Optik Kablo vs Koaksiyal Kablo | Sinyal Türü, Yapı ve Uygulama Farkları

Optik fiber ve koaksiyel kablo her ikisi de yönlendirilmiş iletim ortamları türleridir. Ancak, iki arasında birkaç önemli faktör farklılık gösterir. En temel fark, ilettiği sinyal türündedir: optik fiber ışık (optik) sinyalleri taşımak için tasarlanmıştır, koaksiyel kablo ise elektrik sinyallerinin iletilmesi için kullanılır.

Optik Fiber Tanımı

Optik fiberler, bir ucundan diğerine en az kayıp ile ışık sinyallerini iletmek için kullanılan esnek, şeffaf dalga rehberleridir. Genellikle yüksek saflıkta cam (genellikle silika) veya bazen plastikten yapılmış olup, çekirdek ve kaplama yapısından oluşurlar.

Çekirdek, ultra saf silika camdan yapılmış, ışığın yayıldığı merkezi iç bölge olan bölgedir. Çekirdek, çekirdeğin daha düşük kırılma indeksine sahip olduğu camdan oluşan bir tabaka olan kaplamayla çevrilidir. Bu kırılma indeksi farkı, ışığın uzun mesafeler boyunca düşük zayıflama ile seyahat etmesini sağlayarak tam iç yansımayı mümkün kılar.

Kırılgan cam yapısını fiziksel hasardan, nemden ve çevre stresinden korumak için, tüm fiber montajı, tampon kaplama veya plastik ceket olarak bilinen koruyucu bir dış tabakayla sarılır.

Aşağıdaki şekil, bir optik fiberin şematik yapısını göstermektedir:

Bir optik sinyal, optik fiberin içinden tam iç yansıma (TIR) prensibiyle iletilir. Işık fiberin içine girildiğinde, çekirdek ve kaplama arasındaki arayüzde ardışık yansımalara uğrayarak çekirdek üzerinden yayılır.

Tam iç yansımanın gerçekleşebilmesi için, çekirdeğin kırılma indeksi kaplamadan daha yüksek olmalıdır. Bu indeks farkı, ışığın fiber boyunca minimal kayıp ile verimli bir şekilde yönlendirilmesi için önemlidir.

TIR prensibine göre, daha yoğun bir ortamda (çekirdek) seyahat eden bir ışık ışını, kritik açıdan daha büyük bir açıyla daha seyrek bir ortam (kaplama) ile sınırına çarptığında, ışın daha seyrek ortama geçmek yerine tamamen daha yoğun ortama doğru yansıtılır. Bu fenomen, ışığın çekirdekte sınırlı kalmasını sağlar.

Bir ışık ışını çekirdeğe girdiğinde, çekirdek-kaplama sınırına ulaşana kadar seyahat eder. Kırılma indeksleri arasındaki fark ve vuruş açısının kritik açıyı aşması durumunda, ışın kaplamaya geçmek yerine çekirdeğe doğru yansıtılır. Bu süreç, fiber boyunca sürekli tekrarlanarak, ışık sinyalinin çekirdek boyunca zigzag şeklinde ilerlemesini ve fiberin bir ucundan diğer ucuna yüksek verimlilik ve düşük zayıflama ile seyahat etmesini sağlar.

Bu nedenle, tam iç yansıma, optik fiberler aracılığıyla uzun mesafe, yüksek bant genişliği optik iletişimini mümkün kılan temel mekanizmadır.

Koaksiyel Kablo Tanımı

Koaksiyel kablolar, yaygın olarak "koaksi" olarak adlandırılır, bir mesafe boyunca elektrik sinyalleri taşıyan yönlendirilmiş bir iletim ortamıdır. Elektronların akışına izin veren elektrik iletkenlerinden inşa edilirler ve genellikle mükemmel iletkenliğinden dolayı merkezi bakır çekirdek ile yapılandırılırlar.

Bir koaksiyel kablo, merkezi bakır iletken (katı veya örgülü), bunu çevreleyen dielektrik yalıtım tabakası, ardından genellikle örgülü bakır veya alüminyum folyo ile yapılan silindirik iletken bir kalkanı içerir. Bu katmanlı yapı, mekanik dayanımı ve çevre koruması sağlayan bir dış yalıtım ceketiyle daha da korunur.

"Koaksiyel" terimi, iç iletken ve dış kalkanın aynı geometrik eksenini paylaştığından kaynaklanır. Bu tasarım, elektromanyetik interferans (EMI) ve sinyal kaybını minimize ederek, koaksiyel kabloları iyi bütünlük ile yüksek frekanslı sinyallerin iletilmesi için uygun hale getirir.

Aşağıdaki şekil, elektrik sinyallerinin iletilmesi için kullanılan bir koaksiyel kablo göstermektedir:

Optik Fiber:

Optik fiberler, ışık frekanslarında (ışık) sinyalleri iletmek için kullanılır. Yüksek bant genişlikleri, elektromanyetik interferansa karşı direnç ve düşük sinyal zayıflaması nedeniyle, yüksek çözünürlüklü televizyon (HDTV), telekomünikasyon ağları, veri merkezleri, tıbbi görüntüleme ve cerrahi sistemler (örneğin endoskopi) ve havacılık uygulamalarında yaygın olarak kullanılırlar.

Koaksiyel Kablo:

Koaksiyel kablolar, genellikle radyo frekansı (RF) sinyallerinin iletilmesi için kullanılır. Kablo televizyonu (CATV) dağıtım sistemleri, geniş bant internet bağlantıları (örneğin, kablo modemleri), telefon ağları ve çeşitli radyo iletişim sistemleri, anten beslemeleri ve ağ ekipmanları dahil olmak üzere yaygın olarak bulunurlar.

Sonuç

Hem optik fiber hem de koaksiyel kablo, sinyal iletimi için temel yönlendirilmiş medya olarak hizmet eder, ancak taşıdıkları sinyal türü açısından temel olarak farklıdırlar - optik fiberler ışık sinyalleri taşırken, koaksiyel kablolar elektrik sinyalleri taşır. Bu farklılıklar, her birinin belirli uygulamalar için uygun olan farklı performans özelliklerine yol açar. Sonuç olarak, modern iletişim ve elektronik sistemlerde birbirini tamamlayıcı, değiştirilebilir rollerde kullanılırlar.