Fiber Optik Teknolojisi Nedir? Nerelerde Kullanılır? Uçaklarda Fiber Optik Kullanımı Ne İşe Yarar?

Fiber optik teknolojisi, iletişim ve veri iletiminde kullanılan bir teknoloji türüdür. Bu teknoloji, iletken olarak cam veya plastikten yapılmış ince fiberlerin kullanıldığı, verinin ışık sinyalleri aracılığıyla iletilmesini sağlar. Fiber optik kablolar, geleneksel bakır tellere kıyasla birçok avantaj sunar ve bu nedenle birçok farklı endüstride yaygın olarak kullanılır. Bu makalede, fiber optik teknolojisinin ne olduğu, nerelerde kullanıldığı ve bakır tel ile karşılaştırılması detaylı bir şekilde incelenecektir.

Modern çağda iletişim; milimetre, mikrometre ve radyo frekansları gibi uzun dalga boylu elektromanyetik dalgalar kullanılarak yapıldığı gibi elektromanyetik dalga skalasının optik bölgesine karşılık gelen aralıkta da yapılmaktadır. Günümüzde en yaygın, hızlı ve güvenli iletişim aracı bu optik bölgeyi kullanan fiber optik iletişim teknolojisidir. 

Gigabitler ve gigabitlerin ötesinde veri iletimi için fiber optik iletişim ideal seçimdir. Fiber optik iletişim, uzun mesafeler ve yerel alan ağları veya bilgisayar ağları üzerinden ses, video, telemetri, veri iletmek için kullanılmaktadır. 

Fiber Optik Kabloların Yapısı

Fiber optik kablolarda, verilerin ışık hızında taşınması için kullanılan fiber adı verilen ince cam veya plastik kablolar kullanılır. Bu kablolar, dış etkenlere karşı korunmak ve veri iletimini en iyi şekilde gerçekleştirmek için özel bir koruyucu tabaka ile kaplanır.

Fiber optik kabloların yapısında en önemli bileşenler arasında fiberler, bufferlar, koruyucu kaplamalar ve kablolar yer alır. Kablonun içindeki fiberler, ince bir cam çekirdek ve bu çekirdeği çevreleyen kalın bir kaplama ile kaplanmıştır. Bu çekirdeğin çevresinde yer alan kaplamalar ise fiberin sinyallerini korumaya ve düzgün bir şekilde yönlendirmeye yarar.

Işık Tabanlı Veri Aktarımı

Fiber optik kablolarda veri aktarımı, ışık tabanlı bir teknoloji kullanılarak gerçekleştirilir. Veriler, fiberlerin içinden geçirilen ışık dalgaları olarak taşınır. Işık, elektrik sinyallerinden daha hızlı ve daha uzak mesafelere ulaşabilme özelliği nedeniyle tercih edilir.

Veri aktarımı için iki farklı ışık türü kullanılır: LED’ler veya lazerler. LED’ler daha ucuz ve daha dayanıklı olmaları nedeniyle daha yaygın olarak kullanılırken, lazerler daha hızlı ve daha uzun mesafelere veri aktarımı yapabilmektedir.

Fiber Optik Veri Aktarımının Çalışma İlkesi

Fiber optik kablolarda veri aktarımı, sinyallerin dijital verilere dönüştürülmesi ve ışık dalgaları olarak kabloya gönderilmesiyle gerçekleştirilir. Bu veriler, fiberlerin içindeki sinyal ileticileri tarafından kontrol edilir.

Bu sayede veriler, kablonun içinde ilerleyebilirler. Fiberlerin içindeki sinyal ileticileri, verileri bir ışık dalgası halinde kabloya gönderirler. Bu ışık dalgaları, diğer taraftaki kablonun ucunda yer alan alıcılar tarafından alınarak, orada yeniden dijital verilere dönüştürülür.

Veri Aktarımının Hızı

Fiber optik kablolarda veri aktarımı, çok yüksek hızlarda gerçekleştirilebilir. Işık, elektrik sinyallerinden çok daha hızlı hareket edebildiği için, fiber optik kablolarda veri aktarım hızı oldukça yüksektir. Bu hız, internet hizmetleri, online oyunlar ve video görüşmeler gibi birçok farklı alanda hızlı veri transferi için büyük bir avantaj sağlamaktadır.

Fiber Optik Teknolojisi:

Fiber optik teknolojisi, veri iletimi için ışık kullanır. Bir fiber optik kablo, içinde yansıyan ışık dalgalarının özel bir dizilimini kullanan ince cam veya plastik liflerden oluşur. Bu ışık dalgaları, dijital veya analog veriyi taşıyan sinyalleri temsil eder. Fiber optik kablolar, iletkenler olarak elektrik kablolarından farklıdır çünkü ışık hızında veri iletimi sağlarlar.

Fiber optik kablolar, çekirdek (core), kılıf (cladding) ve dış kılıf (outer jacket) olmak üzere üç ana bölümden oluşur. Çekirdek, ışığın iletilmesinden sorumlu olan merkezi bölümdür. Kılıf, çekirdeği koruyan ve yansımaları kontrol eden tabakadır. Dış kılıf, kabloyu dış etkenlere karşı koruyan dış tabakadır.

Fiber optik iletimde kullanılan ışık genellikle görünür ışık spektrumunun dışında yer alır. En yaygın kullanılan ışık kaynağı, lazer veya LED gibi yüksek yoğunluklu ışık kaynaklarıdır. Veri, ışık sinyalleri aracılığıyla çekirdek boyunca iletilir ve fiberin uçlarındaki alıcılar tarafından yeniden elektrik sinyallerine dönüştürülür.

Fiber Optik Teknolojisi Ürünleri Nerelerde Kullanılır:

Fiber optik teknolojisi, birçok farklı endüstride geniş bir kullanım alanına sahiptir. İşte fiber optik teknolojisinin başlıca kullanım alanlarından bazıları:

Telekomünikasyon: 

Fiber optik kablolar, telekomünikasyon endüstrisinde geniş bant genişliği ve yüksek veri transfer hızları sağlar. Telefon, internet ve televizyon hizmetleri gibi iletişim sistemlerinde yaygın olarak kullanılır.

Bilgisayar Ağları: 

Büyük ölçekli veri iletimi gerektiren bilgisayar ağları, fiber optik teknolojisinden faydalanır. Veri merkezleri, şirket ağları ve internet servis sağlayıcıları gibi yerlerde kullanılır.

Medikal Uygulamalar: 

Fiber optik kablolar, endoskoplar ve diğer tıbbi görüntüleme cihazları gibi medikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Bu uygulamalar, hassas ve yüksek çözünürlüklü görüntüleme gerektiren cerrahi prosedürlerde kullanılır.

Askeri ve Savunma: 

Askeri iletişim sistemleri ve askeri uygulamalar, fiber optik teknolojisinden faydalanır. Fiber optik kabloların elektromanyetik girişimden etkilenmemesi ve güvenli veri iletimi sağlaması, askeri operasyonlarda önemli bir avantaj sağlar.

Enerji Sektörü: 

Fiber optik sensörler, enerji şebekelerindeki gerilim, sıcaklık ve titreşim gibi değişkenleri izlemek için kullanılır. Bu sensörler, enerji şebekelerinin güvenliğini ve performansını artırmaya yardımcı olur.

Ulaşım ve Havacılık: 

Fiber optik teknolojisi, trenler, otobüsler, gemiler ve uçaklar gibi ulaşım araçlarında da kullanılır. Özellikle uçaklarda, hafiflik, dayanıklılık ve yüksek veri iletim hızı gibi avantajları nedeniyle tercih edilir.

(Bakır Tel) Kablo Türleri

Bakır tel tipik olarak, birden fazla bakır telin ortak bir ceket halinde gruplandığı bir bakır kablodan farklılaştırılmış, elektrik sinyalleri için tek bir iletkenden oluştuğu şeklinde tanımlanır. Bakır, elektrik iletkenliği konusunda üst segmentlerdedir, başka hiçbir metal iletkenliği ile rekabet edemez, ayrıca bakır tel daha az yalıtım gerektirir ve diğer metallerden daha etkili bir şekilde gerilebilir. Bakır telin birkaç türü vardır bunlar:

1. Koaksiyel Kablo

Koaksiyel kablo, düşük kayıplı yüksek frekanslı elektrik sinyallerini  taşımak için kullanılan bir tür iletim hattıdır. Geniş bant internet ağ kabloları, yüksek hızlı bilgisayarlar, kablolu televizyon sinyalleri, radyo vericileri ve alıcıları için kullanılır.

2. Çift Bükümlü Kablo

Telefon sistemlerinde kullanılır. Bu tür kablolarda çıplak kabloların her biri bir yalıtım malzemesi ile giydirilir ve kablolar çiftler halinde birbirine bükülür. Bükümlü çift kablonun metal koruyucu ile sarılmış haline Korumalı Bükümlü Çift Kablo denir. İzole edilmiş bükümlü çiftlerin etrafına sarılmış metal koruyucu ile, kablo elektromanyetik alandan daha iyi korunmakta ve verilerin daha uzun mesafelere iletilmesine olanak sağlamaktadır. 2 tür çift bükümlü kablo bulunmaktadır.

STP Kablo (Korunmalı Çift Bükümlü Kablo – Shielded Twisted Pair) :

Ethernet ağlarında kullanılabilen bu kablo, koaksiyel kablolardan farklı olarak verinin taşındığı devrenin bir parçası olmadığı için mutlaka her iki sonda da topraklandırılmalıdır. Aksi halde iletişime en çok zarar veren bir etken olur. Kablo, içindeki veya çevresindeki sinyalleri toplayan bir anten gibi çalışır ve ağ ortamındaki veriyi bozar. Etrafı renkli plastik kaplayıcıyla kaplanmış 4 çift tel ve dış kaptan önce korunmayı sağlayan lifler bulunmaktadır. Bu da STP kabloyu daha sert ve ağır yapmaktadır.

UTP Kablo :

UTP kablo sadece bilgisayar ağlarında kullanılmaz. Oldukça yaygın olan bir başka kullanım alanı daha vardır: Telefon hatları… UTP kablo telefon hatlarında da kullanılır fakat bilgisayar ağlarındaki kullanımı bu alanın önüne geçmiştir ve UTP kablo bilgisayar ağlarıyla özdeşleşmiştir.

Fiber Optik Kablolar

Fiber Optik, uzun mesafelerde ışık için bir dalga kılavuzu görevi gören çok ince bir saf cam ipliğidir. Toplam iç yansıma olarak bilinen bir ilke kullanır. Fiber optik kablo aslında iki cam katmanından oluşur: Gerçek ışık sinyalini taşıyan çekirdek ve çekirdeği çevreleyen bir cam tabakası olan kaplama gibi. Kaplama, çekirdekten daha düşük bir kırılma indisine sahiptir. Bu, çekirdek içinde Toplam İç Yansımaya neden olur. Çoğu fiber çift yönlü çiftler halinde çalışır: birincisi sinyali iletmek için kullanılır ve diğeri de almak için kullanılır. Ancak her iki sinyali tek bir tel üzerinden göndermek mümkündür. 

İki ana fiber optik kablo türü vardır: 

Tek Modlu Fiber (SMF) ve Çok Modlu Fiber (MMF). Fark temel olarak çekirdeğin boyutundadır. MMF’nin çok daha geniş bir çekirdeği vardır, bu da çoklu ışık modlarının (veya “ışınların”) yayılmasına izin verir. SMF, sadece tek bir ışık modunun yayılmasına izin veren çok dar bir çekirdeğe sahiptir. Her fiber türü, kendi avantajları ve dezavantajları ile farklı özelliklere sahiptir. Fiber optik kablolar, endüstrilerde ve uygulamalarda çeşitli durumlarda birçok kullanıma sahiptir.

Fiber Optik Kablo Türleri

OFC: Optik fiber, iletken

OFN: Optik fiber, iletken olmayan

OFCG: Optik fiber, iletken, genel kullanım

OFNG: Optik fiber, iletken olmayan, genel kullanım

OFCP: Optik fiber, iletken, plenum

OFNP: Optik fiber, iletken olmayan, plenum

OFCR: Optik fiber, iletken, yükseltici

OFNR: Optik fiber, iletken olmayan, yükseltici

OPGW: Fiber optik kompozit havai topraklama kablosu

ADSS: Tamamen Dielektrik Kendi Kendini Destekleyen

OSP: Fiber optik kablo, dış tesis

MDU: Fiber optik kablo, çoklu konut ünitesi

Fiber optik ve Bakır Tel Karşılaştırılması:

Fiber optik teknolojisi, geleneksel bakır tellere kıyasla birçok avantaj sunar. İşte fiber optik teknolojisinin bakır tel ile karşılaştırılması:

Bant Genişliği: 

Fiber optik kablolar, bakır tellere kıyasla çok daha geniş bant genişliği sağlar. Bu, daha yüksek veri transfer hızlarına olanak tanır.

Uzun Mesafe İletim: 

Fiber optik kablolar, bakır tellere göre uzun mesafelerde bile daha az sinyal kaybı yaşarlar. Bu özellik, uzun menzilli iletişim sistemlerinde fiber optiğin tercih edilmesini sağlar.

Elektromanyetik Girişimden Az Etkilenme: 

Bakır teller, elektrik sinyalleri iletilirken elektromanyetik girişimden etkilenebilir. Ancak fiber optik kablolar, optik sinyaller kullandığı için elektromanyetik girişimden etkilenmezler.

Güvenlik: 

Fiber optik iletişim, dışarıdan müdahale edilmesi daha zor olduğu için daha güvenlidir. Elektromanyetik dalgalara duyarlı olmadığı için bilgi güvenliğini artırır.

Hafiflik ve Yüksek Yoğunluk: 

Fiber optik kablolar, bakır tellere göre daha hafiftir ve daha fazla veri yoğunluğuna izin verir. Bu özellik, telekomünikasyon altyapısının daha verimli ve kompakt olmasını sağlar.

Çevre Dostu: 

Bakır madenciliği ve işlenmesi, çevresel etkileri olan bir endüstriyel süreçtir. Oysa fiber optik kabloların üretimi, daha az doğal kaynak tüketir ve çevreye daha az zarar verir.

Fiber optik teknolojisi, bakır tellere kıyasla birçok avantaj sunmasına rağmen, maliyet açısından bakır teller hala tercih edilebilir olabilir. Ancak uzun vadede fiber optik teknolojisinin maliyet etkinliği ve performans avantajları, bakır tellerin yerini almasına neden olabilir.

Uçaklarda fiber optik teknolojisinin kullanımı, havacılık endüstrisinde önemli bir gelişme ve yenilik olarak kabul edilir. Fiber optik kablolar, uçaklarda elektronik sistemlerin güvenilir ve hızlı bir şekilde iletişim kurmasını sağlayarak daha güvenli ve verimli uçuşlar gerçekleştirilmesine olanak tanır. Bu makalede, uçaklarda fiber optik teknolojisinin kullanımıyla ilgili detaylı bir inceleme yapılacaktır.

Fiber Optik Teknolojisinin Uçaklarda Kullanımı: 

Fiber optik teknolojisi, uçaklarda elektronik sistemler arasında veri iletimini sağlamak için yaygın olarak kullanılır. Bu sistemler arasında uçuş kontrol sistemleri, haberleşme ekipmanları, eğlence sistemleri, yolcu bilgilendirme sistemleri ve diğer kritik sistemler bulunur.

Avantajları: 

Fiber optik kablolar, bakır tellere kıyasla daha hafif ve daha dayanıklıdır. Ayrıca elektromanyetik girişimden etkilenmezler ve daha yüksek veri transfer hızları sağlarlar. Bu özellikler, uçaklarda güvenilir ve hızlı veri iletimi için ideal bir çözüm sunar.

Uçuş Güvenliği ve Performansı: 

Fiber optik teknolojisi, uçaklarda daha güvenli ve verimli uçuşları destekler. Elektronik sistemler arasında hızlı ve güvenilir iletişim sağlayarak uçuş güvenliğini artırır. Ayrıca daha az enerji tüketirler ve bakım gereksinimleri daha azdır, bu da uçağın performansını artırır.

Hafiflik ve Yüksek Yoğunluk: 

Fiber optik kablolar, uçaklarda kullanılan diğer iletişim kablolarına göre daha hafif ve daha incedir. Bu özellik, uçakların daha hafif olmasına ve yakıt verimliliğinin artmasına yardımcı olur. Ayrıca daha yüksek veri yoğunluğuna izin verir, bu da daha fazla elektronik ekipmanın uçağa entegre edilmesine olanak tanır.

Dayanıklılık ve Çevresel Koşullara Uygunluk: 

Fiber optik kablolar, yüksek sıcaklık, nem ve titreşim gibi çeşitli çevresel koşullara dayanıklıdır. Bu özellik, uçaklarda güvenilir bir iletişim sağlar ve bakım maliyetlerini azaltır.

Hızlı Veri Transferi: 

Fiber optik kablolar, gigabit hızlarında veri iletimi sağlayabilirler. Bu da uçaklarda yüksek çözünürlüklü video ve ses iletimi gibi yüksek bant genişliği gerektiren uygulamaların kullanılmasına olanak tanır.

Güvenlik ve İzolasyon: 

Fiber optik kablolar, elektromanyetik dalgalara karşı daha dirençlidir ve dış müdahalelere karşı daha güvenlidir. Bu özellik, uçaklarda bilgi güvenliğini artırır ve dış müdahalelere karşı daha iyi bir koruma sağlar.

Maliyet ve Yatırım Getirisi: 

Fiber optik teknolojisi, başlangıçta bakır tellere kıyasla daha yüksek maliyetli olabilir. Ancak uzun vadede, daha düşük bakım gereksinimleri ve daha yüksek performansıyla birlikte daha iyi bir yatırım getirisi sunar.

Gelecek Uygulamalar ve Gelişmeler: 

Uçak endüstrisindeki sürekli teknolojik ilerlemeler, fiber optik teknolojisinin uygulama alanlarını sürekli genişletmektedir. Gelecekte, daha hızlı veri iletimi, daha yüksek bant genişliği ve daha fazla güvenlik sağlayan yeni fiber optik teknolojilerinin geliştirilmesi beklenmektedir.

Uçaklarda fiber optik teknolojisinin kullanımı, havacılık endüstrisindeki teknolojik gelişmelerin bir örneğidir ve uçuş güvenliği ve performansını artırmak için önemli bir rol oynamaktadır. Bu teknoloji, uçakların daha güvenli, daha verimli ve daha çevre dostu olmasına yardımcı olurken, aynı zamanda yolculara daha iyi bir uçuş deneyimi sunar.

Sonuç

Bakır kablo ve fiber optik arasındaki en önemli fark, bakır kablonun sinyali elektrik darbeleri şeklinde iletmesi, fiber optiklerin ise ışık darbeleri şeklinde sinyal iletimine sahip olmasıdır. Bakır kablo ve fiber optik arasındaki bir diğer önemli fark ise, isimlerinin kendisinde yatmaktadır. Bakır kablo bakır telden yapılır. Fiber optikler, tek veya çoklu cam elyaf tellerinden oluşur.

• Bir fiber optik kablonun veri iletim hızı, bakır kabloya göre çok daha fazladır. Bakır kablolar fiber optik kablolardan yaklaşık olarak %31 oranında daha yavaştır.

• Bir bakır kablonun bant genişliği fiber optik kabloya göre daha azdır. Bakır kablo 10 Gbps’ye kadar iletim sağlar fiber optik ise, 60 Tbps ya da daha fazla performansa sahiptir.

• Çalışma sırasında bakır kablonun tükettiği enerji 10W’tur. Fiber optik kablo ise daha tasarruflu enerji tüketimine sahiptir. Kullanıcı başına 2W’luk enerji harcar. Bu nedenle fiber optik hatların daha az enerji ihtiyacı vardır.

• Bakır telin ömrü sıcaklık değişimleri ve çevresel faktörlerle birlikte 5 yıldır fiber optik kabloların ise, 30 ya da 50 yıl arasında bir kullanım ömürleri vardır.

• Fiber optik, verilerin bakır kabloya kıyasla çok daha hızlı aktarılmasını sağlar.

• Bir fiber kablonun kurulum ve bakım maliyeti bakır kablodan daha fazladır.