عندما تسمع مصطلح «اسلاك الالياف البصرية»، فمن المرجح أنك تفكر في خيوط طويلة من الزجاج رقيقة جدًا وقادرة على نقل إشارات الضوء بشكل لا تشوبه شائبة تقريبًا.
تم استخدام خيوط الألياف الضوئية على نطاق واسع لبعض الوقت، لكنها لا تزال واحدة من تلك التقنيات التي يبدو أنها أصبحت أكثر تقدمًا مع مرور كل عام. يواصل مصنعو الكابلات إيجاد طرق لجعل كابلات الألياف البصرية أصغر وأكثر ملاءمة للاستخدام اليومي. في هذه المقالة، سنناقش مزايا استخدام الألياف الضوئية على الأسلاك النحاسية التقليدية، بالإضافة إلى الأنواع المختلفة من كابلات الألياف البصرية المستخدمة اليوم.
ما هي اسلاك الالياف البصرية ؟
الألياف الضوئية هي نوع من الكابلات التي تنقل إشارات الضوء بدلاً من الإشارات الكهربائية. تنتقل نبضات الضوء عبر الكابل ويتم تحويلها مرة أخرى إلى إشارات كهربائية في الطرف الآخر. بشكل عام يتم استخدام اسلاك الالياف البصرية لنقل كميات كبيرة من البيانات عبر مسافات طويلة.
تستخدم الألياف الضوئية موجات ضوئية تنتقل عبر كابل ألياف بصرية شفاف مصنوع من الزجاج أو البلاستيك. الألياف مصنوعة من زجاج نقي للغاية يبلغ قطره عُشر قطر شعرة الإنسان بحيث يمكن توجيهه وثنيه بسهولة. يتم تغطية الألياف بمادة تعمل مثل المرآة، مما يعكس موجات الضوء التي تنتقل داخل الألياف وتوجهها إلى الطرف الآخر.
◄ إقرأ أيضاً: تعرّف على كابلات الفايبر اوبتك والعناصر المكونة لها
لماذا تستخدم الألياف الضوئية ؟
معدلات نقل البيانات
يمكن للألياف الضوئية نقل البيانات بمعدلات عالية جدًا. يتم تعيين الحدود بواسطة المصدر البصري والألياف والمستقبل في النهاية. سرعة الضوء عبر الألياف أسرع بحوالي 100000 مرة من سرعة الكهرباء عبر الأسلاك النحاسية.
تسمح السرعة العالية لنقل الضوء بنقل البيانات واستقبالها بشكل أسرع. عرض النطاق الترددي الحالي المدعوم بأنظمة الألياف طويلة المدى أكبر 100 مرة من أنظمة الأسلاك النحاسية.
موثوقية النظام الكاملة
الألياف الضوئية هي تقنية موثوقة للغاية. لا ينكسر أو يتآكل ولا يولد تداخلًا كهربائيًا أو مغناطيسيًا. هذا يعني عددًا أقل من انقطاع النظام ووقت تشغيل أعلى. تتمتع معظم الألياف الضوئية بعمر خدمة طويل للغاية يمكن أن يتجاوز 30 عامًا.
المسافات الطويلة
نظرًا لأن نقل الضوء عبر الألياف لا يتأثر بالخصائص الكهربائية، يمكن تمديد نقل البيانات لمسافات طويلة جدًا.
قدرة نقل أعلى
يمكن أن تحمل أنظمة النقل باستخدام اسلاك الالياف البصرية سعات أعلى من الأنظمة التي تستخدم الأسلاك النحاسية.
◄ إقرأ أيضاً: هذه هي الالياف الضوئية ببساطة
أنواع اسلاك الالياف البصرية
ألياف أحادية الوضع
يستخدم هذا النوع من الألياف لنقل البيانات لمسافات طويلة. يمكن استخدامه في قلب كابل الألياف الضوئية وهو مصمم لنقل الإشارات على مدى عشرات الكيلومترات. يبلغ قطر الألياف أحادية الوضع 10 ميكرون (مليون متر). وهو مصنوع من زجاج منقى للغاية ونقي للغاية ولا يحتوي على شوائب من شأنها أن تتداخل مع نقل الضوء. تستخدم الألياف أحادية الوضع الليزر كمصدر للضوء وتستخدم لنقل البيانات بمعدلات 10 جيجابت أو أكثر في الثانية (Gbps).
الألياف متعددة الأوضاع
يستخدم هذا النوع من الألياف في الجزء الخارجي من الكابل، حيث تكون مسافة الإرسال أقصر. يبلغ قطر الألياف متعددة الأوضاع 50 ميكرون. وهو مصنوع من زجاج ذو درجة نقاء أقل ويحتوي على شوائب لا تتداخل مع انتقال الضوء. يتم استخدام الألياف متعددة الأوضاع لنقل البيانات بمعدلات 1 جيجابت في الثانية أو أقل ويمكن تعديلها لحمل الإشارات الصوتية.
◄ إقرأ أيضاً: ما أنواع الألياف البصرية التي تستخدم في نقل البيانات
كيف تعمل كابلات الألياف الضوئية ؟
الألياف الضوئية عبارة عن خيوط زجاجية رقيقة للغاية ملفوفة في شكل أسطواني. داخل الألياف، ينتقل الضوء في خط مستقيم على طول الألياف، بدلاً من السفر حول الجزء الخارجي من اللب مثل إشارة كهربائية. قلب الألياف محاط بمادة عازلة عادة ما تكون بلاستيكية وسترة واقية.
تستخدم معظم أنظمة الألياف البصرية الحديثة الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) كمصدر للضوء لنقل البيانات عبر الألياف. يمكن تعديل LED لإصدار ضوء من أطوال موجية مختلفة. ينتقل الضوء من LED عبر قلب الألياف، حيث لا يتأثر بالشوائب أو العيوب في الألياف.
يتم استقبال الضوء بواسطة جهاز استقبال الألياف الضوئية وتحويله مرة أخرى إلى نبضات كهربائية تشبه الإشارات الكهربائية. ثم تنتقل الإشارات الكهربائية على طول سلك نحاسي أو عبر كابل ألياف بصرية إلى الوجهة.
إيجابيات استخدام اسلاك الالياف البصرية
معدلات نقل البيانات في كابلات الالياف البصرية
يمكن للألياف الضوئية نقل البيانات بمعدلات عالية جدًا. يتم تعيين الحدود بواسطة المصدر البصري والألياف والمستقبل في النهاية.
◄ إقرأ أيضاً: معلومات رئيسية لتركيب الألياف البصرية
عرض النطاق الترددي الحالي المدعوم بأنظمة الألياف طويلة المدى أكبر 100 مرة من أنظمة الأسلاك النحاسية.
موثوقية النظام الكاملة
الألياف الضوئية هي تقنية موثوقة للغاية. لا ينكسر أو يتآكل ولا يولد تداخلًا كهربائيًا أو مغناطيسيًا. هذا يعني عددًا أقل من انقطاع النظام ووقت تشغيل أعلى.
المسافات الطويلة
نظرًا لأن نقل الضوء عبر الألياف لا يتأثر بالخصائص الكهربائية، يمكن تمديد نقل البيانات لمسافات طويلة جدًا.
قدرة نقل أعلى
يمكن أن تحمل أنظمة النقل باستخدام كابلات الألياف الضوئية سعات أعلى من الأنظمة التي تستخدم الأسلاك النحاسية.
خاتمة
في حين أن النحاس لا يزال وسيلة موثوقة للغاية وفعالة من حيث التكلفة لنقل البيانات، إلا أنه لا يستطيع المقارنة مع المستويات العالية للسرعة والقدرة التي يمكن تحقيقها مع اسلاك الالياف البصرية.
مع سعي مشغلي الشبكات لتوفير مستويات أعلى من الخدمة للعملاء، ستظل الألياف هي التكنولوجيا المفضلة لنقل البيانات الحديثة.
