Fiber Optik Kablo Nedir?

Fiber optik kablo, veriyi ışık sinyalleriyle ileten yüksek hızlı bir kablo türüdür. Bakır yerine fiber kullanmak, daha hızlı ve güvenli veri iletimi sağlar.

Fiber optik kablo nedir? Neden bakır değil de fiber kablo kullanalım?

Fiber optik kablo, içerisinden ışığın yönlendirildiği, Silisyum Dioksit (SiO₂) yapıda CAM maddedir. Bu şekilde üretilmiş kabloların tercih edilmesinin en büyük sebebi; çevresel şartların ağır olduğu nemli, rutubetli, elektriksel alan parazitlerinin yoğun olduğu yerlerden etkilenmemesi ve her zaman stabil bir bağlantı sunmasıdır. Fiber kablolar bakır kablolara kıyasla esnek değildir, fiber kabloların 90 derece eğip keskin köşeli kullanımı tavsiye edilmez, kablo zarar görebilir.

Fiber optik kablonun CAT bakır kabloya göre en büyük avantajı, sağladığı bant genişliği ve uzun mesafeleri kayıpsızve tam performanslı bir şekilde data taşıma üstünlüğü olarak gösterilebilir. CAT bakır kablolarda data taşıma 100 metreden sonra sorunlu olabilmektedir. 100 metreden daha uzun mesafelere veri taşımak için, her 100 metrede bir switch konumlandırma gerekliliği ortaya çıkar. Bu nedenle fiber optik kablolar, data iletimini ışık hızıyla saniyede 300 bin km’lik hızla gerçekleştirdikleri için uzak mesafelere data aktarımı için tasarlanmışlardır. Ayrıca fiber optik kablolar yüksek hızda veri transferi için de kullanılırlar.  Günümüzde (2019 yılı itibariyle) bakır kablolaların ulaşabildiği en yüksek veri hızı 40Gbps’dır. Fiber optik kablolarda ise bu hız 400 Gbps’a kadar çıkabilmektedir.

Fiber Optik Kabloların Avantajları

• Fiber optik kablolar uzun metrajlı olarak kullanılabilirler. Multi Mode fiberler 550 metreye kadar, Single Modefiberler ise 100 kilometreye kadar veri taşıyabilirler.
• Tek kablo içerisinde çok çekirdek barındırabildiğinden yedekli hat kullanımlarını kolaylaştırır, bağlantılarda hat hızını artırır.
• Çok yüksek hızlarda veri aktarmalarına imkan tanır.
• Dış etkenlere karşı dayanıklı yapılara sahiptirler.
• Zayıflama azlığı. Uzun metrajlı kullanımlarda bile zayıflama çok azdır.

Fiber Optik Kabloların Genel Olarak Yapısı

Fiber optik kabloların genel olarak yapısını en içten dışa doğru sıralayacak olursak;

1. Çekirdek-Kıl (Core) : Işığın yönlendirildiği Silisyum Dioksit yapıdaki CAM maddedir.
2. Kılıf (Cladding) : Çekirdeği saran kaplama yapıdır. Bu kaplama, ışığın çekirdekten dışarı yansımasını ve dolayısı ile de data kayıplarını önler.
3. Kaplama (Coating) : Çekirdeği (core) saran kaplama yapıyı (cladding) saran en dış kaplamadır.
4. Güçlendirme (Strengthening) : Fiber optik kablonun yüke danayım (load-bearing) bileşenidir. Bu bileşen, fiber optik kablonun gerilme, çekilme gibi durumlarında kablonun içindeki kılıf ve özellikle de çekirdeği koruma amaçlı eklenmiştir. Tamamen güvenlik amaçlıdır.
5. Dış Kılıf (Outer Jacket) : Fiber optik kablonun en dış yüzeyinde yer alır. Kabloyu su, toz ve diğer tüm etkilerden koruyan kısımdır. Bu katmanın içeriği günümüzde 3 farklı şekilde karşımıza çıkmaktadır.

Fiber Optik Kablo Dış Kılıf (Outer Jacket) Katman Türleri

PE -1 Polyethylene

Avantajları;

• Karbon yapısı nedeniyle güneş ışığına karşı iyi direnç gösterir.
• Çeşitli sıcaklık derecelerinde iyi performans sağlar.
• Aşınma ve çatlama direnci yüksektir.

PVC Polyethylene

Avantajları;

• İyi mekanik koruma sağlar.
• Alevlenme geciktirici özelliği vardır.
• İç mekanlar için daha avantajlıdır.
• Güneş ışınlarına karşı koruma gücü yüksektir.

LSZH – Low Smoke, Zero Halogen

Avantajları;

• Halojen içermediğinden, alevlenme geciktirici özelliği vardır.
• Metro, tünel gibi halka açık ama havalandırma sorunu olabilecek yerler için idealdir.
• İyi mekanik koruma sağlar.

Fiber Optik Kablo Çeşitleri ve Kılıf (Cladding) – Çekirdek (Core) Çapları

Günümüzde Multi Mode (çoklu mod) fiber optik kablo ve Single Mode (tekli mod) fiber optik kablo olmak üzere iki çeşit fiber optik kablo vardır.

Multimode Fiber Optik Kablo

125µm (mikro metre ya da mikron) dış (cladding) çap; 62.5µm ile 50µm çekirdek (core) çapı ve 850 ile 1300 nanometredalga boyu (wave length) değerlerine sahip olup çekirdek (core), single mode fiber optik kabloya oranla çok daha geniştir.

Multi Mode fiber optik kablolar, indis yapılarılarına göre ikiye ayrılır;

1. Kademe İndisli Multi Mode Fiber Optik Kablo

Bu fiber türü, daha geniş bir ışık açıklığına sahiptir ve dolayısıyla da kabloya daha çok ışık girmesine olanak sağlar. Çekirdek (core) – kılıf (cladding) arasındaki sınıra kritik açıdan daha büyük bir açıyla çarpan ışık ışınları, çekirdekte (core) zikzak şeklinde yayınım yapar ve sürekli olarak sınırdan yansırlar.

Çekirdek (core) – kılıf (cladding) arasındaki sınırına kritik açıdan daha küçük bir açıyla çarpan ışık ışınları, Kılıfa (cladding) girer ve yok olurlar. Işık ışınları fiber’de yayınım yaparken, izleyebileceği çok sayıda yol olduğu görülebilir. Bunun neticesinde de bütün ışık ışınları aynı yolu izlemez, dolayısıyla fiberin bir ucundan diğer ucuna olan mesafeyi aynı zaman süresi süresi içinde kat etmezler.

2. Derece İndisli Multi Mode Fiber Optik Kablo

Derece indisli multi mode fiberin yapısındaki çekirdeğin indisi, yarı çapa bağlı olarak değişmektedir. Yani içten dışa doğru eşmerkezli halkalar halindedir. Bu halkaların her birinin kırılma indeksi farklıdır ve içten dışa doğru gidildikçe kırılma indisi düşer. Yani tam merkezde en büyük indeks, en dışta ise en küçük indeks bulunur.

Merkezde direkt olarak giden ışık az yol alır ancak burada indeks büyüktür. Daha dış katmanlarda giden ışıkların aldıkları yol daha fazladır ancak bu katmanlarda indeks küçük olduğundan ışığın hızı indeks profili ile ters orantılı olarak değişir. Dolayısıyla, tüm ışıklar belli düğüm noktalarında birleşirler ancak alıcı uçta darbeler arasında bir gecikme olur. Buna rağmen gecikme oranı, kademe indisli multi mode fiber’lere göre daha azdır.

Single Mode Fiber Optik Kablo

125µm (mikrometre ya da mikron) dış (cladding) çap, 9µm çekirdek (core) çapı ve 1300 ile 1550 nanometre arasında dalga boyu (wave length) değerine sahip olup çekirdek (core) multi mode’a oranla daha dar bir yapıya sahiptir.

Çekirdek (core) çapının 9µm gibi çok küçük bir çapa sahip olması sayesinde ışığın kabloda yayınım yaparken izleyebileceği tek bir yol vardır. Fiber’de spesifik bir dalga boyunda (wave length) ilerleyen sadece bir ışık modu ya da doğrultusu vardır. Dolayısıyla, bütün ışık ışınları kabloda yaklaşık aynı yolu izler ve kablonun bir ucundan diğer ucuna olan mesafeyi yaklaşık olarak aynı sürede izler. Bu da singlemode kabloların en önemli avantajlarındandır. Ayrıca bu kablo türünde tek bir ışık modu olduğu için modsal yayınım söz konusu değildir. Bu durum daha az yayılma kaybı ve daha çok bilgi taşıma kapasitesi sağlar.

Buraya kadar anlatmaya çalışığım kılıf (cladding) – çekirdek (core) çapları, çekirdek (core) içinden iletilen ışığın dalga boyu (wave length) ve iletim esnasında izlediği yol boyunca taşıdığı data kapasitesi ve kalitesi anlamında büyük önem arz etmektedir. Bu çaplar aynı zamanda, kablodan taşınacak data’nın mesafesini de doğrudan etkilemektedir.

Multi Mode Fiber Optik Kablo Yapıları ve Mesafeleri

Multi mode fiber optik kabloları, yapıları ve data iletim hızlarına göre şu şekilde sınıflandırabiliriz;

OM1-Multi Mode (TIA-492AAAA)

TURUNCU renkli, led ışık türüne sahip 125µm dış çapa ve 62.5µm çekirdek çapına sahiptir.

OM2-Multi Mode (TIA-492AAAB)

TURUNCU renkli, led ışık türüne sahip 125µm dış çapa ve 50µm çekirdek çapına sahiptir.

OM3-Multi Mode (TIA-492AAAC)

AQUA renkli, lazer ışık türüne sahip 125µm dış çapa ve 50µm çekirdek çapına sahiptir.

OM4-Multi Mode (TIA-492AAAD)

AQUA renkli, lazer ışık türüne sahip 125µm dış çapa ve 50µm çekirdek çapına sahiptir.

OM5-Multi Mode (TIA-492AAAE)

AQUA renkli, lazer ışık türüne sahip 125µm dış çapa ve 50µm çekirdek çapına sahiptir.

Single Mode Fiber Optik Kablo Yapıları ve Mesafeleri

Single mode fiber optik kabloları, yapıları ve data iletim hızlarına göre şu şekilde sınıflandırabiliriz;

OS1-Single Mode (TIA-492AAAA)

SARI renkli, led ışık türüne sahip 125µm dış çapa ve 9µm çekirdek çapına sahiptir.

OS1-Single Mode (TIA-492AAAB)

SARI renkli, lazer ışık türüne sahip 125µm dış çapa ve 9µm çekirdek çapına sahiptir.

OS2-Single Mode

MAVİ renkli, lazer ışık türüne sahip 125µm dış çapa ve 9µm çekirdek çapına sahiptir.

Katkılarından dolayı Fırat Boyan kardeşime teşekkür ederim.

Yazar

Sinan Balcı