Boşluktaki ışık hızıyla aynı mı?
Şanghay’dan New York’a bir sinyalin seyahat etmesi kaç milisaniye sürer?
Optik fiber içindeki ışık hızı, vakumdaki ışık hızıyla aynı değildir. Fiber çekirdeğinde kullanılan silika camın kırılma indeksi nedeniyle daha yavaştır.
1. Hız Hesaplaması
Vakumda ışık saniyede yaklaşık c \approx 299.792 kilometre hızla hareket eder. Standart tek modlu bir optik fiberde (örneğin, OFSCN® G.652D Optik Fiber gibi), kırılma indeksi (n) tipik olarak 1,468 civarındadır.
Bir ortamdaki ışık hızı (v) için formül şöyledir:
v = \frac{c}{n}
n = 1,468 kullanıldığında, fiber içindeki hız yaklaşık olarak saniyede 204.218 kilometre olur, bu da vakumdaki hızının yaklaşık %68’ine denk gelir.
2. Şanghay’dan New York’a Gecikme
Şanghay ile New York arasındaki mesafe yaklaşık 12.000 kilometredir (jeodezik mesafe). Ancak, denizaltı fiber optik kablolar düz bir çizgiyi takip etmez ve tekrarlayıcılar ile anahtarlama ekipmanları içerir.
- Teorik Yayılma Gecikmesi: 15.000 km’lik bir kablo rotası için (tahmini gerçek kablo uzunluğu), gereken süre şöyledir:t = \frac{15.000 \text{ km}}{204.218 \text{ km/s}} \approx 0,0734 \text{ saniye} = \mathbf{73,4 \text{ milisaniye}}
- Gerçek Dünya Gecikmesi: Pratikte, sinyal işleme, yönlendirme ve kabloların fiziksel yolu nedeniyle Şanghay ve New York arasındaki Gidiş Dönüş Süresi (RTT) genellikle 200 ms ile 250 ms arasındadır.
3. Fiber Algılamada Uygulama
Işığın bu hassas hızı, Fiber Bragg Grating (FBG) algılama ve Dağıtılmış Optik Fiber Algılama (DOFS) gibi teknolojiler için kritik öneme sahiptir. Örneğin, bir OFSCN® Fiber Bragg Grating İnterrogator sisteminde, sistem ışığın uçuş süresi veya faz kaymalarına dayanarak fiber boyunca sıcaklık veya gerinim değişikliklerini doğru bir şekilde konumlandırır ve ölçer.
Uzun mesafeli altyapı için yüksek hızlı bir izleme sistemi tasarlıyorsanız, senkronizasyon mantığınızda yayılma gecikmesini hesaba katmanız gerekir.