FIBRA OPTIC

1.Fibra optic este o fibra de sticla sauplastic care transportlumina de-a lungul su. Fibrele optice sunt folosite pe scar larg n domeniul telecomunicaiilor, unde permit transmisii pe distane mai mari i lalarigimi de banda mai mari dect alte medii de comunicaie. Fibrele sunt utilizate n locul cablurilor de metal deoarece semnalul este transmis cupierderi mai mici, i deoarece sunt imune lainterferente electromagnetice . Fibrele optice sunt utilizate i pentru iluminat i transport imagine, permind astfel vizualizarea n zone nguste. Unele fibre optice proiectate special sunt utilizate n diverse alte aplicaii, inclusivsenzorii laseri.Lumina este dirijat prin miezul fibrei optice cu ajutorulreflexiei interne totale . Aceasta face fibra s se comporte ca ghid de unda . Fibrele care suport mai multe ci de propagare sau moduri transversale se numescfibre multimodale(MMF), iar cele ce suport un singur mod suntfibre monomodale (SMF). Fibrele multimodale au n general un diametru mai mare al miezului i sunt utilizate n comunicaii pe distane mai scurte i n aplicaii n care trebuie transferat mult putere. Fibrele monomodale se utilizeaz pentru comunicaii pe distane de peste 550m.Conectarea fibrelor optice una de alta este mai complex dect cea a cablurilor electrice. Capetele fibrei trebuie s fie atent tiate, i apoi unite fie mecanic fie prin sudare cu arc electric . Se utilizeaz conectori speciali pentru conexiuni ce pot fi nlturate.2.Importanta fibrei opticeFibrele cu pierderi mici (mai mici de 1 dB/Km) sunt folosite pentru linii de comunicatie pe distante pana la cativa kilometri. Asemenea linii pot constituii, de exemplu o legatura telefonica sigura in limitele unui oras. Crearea unor astfelde linii de comuniucatie este de perspectiva, deoarece un manunchide fibre optice este cu multmai subtire decat un cablu telefonic obisnuit si, in acelasi timp, permite sa se efectueze cu mult mai multe convorbiri telefonice decat in prezent. Diverse si foarte importante sunt aplicatiile liniilor de comunicatie prin fibre optice relativ scurte. Vom da cateva exemple. Se stie ca unul dintre "locurile inguste" ale calculatoarelor electronice actuale il reprezinta sistemele de comunicare, destinate introducerii si extragerii informatiei, realizarii comunicarii dintre procesor si memorie, precum si comunicarii intre mai multe calculatoare. Aceste sisteme de comunicare au o schema complexa facuta dintr-un mare numar de conductoare, in care se induc curenti electrici de zgomot, se creeaza paraziti ce nu pot fi inlaturati. Aici apare o deficienta caracteristica tuturor sistemelor de comunicatie electrice: imposibilitatea principala a deculpariiideale intre primire si receptie (intrare si iesire), sensibilitate la toate perturbatiile exterioare. De aceea, folosirea unui sistem de comunicare bazat pe optica fibrelor, in calculatoarele electronice moderne, are bune perspective si este de mare importanta pentru organizarea legaturii dintre calculatoare rapide.Sistemele actuale de comanda a avioanelor sunt saturate de conductoare. Inlocuirea conductoarelor cu fibre optice permite nu numai cresterea calitatii unui sistem de comanda, ci si reducerea masei totale a avionuluiPrin liniile de comunicatie cu fibre optice se pot tansmite nemijlocit imagini in miscare fara a fi nevoie sa se aranjeze cadrele dupa succesiunea semnalelor. In acest scop se formeaza cabluri din fibre optice. Iin cablurile folosite concret numarul de fibre poate ajunge sa fie de ordinul milionului. Principiul transmiterii imaginilor prin cabluri de fibre optice este destul de simplu. Se poate spune ca fasciculele luminoase, reflectate sau emise de un element al imaginii tansmise , parcurg intreaga lungime a cablului si la iesire reconstituie respectivul element din imagine. Pastrand la iesirea cablului o aceeasi distributie reciproca a fibrelor ca si la intrarea , se poate reconstitui imaginea existenta la inregistrare. In particular, se pot lua imagini de obiecte aflate in locuri greu accesibile. Astfel, medicii pot privi in interiorul organelor interne ale corpului uman (esofag, stomac,intestine).3.IstoricTehnologia fibrelor optice, dei devenit omniprezent doar n lumea modern, este una simpl i relativ veche. Ghidarea luminii prin reflexii repetate, principiul care st la baza fibrelor optice, a fost demonstrat pentru prima oar deDaniel Colladoni Babinetla Paris la nceputul anilor 1840.John Tyndalla inclus o demonstraie a acesteia n cursurile sale publice de la Londra un deceniu mai trziu.Tyndall a scris i despre proprietatea dereflexie intern totalntr-o carte introductiv despre natura luminii, n 1870: Cnd lumina trece din aer n ap, raza refractat este ntoarsnspre perpendicular... Cnd raza trece din ap n aer, ea este ntoarsdinspreperpendicular... Dac unghiul fcut de raza din ap cu perpendiculara la suprafa este mai mare de 48 de grade, raza nu va mai iei deloc din ap: ea va fitotalmente reflectatla suprafa.... Unghiul ce marcheaz limita la care reflexia total ncepe se numete unghi limit al mediului. Pentru ap, acest unghi este de 4827', pentrusticl flint, este de 3841', iar pentru diamant, este de 2342' n 1991, studiile n domeniul cristalelor fotonice a dus la dezvoltarea fibrei optice cu cristal fotonic care ghideaz lumina prin difracie ntr-o structur periodic, i nu prin reflexie intern total. Prima fibr din cristal fotonic a devenit disponibil pe pia n 2000.Fibra din cristal fotonic poate fi proiectat s transfere putere mai mult dect fibra convenional, iar proprietile dependente de lungimea de und pot fi manipulate pentru a mbunti performanele fibrei n anumite aplicaii.4.Aplicatiia.Telecomunicaii prin fibr opticFibra optic poate fi utilizat ca mediu de telecomunicaii ireeledeoarece este flexibil i poate fi strns n cabluri. Este deosebit de avantajoas pentru comunicaii pe distane mari, deoarece lumina se propag prin fibr cu atenuare mic n comparaie cu cablurile electrice. Aceasta permite acoperirea de distane mari cu doar cteva repetoare. n plus, semnalele luminoase propagate n fibr pe fiecare canal pot fi modulate la viteze de pn la 111gigagbiti pe secunda.Fiecare fibr poate transmite mai multe canale independente, fiecare folosind o alt lungime de und a luminii (multiplexare cu diviziune a lungimii de und). Rata de transfer net (fr octei de overhead) este rata de transfer efectiv de date nmulit cu numrul de canale (de regul n numr de pn la 80 pentru sistemele cu multiplexare dens n lungimea de und la nivelul anului 2008). Recordul de transmisie prin fibr optic n laborator este deinut de Laboratoarele Bell Labs din Villarceaux, Frana, cu multiplexarea a 155 canale, fiecare de cte 100 Gbps pe o fibr de 7000km.Pe distane scurte, cum ar fi reeaua unei cldiri, fibra optic economisete spaiu n conductele de cablu deoarece o singur fibr poate transporta mai multe date dect un singur cablu electric. Fibra este imun i la interferenele electrice; nu existcross-talkntre semnalele de pe cabluri diferite i fibra optic nu culege zgomote electromagnetice din mediu. Cablurile de fibr optic nu conduc electricitate, aceasta fiind o bun soluie pentru protejarea echipamentelor de comunicaii aflate n medii deinalta tensiune cum ar fi centralele electrice, sau structurile metalice de comunicaii vulnerabile la trsnet. Ele pot fi utilizate i n medii n care sunt prezente gaze inflamabile, fr pericol de explozie. Interceptarea comunicaiilor este mai dificil prin comparaie cu conexiunile electrice, i exist fibre cu miez dublu concentric care fac interceptarea i mai dificil.Desi fibra optic se poate face din plastic transparent, sticl, sau o combinaie de cele dou, fibrele optice utilizate n telecomunicaii pe distane mari sunt ntotdeauna din sticl, din cauza atenurii optice mai mici. Att fibrele multimodale ct i cele monomodale sunt utilizate n telecomunicaii, cea multimodal fiind folosit pentru distane mici, de pn la 550m, iar cea monomodal la legturi pe distane mari. Din cauza toleranelor mai mici necesare pentru cuplarea luminii ntre fibrele monomodale (cu diametrul miezului de aproximativ 10 micrometri), transmitoarele, receptoarele, amplificatoarele i alte componente monomodale sunt n general mai costisitoare dect cele multimodale.b.Senzori cu fibr optic n unele aplicaii, se folosesc senzori care sunt ei nsasi fibre optice. n alte cazuri, fibra optic este utilizat pentru a conecta un senzor cu sistemul de msurare. n funcie de aplicaie, fibra optic se poate folosi deoarece este mic, sau pentru c n punctul ndeprtat de msurare nu exist energie electric, sau pentru c astfel se pot multiplexa mai muli senzori pe lungimea unei singure fibre prin folosirea de lungimi de und diferite pe fiecare senzor, sau prin detectarea ntrzierii suferite de lumin la trecerea prin fiecare senzor.Fibra optic se poate utiliza ca senzor de msurare a tensiunii,temperaturii,presiuniii a altor cantiti prin modificarea fibrei astfel nct cantitatea de msurat s modulezeintensitatea,faza,polarizarea,lungimea de undsau durata de trecere a luminii. Senzorii care pot varia intensitatea luminii sunt cei mai simpli, deoarece sunt necesare doar o surs i un detector.c.Alte utilizri Fibra optic este folosit i n iluminat, caghid de luminn aplicaii medicale i nu numai, n care este nevoie de lumin puternic pe un punct ascuns. n unele cldiri, fibra optic este utilizat pentru a direciona lumina solar de pe acoperi spre alte pri ale cldirii. Iluminarea cu fibr optic este folosit i n aplicaii decorative, la indicatoare, lucrri de art i n pomi de Crciun artificial. MagazineleSwarovskiutilizeaz fibra optic pentru a ilumina cristalele expuse din mai multe unghiuri cu o singur surs de lumin.Un grup coerent de fibre se utilizeaz, uneori mpreun cu lentile, la un dispozitiv lung i subire de achiziionat imagini, numit endoscop, folosit pentru a vedea obiecte printr-o gaur mic. Endoscoapele medicale sunt utilizate pentru proceduri chirurgicale neinvazive (endoscopie). Endoscoapele industriale sunt utilizate la inspectarea unor puncte la care se ajunge greu, cum ar fi interioarele motoarelor cu reacie.nspectroscopie, cablurile de fibr optic sunt utilizate pentru a transmite lumina de la un spectrometru la o substan ce nu poate fi pus ea nsi n spectrometru, pentru a i se analiza compoziia. Un specrometru analizeaz substanele trecnd lumin prin ele i reflectnd lumin din ele. Cu fibr optic, un spectrometru poate fi folosit pentru a studia obiecte prea mari pentru a ncpea n el, gaze sau reacii ce au loc n vase sub presiune. O fibr optic dopat cu anumite elemente rare, cum ar fierbiulse pot folosi ca mediu de amplificare pentru unlasersauamplificator optic. Fibra optic dopat cu elemente rare se poate folosi i pentru a amplifica semnale prin tierea unei scurte seciuni de fibr dopat i introducerea ei ntr-o linie de fibr obinuit. Fibra dopat este pompat optic cu o a doua lungime de und cuplat la linie. Lumina de ambele lungimi de und se transmite prin fibra dopat, care transfer energie de la a doua lungime de und la unda purttoare de semnal. Procesul care determin amplificarea esteemisia stimulat.Fibrele optice dopate cu un deplasator de lungime de und folosesc la colectarea luminii de la un scintilator n experimentele defizic. Fibra optic poate oferi alimentare cu energie (aproximativ un watt) unor dispozitive electronice aflate ntr-un mediu electric dificil.

4.Principiul de functionare O fibr optic este unghid de unddielectriccilindric ce transmite lumina de-a lungul axei sale, prin procesul dereflexie intern total. Fibra const dintr-unmiez nconjurat de un strat de substan (teac). Pentru a pstra semnalul optic n miez,indicele de refracieal miezului trebuie s fie mai mare dect cel al tecii. Limita dintre miez i teac poate fi fie abrupt, n fibra cu salt de indice, fie gradat, n fibra cu indice gradat.

Structura unei fibre optice monomodale tipice.1. Miez: 8m diametru2. Teac: 125m dia.3. Tampon: 250m dia.4. nveli: 400m dia.

5.Concluziia).AvantajeleFibra optica este foarte bine adaptata de transmisia se semnale numerice.Debitele sistemelor din spatiu sunt esalonate si sunt de peste ordinul 3 ca marime.Ele au de la cativa M.bit/sec. pana la cativa G.bit/sec.Imunitatea la interferenta si bruiajul electromagnetic:Fibrele optice au cteva avantaje fat de liniile de comunicaie tradiionale, din metal: cablurile de fibr optic au o lime de band mult mai mare dect cablurile de metal; asta nseamn s ele pot purta masi multe date; cablurile de fibr optic sunt mai puin susceptibile la interferene dect cablurile metalice; cablurile de fibr optic sunt mult mai subiri i mai uoare dect firele de metal;datele pot fi transmise digital (forma natural a datelor de pe calculatoare) n loc de a fi transmise analogicO securitate perfecta:nici o electrocutare,nici un scurtcircuit,fara impamantare.b) DezavantajeFibra optica nu permite transportul de energie.Tehnicile instalatiilor trebuie sa protejeze ochii:densitatile de energie optica emisa prin sursa de lumina si eventual prin extremitatea fibrei,sunt suficiente pentru a afecta retina,inainte ca victima sa observe.Este indispensabila purtarea ochelarilor de protectie infrarosu,pentru a lucra deasupra unui dispozitiv aflat in functiune.Principalul dezavantaj al fibrelor optice este preul mare al instalrii cablurilor. n plus, ele sunt mult mai fragile dect firele metalice i sunt mai greu de ramificat.

6.Bibliografiehttp://www.scritub.com/stiinta/informatica/FIBRELE-OPTICE193221319.phphttp://ro.wikipedia.org/wiki/Cablu_de_fibr%C4%83_optic%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Fibr%C4%83_optic%C4%83http://www.referatele.com/referate/fizica/online5/FIBRA-OPTICA---FIBRA-OPTICA-SIMPLA-CABLURI-DIN-FIBRE-OPTICE-CABLURI-NECOERENTE-Diagrama-despre-refle.php