مخابرات نوری – از صفر تا صد
مطالب مجله فرادرس را در جستجوی گوگل سریع‌تر ببینید
مخابرات نوری (فیبر)
بلوک دیاگرام یک لینک مخابرات نوری را می‌توان در شکل زیر خلاصه کرد که شامل قسمت‌های عمده فرستنده، فیبر نوری، فیوژن، تقسیم کننده پرتو، مدار بازسازی سیگنال، تقویت‌کننده نوری و گیرنده است.
در ادامه مروری بر قسمت‌های مختلف تشکیل دهنده شکل زیر خواهیم داشت.
بلوک فرستنده
از آنجا که در حال حاضر پردازش اطلاعات روی دستگاه‌های الکترونیکی و کامپیوترهای فعلی بر روی سیگنال‌های الکتریکی صورت می‌گیرد، سیستم‌های مذکور فقط سیگنال یا پالس‌های الکتریکی (الکترونیکی) را تولید و توانایی پردازش آن را دارند. البته انتظار می‌رود که با پیشرفت مدارات مجتمع فوتونیکی امکان استفاده از سیگنال‌های اپتیکی همه‌گیر شده و کامپیوترهایی تماماً نوری را داشته باشیم. با این حال با امکانات کنونی، می‌توان از ظرفیت سیستم‌های نوری در مخابرات در طول مسیر و ارتباط دو دستگاه بهره برد.
کانکتور یا کوپلر
سیگنال اپتیکی که در واقع نوری مدوله شده یعنی حاوی اطلاعات است، توسط کانکتور یا کوپلر به فیبر نوری جهت انتشار کوپل می شود.
فیوژن
در مسیرهای طولانی برای اتصال دو فیبر نوری به یکدیگر یا جایگزینی فیبر نوری جدید با فیبر آسیب دیده (شکستن هسته فیبر یا جویده شدن توسط موجوداتی نظیر موش) از روشی به نام «فیوژن» (Fusion) استفاده می‌کنند. این روش، هسته دو فیبر نوری را توسط یک قوس الکتریکی قوی در یکدیگر ذوب می‌کند. باید توجه شود که قطر هسته‌های دو فیبر با یکدیگر همسان باشند تا از تلفات توان در نقطه اتصال فیوژن کاسته شود.
فیبر نوری
شکافنده پرتو
برای انشعاب گرفتن از یک مسیر فیبر نوری از وسیله‌ای به نام تقسیم کننده یا «شکافنده پرتو» (Beam Splitter) استفاده می‌کنند. نکته مهم به هنگام استفاده از شکافنده پرتو توجه به مسئله توان است. شکافنده پرتو، توان ورودی را بین تعداد خروجی‌هایش به طور مساوی تقسیم می‌کند. به طور مثال در شکل زیر برای هر فیبر منشعب شده یک شانزدهم توان ورودی به آن کوپل می‌شود. اگر توان سیگنال ورودی مقدار مناسب و کافی نداشته باشد، شاهد افت شدیدی در طول مسیر و در نتیجه از بین رفتن اطلاعات خواهیم بود.
مدار بازسازی سیگنال در مخابرات نوری
در مسیرهای خیلی طولانی که شاهد افت توان قابل توجهی در سیگنال اپتیکی هستیم، برای جبران این اتفاق از دستگاهی به اسم «مدار بازسازی» (Regenerator) یا «تکرار کننده سیگنال» (Signal Repeater) استفاده می‌کنند. توجه شود که دستگاه مذکور تقویت‌کننده نوری نبوده و سیگنال اپتیکی را از نو باز تولید می‌کند. این دستگاه با تبدیل سیگنال اپتیکی به الکتریکی (O/E) و بازسازی و تقویت سیگنال الکتریکی، آن را دوباره به سیگنال اپتیکی (E/O) تبدیل کرده و به ادامه مسیر فیبر نوری کوپل می کند. امروزه به دلیل پیشرفت و بهبودهایی که در منابع نوری لیزری و تولید فیبرهای نوری با تلفات بسیار پایین رخ داده است، کمتر شاهد به کارگیری دستگاه مذکور در لینک‌های مخابرات نوری هستیم.
تقویت‌کننده نوری
همانطور که از نام یک تقویت‌کننده سیگنال بر می‌آید، وظیفه آن تقویت سیگنال ورودی و در واقع افزایش توان به هنگام خارج شدن از آن است. یکی از تقویتکنندههای بسیار پرکاربرد در مخابرات نوری «تقویتکنندههای فیبر نوری آلاییده به عنصر اربیوم» (Erbium Doped Fiber Amplifier - EDFA) است.
بلوک گیرنده
بلوک گیرنده آخرین قسمت از یک لینک مخابراتی محسوب می‌شود. در این بلوک سیگنال اپتیکی توسط آشکارساز نوری (فوتودیودها) آشکار شده و به وسیله آن تبدیل به سیگنال الکتریکی می‌شود. سیگنال الکتریکی توسط تقویت‌کننده الکترونیکی تقویت و بازسازی شده و در نهایت توسط سیستم کاربر پردازش می‌شود.
در صورت علاقه‌مندی به مباحث مرتبط در زمینه مهندسی برق، آموزش‌های زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:
- مجموعه آموزش‌های مهندسی برق
- مجموعه آموزش‌های دروس مهندسی برق
- انتقال در شبکه های کامپیوتری — راهنمای جامع
- مخابرات فیبر نوری -- راهنمای جامع
- فیبر نوری -- به زبان ساده
- FTTH چیست؟ -- به زبان ساده
- پلاریزاسیون — به زبان ساده
- آنتن و فرستنده -- به زبان ساده
^^
مطالب مجله فرادرس را در جستجوی گوگل سریع‌تر ببینید
سلام هزینه دوره آموزشي فیبرنوری چقدرمیشه
با سلام؛
این آموزش هنوز در حالت پیش‌ثبت‌نام قرار دارد. می‌توانید با کلیک روی دکمه «من را از انتشار این آموزش باخبر کن»، بعد از انتشار آموزش، از نحوه قیمت‌گذاری و تخفیف‌های مرتبط با این دوره اطلاع پیدا کنید.
با تشکر از همراهی شما با مجله فرادرس
سلام وقت بخیر
یه کمک می خواستم برای یه پروژه
من احتیاج داشتم نور خروجی کابل نوری رو لیزری ( خطی و نقطه ایی) کنم که روی پرده فقط یه نقطه پر نور باشه
اینو چجور می تونم پیاده کنم
ممنونم از وقتی که در اختیارم می گذارید