Standardizasyon Parametresi Erkan ER 020214004 Mod Alan Çapı Kesim Dalga Boyu Standardizasyon Parametresi Mod Gürültüsü OPTOELEKTRONİK

3.11. MOD ALANI ÇAPI Tek modlu bir fiberde temel modun ışık dağılımı, fibere giriş, bükülme ve ek kayıplarının değerlendirilmesinde önemli bir etkendir. Bu dağılımı tasvir etmek için, mod alanı yarıçapı (w) veya mod alanı çapı (2w) tanımlanmıştır. Şekil-1: Temel Modun ( ) alan genliğinin bağımlılığı. Mod: bir fiberde ilerleyen elektromanyetik dalga

Mod alanı yarıçapı w, radyal alan genliğinin, optik eksen üzerindeki (r=0) maksimum değerinin 1/e sine (yaklaşık %37’sine) düştüğü yarıçaptır. mod alanı çapı dalga boyuna bağlıdır; dalga boyu arttıkça artar.1,6<V<2,6 sahasında bir V değerine sahip, tek modlu fiberler için; mod alan yarıçapı w,öz yarıçapı a ve V sayısı arasındaki ilişkiyi oldukça hassas olarak veren basit bir bağıntı vardır: V sayısının yukarıdaki verilen sahası, 1150 ve 1875 nm arasındaki dalga boyu sahasına karşılık gelir ve bu yüzden 1300 ile 1550 nm’lik genel çalışma dalga boylarını kapsar.

3.12. KESİM DALGABOYU Bir modun kesim dalga boyunun, yukarısındaki modun radyasyon moduna dönüştüğü ve artık dalga kılavuzunda yayılamadığı dalga boyudur. Bu kavram özellikler tek modlu fiberler için önemlidir: Çünkü bu nicelik tek modlu çalışma dalga boyu bölgesini tanımlar. Basit modlu fiberlerde temel mod ‘in yukarısında daha yüksek mertebeli mod olan modunun kesim dalga boyu (teorik) ’yi göz önüne almak faydalı olur. olduğu zaman fiber basit mod rejiminde çalışır; , eğer kırılma indisi profili biliniyorsa tam olarak hesaplanabilir. Burada sınır V değeridir. Bu değerin altında modu artık kılavuzlanmış bir mod olamaz. basamak indisli ve parabolik indis profilli fiberler için sırasıyla 2,405 ve 3,518 değerlerine sahiptir. Gerçek şartlarda, yüksek mertebeli modu ’de hemen kaybolmak yerine tamamen kaybolana kadar, dalga boyu attıkça daha kayıplı hale gelir.

Elbette bu dalga boyu geçiş bölgesinde herhangi bir harici etki (bükme veya mikro bükülme gibi) yüksek mertebeli mod kaybını değiştirebilir; böylece kesim dalga boyunu kaydırır. Özel olarak, eğrilik yarıçapı azaldıkça ve fiber uzunluğu arttıkça, kesim dalga boyu azalır. İkinci durumda kararlı bir değere ulaşmadan önce, kesim dalga boyunun kayması için aşağıdaki bağıntının geçerli olduğu bulunmuştur: Burada ve L metre olarak alınır ve m, fiber tipine bağlı olarak 20 ile 60 arasında değerler alan bir parametredir. Yukarıdaki tartışmanın bir sonucu olarak, bir “etkin “ kesim dalga boyu ’nin tanımlanması ihtiyacı doğar ve genellikler basitçe kesim dalga boyu olarak adlandırılır.

Uygulama açısından, iki zıt ihtiyaç göz önüne alınmalıdır: Daha uzun dalga boylarında, bükülme kayıplarına olan duyarlılığı azaltma için büyük bir değeri tavsiye edilir: diğer taraftan, bu değer, iletim sistemi dalga boyunda tek modda çalışmayı temin edecek kadar düşük olmalıdır; bu şart, sistem performansını bozabilen mod gürültüsünü (Bkz. Kesim–3,14) önler. Yukarıdaki tartışmanın ışığı altında, özel fiber döşeme şartları altında için optimize edilen fiber için (Comité Colsuftatif International Télegraphique et Téléphonique) tarafından tavsiye edilen değerleri Tablo–2 den elde edilebilir. Aslında uzunluğun ve kablo içindeki eğriliğin bileşik etkisi, yukarıda tanımlanan ’ye göre 50-70nm kadar kesim dalga boyunun değerini düşürebilir.

3.13. STANDARDİZASYON PARAMETRELERİ Tek modlu fiberler için CCITT standardizasyon parametreleri Tablo-1’de;garadyan indisli çok modlu fiberler için Tablo-2’de verilmiştir. Tablo-1: Tek modlu fiberler için CCITT standardizasyon parametreleri

Tablo-2: Gradyan indisli çok modlu fiberler için CCITT standardizasyon parametreleri

olduğu zaman meydana gelir. 3.14. MOD GÜRÜLTÜSÜ Çok modlu optik fiberlerin modlar arası dispersiyon özellikleri optik kanalda taşınan işaretleri etkileyen diğer bir olay yaratır. Bu olay, çok modlu fiberde gözlenen benek desenlerinde, algılayıcının (detektör) çözme(rezolüsyon) zamanından daha büyük karakteristik zamanlara sahip olan dalgalanmalar olarak kendini gösterir ve mod veya mod gürültüsü olarak bilinir. Benek desenleri, kaynağın koherens zamanı, fiber içindeki modlar arası dispersiyon zamanı T’den daha büyük olduğu zaman, koherent bir kaynaktan elde edilen modların girişimi yüzünden oluşur. Kaynak frekans genişliği f olan bir kaynak için uyumluluk (koherens) zamanı, basitçe 1/f ile verilir. Böylece, mod gürültüsü, olduğu zaman meydana gelir.

Titreşimler, süreksizlikler, ekler bağlantılar ve kaynak /algılayıcı bağlaşımı gibi fiber boyunca ortaya çıkan bozucu etkiler, benek deseninde dalgalanmalara yol açabilir; böylece modal gürültü oluşur. Mod gürültüsü, orijinal girişimi veren iki veya daha çok mod arasındaki faz ilişkisi(korelasyon) bu bozucu etkiler tarafından diferansiyel olarak geciktirildiği zaman ortaya çıkar. Böylece, mod gürültüsüne yol açan durumlar şöyle sıralanabilir. Spektral genişliği dar ve koherens uzunluğu (koherens zamanı çarpı yayınım hızı) uzun olan koherent bir kaynak, Diferansiyel mod gecikmesine veya modal ve uzaysal filtrelemeye sebep olan, fiber boyunca ortaya çıkan bozucu etkiler. Modlar arasında faz ilişkisinin olması (korelasyon). İyice dar çizgi genişliğine sahip injeksiyon(püskürtme) laserler kullanılarak yapılan, rms işaretin modal gürültüye oranına ait ölçümler, yukarıda bahsedilen şartlar altında, işaret-gürültü oranları verilmiştir.

Bozucu etkiler oluşturmak için, ölçümler iyi hizalanmamış konnektörler kullanılarak yapılmıştır. Bu ölçümler, temel eksenel hizalanma bozukluğu yüzünden her bir konektördeki zayıflama 20 dB olduğu zaman, taşıyıcı işaret – gürültü oranlarının 10 dB civarında azaldığını göstermiştir. Bu zayıflamaya sebep olan durumlardan birini ortadan kaldırarak, modal gürültüden korunulabilir. Böylece modal gürültüsü olmayan iletim, şu noktalara dikkat edilerek elde edilebilir: Modal girişim etkilerini yok etmek için, geniş spektrumlu bir kaynak kullanmak. Bu ya (1) tek boyuna modun genişliğini artırarak ve böylece koherens zamanını azaltarak veya (2) boyuna modların sayısını artırarak ve girişim desenlerinin ortalamasını alarak başarılabilir. (a–2) ile beraber, büyük nümerik açıklıklı fiberlerin, büyük benek sayısı veren, çok sayıda modun iletimine imkân sağladığı ve böylece tek tek benek etkisi doğurarak modal gürültüyü azalttığı görülmüştür. Farklı modların iletimine imkân sağlayan tek modlu fiber kullanılması ve böylece hiçbir modlar arası girişimin olmaması. Fiber boyunca olan bozucu etkilerin (disturbances) giderilmesi.

Tanımlamalar: Standardization: Ayarlama, üretilen veya yapılan herhangi bir maddeyi standart ile karşılaştırarak onun miktar ve niteliklerine göre ayarlama, standardizasyon (İlacın standardizasyonu gibi). Optimize: En iyi şekilde kullanmak, en çok istifade etmek. Dispersiyon: Farklı dalga boylarına sahip ışığın, fiber içinde farklı grup hızlarında ilerlemesinden kaynaklanan ışık palsının genişlemesi. Frekans: Düzgün dairesel hareket yapan cismin birim zamanda yaptığı devir sayısı. Rezolüsyon: Erime, çözülme, ayrılma. Korelasyon: Her ikisi de nicel olan herhangi bir x tesadüfi değişkeni ile y tesadüfi değişkenin aldığı değerler dizisi arasında bir uygunluk hâlinin olup olmadığını araştıran yöntem Tayf (Spektral): Fizikte, birleşik bir ışık demetinin bir biçmeden geçtikten sonra ayrıldığı basit renklerden oluşmuş görüntü. Rms (Root Mean Square) : Aynı sıcaklık etkisini üretmek için doğru akım değerinin alternatif akımın efektif değerini birbirini etkilemesi Kohorent: Eş zamanlı,eş evreli Konnektör: Bağlayıcı Disturbance: Bozukluk, karışıklık Tek Modlu Fiber: Işıgın tek bir modda ya da tek bir yolda ilerlemesine olanak tanırlar.Damar çapları 8,3mikro metredir.Tek modlu fiberler düşük sinyal kayıplarının olduğu ve yüksek iletişim hızının gerektiği durumlarda kullanılır.

13. Dedektör: Herhangi bir şeyin varlığını gösteren araç, algılayıc 14 13. Dedektör: Herhangi bir şeyin varlığını gösteren araç, algılayıc 14. Rezolüsyon: Çözme 15.Korelasyon: Faz ilişkisi 16.Faz: Dalga hareketinde belli zamanlarda max.’ların ya da min.’ların yerlerini benzer noktalarda değiştirdikleri periyodik hareket 17.Kohorens: uygun, uyumlu, birbirini tutan 18.WDM: Çok kanallı optik haberleşme sistemi. 19.EDFA: En hızlıdan(en az hassastan) en yavaş (en fazla hassas) olana doğru

Kaynakçalar: Prof. Dr. SEDAT ÖZSOY ÇANAKKALE TÜRKTELEKOM MÜDÜRÜ: MEHMET KÖŞKEROĞLU EGE ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKAN YRD: DOÇ. DR GÖKALP KAHRAMAN www.fiberturk.com www.forumakademi.org www.tdkterim.gov.tr www.fiziksemineri.com

Dinlediğiniz İçin Teşekkürederim