ما هي الالياف الضوئية
الالياف الضوئية هي وسيلة مادية لنقل المعلومات معتادة في شبكات البيانات والاتصالات والتي تتكون من خيوط زجاجية أو بلاستيكية رفيعة تنتقل من خلالها نبضات الليزر أو ضوء LED حيث يتم نقل البيانات.
من خلال إرسال هذه النبضات الضوئية يمكن إرسال المعلومات واستقبالها بسرعات عالية من خلال كابل آمنًا من التداخل الكهرومغناطيسي وبسرعات مماثلة لتلك الخاصة بالراديو. هذا ما يجعل الالياف الضوئية هذه أحد وسائل نقل البيانات الأكثر تقدمًا المتاحة في وقتنا المعاصر.
| ◄ إقرأ أيضاً: كيف تعمل الألياف البصرية كيف يتم تركيبها وماهي انواعها؟ |
لن تحظى الألياف الضوئية على هذا النحو باهتمام المهندسين حتى عام 1950 وفي عام 1970 سيتم تصنيع القطعة الأولى باستخدام شوائب التيتانيوم في السيليكا ، من خلال عمل روبرت مورير ودونالد كيك وبيتر شولتز وفرانك زيمار.
تم إجراء أول عملية نقل للمعلومات بواسطة هذه الوسيلة في 22 أبريل من عام 1977 بمدينة لونج بيتش في ولاية كاليفورنيا ، وفي الثمانينيات تم إتقانها و البدأ في تنفيذها على النطاق الدولي.
تاريخ الالياف الضوئية
على الرغم من أن الكثير من الناس يعتقدون أن الالياف الضوئية هي تقنية جديدة إلا أنها في الواقع تعود إلى السبعينيات عندما تم استخدامها لأول مرة في الاتصالات.
في سنة 1988 تم تمديد كابلات الالياف البصرية تحت المحيط وذلك لربط كل من الولايات المتحدة بأوروبا. على مر السنين تم وضع المزيد من خطوط الاتصالات البحرية بحيث توجد اليوم شبكة ضخمة من كابلات الألياف الضوئية التي تمتد في جميع أنحاء العالم.
سمح نمو شبكات الألياف بسعة عالية السرعة ونقل موثوق للبيانات بإحداث تقدم هائل في مجال الاتصالات. مما جعل البعض يعتقد أن تقنية الألياف الضوئية هي التي جعلت عصر المعلومات ممكنًا.
في البلدان المتقدمة حلت خطوط الألياف البصرية محل الخطوط النحاسية القديمة التي تشكل جوهر أو العمود الفقري لشبكات الإنترنت اليوم.
في الآونة الأخيرة فقط أصبح تركيب خطوط الألياف الضوئية بدلاً من النحاس أكثر ربحية. لذلك مع استمرار تحسن التكنولوجيا تنتشر شبكات الألياف البصرية بسرعة عبر المدن وتصل إلى المنازل مباشرة.
| ◄ إقرأ أيضاً: الشبكات المعلوماتية دليلك الكامل لفهم المنظومة و كيفية احترافها |
أنواع الألياف الضوئية
هناك نوعان أساسيان من الالياف الضوئية: أحادية الوضع ومتعددة الوضع. يعتمد هذا التصنيف على طريقة انتشار الضوء.
أحادية الوضع
تقوم على التركيز على نقل البيانات عبر مسافات أكبر. جوهره البصري صغير لذلك ينتقل الضوء عبر الكابل في شعاع واحد. كونها مجرد شعاع من الضوء يمكن أن تنتقل الإشارة بشكل أسرع وأبعد وبأقل تلاشي.
يبلغ قطر اللب البصري لهذا النوع من الألياف من 9 إلى 125 ميكرون. مصدر الضوء المستخدم هو الليزر.
متعددة الوضع
على عكس الألياف أحادية الوضع تتمتع الألياف متعددة الأوضاع بالقدرة على نقل أشعة ضوئية متعددة. نظرًا لقطر النواة الأكبر ينعكس الضوء بزوايا مختلفة.
يبلغ حجم قلبها البصري من 50 إلى 125 ميكرون و 62.5 ميكرون إلى 125 ميكرون. في هذا النوع من الممكن استخدام مصادر ضوء مختلفة لليزر.
كيفية عمل الالياف الضوئية
مبدأ تشغيل الألياف الضوئية هو قانون سنيل نسبة لويلبرورد سنيليوس والذي يسمح بحساب زاوية انكسار الضوء عند المرور من وسط إلى آخر بمعامل انكسار مختلف.
وبالتالي داخل الألياف يتم احتجاز حزم الضوء وتنتشر في اللب نظرًا للخصائص الفيزيائية للتغطية وزاوية الانعكاس المناسبة مما يؤدي إلى نقل المعلومات المرسلة إلى الوجهة. في الأخير يعمل بطريقة مشابهة للتلغراف.
| ◄ إقرأ أيضاً: ما أنواع الألياف البصرية التي تستخدم في نقل البيانات؟ |
الالياف الضوئية تطبيقاتها واستخداماتها
لقد نما الطلب على الالياف الضوئية وما يترتب عليها من استخدام بشكل كبير كل عام على مدار العقدين الماضيين حول العالم ، ويعتمد ذلك أساسًا على احتياجات قطاع الاتصالات حيث يوجد به أكبر التطبيقات.
من الشائع اليوم أن تمتلك شركات الكابلات أو الهاتف خطوطًا من الألياف الضوئية تصل إلى أبواب منازل المشتركين.
تُستخدم الألياف أيضًا في تطوير أنظمة النقل الذكية ، والتطبيب عن بعد ، والروبوتات ، والمباني الذكية ، والإلكترونيات ، إلخ.
يستخدمه الفنانون والمصممون أيضًا في تطبيقات الإضاءة الزخرفية والملصقات والألعاب وأشياء الزينة ، وحتى في صناعة الخرسانة الشفافة التي تعد علامة تجارية مسجلة ببراءة اختراع.
كيفية تركيب شبكة الألياف الضوئية
تعد الالياف الضوئية أحد أكثر أنظمة الاتصالات ونقل البيانات استخدامًا اليوم جنبًا إلى جنب مع تكنولوجيا الكابلات و ADSL والوصول عبر الأقمار الصناعية والهاتف التي تخوض معركة صعبة للسيطرة على الوصول إلى الإنترنت والسيطرة عليه.
على الرغم من عدم توفرها في جميع المجالات إلا أن سرعتها وموثوقيتها المتزايدة تجعلها منافسًا كبيرًا.
يتطلب تركيبه وجود فني متخصص على الرغم من وجود المزيد من الشركات في الصناعة كل يوم التي لديها موظفين مؤهلين في الشبكات لتنفيذ تركيبها.
نصائح لتركيب شبكات الألياف البصرية.
- تحقق من توافره في منطقتك. عادة ما يتم تقديم خدمة الألياف البصرية من قبل شركات الاتصالات والهاتف.
- في حالة توفر الخدمة يجب أن يكون هناك صندوق توزيع ألياف بصرية مركب على عمود الهاتف في مكان ما بالقرب من مكان تثبيت الشبكة.
- يجب أن يكون هناك أيضًا صندوق آخر يحتوي على الكابل من صندوق التوزيع على عمود على بعد بضعة أمتار من منزلك أو مكتبك أو صناعتك.
- قم بربط كابل الالياف الضوئية ثم إجراء الاختبارات السابقة للتأكد من أنها ترسل إشارة.
- قم بتركيب طرف شبكة ضوئية على جانب موقع التثبيت أو في الداخل. من المستحسن أن يكون في الطابق الأرضي أو الطابق السفلي.
| ◄ إقرأ أيضاً: معلومات رئيسية لتركيب الألياف البصرية |
مميزات وعيوب الألياف الضوئية
مميزات الالياف الضوئية
- أسرع بكثير: مما يعني اتصالاً أسرع بالإنترنت وتنزيلات أسرع للملفات والقدرة على إجراء نسخ احتياطية خالية من النطاق الترددي.
- أرخص من الخدمات الأخرى: ببساطة لأن الكابلات أقل تكلفة وأخف وزنًا وأكثر مرونة.
- لديك نطاق ترددي أفضل: النطاق الترددي هو المعلومات التي يمكن إرسالها في وحدة زمنية. إذا كان لديك العديد من أجهزة الكمبيوتر على سبيل المثال مع أنواع أخرى من الشبكات فستحصل في كل منها على سرعة أقل من سرعة الألياف البصرية.
- يحسن جودة الفيديو والصوت: أنت تعرف بالفعل كم هو عصري عقد مؤتمرات الفيديو أو الندوات عبر الإنترنت لأنه باستخدام الألياف البصرية يمكنك حتى تحسين الصورة والصوت.
- تقليل التداخل: تتجنب شبكات الالياف الضوئية التداخل الكهرومغناطيسي مثل: الميكروويف أو المصعد على سبيل المثال لذلك مع الألياف البصرية لن يكون لديك انخفاض في السرعة أو انقطاع الاتصال وأي نوع آخر من المشاكل من هذا النوع.
- وهو أكثر أمانا: يتم اكتشاف التسلل بسهولة (سرقة البيانات أو النقر على الخط ليس بهذه السهولة).
- أسهل في التثبيت لأنه يشغل مساحة صغيرة نظرًا لصغر حجمه ومرن للغاية: بالإضافة إلى ذلك فهو يزن 8 مرات أقل من الكابل التقليدي.
- أكثر مقاومة للبرودة والحرارة ولا يتآكل بسهولة: لها عمر خدمة طويل يمكن أن تستمر لأكثر من 100 عام.
- أكثر صداقة للبيئة مقارنة بالنفايات التي تتركها الأسلاك التقليدية: بالإضافة إلى ذلك فإن المواد الخام اللازمة لصنعها وفيرة في الطبيعة.
| ◄ إقرأ أيضاً: لماذا نحتاج إلى شبكات الحاسب وما مزاياها في حياتنا المعاصرة | فوائد الشبكات |
عيوب الألياف الضوئية
من عيوب الالياف الضوئية :
- النطاق: التكنولوجيا مقصورة على السكان في المناطق الحضرية وبالتالي استبعاد المناطق الريفية.
- التكلفة الأولية: تركيب الخدمة مرتفع ويتطلب استثمارًا أوليًا مرتفعًا.
- الهشاشة: بالرغم من فوائدها فإن الألياف الضوئية هشة للغاية. إذا لم يتم الاعتناء به بشكل صحيح فسيكون استبداله مكلفًا.
- الإصلاح: على عكس الكابلات الأخرى لا يمكن إصلاح جزء واحد فقط من كابل الالياف الضوئية مما يؤدي إلى ارتفاع التكاليف.
استنتاج
أصبحت الالياف الضوئية أكثر انتشارًا وهي جزء من الحياة اليومية للكثيرين. هناك مجموعة متنوعة من أنواع كابلات الألياف البصرية ذات الخصائص والصفات المختلفة لتناسب احتياجات المستخدمين بشكل أفضل.
بالإضافة إلى ذلك يوفر النطاق الترددي العالي والتوهين المنخفض ، والحصانة ضد التداخل الكهرومغناطيسي والمتانة والأمان مزايا هائلة لكل من مقدمي الخدمة والمستخدمين.
