انتقال البيانات على مدى طويل وبكفاءة عالية ليس بالسحر. اليوم تلعب الألياف البصرية أهم دور في هذه الوظيفة. وفي عصر السرعة الذي نمشيه كثرت استخدامات الألياف البصرية، تعرّف عليها.
ما هي الألياف الضوئية وكيف تعمل؟
يمكن تعريف الليف الضوئي أو البصري بأنه كابل يحوي على ألياف زجاجية رفيعة متعددة قد يصل عددها للمئات. يتم حماية الكبل بعدة طبقات ليقوم بوظيفته بفعالية في أي وسط يوضع به. فكانت هذه الألياف الحل البديل الأمثل عن الكابلات النحاسية التي انتشرت لسنوات لتقوم بنقل المعلومات. حيث بدأ استخدامها في القرن الماضي واليوم هي أهم وسيلة تنقل المعلومات في خدمات الاتصالات مثل الإنترنت والتلفزيون والحاسوب.
تتمثل عملية النقل من خلال الليف البصري بكون المعلومات التي تدخله يجب أن تكون ضوئية حصراً بعدما تم تحويل البيانات من شكل آخر. وفي بعض الألياف كالمتعددة الأوضاع تنعكس الإشارة الضوئية من خلال السطوح الداخلية بعملية تسمى الانعكاس الداخلي. هذه الارتدادات تضعف الإشارات المنقولة وتزداد احتمالية التداخل مع الإشارات الأخرى، لذا عند استخدام الألياف الضوئية على مسافات طويلة لا يتم استخدام هذ النوع من الألياف ويفضل استخدام الليف أحادي الوضع.
الليف البصري أحادي الوضع يكون قطره ضيق وبذلك يتم إرسال الإشارة بشكل مباشر دون ارتدادات، وهذا يسمح بنقل المعلومات على مسافة طويلة جداً دون أي ضياع وتخامد.
استخدامات الألياف البصرية
- تعد شبكات الحاسوب أشيع استخدام للألياف البصرية من خلال نقلها معلومات هائلة. ويمكن للألياف دعم الاتصالات بعيدة المدى بين شبكات الكومبيوتر في مواقع مختلفة.
- تساهم ميزات هذه الألياف إلى جعلها الأولى في الاستخدام في مجال البث والإلكترونيات لتوفير اتصالات جيدة وأداء عالي.
- يعد الإنترنت والتلفزيون الكابلي من أكثر استخدامات الألياف البصرية.
- الصناعات العسكرية والفضائية تستفيد من الألياف الضوئية بالاتصال ونقل الإِشارات واستشعار درجة الحرارة.
- استخدامات الألياف الضوئية في الطب تستخدم الألياف الضوئية أيضاً في مجموعة واسعة من الأدوات الطبية بتوفير إَضاءة دقيقة وإجراء اختبارات مختلفة مثل الرنين المغناطيسي والتصوير بالأشعة السينية والتنظير الداخلي والعلاج بالليزر والفحص المجهري الجراحي أيضاً.
الألياف البصرية في شبكات الحاسوب
في كل مرة تتصل بالإنترنت من حاسوبك أنت تستخدم الألياف البصرية وبفضلها تقرأ الآن هذا المقال. تساعد الألياف البصرية عريضة النطاق بوصول المعلومات إليك بسرعة عالية. فلوحة الاتصال لخط الانترنت في المنطقة هو آخر نقطة قريبة منك وهي نهاية الليف الضوئي المتصل بك حتى إن كانت تلك الخطوط قديمة فقد استبدلت الكابلات النحاسية بألياف ضوئية منذ عدة سنوات في معظم دول العالم.
الألياف البصرية تمتد تحت الأرض في الشارع ومن خلال المحيطات والبحار وتربط بين القارات كما لو أنها شبكة عنكبوت عالمية. والكثير من الوظائف اليوم يمكن القيام بها دون التواجد في المكان المطلوب، فيقوم الناس بمعالجة البيانات وتطويرها والقيام بعدة مهام عن بعد. حيث ترسل البيانات إلى أي مكان في العالم والموظف في مكانه. كما يمكن إجراء مكالمات بين شخصين حتى لو كان أحدهم في أقصى الشرق والثاني في أقصى الغرب. تنتقل المعلومات بسرعة هائلة وكأنما الأشخاص بجانب بعضهما البعض. وتساعدك الألياف البصرية أيضاً بمشاهدة الأفلام في أي وقت بدلاً من البث على التلفاز أو شراء أقراص فيديو، ولا تنتهي حدود هذه الاستخدامات مادامت الشبكات تتطور يوماً بعد يوم.
إيجابيات وسلبيات الألياف البصرية
بينما كانت الكابلات النحاسية هي الخيار التقليدي للاتصالات السلكية واللاسلكية والشبكات لسنوات طويلة. بالرغم من عرض نطاقها الصغير وإمكانية تداخلها الكهرومغناطيسية العالية. اليوم أصبحت الألياف هي البديل الشائع. فمعظم خطوط المسافات الطويلة لشركات الهاتف مصنوعة الآن من الألياف الضوئية التي تستطيع حمل معلومات أكثر من تلك النحاسية.
إيجابيات الألياف البصرية
- تدعم الألياف عرض نطاق ترددي عالي جداً.
- يتم نقل المعلومات بسرعة عالية ما يقلل الحاجة لتعزيز الإِشارة بقدر كبير.
- أقل عرضة للتداخل مع الإشارات الأخرى كالإشارات الكهرومغناطيسية.
- يمكن وضع الألياف في بيئات متعددة دون أن تتأثر فعاليتها. حيث يمكن وضعها بالماء.
- الألياف البصرية أقل وزناً وأقوى مقارنة بالكابلات النحاسية التي كانت تستخدم سابقاً.
- صيانتها قليلة وذات عمر طويل وبالتالي لا حاجة لاستبدالها بشكل دوري.
عيوب الألياف البصرية
- الألياف البصرية ذات تكلفة عالية وكلمّا زاد عرض النطاق الترددي زادت التكلفة.
- يجب حماية الألياف داخلياً بشكل أكبر من الكابلات النحاسية.
- في حال تركيب ألياف جديدة تتطلب العملية وقتا طويل وعمل ومجهود عالي.
- يمكن للألياف البصرية أن تنكسر عند الثني والحني.
إقرأ أيضاً:
