Fiber Optik Kayıpları
Zayıflama
Zayıflama ışık ışınlarının taşındığı ortamın uzunluğuna bağlı olarak sinyal kuvvetinin veya ışık gücünün azalmasıdır. Fiber optik sistemlerde zayıflama genellikle “birim uzunluk başına desibel” cinsinde ifade edilir.(dB/km)
Fiber optikler yüksek bant genişliği ve düşük zayıflamayı bir araya getirdikleri için diğer iletim ortamlarından daha yüksek bir performans sunmaktadırlar. Düşük zayıflama, uzun mesafeler üzerinde daha az tekrarlayıcı veya yükseltici kullanılarak sinyallerin güvenilirliğini ve kalitesini arttırırken aynı zamanda maliyetleri azaltmaktadır.
Bir optik sinyalin zayıflaması dalga boyunun bir fonksiyonu şeklindedir. Standart tek modlu bir fiber için 1300 nm dalga boyunda ortalama olarak 0.35 dB/km, bu zayıflama 1550 nm dalga boyunda daha azalarak 0.25 dB/km seviyelerine düşmektedir. Bu durum ise sinyalin tekrar yükseltilmesine veya tekrarlanmasına gerek kalmadan 100km’den uzağa gönderilmesini sağlamaktadır.
Zayıflamanın en fazla olduğu bölgeler 730-950 nm ve 1250-1380nm bölgeleridir. Bu bölgelerde çalışmamak daha avantajlı olur.
Fiber Optik Kablodaki Kayıplar
Fiber optik kablolarda iletim kayıpları fiberin en dikkat edilmesi gereken özelliklerinden biridir. Fiberdeki kayıplar, ışık gücünde bir azalmaya sebep olur ve böylece sistem bant genişliğini, bilgi iletim hızını, verimliliği ve sistem kapasitesini azaltır. Fiber kablo içinde yol alan ışık sinyalinin enerjisi dolayısıyla şekli değişik nedenlerle kayba uğrar.Başlıca fiber kaybına sebep olan faktörler şunlardır:
- Soğurma (Absorblama) kayıpları
- Malzeme ya da Rayleigh saçınım kayıpları
- Yayılma kayıpları
- Bükülme kayıpları
- Bağlaşım kayıpları
1. Soğurma (Absorblama ) Kayıpları
Maddenin özelliği olarak gönderilen ışık enerjisinin bir kısmı ısı ve kimyasal enerji gibi enerji türlerine çevrilir buda gönderilen ışığın gücünü azaltmaktadır. Fiber optikteki soğurma (yutma) kaybı, bakır kablolardaki güç kaybına benzer; fiberin saf olmaması nedeniyle fiberin çekirdeğinde ve kılıfında bulunan metaller (kobalt, bakır krom)veya su iyonları gibi yabancı maddeler ışığın yutulmasına sebep olmaktadır. Kayıpların düşük olabilmesi için bu maddelerin fiberde milyarda bir düzeyinde olması gerekmektedir.
Fiber optikteki soğurma kayıplarına yol açan üç faktör vardır:
- Morötesi Soğurma
- Kızılaltı Soğurma
- İyon Rezonans Soğurması
1.a. Morötesi Soğurma
Morötesi soğurmaya, fiberin imal edildiği silika malzemesindeki valans elektronları neden olur. Işık, valans elektronlarını iyonize ederek iletkenlik yaratır. İyonizasyon, toplam ışık alanındaki bir kayba eşdeğerdir ve bu nedenle fiberin iletim kayıplarından birini oluşturur.
1.b. Kızılaltı Soğurma
Kızılaltı soğurmaya, cam çekirdek moleküllerinin atomları tarafından soğurulan ışık fotonları neden olur. Soğurulan fotonlar, ısınmaya özgü rastgele mekanik titreşimlere dönüştürülür.
1.c. İyon Rezonans Soğurması
İyon rezonans soğurmasına, malzemedeki OH– iyonları neden olur. OH iyonlarının kaynağı, imalat sürecinde camın içinde sıkışıp kalan su molekülleridir. İyon soğurmasına demir, bakır ve krom molekülleri de neden olabilir.
- Fiber Zayıflama Eğrisi
Bir sonraki yazımızda diğer fiber optik kayıplarına değineceğiz. İyi günler.