الألياف الضوئية:
عندما يتحدث الكثير من الناس عن انظمة التليفون او التليفزيون التى تعمل بالكوابل او شبكات الانترنت يقترن دائما الحديث بذكر الالياف الضوئية . فهي بنا نتعرف على الالياف الضوئية Optical Fiber وماهى الية عملها .؟؟؟
الالياف الضوئية هى عباره عن جدائل طويلة من الزجاج عالى الدرجة والنقاء ويصل رفعها الى حد يماثل سمك شعرة الانسان . وتصطف هذه الجدائل معا فى حزمه تسمى الحبل الضوئى Optical Cable واذا نظرت عن قرب لاحد هذه الالياف الضوئية ستجد انه عباره عن :
الـ Core وهو عباره عن قلب من الزجاج الفائق النقاء ويقوم بتمثيل المسار الذى ينتقل من خلاله الضوء Cladding وهو الماده الخارجيه التى تحيط بالقلب الزجاجى وهو مصنوعه من زجاج يختلف معامل الانكسار فيه عن معامل انكسار الزجاج الذى يصنع منه القلب Core ويقوم بعكس الضوء باستمرار وذلك من اجل ان يظل فى داخل القلب الزجاجى Buffer Coating .
وهو عباره عن الغلاف البلاستيكى الذى يقوم بدور حماية القلب من الضرر .ونجد انه المئات وربما الالاف من هذه الالياف الضوئية تقوم بالاصطفاف معا فى حزمة واحده من اجل ان تقوم بتكوين الحبل الضوئى الذى يتم حمايته بغطاء خارجى يسمى الجاكيت .
نجد ان الالياف الضوئية يتم تقسيمها بصفه عامه على كل حال الى نوعين اساسيين :
1 - النوع الاول Single Mode Fiber :
وفى هذا النوع تنتقل اشارة ضوئية واحده فقط فى كل ليفه ضوئية من الياف الحزمه وهى تستخدم فى شبكات التليفونات وكوابل التليفزيون وهذا النوع من الالياف الضوئية يتميز بانه صغير حيث ان نصف قطرقلبه الزجاجى يصل الى حوالى " 9 micron " وتمر من خلاله اشعة الليزر تحت الحمراء او ذات الطول الموجى nm.1.55-1.3 " " .
2 - النوع الثانى Multi – Mode Fibers :
وفى هذا النوع يتم نقل العديد من الاشارات الضوئية من خلال الليفة الضوئية الواحده مما يجعل استخدامها افضل لشبكات الحاسوب . وهذا النوع فى الطبيعى يكون نصف قطره اكبر حيث انه يصل الى " 62.5 Micron " وتنتقل من خلاله الاشعه تحت الحمراء
- - ماهى كيفية عمل الالياف الضوئية وكيف يتم توصيل الضوء من خلالها :
عليك بافتراض مثلا انك تريد ان تقوم بتوصيل ومضة ضوئية خلال مسار مستقيم وطويل ففى هذه الحاله كل ماعليك هو ان تقوم بتوجيه الضوء من خلال هذا المسار وذلك لان الضوء ينتقل فى خطوط مستقيمه وذلك لانه يصل الى الطرف الاخر بدون اى مشكله .
ولكن ماذا ان كان هذا المسار يوجد به انحناءات ؟؟!! ففى تلك الحاله يمكنك التغلب عليها بسهولة من خلال ان تقوم بوضع مراّه عن الانحناء من اجل ان تقوم بعكس الضوء الى داخل المسار مره اخرى وبنفس الطريقة تحل المشكله لو كان المسار كثير الانحناءات بحيث يتم عمل صف للمرايا على طول المسار من اجل ان تعكس الضوء بصوره مستمره عن الجدار المحاذى للقلب الزجاجى " Cladding " على شكل انعاكس داخلى كلى . ولان هذا الجدار لا يمتص اى ضوء ساقط عليه فان الاشاره الضوئية من الممكن ان تسافر الى مسافات ابعد واطول ولكن فى بعض الاحيان يحدث ان يتم فقد جزء من الضوء ويرجع السبب فى ذلك الى ان الشوائب المتواجده فى القلب الزجاجى تقوم بامتصاصه .
-مما يتكون نظام الالياف الضوئية :
نجد ان نظام الالياف الضوئية يتكون من ثلاثة اجزاء وسيتم التحدث عنهم بالتفصيل ...
وهو عباره عن الجزء الذى ينتج ويشفر الاشاره الضوئية بحيث يكون الجزء الاساسى به هو عباره عن المصدر الضوئى والذى قد يكون عباره عن ليزر او الدايود الضوئى فاذا اردنا مثلا ان نقوم بنقل اشارة تليفزيونيه او اى معلومه فانه من الضرورى ان نقوم بتحوير تلك الاشاره الضوئية طبقا للمعلومه التى نريد نقلها . وتحوير تلك الاشاره الضوئية نجد انه قد يتم بتغيير شدتها سواء ارتفاعا او انخفاضا " analogue modulation " او تشغيلها او ايقافها فى تتابع وهو فى تلك الحاله مايعرف باسم " Digital Modulation " .
2 – الجزء الثانى " Fiber optic " :
وهو الذى من خلاله يتم توصيل الاشاره الضوئية عبر مسافات طويلة وهو الجزء الذى سبق وتم شرحه اعلى بالتفصيل يمكنك الرجوه اليه وقرائته من جديد .
3 – الجزء الثالث " reciver " :
وهو يقوم باستقبال الاشاره الضوئية ويقوم بفك تشفيرها من اجل ان يحولها الى اشاره كهربائية من اجل ان يقوم بارسالها الى المستخدم والذى يكون : التليفزيون او التليفون .
- من مميزات الالياف الضوئية :
نجد ان الالياف الضوئية احدثت ثوره كبيره فى عالم الاتصالات وذلك يرجع الى تميزها على اسلاك التوصيل العاديه وذلك يرجع الى عدة مميزات منها :
1 – انها لديها القدره العاليه على حمل ونقل المعلومات لان الالياف الضوئية ارفع بكثير من الاسلاك العاديه ومن الممكن بالطبع وضع عدد كبير منها بداخل الحزمه الواحده وذلك يساعد على زيادة عدد خطوط الهاتف او عدد قنوات البث التليفزيونى فى الحبل الواحد . ويكفينا ان نعرف ان عرض النطاق للالياف الضوئية يصل الى " 50 THZ " فى حين اننا نجد ان اكبر عرض للنطاق يحتاجه البث التليفزيونى لا يتجاوز " 6 MHz " .
– الالياف الضوئية تتميز بانها اقل حجما حيث ان قطرها اقل من نصف قطر الاسلاك العاديه النحاسيه المعروفه والتقليديه فمثلا من الممكن ان نقوم باستبدال سلك نحاسى قطره 7.62 سم بسلك اخر من الالياف الضوئية ولكن قطره لا يتجاوز 0.635 سم وهذا بالطبع يمثل اهمية كبيره خاصة عند مد الاسلاك تحت سطح الارض .
3 – تتميز الالياف الضوئية ايضا بانها اخف وزنا فمن الممكن ان يتم استبدال الاسلاك النحاسيه التى وزنها مثلا 94.5 كيلو جرام باخرى من الالياف الضوئية التى تزن فقط 3.6 كيلو جرام .
4 – من مميزاتها ايضا ان فقدها للاشاره قليل جدا ويكاد يكون معدوم والنسبه الصغيره للفقد يكون سببها فى الشوائب التى توجد فيها فقط .
5 – من المستحيل ايضا تداخل الاشارات التى يتم ارسالها من خلال الالياف المجاوره فى نفس الكابل الواحد وذلك يضمن بالطبع وضوح الاشاره المرسله سواء اكانت محادثه تليفونيه او بث تليفزيونى الخ ... كما انها من مميزاتها ايضا انها لا تتعرض للتداخلات الكهرومغناطيسية ومما يجعل الاشاره تنتقل بسرية تااامه وذلك بالطبع له اهميه كبيره جدا فى الاغراض العسكريه بالذات .
6 – من مميزاتها الرائعه ايضا انها غير قابله للاشتعال وذلك يساعد على التقليل من خطر الحرائق .
7- ايضا نجد انها تمتاز باستهلاك اقل للطاقه وبالتالى تحتاج الى عدد مولدات اقل وذلك يرجع الى ان الفقد فيها خلال عملية التوصيل يكون قليل جدا .
إرسال تعليق