الامارات 7 - أنواع الألياف البصرية واستخدامات كل نوع منها
الأنواع الرئيسية
الألياف الضوئية أحادية النمط (Single-mode fiber):
الاستخدام: مصممة لنقل المعلومات عبر مسافات طويلة.
الخصائص: قطرها صغير مما يساعد في نقل المعلومات بدقة عالية ودون تقطيع. توفر قوة إشارة أكبر ونطاق تردد عالٍ، حيث يمر الضوء خلالها بخط مستقيم دون مشاكل.
الألياف الضوئية متعددة النمط (Multimode fiber):
الاستخدام: تستخدم لنقل المعلومات عبر مسافات قصيرة.
الخصائص: قطرها أكبر مما يؤدي إلى حدوث انعكاسات للضوء داخل الألياف، مما يمكنها من نقل كميات أكبر من المعلومات دفعة واحدة.
ما هي الألياف البصرية؟
الألياف البصرية عبارة عن كيبل مصنوع من الألياف الزجاجية أو البلاستيكية، يُستخدم لنقل حزمة من الضوء إلى وجهتها المطلوبة. تم تطوير هذه التقنية لأول مرة في الخمسينيات لمساعدة الأطباء على تصوير الجسم داخليًا دون الحاجة إلى إجراء فتحات. في الستينيات، اكتشف المهندسون إمكانية استخدام الألياف في تكنولوجيا الاتصالات الهاتفية.
استخدامات الألياف البصرية
تستخدم الألياف الضوئية في عدة مجالات، منها:
شبكات الكمبيوتر: توفر سرعة وكفاءة عالية في نقل المعلومات، مما يحسن أداء شبكات الإنترنت.
البث الإذاعي والتلفزيوني: تستخدم لتوصيل أجهزة التلفزيون وللبث الإذاعي نظرًا لقدرتها على نقل الإشارات لمسافات طويلة.
المسح والتشخيص الطبي: تُستخدم في إجراءات مثل التنظير لتوفير إضاءة أفضل، وفي أجهزة الرنين المغناطيسي والأشعة السينية.
معدات الجيش: توفر أمانًا عاليًا وموثوقية في نقل المعلومات، حيث لا تتعرض للتداخل الكهرومغناطيسي.
البيئات البحرية: تُستخدم في التمديدات تحت سطح البحر لعدم تعرضها للتداخل الكهرومغناطيسي، مما يضمن ثبات الإشارة.
أنواع الضوء المستخدمة في الألياف البصرية
تستخدم تكنولوجيا الألياف البصرية عدة أنواع من الضوء، منها:
الأشعة تحت الحمراء: تعمل ضمن طول موجي يتراوح بين 0.8-0.9 ميكروميتر أو 1.3-1.6 ميكروميتر.
الليزر: يساهم في المحافظة على ثبات الإشارة ويقلل من التقطيع.
مكونات الألياف البصرية
تتكون الألياف البصرية من عدة مكونات رئيسية، وهي:
النواة (Core): الجزء الداخلي المصنوع من الزجاج، مسؤول عن تمرير الضوء.
الكسوة (Cladding): الغلاف الزجاجي الذي يعكس الضوء عائدًا إلى النواة.
الغطاء العازل (Buffer coating): طبقة بلاستيكية تحمي الألياف من الأضرار.
ما المقصود بشبكة الألياف البصرية؟
شبكة الألياف البصرية هي نظام من الكابلات لنقل المعلومات. من الأمثلة:
Fiber to the Home (FTTH): لنقل الإنترنت إلى المنازل.
Fiber to the Curb (FTTC): من المصدر إلى الموزع.
Fiber to the Building (FTTB): من المصدر إلى المباني.
مميزات وعيوب استخدام الألياف البصرية
المميزات:
تدعم ترددات عالية.
إمكانية نقل البيانات لمسافات طويلة بدون الحاجة لتعزيز الإشارة.
خفيفة الوزن ومقاومة للتداخل الكهرومغناطيسي.
تحتاج إلى صيانة قليلة.
العيوب:
تكلفة أعلى مقارنة بالأسلاك النحاسية.
تحتاج لطبقات حماية.
تركيبها يتطلب جهدًا وعمالة.
عرضة للكسر نظرًا لكونها رقيقة.
الأنواع الرئيسية
الألياف الضوئية أحادية النمط (Single-mode fiber):
الاستخدام: مصممة لنقل المعلومات عبر مسافات طويلة.
الخصائص: قطرها صغير مما يساعد في نقل المعلومات بدقة عالية ودون تقطيع. توفر قوة إشارة أكبر ونطاق تردد عالٍ، حيث يمر الضوء خلالها بخط مستقيم دون مشاكل.
الألياف الضوئية متعددة النمط (Multimode fiber):
الاستخدام: تستخدم لنقل المعلومات عبر مسافات قصيرة.
الخصائص: قطرها أكبر مما يؤدي إلى حدوث انعكاسات للضوء داخل الألياف، مما يمكنها من نقل كميات أكبر من المعلومات دفعة واحدة.
ما هي الألياف البصرية؟
الألياف البصرية عبارة عن كيبل مصنوع من الألياف الزجاجية أو البلاستيكية، يُستخدم لنقل حزمة من الضوء إلى وجهتها المطلوبة. تم تطوير هذه التقنية لأول مرة في الخمسينيات لمساعدة الأطباء على تصوير الجسم داخليًا دون الحاجة إلى إجراء فتحات. في الستينيات، اكتشف المهندسون إمكانية استخدام الألياف في تكنولوجيا الاتصالات الهاتفية.
استخدامات الألياف البصرية
تستخدم الألياف الضوئية في عدة مجالات، منها:
شبكات الكمبيوتر: توفر سرعة وكفاءة عالية في نقل المعلومات، مما يحسن أداء شبكات الإنترنت.
البث الإذاعي والتلفزيوني: تستخدم لتوصيل أجهزة التلفزيون وللبث الإذاعي نظرًا لقدرتها على نقل الإشارات لمسافات طويلة.
المسح والتشخيص الطبي: تُستخدم في إجراءات مثل التنظير لتوفير إضاءة أفضل، وفي أجهزة الرنين المغناطيسي والأشعة السينية.
معدات الجيش: توفر أمانًا عاليًا وموثوقية في نقل المعلومات، حيث لا تتعرض للتداخل الكهرومغناطيسي.
البيئات البحرية: تُستخدم في التمديدات تحت سطح البحر لعدم تعرضها للتداخل الكهرومغناطيسي، مما يضمن ثبات الإشارة.
أنواع الضوء المستخدمة في الألياف البصرية
تستخدم تكنولوجيا الألياف البصرية عدة أنواع من الضوء، منها:
الأشعة تحت الحمراء: تعمل ضمن طول موجي يتراوح بين 0.8-0.9 ميكروميتر أو 1.3-1.6 ميكروميتر.
الليزر: يساهم في المحافظة على ثبات الإشارة ويقلل من التقطيع.
مكونات الألياف البصرية
تتكون الألياف البصرية من عدة مكونات رئيسية، وهي:
النواة (Core): الجزء الداخلي المصنوع من الزجاج، مسؤول عن تمرير الضوء.
الكسوة (Cladding): الغلاف الزجاجي الذي يعكس الضوء عائدًا إلى النواة.
الغطاء العازل (Buffer coating): طبقة بلاستيكية تحمي الألياف من الأضرار.
ما المقصود بشبكة الألياف البصرية؟
شبكة الألياف البصرية هي نظام من الكابلات لنقل المعلومات. من الأمثلة:
Fiber to the Home (FTTH): لنقل الإنترنت إلى المنازل.
Fiber to the Curb (FTTC): من المصدر إلى الموزع.
Fiber to the Building (FTTB): من المصدر إلى المباني.
مميزات وعيوب استخدام الألياف البصرية
المميزات:
تدعم ترددات عالية.
إمكانية نقل البيانات لمسافات طويلة بدون الحاجة لتعزيز الإشارة.
خفيفة الوزن ومقاومة للتداخل الكهرومغناطيسي.
تحتاج إلى صيانة قليلة.
العيوب:
تكلفة أعلى مقارنة بالأسلاك النحاسية.
تحتاج لطبقات حماية.
تركيبها يتطلب جهدًا وعمالة.
عرضة للكسر نظرًا لكونها رقيقة.