التقنية والتكنولوجيا

الالياف البصرية الضوئية

الالياف البصرية الضوئية

الالياف البصرية هي أحد موضوعات الدراسة العلمية لطلاب الجامعات والباحثين في مختلف أنحاء العالم حيث تبحث تلك الفئات على طبيعة الالياف البصرية الضوئية ويحاولون الوصول إلى معرفة كافة استخداماتها ومميزاتها وعيوبها، حيث تعد تلك الألياف هي أحدث الاكتشافات العصرية المتميزة، وفي هذا المقال سنتحدث عن تلك الأسئلة بالتفصيل.

الالياف البصرية الضوئية مميزات وعيوب واستخدامات

الألياف الضوئية وهي الوسيط المرتبط بنقل المعلومات والبيانات خلال أنبوب من الزجاج أو البلاستيك من أجل خدمات الاتصالات مثل الإنترنت والهاتف والتليفزيون.

تستخدم كابلات تلك الألياف الضوئية حيث أنها تمتلك الخصائص المتميزة التي لا تمتلكها الكابلات المصنوعة من النحاس مثل كشف النطاق الترددي العالي وسرعة الإرسال الكبرى.

يمكن أن يحتوي كل الألياف الضوئية على عدد كبير من الألياف المصنوعة من الزجاج حيث أنها محاطة بنواة من الألياف المصنوعة من الزجاج بها طبقة زجاجية تسمى العازل أو الكسوة وتعبر عن الحماية النهائية والوقاية لتلك الالياف البصرية.

إقرأ أيضا:الانترنت المظلم دارك ويب Dark Web تعرف عليه

مميزات الالياف البصرية

يوجد بعض المميزات التي تجعل الالياف البصرية هي أول اهتمامات الباحثين حول العالم ومنها ما يلي:

  • تقوم بدعم وظيفة النطاق الترددي العالي.
  • تتميز الألياف الضوئية بالسرعة في نقل البيانات مقارنة بالأسلاك النحاسية البطيئة والتي قد يحدث فيها أي خلل يؤخر اتصال البيانات مع بعضها البعض.
  • يمكن للضوء أن يسافر لمسافات أطول بدون الكثير من تحسين الإشارة.
  • أقل عرضة للتداخل مثل التداخل الكهرومغناطيسي.
  • يمكن غمرها في الماء لأن الألياف الضوئية تستخدم في بيئات أكثر عرضة للخطر مثل الكابلات البحرية.
  • تتميز الالياف البصرية بالدقة في نقل المعلومات على عكس الأسلاك النحاسية، فهي لا تمتاز بصفة الدقة والوضوح أحيانا في نقل بعض البيانات بداخلها.
  • عرض النطاق الترددي للألياف الضوئية يصل إلى 50 هرتز والحد الأقصى لعرض النطاق الترددي المطلوب للبث التليفزيوني لا يتجاوز 7 ميجا هرتز.
  • صغيرة الحجم لأن نصف قطره أصغر من الأسلاك النحاسية البسيطة والتقليدية حيث يمكن استبدال سلك نحاس بقطر 8 سم بألياف ضوئية أخرى لا يزيد قطرها عن 733 سم وهذا أمر هام جدا عند مد الأسلاك تحت الأرض.
  • الوزن الخفيف حيث يمكن استخدام 4 كجم فقط من الألياف الضوئية لتحل محل 95 كجم من السلك النحاسي.
  • تقليل فقدان إشارة الإرسال.
  • ممنوع تداخل الإشارات المرسلة عبر الالياف البصرية المجاورة في كابل واحد ولذلك فإنه يضمن وضوح الإشارة المرسلة سواء كانت محادثة هاتفية أو بث تليفزيوني.
  • محصن ضد التداخل الكهرومغناطيسي ولذلك فإن الإشارة سرية تماما وهذا الأمر مهم في الاستخدام في الجهات العسكرية.
  • تلك الألياف غير قابلة للاشتعال وتقلل من خطر وقوع الحرائق.
  • توافر طاقة مولد اقل لأن الخسارة أثناء عملية الاتصال منخفضة للغاية.
  • دخول الالياف البصرية في الكثير من الصناعات مثل الاتصالات وشبكات الإنترنت والكمبيوتر والتصوير الطبي وأجهزة الاستشعار عالي الجودة وقياس درجات الحرارة وقياس الضغط والتنقيب للوصول للنفط تحت الأرض.
  • الكابلات الضوئية أقوى وأخف من الكابلات النحاسية.
  • تلك الالياف البصرية لا تحتاج إلى صيانة أو استبدال بشكل متكرر.
  • تتميز بالقدرة على حمل اقوى المعلومات لأن الألياف الضوئية أرق من الأسلاك العادية لذلك يمكن وضع عدد كبير من الألياف الضوئية في حزمة وبالتالي زيادة عدد خطوط الهاتف أو قنوات البث التليفزيوني في التحميل.
  • تسهيل كافة خدمات الاتصال مما يجعل الشركات الكبيرة تتسارع عليها.
  • نجاح الالياف البصرية عن الأسلاك النحاسية نجاح كبير يشكل فارق كبير في مجال التطور الصناعي.

عيوب الالياف البصرية

رغم وجود الكثير من المميزات الرائعة في الالياف البصرية إلا أنها لا تخلو من السلبيات والعيوب التي يجب العلم بها، وهي كما يلي:

إقرأ أيضا:الانترنت المظلم دارك ويب Dark Web تعرف عليه
  • الأسلاك النحاسية رخيصة الثمن عن الالياف البصرية.
  • عند المقارنة مع الكابل النحاسي فإن الألياف الزجاجية تحتاج إلى الحماية داخل الكابلات الخارجية.
  • تعد مشكلة الصيانة واحدة من العيوب الرئيسية الخاصة بالالياف البصرية لأن صيانة تلك الألياف أكثر تعقيدا من صيانة الكابل النحاسي، والسبب هو التركيب الدقيق للألياف الضوئية وتكوينها، بسبب الانحناء الشديد حيث أن الليف الضوئي قد ينكسر ويتلف ولا يمكنه أداء مهمة نقل البيانات بشكل صحيح.
  • تعد التكلفة هي المشكلة الصعبة حيث أن تكلفة تلك الالياف البصرية عبارة عن مشاكل وعيوب في الاستخدام ومرتبطة بعمر الخدمة التي تقدمها تلك الألياف.

حيث أن التكلفة على المدي القصير هي تكلفة باهظة الثمن ومرتفعة، وقد يكون استخدام تلك الألياف عديم الفائدة لأنك لن تتمكن من استرداد الأموال التي أنفقتها على شراء تلك الالياف البصرية، وتركيبها وصيانتها في وقت زمني قصير.

أما التكلفة على المدى الطويل هي التكلفة الأولية وتكون مرتفعة ولكن في المستقبل ستكون مستعد للاستثمار في شراء الأموال وخاصة مشاريع الاتصالات.

  • تركيب كابلات جديدة كثيفة العمالة.
  • تعد الالياف البصرية بصفة عامة أكثر هشاشة وضعف، حيث أنه إذا تم تركيب كابل منحني حول دائرة نصف قطرها بضع سنتيمترات فإن الالياف البصرية سوف تنكسر ويتم فقد الإشارة..
  • يعد اتجاه النقل من أسوأ عيوب الالياف البصرية حيث أنها غير قادرة على نقل البيانات في اتجاهين في وقت واحد، ولا تقدر على الإرسال والاستقبال في نفس الوقت مما يعطل الاتصال الثنائي في الشركات.

استخدامات الالياف البصرية

يوجد بعض الاستخدامات الخاصة بصناعة الألياف لكي تؤدي مهمة محددة، ومن أهم استخداماتها ما يلي:

إقرأ أيضا:الانترنت المظلم دارك ويب Dark Web تعرف عليه
  • نقل البيانات وتفير نطاق ترددي عال لأن شبكات الكمبيوتر هي مثال شائع استخدام الألياف الضوئية.
  • نقل البث التلفزيوني والمنتجات الإلكترونية لتوفير اتصال أفضل.
  • يعد الإنترنت والتليفزيون من أكثر المجالات التي تستخدم الالياف البصرية ولذلك يمكن الاتصال عن بعد بين شبكات الكمبيوتر في مواقع مختلفة.
  • استشعار ومعرفة درجة الحرارة اليومية.
  • تستخدم في المناطق العسكرية والفضائية من أجل الاتصال ونقل الإشارات.
  • تستخدم تلك الألياف بشكل كبير لأنها خفيفة الوزن صغيرة الحجم.
  • تستخدم لتوفير الإضاءة الطبية الدقيقة وتستخدم في أجهزة الاستشعار الطبية الحيوية في الفحص الطبي مثل تطوير الأشعة السينية بالصوت والصورة.
  • تستخدم في أنظمة الاتصال ونقل معدات الليزر والمعلومات المشفرة من خلال وميض عالي السرعة والجودة.
  • إرسال رسائل إلى الألياف من الأجهزة لكي تقوم بفك تشفير الرسائل وتحويلها إلى إشارات رئيسية.
  • تستطيع حمل الكثير من المعلومات على عكس الأسلاك النحاسية.
  • غير معرضة للتدخل الكهربائي وتحتاج الإشارات المرسلة إلى مسافة طويلة عبر كابلات الالياف البصرية لتعزز عملها، ولذلك هي أطول من الإشارات المرسلة عبر الكابل النحاسي في نفس المسافة.
  • نقل الإشارات تحت الماء وخلال المحيطات.
  • تناسب الأطباء في عملهم حيث يمكن تحويلها إلى خيط رفيع ليدخل إلى الأوعية الدموية والرئة والبطن وتستخدم لرؤية الأجزاء الصغيرة في جسم الإنسان من الداخل عند عمل الجراحات الخطيرة.
  • تستخدم في جراحة الليزر وقياس الحرارة
  • يوجد الكثير من الأنواع الحديثة للألياف الضوئية حيث أنها أطلق عليها في الفترة الأخيرة اسم الألياف البلورية حيث أنها تصنع من البلورات التي تقوم بنقل الضوء من خلالها بدون التعرض لخسائر

وفي نهاية هذا المقال تحدثنا عن الالياف البصرية وعن أهم استخداماتها وتعرفنا على مميزاتها وعلى عيوبها من أجل تسهيل العملية البحثية لدى المستفيدين في هذا الموضوع.

السابق
علم الاردن ودلالاته
التالي
تعلم مهارات جوجل Google في البحث عن الاشياء