Fiber-optik kommunikasiya

Fiber-optik kommunikasiya və ya lifli optik rabitə — optik lif vasitəsilə infraqırmızı işıq impulsları göndərməklə informasiyanı bir yerdən digərinə ötürmə üsulu. İşıq informasiyanı daşımaq məqsədilə modullaşdırılmış daşıyıcı dalğanın bir formasıdır.  Yüksək buraxılış zolağı, elektromaqnit parazitlərinə qarşı dözümlülük tələb olunarkən lifli optik kabellərdən istifadə elektrik kabellərinin istifadəsinə nəzərən daha əlverişli xarakter alır.

Optik lif bir çox telekommunikasiya şirkətinin telefon siqnallarını, internet rabitəsini və kabel televiziya siqnallarını ötürmək üçün istifadə edilir. Bell laboratoriyasının tədqiqatçıları lifli-optik kommunikasiyadan  istifadə edərək saniyədə 100 petabit × kilometrdən artıq buraxılış-uzaqlıq məhsuldarlığına nail olmuşlar.

 Fon 
1970-ci illərdə inkişaf etməyə başlayan lifli-optika, telekommunikasiya sənayesində inqilab etdi və informasiya dövrünün  inkişafında böyük rol oynadı. Elektrik ötürülməsindən üstünlüklərdən ötəri, optik liflər əsasən inkişaf etmiş dünyanın əsas şəbəkələrində mis naqilli rabitə əvəz etmişdir.

Lifli optikadan istifadə etməklə rabitənin qurulması prosesi aşağıdakı əsas addımları əhatə edir:

 vericinin istifadəsi ilə   optik siqnal yaradılır, adətən, elektrik siqnalından istifadə etməklə
 siqnalın lif boyunca ötürülməsi, siqnalın çox təhrifli və zəif olmamasını təmin edilməsi
 optik siqnalın qəbulu
 elektrik siqnalına çevrilməsi

 Texnologiya 
Optik lifli kabel işıq impulslarını keçirə bilən şəffaf şüşə və ya plastik nüvədən ibarətdir. Nüvə işığı qaytaran qatla əhatə olunmuşdur. Qaytarıcı qat öz növbəsində, plastikdən olan qoruyucu qat ilə örtülmüşdür. Sonra öz aralarında hörülmüş liflərdən ibarət olan Kevlar fimasının qoruyucu qatı gəlir. Nəhayət bütün bunlar teflon və ya polivinilxloriddən hazırlanmış xarici örtüklə örtülmüşdür.

Optik lifli kabel elə kabel tipidir ki, koaksial kabeldən və ya hörülmüş cüt əsaslı kabeldən tamamilə fərqlənir. Siqnalların elektrik impulsları şəklində ötürüldüyü mis naqillərdən fərqli olaraq, optik lifli kabel şüşə və ya plastik liflə işıq impulslarını (fotonları) ötürür ki, onların vasitəsilə kompüterin generasiya etdiyi ikilik siqnallar ötürülür. Optik lifli kabellə siqnalların ötürülməsi üçün elektrik əvəzinə işıqdan istifadə olunduğundan kabel həm elektromaqnit, həm də çarpaz əngəllərə qarşı dayanıqlıdır. Bundan başqa, optik lifli kabeldə siqnalın sönmə (naqildən keçdikcə onun zəifləməsi) səviyyəsi mis naqildəkinə nisbətən aşağıdır. Optik lifli kabelin bəzi növlərində siqnal əhəmiyyətli dərəcədə zəifləmədən 120 km-ə qədər məsafə gedə bilər, amma ənənəvi mis kabeldə kabelin tipindən asılı olaraq siqnal 100 m-dən 500 m-ə qədər məsafə getdikdə artıq praktiki olaraq oxunmaz olur. Ona görə də binalar arasında rabitə qurmaq lazım olduğu və ya siqnalı böyük məsafəyə ötürmək gərək olduğu hallarda optik lifli kabel ən yaxşı ötürmə vasitəsidir. Optik lifli kabelin əlavə üstünlüyü odur ki, o, mis kabelə nisbətən böyük təhlükəsizlik dərəcəsi verir, belə ki, ona icazə verilməmiş qoşulma rabitənin pozulmasına gətirir.

Optik lifli kabelin iki əsas növü mövcuddur: birmodlu və çoxmodlu. Bu iki tip arasında əsas fərq nüvənin və onun qaytarcı örtüyünün qalınlığındadır. Optik lifli kabelin tipini optik lifin ölçüsünə görə (nüvənin və qaytarcı örtüyün ümumi qalınlığına görə) müəyyən etmək olar. Bir modlu lifdə nüvənin diametri adətən 8,3 mikron, nüvənin və qaytarcı örtüyün ümumi qalınlığı isə 125 mikron olur, ona görə də bir modlu kabeli adətən “bir modlu 8,3/125 lif” kimi işarə edirlər. Ondan fərqli olaraq, çox modlu lif 62,5 mikron diametrli nüvəyə malikdir, nüvənin və qaytarcı örtüyün ümumi qalınlığı isə 125 mikrondur, ona görə də çox modlu lifi “çox modlu 62,5/125 lif” kimi işarə edirlər.
Bir modlu liflə siqnalı ötürmək üçün işıq mənbəyi kimi bir dalğa uzunluğunda işləyən lazerdən istifadə olunur. Ondan fərqli olaraq, çox modlu lifdə işıq diodundan (İŞD) istifadə edilir və o, siqnalları müxtəlif dalğa uzunluğunda keçirə bilər. Bir modlu liflə siqnalı ötürmək üçün bir dalğalı lazerdən istifadə edildiyindən bu lif siqnalları çox böyük məsafələrə ötürə bilir və buna görə də o, adətən xarici kabel xətləri (məsələn, kabel televiziya şəbəkələri) üçün istifadə olunur. Bu tipli kabel çox modluya nisbətən xeyli bahadır və böyük bükülmə radiusuna malikdir, buna görə də o, kompüter şəbəkələrinin kabel sistemləri üçün bir o qədər də uyğun gəlmir. Çox modlu kabel isə əksinə, lokal şəbəkələr üçün daha çox uyğun gəlir, belə ki, o, bir modlu kabel kimi böyük məsafələrdə istifadə edilə bilməsə də, onun qiyməti elə də yüksək deyil və o, böyük bükülmələrə yol verir. Optik lifli kabel üçün daha çox iki tip konnektorlardan istifadə edirlər: SC tipli konnektor (Subscriber Connector) və ST tipli konnektor (Straight Tip connector).

 Fiber kabelin növləri 

 İl  Təşkilat  Effektiv sürət  WDM kanalları  Kanal həddinə görə  Məsafə  2009-cu il  Alcatel-Lucent   15.5 Tbit / s  155  100 Gbit / s  7000   km  2010  NTT   69.1 Tbit / s  432  171 Gbit / s  240   km  2011  NEC   101.7 Tbit / s  370  273 Gbit / s  165   km  2011  KİT   26 Tbit / s  > 300  50   km  2016  BT & Huawei   5.6 Tbit / s   28  200Gb / s  təxminən 140   km?  2016  Nokia Bell Labs , Deutsche Telekom T-Labs & Münih Texniki Universiteti   1 Tbit / s   1  1Tb / s  2016  Nokia-Alcatel-Lucent   65   Tbit / s   6600   Km  2017  BT & Huawei   11.2   Tbit / s   28  400  Qbit/s  250   Km 
 İl  Təşkilat  Effektiv sürət  Yayılma modlarının sayı  Nüvələrin sayı  WDM kanalları (əsasda)  Kanal həddinə görə  Məsafə  2011  NICT   109.2 Tbit / s  7  2012  NEC , Corning   1.05 Pbit / s  12  52.4   km  2013  Southampton Universiteti   73.7 Tbit / s  1 (boş)  3x96   (rejimi DM)  https://www.extremetech.com/computing/151498-researchers-create-fiber-network-that-operates-at-99-7-speed-of-light-smashes-speed-and-latency-records    256  Qbit/s  310   m  2014  Danimarka Texniki Universiteti   43 Tbit / s  7  1045   km  2014  Eindhoven Texnologiya Universiteti (TU / e) və Mərkəzi Florida Universiteti (CREOL)   255 Tbit / s  7  50  ~ 728  Qbit/s 1   km  2015  NICT , Sumitomo Elektrik və RAM Fotonika   2.15   Pbit / s  22  402 (C + L zolaqları)  243  Qbit/s  31   km  2017  NTT   1   Pbit / s  birmodlu  32  46  680  Qbit/s  205.6   Km  2017  KDDI Araşdırma və Sumitomo Elektrik   10.16   Pbit / s  6-modlu 19  739 (C + L zolaqları) 120  Qbit/s  11.3   Km  2018  NICT   159 Tbit / s  üçlü mod  1  348  414  Qbit/s  1045   km 

 Yeni texnika 
DTU, Fujikura & NTT-dən tədqiqat aparan komanda optiklərin enerji istehlakını təxminən 5% -ə qədər azaltmağı bacardı və bu, daha çox elektrik enerjisi ilə effektiv optik komponentlərin yeni nəslinə gətirib çıxara bilər. 
 İl  Təşkilat  Effektiv sürət  Nüvələrin sayı  WDM kanalları (əsasda)  Kanal həddinə görə  Məsafə  2018  Hao Hu və digərləri (DTU, Fujikura & NTT)   768 Tbit / s   (661 Tbit / s)  30  80  320 Qbit/s 

 Transmissiya pəncərələri 
Zəifləmə və dispersiyaya kömək edən hər bir təsir optik dalğa uzunluğuna bağlıdır.  Bu effektlərin zəif olduğu dalğa uzunluqlu zolaqlar (və ya pəncərələr) var və bu ötürülmə üçün ən münasibdir.  Bu pəncərələr standartlaşdırılmışdır və hazırda müəyyən edilmiş zolaqs aşağıdakılardır: Lazer Fizika və Texnologiya Ensiklopediyası   
 Zolaq  Təsvir  Dalğa diapazonu  O zolağı  orijinal  1260 — 1360 nm  E zolağı  genişlədilmiş  1360 — 1460 nm  S zolağı  qısa dalğalar  1460 — 1530 nm  C zolağı  ənənəvi ("erbium pəncərəsi")  1530 — 1565 nm  L zolağı  uzun dalğalar  1565 — 1625 nm  U zolağı  ultrauzun dalğalar  1625 — 1675 nm 

 İstinadlar 

 Əlavə oxu 

 Keizer, Gerd. (2011).  Optik fiber kommunikasiyalar , 4-cü nəşr.  New York, NY: McGraw-Hill,     
 Böyük, John. (2008).  Optik Fiber Rabitə: Prinsiplər və Praktika , 3-cü nəşr.  Prentice Hall.   ISBN   978-0130326812
 Xarici keçidlər 

Kateqoriya:Optika
Kateqoriya:Şəbəkə kabelləri