- ما هي الألياف البصرية؟
- ما هي الألياف البصرية؟
- كيف تعمل الألياف البصرية؟
- خصائص الألياف البصرية
- مزايا الألياف البصرية
- عيوب الألياف البصرية
نفسر ما هي الألياف البصرية وكيف تعمل. بالإضافة إلى ذلك ، ما الغرض من الألياف البصرية وخصائصها ومزاياها وعيوبها.
ما هي الألياف البصرية؟
الألياف الضوئية هي وسيلة مادية لانتقال معلومة، شائع في شبكات البيانات والاتصالات ، ويتكون من خيوط رفيعة من الزجاج أو بلاستيك، من خلالها نبضات خفيفة الليزر أو الصمام ، والذي يحتوي على البيانات للإرسال.
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 يجعل الألياف الضوئية هي وسيلة نقل الكابلات الأكثر تقدمًا المتاحة.
يعد تنفيذ الألياف الضوئية وريثًا لقرون من ابحاث ص التجريب على الضوء وخصائصه ، منذ العصور القديمة عندما كان الإغريق يتواصلون من خلال انعكاس ضوء الشمس في المرايا الصغيرة ، فإن التجارب البصرية ثورة علمية، حتى اختراع التلغراف البصري في عام 1792 من قبل كلود تشاب ، والعمل اللاحق للفيزيائيين الفرنسيين جان دانيال كولادون وجاك بابينت ، والأيرلندي جون تيندال ، كل ذلك في نهاية القرن التاسع عشر.
الألياف البصرية على هذا النحو لن تتمتع فائدة من المهندسين حتى عام 1950 وعام 1970 ، تم تصنيع القطعة الأولى باستخدام شوائب التيتانيوم في السيليكا ، من خلال عمل روبرت مورير ودونالد كيك وبيتر شولتز وفرانك زيمار. تم إجراء أول نقل للمعلومات من خلال هذه الوسيلة في 22 أبريل 1977 في لونج بيتش ، كاليفورنيا ، وفي الثمانينيات تم إتقانها وبدأ تنفيذها على نطاق دولي.
ما هي الألياف البصرية؟
تعتبر الألياف الضوئية مثالية للاتصالات السلكية واللاسلكية الكبلية ، مما يسمح بإنشاء شبكات كمبيوتر محلية وطويلة المدى ، مع الحد الأدنى من فقدان المعلومات على طول الطريق.
تتنوع تطبيقاته في هذا المجال ، مما يسمح بالحصول على مواد الشبكة ، وأجهزة استشعار الألياف البصرية (لدرجة الحرارة ، ضغط أو مستويات الإضاءة) ، مادة الإضاءة (فعالة بشكل خاص لأنها لا تتطلب القرب من مصدر الضوء) ، وهي مفيدة أيضًا للزينة (توجد أشجار من عيد الميلاد مصنوعة من الألياف الضوئية) أو كعنصر من مكونات الخرسانة الشفافة.
كيف تعمل الألياف البصرية؟
مبدأ تشغيل الألياف الضوئية هو قانون سنيل ، 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.
خصائص الألياف البصرية
تتكون الألياف الضوئية المستخدمة اليوم من نواة بلاستيك أو الزجاج (السيليكون وأكسيد الجرمانيوم) الذي يحتوي على معامل انكسار عالٍ ، ومغطى ببلاستيك مشابه ، ولكن بمعامل انكسار أقل.
وبالتالي ، وفقًا لآلية انتشار الضوء بالداخل ، يمكن أن تكون الألياف الضوئية من نوعين:
- الألياف أحادية الوضع. يسمح بانتشار نمط واحد من الضوء ، عن طريق تقليل قطر نواة الألياف ، مما يسمح بإرسال المعلومات عبر مسافات طويلة وبمعدل نقل جيد.
- ألياف متعددة الوسائط. يسمح للحزم الضوئية بالانتشار بأكثر من طريقة (أكثر من ألف وضع مختلف) ، مما يزيد من هامش الخطأ ويجعله غير موصى به للغاية للاتصالات بعيدة المدى.
مزايا الألياف البصرية
تتميز الألياف الضوئية بالمزايا التالية:
- تأخذ مساحة صغيرة. نظرًا لصغر حجمه ، إلا أنه مرن للغاية ، مما يسهل تركيبه.
- إنه خفيف. حسنًا ، يزن ثماني مرات أقل من الكابل التقليدي.
- إنه يمثل مقاومة كبيرة. كلاهما ميكانيكي وحراري ، ويقاوم جيدًا تآكل.
- إنه أكثر بيئية. مقارنة بالنفايات التي خلفتها الأسلاك التقليدية.
- محصن ضد التداخل الكهرومغناطيسي. نظرا لطبيعة مكوناته.
- سريع وفعال وآمن. إنه أفضل شكل معروف لنقل بيانات الكبل.
عيوب الألياف البصرية
تشير عيوب الألياف الضوئية إلى ما يلي:
- إنها هشة. لأن الزجاج بالداخل عرضة للكسر.
- يتطلب محولات. لإرجاع ملف الطاقة الضوئية لمعناه الإعلامي.
- الانقسامات صعبة. خاصة في المناطق الريفية.
- لا تنقل الطاقة الكهربائية. لذلك ، فإنه يتطلب بواعث وناقلات معقدة ، يتم توريدها من طاقة لا يمكن أن تؤخذ من الخط نفسه.
- يتقدم في وجود الماء. مما يحد من تطبيقه في جميع أنحاء العالم.
- لا توجد ذكريات بصرية.