariyla sonuclanan uyarilmis salinim yoluyla yayar Bir lazerin cikisi tek modlu lifde yuksek ciftleme verimi yaklasik 50 saglayan yoneltmelidir Dar spektral genislik ayni zamanda yuksek veri hizlarina izin verir cunku renksel dagilim etkisini azaltir Ustelik yari iletken lazerler kisa rekombinasyon zamanlari nedeniyle yuksek frekanslarda yonlendirilebilirler Isiklifinde siklikla kullanilan yari iletken lazer iletici sinifi VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting Laser Fabry Perot ve DFB yi icerir Lazer diyotlari siklikla isik cikisinin bir devre tarafindan cihaza direkt olarak uygulanan direkt yonlendirmeli seklinde olurlar Yuksek veri hizlari veya uzun mesafeli hatlar icin lazer kaynagi devamli dalga seklinde veya elektro emilim modulatoru veya Mach Zehnder girisimolcer gibi dis cihazlardan yonlendirilen isik tarafindan isletilebilir Dis yonlendirme dogrudan yonlendirilen lazerlerde hat genisligini genisleten lifin kromatik sacilmasini artiran lazer civildamasini yok ederek katedilebilir hat mesafesini artirir Transceiver tek birlestirmede hem aliciyi hem vericiyi iceren cihazdir AlicilarOptik alicinin ana bileseni fotoelektrik etkisini kullanarak isigi elektrige donusturen foto detektordur Telekomunikasyon icin oncelikli fotodedektorler Indium galyum arsenitden yapilir Foto detektor genellikle yari iletken bazli foto diyottur Birkac cesit foto diyotlar p n fotodiyotlar p i n fotodiyotlar ve avalanche fotodiyolar icerir Metal yari iletken metal foto detektorler rejenerator lardaki devre entegrasyonu ve dalga boyu bolmeli coklamaya uygunlugu nedeniyle kullanilir Optik elektrik donusturuculer kanal boyunca hareket ederken etki zayiflamasina veya bozulmaya maruz kalabilen gelen optik sinyalden elektrik alani icinde dijital sinyal uretmek icin transimpedance yukseltec ve bir sinirlayici yukseltici tarafindan ciftlenirler Saat sinyali yenileme gibi kilitli faz dongusu tarafindan yapilan ileri duzeyde islemler veri gecmeden once de uygulanabilir Lif kablo cesitleri A cable reel trailer with conduit that can carry optical fiberSingle mode optical fiber in an underground service pit Bir isiklifi cekirdek kilif ve tam icsek yansima metoduyla kilifin cekirdek boyunca isiga kilavuzluk ettigi tampon bolgesinden olusur Cekirdek ve kilif plastikten yapilabilecegi gibi genellikle yuksek kalite silika camdan yapilir Iki isiklifini birlestirme islemi fuzyon birlestirme veya mekanik birlestirmeyle yapilir ve lif cekirdeklerini birlestirmek icin gereken mikroskobik hassas hizalama nedeniyle ozel yetenek ve birbirine baglama teknolojisi gerektirir Optik komunikasyonda kullanilan isiklifinin iki cesidi tek modlu ve cok modlu liftir Cok modlu lifler daha az hassas ve daha ucuz alici ve vericileri ayni sekilde daha ucuz birlestiricilere baglanmasina izin veren daha buyuk bir cekirdege 50 mikrometreden buyuk sahiptir Fakat cok modlu lif hattin bant araligini ve uzunlugunu sinirlayan multimode distortion yaratir Ustelik iceriklerindeki yuksek dopingli madde nedeniyle genellikle daha pahali olup daha fazla etki zayiflamasi gosterirler Tek modlu lifin cekirdegi daha kucuktur 10 mikrometreden kucuk ve daha pahali bilesen ve birlestirme metodu gerektirir fakat cok uzun ve yuksek performansli hatlarda calisir Lifi ticari olarak uygulanabilen bir urun haline getirebilmek icin kizilotesi kullanilarak koruyucu mantolamasi yapilir isikla kurlenmis acrylate polymers daha sonra isiklifi birlestiriciyle sonlandirilir ve kabloya birlestirilir Bu islemden sonra zemine serilebilir binanin duvarlarinda isletilebilir veya bakir tellerde oldugu gibi havada yayilabilir Yayildiklarinda bu lifler klasik bukulmus tel ciftlerine gore daha az bakim gerektirirler Transatlantik iletisim kablolari gibi ozellesmis kablolar deniz alti veri iletimi icin kullanilir Ticari girisimciler Emerald Atlantis Hibernia Atlantic tarafindan isletilen yeni 2011 2013 kablolar genellikle dort koseli lifden olusur ve Atlantik i New York Londra 60 70 ms icinde gecerler 2011 de bu gibi kablolarin her birin maliyeti yaklasik 300M dir kaynak The Chronicle Herald Bir diger yaygin uygulama isiklifi iplerinin uzun mesafeli guc iletim kablolarin icinde demetlemektir Bu durum guc iletiminin gecis ustunlugunu verimli bir sekilde somurur bir sirketin kendi cihaz ve hatlarini gozlemlemesi icin gereken lif kontrolunu garantiye alir sikistirilmaya karsi dayanikli olur ve akilli ag teknolojisinin yayilmasini kolaylastirir Yukselticiler Isiklifi iletisimin iletim mesafesi lifin etki zayiflamasi ve bozulmasi tarafindan genellikle sinirlanir Optoelektronik yineleyiciler kullanilarak bu problem yok edilir Bu yineleyiciler sinyali elektrik sinyaline donusturur ve daha sonra sinyali oncekinden daha siddetli gonderebilmek icin bir verici kullanir Modern dalgaboyu bolmeli coklanmis sinyallerin her 20 km de bir kurulmasi geregi gercegiyle karmasikligi nedeniyle bu yineleyicilerin maliyeti cok yuksektir Alternatif bir yaklasim optik sinyali elektrik alan sinyaline donusturmeye gerek kalmadan dogrudan yukselten optik yukseltici kullanmaktir Lifin bir kismini nadir toprak elementlerinden olan erbiyumla dopinglemek ve iletisim sinyalinden daha kisa dalga boylu bir lazerden isiga pompalamakla gerceklestirilir Yeni kurulumlarda yukselticiler buyuk oranda yenileyicilerle degistirildi Dalgaboyu bolmeli coklama Dalgaboyu bolmeli coklama her kanalin isik dalga boyuna gittigi paralel kanallarla fiber optigin mevcut kapasitesini cogaltma yontemidir Bu verici ekipmanindaki bir dalgaboyu bolmeli coklayici ve alici ekipmanindaki bir anticoklayici yi gerektirir DBC daki cogullama ve cogullama cozme islemleri icin genellikle Arrayed waveguide gratings kullanilir Piyasada bulunan DBC teknolojisini kullanarak 1 6 Tbit s lik birlestirilmis veri hizi araligini desteklemek icin lif bant genisligi 160 kanala kadar bolunebilir Parametreler Bant genisligi uzaklik Sacilma efektinin lifin uzunluguyla artmasi nedeniyle lif iletim sistemi genellikle MHz km birimiyle ifade edilen bant genisligi mesafe urunuyle nitelendirilir Bu deger bant genisligiyle mesafenin carpimidir cunku sinyalin bant genisligi ve tasinabilecegi mesafe arasinda degis tokus vardir Mesela bant genisligi mesafe carpimi 500 MHz km olan siradan cok modlu bir lif 1 km icin 50 MHz sinyal tasir ya da 1000 MHz sinyali 0 5 km de tasir Muhendislik isiklifi komunikasyonu gelistirmek icin guncel kisitlamalara bakmaktadirlar ve gunumuzde bu kisitlamalarin bircogu arastirilmaktadir Kayitli hizlar Her lif her biri isigin farkli dalga boyunu kullanan bircok bagimsiz kanal tasiyabilir Lif basina net veri orani FEC overhead tarafindan azaltilan kanal basina dusen veri oraninin kanal sayisiyla carpilmasidir Elektrik kablolarinin fiziksel limitleri saniyede 10 Gbit i asan hizlari onlerken isikliflerinin fiziksel limitlerine henuz ulasilamamistir 2013 yilinda New Scientist Southampton Universitesi nden bir takimin bosluklu cekirdekli fotonik kristal lif uzerinde isigin 99 7 hiziyla ilerleyen saniyede 73 7 Tbit lik veri aktarimini basardiklarini rapor etti Yil Kurulus Etkin hiz WDM kanallari Kanal basina hiz Mesafe2009 Alcatel Lucent 15 Tbit s 155 100 Gbit s 90 km2010 NTT 69 1 Tbit s 432 171 Gbit s 240 km2011 26 Tbit s 1 26 Tbit s 50 km2011 NEC 101 Tbit s 370 273 Gbit s 165 km2012 NEC 1 05 Petabit s 12 core fiber 52 4 kmDagilim Modern cam isiklifi icin maksimum iletim mesafesi dogrudan malzeme emisinden ziyade bircok cesit sacilma veya optik sinyallerin lif boyunca ilerlerken yayilmasiyla kisitlanir Isiklifindeki sacilma bircok cesitli faktorden kaynaklanir Farkli capraz modlarin farkli eksenel hizlarindan kaynaklanan Intermodal dispersion cok modlu fiberin performansini kisitlar Cunku tek modlu fiber sadece tek transverse mode destekler boylece Intermodal dispersion yok edilir Tek modlu lifde performans oncelikli olarak isigin dalga boyuna bagli olarak camin indisinin hafifce degismesi nedeniyle meydana gelen kromatik sacilim ve sifirdan farkli spektrum genisligine sahip olma sarti bulunan gercek optik vericiden gelen isik tarafindan kisitlanir Polarizasyon mod dagilimi kisitlamanin diger kaynagi meydana gelir cunku tek modlu fiber yalnizca bir transverse mode surdurmesine ragmen bu modu iki farkli polarizasyonla tasir ve lifdeki kucuk kusur ve bozukluklar iki polarizasyon icin ilerleme hizini degistirebilir Bu olaya fiber birefringence adi verilir ve isiklifinin polarizasyon korumasiyla bu durumun etkisi yok edilebilir Sacilma lifin bant genisligini sinirlar cunku yayilan optik sinyal sinyallerin lif uzerinde birbirini izleme oranini sinirlar ve alici tarafindan hala fark edilebilir durumdadir Kromatik sacilma basta olmak uzere bazi sacilmalar dagilma kompansatoru tarafindan yok edilebilir Bu sacilimi verici lif tarafindan uyarilmis lifin sacilimina zit olan ozel hazirlanmis lif uzunlugu kullanilarak yapilir bu sinyali keskinlestirir boylece elektronik tarafindan dogru bir bicimde desifre edilebilir Guc kayiplari Yukseltici sistemi gerekli kilan lif etki zayiflamasi malzeme emisi Rayleigh d ve baglanti kaybi kombinasyonundan kaynaklanir Saf silikanin madde emisinin yalnizca 0 03 dB km olmasina ragmen orijinal isiklifindeki kusurlar etki zayiflamasinin 1000 dB km civarinda olmasina neden olur Etki zayiflamasinin diger sekilleri life dogru fiziksel basinc yogunluktaki mikroskobik dalgalanmalar ve iyi olmayan birlestirme tekniklerindne kaynaklanir Iletim pencereleri Etki zayiflamasina ve sacilmaya katkida bulun her etki optik dalga boyuna baglidir Bu etkilerin en zayif oldugu dalga boyu bantlari pencere iletim icin en yararlisidir Bu dalga boylari standartlastirildi ve gunumuzde tanimlanan bantlar sunlardir Tablo Not Bu tablo orijinalinde ayrik olan 2 Ve 3 Dalga boyu bantlarinin gunumuz teknolojisi tarafindan birlestirilmesini gostermektedir Bant Tanim Dalga boyu oraniO bandi orijinal 1260 1360 nmE bandi genisletilmis 1360 1460 nmS bandi kisa dalga boylari 1460 1530 nmC bandi geleneksel erbium window 1530 1565 nmL bandi uzun dalgaboylari 1565 1625 nmU bandi ultrauzun dalga boylari 1625 1675 nm Tarihsel olarak birinci pencere adi verilen 800 900 nm arasinda O bandinin asagisinda bir pencere vardi fakat kayiplarin yuksek olmasi nedeniyle bu bolge oncelikli olarak kisa mesafe iletisim icin kullanilir Gunumuzdeki daha dusuk pencereler O ve E 1300 nm civarindadir ve kayiplari daha dusuktur Bu bolgede sacilma olmaz Orta pencereler S ve C 1500 nm civarindadir ve en yaygin kullanilandir Bu bolge etki zayiflamasinin en az oldugu bolgedir ve en uzun mesafeye ulasmayi basarir Biraz sacilma gosterebilir bu nedenle bu sacilmalari yok etmek icin sacilma duzenleyici cihazlar kullanilir Yenileme Bir iletisim hattinin halihazirdaki isiklifi teknolojisinin yapabileceginden daha uzun mesafe kapsamasi gerektiginde yineleyiciler tarafindan orta noktalarda sinyal tekrar uretilmelidir Yineleyiciler komunikasyon sisteminin maliyetini oldukca artirirlar bu nedenle sistem tasarimcilari yineleyicileri minimum olcude kullanmaya calisir Lif ve optik komunikasyon teknolojisindeki yeni gelismeler sinyal azalmasini optik sinyallerin tekrar uretiminin yalnizca yuz kilometrelik mesafelerden fazla olan mesafelerde gerektirecek kadar azaltmistir Bu durum optik ag isleminin maliyetini azaltmistir ozellikle deniz alti kapsamalarinda yineleyicilerin fiyat ve guvenirliligi tum kablo sisteminin performansini belirleyen anahtar faktordur Bu performans artiricilarina katkida bulunan ana faktorler dogrusalsizliga karsi sacilma efektini dengelemeye calisan sacilma yonetimi ve uzun mesafelerdeki sacilmasiz ilerlemeye olanak tanimak icin lifdeki dogrusal olmayan etkileri kullanan solitons dir Son mesafe last mile Isiklifi sistemler yuksek bant genislikli uygulamalarda sivrilmesine ragmen fiber to the premises amacina ulasamamis ve last mile problemini cozememistir Fakat bant genisligi talebi yukseldikce bu amaca yonelik bircok ilerleme gozlemlenebilir Mesela Japonya da EPON genis bantli Internet kaynagi olarak DSL in yerini almistir Guney Kore nin KT si FTTH isminde abonenin evine isiklifi ileten bir servis saglar Eve isiklifi dagitimin en yuksek oldugu yerler Japonya Cin ve Guney Kore dir Singapur OpenNet tarafindan kurulup 2012 yilinda bitmesi planlanan her yeri lifle kaplama projesine baslamistir Servisleri 2010 Kasim indan beri actiklari icin Singapur daki ag kapsamasi ulke genelinde 60 a ulasmistir Amerika da Verizon Communications bolgesindeki yuksek ARPU lari kullanici basina dusen hasilat secmek amaciyla FiOS adinda her konuta isiklifi baglati saglar ILEC ve AT amp T lifi cift bukumlu telle aga tasiyan U Verse servisini kullanir MSO rakipleri HFC kullanarak koaksiyonel FTTN fiber to the net isletir Tum ana erisim aglari lifi servis saglayicisinin agindan musteriye olan toptan mesafe icin kullanir Dunya capindaki baskin erisim agi EPON dur Avrupa da Ameridaki telekomunikasyonlarin arasinda BPON ve GPON FSAN ful servis erisim agi ve ITU T gibi kontrolleri altinda olan organizasyonlarda koklesmistir Elektrik iletimi ile karsilastirmasi A mobile fiber lab used to access and splice underground cablesAn underground fiber optic splice enclosure opened up Ozel bir sistem icin isiklifi ve bakir tel secimi degis tokus sayisina gore yapilir Yuksek bant genisligi gerektiren ve uzun mesafeleri kapsayan sistemler icin isiklifi elektrik kablolarina gore tercih edilir Lifin temel faydalari olaganustu az kaybi yukseltici yineleyici arasindaki uzun mesafelere olanak tanima zemin akimi diger parazit sinyaller ve uzun paralel elektrik iletkenlerine mahsus guc problemlerinden iletim icin elektrik yerine isigin guvenilirligi ve isiklifinin dielektrik dogasi nedeniyle yoksun olmasi ve dogal olarak yuksek veri tasima kapasitesidir Binlerce elektrik hatti tek bir yuksek bant genislikli lif kabloyla degistirilmeyi gerektirebilir Lifin diger bir faydasi elektrik ileten hatlarin aksine uzun mesafelerde birbirlerinin yani sira yerlestirildiklerinde bile ses karismasi gostermemeleridir Liflerin kamu hatlari guc hatlari ve demiryolu raylari gibi yuksek elektromanyetik engel iceren alanlara da kurulabilir Ametal tum dielektrik kablolari da yuksek yildirim carpma olasiligi olan alanlar icin idealdir Tek hatli sisteme kiyasla birkac kilometreden uzun voice grade bakir sistemleri tatmin edici performans icin hat icinde sinyal yineleyicilerine ihtiyac duyabilir optik sistemler icin aktif veya pasif islem olmadan 100 km ilerlemek olagandisi degildir Tek modlu kablolar genellikle uzun kablo akisindaki birlestirme sayisini minimize eden 12 km uzunlukta olurlar Endustriyel standartlar 2 kilometrelik kirilmamis kablo akislarini zorunlu kilsa da 4 kilometre uzunluktaki cok modlu lifler mevcuttur Kisa mesafelerde ve dusuk bant genislikli uygulamalarda elektrik kablolari genellikle su ozellikleri nedeniyle tercih edilir Buyuk miktarlar gerekmedikce daha az malzeme fiyat Alicilarin ve vericilerin ucuzlugu Sinyaller kadar elektriksel gucu de tasima kapasitesi geregine uygun sekilde tasarlanan kablolarda Lineer modda transduser isletmenin kolayligi Isikliflerinin birlestirilmesi elektrik kablolarina gore daha zor ve pahalidir Yuksek guclerde isiklifleri lif cekirdeginin feci bir sekilde tahrip olmasiyla ve iletim bilesenlerinin hasarlanmasiyla sonuclanan lif kaynamasina karsi hassaslasirlar Elektrik iletimin yararlari nedeniyle optik komunikasyon kisa box to box backplane veya chip to chip uygulamalarda yaygin degildir fakat bu olceklerdeki optik sistemler laboratuvarlarda gosterilmistir Bazi durumlarda lif su ozellikleri nedeniyle kisa mesafe ve dusuk bant genislikli uygulamalarda bile kullanilirlar Nukleer elektromanyetik sinyal lifin alfa ve beta isimalarindan hasar alabilmesine ragmen dahil elektromanyetik engellere karsi dayanikli olmalari Yuksek voltajli ekipmanlarda veya potansiyel farkin bulundugu alanlarda kullanilmasini guvenli kilan yuksek elektrik direnci Daha hafif agirlik ozellikle ucaklarda Kivilcim cikarmamasi alev alici ve patlayici gaz iceren ortamlarda onemlidir Elektromanyetik isima yapmamasi sinyali bozmadan tikanmasiniz zor olmasi yuksek guvenlikli yerlerde onemlidir Daha kucuk kablo boyutu Mevcut binadaki ag islemi gibi kablo yolunun sinirli oldugu daha kucuk kablo kanallarinin acilip mevcut kanal bosluklariyla alan tasarrufu yapilan yerlerde onemlidir Ametal iletim ortami nedeniyle korozyona karsi direncli olmasi Isiklifi kablolar optik kablolarin kucuk boyutu sinirli cekme kapasitesi ve bukulme yaricaplari nedeniyle bazi modifikasyonlarla bakir ve ortak eksenli kablolarin kurulumu icin kullanilan aletlerle kurulabilirler Optik kablolar genellikle 6000 metre veya kanal sisteminin durumuna planina ve kurulma teknigine gore daha fazla mesafe kapsayacak sekilde kurulabilirler Daha uzun kablolar gerektiginde ortadaki bir noktadan sarmalanip kablo sisteminin icine cekilebilir Ulke standartlari Bircok ureticinin isiklifi komunikasyona uygun bir bicimde calisan bilesenler gelistirebilmesi icin birkac standart gelistirildi Uluslararasi Telekomunikasyon Birligi liflerin ozellik ve performansiyla ilgili sunlari da iceren birkac standart yayimladi ITU T G 651 50 125 µm multimode graded index optical fibre cable ozellikleri ITU T G 652 Tek modlu fiber optik kablo ozellikleri Diger standartlar uygun sistemlerde kullanilacak olan lif alici ve verici performans olcutlerini belirtir Bu standartlarin bazilari sunlardir 100 Gigabit Ethernet 10 Gigabit Ethernet Fibre Channel Gigabit Ethernet HIPPI Synchronous Digital Hierarchy Synchronous Optical Networking Optical Transport Network OTN TOSLINK dijital kaynaklari dijital alicilara baglamak icin plastik isikfiberi kullanan dijital ses formatinin en yaygin olanidir Kaynakca Pelik Gonderen Alper 25 Eylul 2015 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 11 Ocak 2022 Alcatel Lucent Bell Labs announces new optical transmission record and breaks 100 Petabit per second kilometer barrier Basin aciklamasi Alcatel Lucent 28 Ekim 2009 18 Temmuz 2013 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 30 Mart 2022 Basin aciklamasi NTT 25 Mart 2010 1 Aralik 2010 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 3 Nisan 2010 Laser puts record data rate through fibre BBC 22 Mayis 2011 26 Eylul 2015 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 31 Ocak 2014 Ultrafast fibre optics set new speed record New Scientist 29 Nisan 2011 10 Haziran 2015 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 26 Subat 2012 NEC and Corning achieve petabit optical transmission Optics org 22 Ocak 2013 24 Mayis 2019 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 23 Ocak 2013