استخدام الألياف البصرية في الاتصالات optical fiber

نعرض لك في مقالنا هذا بحثاً مبسطاً حول استخدام الألياف البصرية في الاتصالات optical fiber  في محاولة من موقع ملهمون لتبسيط الشروحات حول المفاهيم التقنية المنتشرة في هذا العصر. فبعد الانفجار المعرفي الحاصل أصبح تدفق البيانات كبير جداً بالتالي أصبحت متطلبات نقل البيانات بشكل أسرع هي المهيمنة حالياً، ومن هذا المنطلق سنذكر لك جميع ما يتعلق بكابلات الألياف البصرية أفضل أنواع الكابلات للنقل السريع.

كابل الألياف البصرية optical fiber

وفي تعريفنا للألياف البصرية هي حبال رقيقة جداً تنقل البيانات من خلالها بواسطة الضوء. حيث يتم تجميع هذه الخيوط ضمن عازل وتسمى كابل الألياف البصرية، تكون الألياف البصرية مكونة من الزجاج السميك أو البلاستيك شرط أن يكون بأقصى درجات نقائه وسمك الخيط ارفع من سمك شعرة الإنسان، وما يميز الكابل الضوئي هي سرعته العالية جداً والتي تستطيع نقل البيانات عبر مسافات كبيرة تصل بين قارة وقارة. والجدير لنا ذكره أن أشرطة الألياف الضوئية يتم تغليفها بمادة ضوئية مهمتها هي عكس الضوء نحو الشريط الأساسي وهي تشبه بهذا عمل المرآة، حيث يأخذ المستقبل الضوئي بدوره الإشارة الكهربائة ليحولها إلى إشارات ضوئية. وهذا ما يساهم بشكل كبير في سرعة النقل. فربما لا يستغرق نقل الإشارة الضوئية إلى المحيط الأطلسي أكثر من جزء من الثانية.

استخدام الألياف البصرية في الاتصالات

تستخدم الألياف البصرية بشكل أساسي في الاتصالات سواءً كانت سلكية أو لاسلكية لتساهم في نقل البيانات لجميع أنحاء العالم. ويكون ذلك من خلال الضوء المار من كابلات الألياف البصرية. والجدير لنا ذكره أن جميع شركات الاتصال وتوزيع الإنترنت حول العالم تعتمد كابلات الألياف البصرية في النقل، سواءً نقل الإنترنت أو إشارات الهاتف. كما تستخدم في الديكور والإضاءة ومختبرات البحث العلمي، ومراكز التدريب والتأهيل ومراكز البث الإذاعي. وتتفوق الكابلات الضوئية على النحاسية بميزات عديدة من أهمها:

• الألياف البصرية محمية ضد التداخل الكهرومغناطيسي بعكس الكابل النحاسي فهو عرضة للتداخل.
• الكابلات النحاسية تتمتع بسمك ووزن كبير على عكس الكابل الضوئي ذو الوزن الخفيف جداً.
• الألياف الضوئية مناسبة للمسافات الطويلة جداً.
• تحتمل الكابلات الضوئية بيانات أكثر من النحاسية.

أنواع الألياف البصرية

رغم استخدام الألياف البصرية الواسع في مجال الاتصالات إلا أن لها أنواع مختلفة كل نوع يعد أنسب لاستخدامات معينة. فيوجد ألياف متعددة الأنماط ويوجد ألياف ذات نمط واحد. فالألياف من النمط الواحد نواتها أقل من عشرة ميكرومتر. ولها طرق ربط كثيرة جداً لكنها أكثر تكلفة. ولكنها تسمح بربط أطول وأما الأداء يعد ذو جودة أكثر، أما النوع الثاني وهو الألياف الضوئية متعددة الأنماط فتكون نواته أكثر من خمسين ميكرومتر وتكون تكلفتها أرخص من سابقتها ولكن سلبية هذا النوع هي محدودية عرض نطاق التردد. وفي بعض الحالات يتم جمع النوعين واستعمال النمطين لتحقيق الغاية المحددة. والجدير بالذكر أن الكابل الضوئي الواحد من الممكن أن يجمع ألف من الألياف الضوئية.

مشاكل الألياف الضوئية

• يفقد الإشارة الضوئية في كابل الألياف الضوئية من النوع الأحادي النمط والمتعدد الأنماط.

• ضعف الإشارة وتشتتها في كابل الألياف الضوئية.

• التشتت اللوني أي نشر الإشارات مع مرور الوقت ناجم عن السرعات المختلفة لأشعة الضوء.

• التشتت الشكلي أي نشر الإشارات مع مرور الوقت ناجم عن أنماط الانتشار المختلفة في الألياف الضوئية.

كيف تعمل الألياف البصرية

آلية عمل الألياف البصرية الألياف البصرية optical fiber هي نقل البيانات على شكل أمواج من خلال الكبل الضوئي المصنوع من الزجاج أو البلاستيك المنقى وفي شرح عمل الألياف الضوئية إليك الآتي:

• تنقل الكابلات الضوئية المعلومات على شكل فوتونات أو ما يعرف بجزيئات ضوئية.
• تحدد سرعة النقل بمقدار انكسار المادة.
• تنعكس الإشارة الضوئية في الألياف الزجاجية على شكل ارتدادات أو خط متعرج.
• بعد ان تحول من إشارة كهربائية إلى ضوئية يتم إعادة إرسالها عبر ما يسمى مكررات.

في الختام نكون قد ذكرنا لك استخدام الألياف البصرية في الاتصالات. أرجو أن تكون هذه المعلومات مبسطة ومفيدة.