ما هي الالياف الضوئية؟

لسنوات عديدة كانت الكابلات النحاسية هي الخيار التقليدي للاتصالات السلكية واللاسلكية والشبكات وتوصيلات الكابلات لكن اليوم أصبحت الألياف الضوئية (الألياف البصرية او الزجاجية) بديلاً شائعًا فمعظم خطوط المسافات الطويلة الخاصة بشركات الهاتف مصنوعة الآن من كابلات الألياف البصرية.

ما هي الألياف الضوئية؟

الألياف الضوئية هي عبارة عن ألياف شفافة مرنة مصنوعة من الزجاج النقي (سيليكا) أو البلاستك ويبلغ حجم الليفة الضوئية حجم شعرة الانسان تقريبا. يتم جمعها في حزم تسمى الكابلات الضوئية. لكابلات الألياف الضوئية نوعان اساسيان:

1- كابلات الألياف الأحادية: وهي تُستخدم في نقل الاشارات لمسافات الطويلة، تتميز الألياف الأحادية أيضًا بنطاق ترددي أعلى بكثير من الألياف المتعددة. وغالباً ما يكون مصدر الضّوء المستخدم للألياف الأحادية هو الليزر وعادةً ما تكون الألياف الأحادية أكثر تكلفة من الألياف المتعددة.

2- كابلات الألياف المتعددة: وهي على عكس كابلات الألياف الأحادية لأنها تُستخدم في نقل الاشارات لمسافات قصيرة.

تأريخ الالياف الضوئية؟

يعود تاريخ استخدام الألياف الضوئية لأول مرة إلى سنة 1977 عندما تم استخدامها لنقل الاتصالات الهاتفية، لكن فكرة هذه التقنية تعود إلى ما يُقارب قرن قبل ذلك. وفي النصف الثاني من القرن العشرين، شهدت الألياف الضوئية تطوراً سريعاً خصوصاً في الفترة بين خمسينيات وثمانينيات القرن العشرين، حيث عمل العلماء في هذه الفترة على زيادة مسافة الاشارات المنقولة عبر الألياف الضوئية.

الفرق بين الكابلات الضوئية والكابلات النحاسية؟

تنقل الألياف الضوئية معلومات أكثر من الأسلاك النّحاسية التقليدية بسبب عرض النّطاق الترددي العالي والسرعات العالية ولأن الزجاج لا يوصل الكهرباء فإن الألياف الضوئية لا تخضع للتداخل الكهرومغناطيسي كما يحصل في الكابلات النحاسية.

يمكنك معرفة العلاقة بين الأنترنت والألياف الضوئية من خلال المقال التالي: العلاقة بين الانترنت والألياف الضوئية.

استخدامات الالياف الضوئية:

· أبرز استخدامات الألياف الضوئية هي في الاتصالات، فهي وسيط فعال للاتصالات البعيدة وشبكات الحاسوب بسبب مرونتها وإمكانية تجميعها ككبلات، وهي مفيدة خصوصاً في اتصالات المسافات الطويلة.

· تُستخدم الأَلياف الضوئية في العديد من الأدوات الطبية لتوفير إضاءة دقيقة كما أنها موجودة في بأجهزة الاستشعار الطبية الحيوية المستخدمة في العمليات الجراحية الدقيقة. وتُستخدم تلك الألياف ايضاً في النظر داخل جسم الأنسان في العمليات الجراحية الدقيقة.

· تُستخدم الألياف الضوئية في أجهزة الاستشعار لقياس الإجهاد ودرجة الحرارة والضغط، وتُستخدم أيضاً على نطاق واسع ضمن مكونات أجهزة الاستشعار الكيميائية البصرية.

· حالياً مع التطور الكبير للأنترنت، فإن التوجه نحو استخدام شبكات الألياف الضوئية في نقل البيانات هو محل تركيز العلماء والتقنيات الحديثة، والعامل الأهم الذي يعمل عليه الباحثون هو رفع سعة بث الألياف الضوئية.  

مزايا الألياف الضوئية:

· دعم النطاق الترددي العالي.

· يمكن للضوء أن ينتقل لمسافات أبعد باستخدام الألياف الضوئية.

· أقل عرضة للتداخل مثل التداخل الكهرومغناطيسي.

· تُستخدم الالياف البَصرية في بيئات أكثر عرضة للخطر مثل الكَابلات البحرية.

· كابلات الأَلياف الضوئية أقوى وأرق وأخف من الكابلات النحاسية.

· لا تحتاج إلى صيانة أو استبدال بِشكل متكرر.

عيوب الألياف الضوئية:

· سعر الألياف الضوئية مرتفع مقارنةٌ بالألياف النحاسية.

· يتطلب تركيب الكابلات الجديدة عمالة كبيرة.

· تحتاج الالياف الزجاجية مزيدًا من الحماية داخل الكابل أكبر من النحاس.

· تكون الكابلات الألياف الضوئية أكثر هشاشة مما يجعلها معرضة للكسر بصورة أكبر.

الكاتب: مصطفى الحسان