من كابلات الشبكة وتستخدم في البحار وللمسافات الطويلة وعالية الأداء

من شبكة الكابلات وتستخدم في البحر لمسافات طويلة وعالية الاداء

• الألياف الضوئية هي نوع الكبل المستخدم لربط شبكات الاتصالات بعيدة المدى والهواتف ، دون التأثير على الأداء في الإرسال.
• تنتقل شبكات الإنترنت والكمبيوتر عبر مسافات طويلة جدًا وتمر عبر البحار والأنهار ، لذلك نستخدم أسلاك الألياف الضوئية لربط الشبكات.
• تعتبر الألياف الضوئية عالية الكفاءة ولا تتأثر بالمسافة ، لذا يفضل استخدامها عند نقل شبكات الإنترنت والهاتف والكمبيوتر بين دولة وأخرى أو في البحار والمحيطات.

مكونات الألياف الضوئية

تُستخدم الألياف الضوئية لنقل الإشارات وشبكات الاتصال والهواتف والإنترنت بطريقة واضحة وفعالة على الرغم من انتقالها عبر مسافات طويلة. ما يتكون من الألياف الضوئية لها كل هذه المزايا ، الألياف الضوئية أو ما يسمى أيضًا بالألياف الضوئية تتكون من زجاج نقي وهو عبارة عن أنبوب رفيع جدًا يصل سمكه إلى أقل من سماكة الشعر ، وهو طويل ، تتكون الألياف الضوئية من عدد من الأجزاء وهي:

• مصدر الضوء: ما يسمى (المرسل البصري) هو ضوء ليزر يقوم بترميز إشارات الليزر.
• الألياف الضوئية: هي أساس إرسال الإشارات عبر مسافات طويلة.
• مُستقبل ضوئي يقوم بتحويل الإشارات المشفرة إلى إشارات كهربائية.
• تعتمد الألياف الضوئية على ظاهرة الانعكاس
• المجموع هو المكان الذي يتم فيه توجيه الضوء عن طريق الانكسار.

تعريف الألياف الضوئية

الألياف الضوئية عبارة عن روابط تنقل الإشارات والشبكات من مكان إلى آخر دون التأثير على كفاءتها في نقل المعلومات. تتكون الروابط عمومًا من أنبوب طويل مصنوع من البلاستيك أو الزجاج أو الألياف ، وأنابيب مصنوعة من مادة ليفية تسمى الألياف الضوئية.

• وتتميز بكفاءتها العالية لمسافات طويلة وفي البحار والأنهار. مزايا الألياف الضوئية عند استخدامها في النقل الشبكي: أولاً ، سرعة إرسال الإشارات والشبكات من خلالها سريعة جداً.
• تنتقل الترددات عبر الألياف الضوئية على نطاق واسع مما يزيد من كفاءة الإرسال بجودة عالية وبصورة عالية أيضًا. ثالثًا ، يتم التسليم عبر مسافات طويلة جدًا.

التاريخ الألياف البصرية

• دانيال كولادون وجاكيه بابينز هما أول عالمين فيزيائيين يشرحان مبدأ توجيه الضوء بالانكسار ، وكان ذلك في القرن التاسع عشر عندما شرحا الذي – التي أثناء مرور الضوء من الهواء إلى الماء.
• نظرًا لأن شعاع الحادث سينكسر بالقرب من العمود الذي يقف على سطح الماء ، وبعد 12 عامًا ، أوضح جون تيندل خاصية الانعكاس الداخلي الكلي ، واستمر البحث في هذه الفكرة ، والتي من خلالها توصلوا إلى فكرة الألياف البصرية.
• عندما اخترع ألكسندر جراهام بيل وسومنر تاينتر الفوتوفون في ثمانينيات القرن التاسع عشر ، مرت إشارة صوتية عبر شعاع ضوئي ، وهو شكل متقدم من الاتصالات اللاسلكية ، ولكن أحد عيوبه أنه غير عملي.
• في عام 1954 ، تطورت الألياف الضوئية وانتشرت تطبيقاتها على نطاق واسع ، وسميت بالألياف الضوئية أو الألياف الضوئية ، وأصبحت الألياف الضوئية متاحة في عام 2000.

استخدامات الألياف الضوئية

• تستخدم في الاتصالات السلكية واللاسلكية ونقل الاتصالات السلكية والشبكات.
• ينقل الإشارات ويربط الشبكات عبر مسافات طويلة ، بين البلدان وبعضها ، وفي الأنهار والبحار.
• ينقل الإشارات بكفاءة عالية دون التأثير على كفاءة وجودة معلومات الإشارة.
• معدلات الألياف تصل إلى 111 جيجابت في الثانية.
• يستخدم للتواصل بين الأجهزة على مدى قصير.
• يتم استخدامها في أجهزة الاستشعار ، ويتم استخدامها في أجهزة الاستشعار عن بعد وبالتالي تساهم في تطبيقات الاستشعار عن بعد والفوائد والمقتطفات الناتجة كثيرة.
• يمكن أيضًا استخدام الألياف الضوئية لقياس درجة الحرارة والجهد.
• يمكن استخدام الألياف الضوئية لقياس الضغط.
• إنها مكون أساسي من أجهزة الاستشعار الحيوية وأجهزة الاستشعار الكيميائية الضوئية.
• تنتقل الطاقة من خلال خلية ضوئية تحول الضوء إلى كهرباء.
• يتم استخدامه في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI).
• يتم استخدامه في عدادات نقل الجهد العالي.
• يستخدم في المجال الطبي في التصوير عند إجراء عملية مثل تنظير المعدة لرؤية حالة العضو وتصوير أجزاء الجسم من الداخل.
• يتم استخدامه في تطبيقات الاتصالات والهاتف والإنترنت.
• يستخدم في علم الوراثة وعلاج الأمراض الوراثية عن طريق فك الشفرة الوراثية وفي علاج مرض السكري وفقر الدم ومتلازمة داون.
• في المجال العسكري لأنه من الصعب التجسس وراء هذه الإشارات.
• أيضا في مجال التعليم.

أقسام الألياف الضوئية

هناك ثلاثة أنواع من الألياف الضوئية:

• الألياف أحادية النمط: يعني من اسمه أن الإشارات تمر عبر الألياف الضوئية بنمط واحد. نستخدم هذا النوع من الألياف لتوصيل شبكات الهاتف وتوصيل كبلات التلفزيون. نصف قطرها صغير جدًا ويصل إلى 9 ميكرون ، ونصف قطرها الصغير يمنحها ميزة في سرعة نقل المعلومات ، وتمر الأشعة تحت الحمراء من خلالها. يبلغ طول الموجات الحمراء 1.3-1.55 نانومتر.
• ألياف متعددة الأنماط: من خلال إرسال عدد مختلف من الإشارات الضوئية عبر الألياف الضوئية ، ويفضل استخدامها في شبكات الكمبيوتر ، بنصف قطر يبلغ حوالي 62.5 ميكرون ، كما تنتقل الأشعة تحت الحمراء من خلالها ، مثل الألياف أحادية الوضع.
• الألياف ذات الأعراض الخاصة: وهي ألياف لا تحظى بشعبية لأنها تستخدم لأعراض محددة وليست شائعة.

استخدامات الألياف الضوئية

• الألياف الضوئية أقل سمكًا من الأسلاك العادية ، لذلك يمكن للألياف الضوئية أن تنقل الإشارات والمعلومات بسهولة أكبر من الأسلاك العادية.
• يبلغ مدى الألياف الضوئية حوالي 50 تيرا هيرتز مما يزيد من قدرتها على نقل التلفزيون وبث عدد كبير من القنوات.
• قطرها أقل من 0.635 سم بينما السلك النحاسي يبلغ 7.62 سم ​​مما يعطي القدرة للألياف الضوئية عند النقل تحت الأرض.
• تزن الألياف الضوئية 3.6 كجم بينما تزن الأسلاك النحاسية الشائعة 94.5 كجم ، لذلك يمكننا استبدال هذه الأسلاك النحاسية الثقيلة بألياف ضوئية أخف.
• تظل كفاءة الإشارة عالية ، حتى في حالة فقد الإشارة المرسلة ، وهي صغيرة مقارنة بالخسارة الكبيرة التي تحدث في الأسلاك النحاسية الشائعة والأسلاك العادية.
• تنتقل الإشارات عبر مسافات كبيرة يمكن أن تكون من بلد إلى آخر ، أو تمر عبر الأنهار والبحار. تتراكم الإشارات ويمكن أن يحدث تداخل بين الإشارات وبعضها في الأسلاك النحاسية الشائعة ، بينما لا يحدث هذا في الألياف الضوئية.
• لا تتداخل الإشارات التي تمر عبر الألياف الضوئية مع التداخل الكهرومغناطيسي ، مما يؤدي إلى إجراء مكالمات في سرية تامة ، مما يجعلها تلعب دورًا مهمًا في العمل العسكري والاستخباراتي.
• أيضًا ، الألياف الضوئية غير قابلة للاشتعال ، على عكس الأسلاك الموصلة الأخرى ، مما يجعل الألياف الضوئية أكثر أمانًا من الأسلاك الشائعة الأخرى.
• حدثت خسارة قليلة جدًا من خلال الألياف الضوئية وهذا يحفظ المولدات ، حيث تحتاج المولدات إلى طاقة أقل مقارنة ببقية المولدات المستخدمة في باقي الأسلاك الموصلة.
• تتمتع الألياف الضوئية بالعديد من المزايا التي تجعلنا لا يمكن الاستغناء عنها في حياتنا.
• وتشارك في عدة مجالات مثل مجال الاتصال والصناعة والمجالات الطبية والتعليم وشبكات الإنترنت ومواقع التواصل الاجتماعي والتصوير الطبي وأجهزة الاستشعار التي لها كفاءة عالية في معرفة تغير درجة الحرارة والضغط ومجال الاستشعار عن بعد وتطبيقاته.
• كما تم اكتشاف أنواع جديدة من الألياف الضوئية ، وهي ألياف بلورية ضوئية ، ينتقل من خلالها الضوء بكفاءة أكبر مع فقد أقل للطاقة.