عمل الألياف الضوئية وتطبيقاتها

جرب أداة القضاء على المشاكل





الاتصال باستخدام الألياف البصرية يمكن أن يكون الكبل تقنية لنقل البيانات من موقع إلى آخر عن طريق إرسال نبضات ضوئية. في الوقت الحاضر ، يتم استخدام هذه الكابلات تواصل مثل إرسال الصور والرسائل الصوتية وما إلى ذلك. يمكن تصميم هذه الكابلات بالبلاستيك أو الزجاج بحيث يمكن نقل البيانات بشكل فعال وسريع من الكابلات النحاسية. غيرت هذه الكابلات صناعة الاتصالات من خلال لعب دور رئيسي في نقل البيانات. لذلك حلت هذه الكابلات محل الكابلات النحاسية. في الوقت الحاضر ، العالم متصل بالإنترنت. لذلك باستخدام شعاع ضوء من كابل الألياف البصرية ، فمن الممكن إجراء مكالمة هاتفية وتنزيل الفيديو والتحقق من موقع الويب وما إلى ذلك.

ما هي الألياف الضوئية؟

يُعرف الكبل المستخدم لنقل البيانات من خلال الألياف (الخيوط) أو البلاستيك (الزجاج) باسم كابل الألياف الضوئية. يشتمل هذا الكبل على حزمة من الخيوط الزجاجية التي تنقل الرسائل المعدلة عبر موجات الضوء. هناك العديد من المزايا لاستخدام هذه الكابلات على غيرها أنواع الاتصال الكابلات مثل عرض النطاق الترددي لهذه الكابلات عالية ، وأقل عرضة للتداخل من الكابلات المعدنية ، وأقل نحافة وأخف وزناً ، ويمكن نقل البيانات في شكل رقمي. تتمثل العيوب الرئيسية لهذه الكابلات في أن التركيب باهظ التكلفة وأكثر دقة ويصعب إصلاحه معًا.




هذه الكابلات ضرورية للشبكات المحلية. لذلك ، تقوم شركات الاتصالات باستبدال خطوط الهاتف بهذه الكابلات. ذات يوم ، ستستخدم جميع الاتصالات الألياف البصرية. تشمل اعتبارات تصميم هذه الكابلات بشكل أساسي المظهر والصلابة والمتانة وقوة الشد والقابلية للاشتعال والحجم ونطاق درجة الحرارة ومرونتها.

عمل الألياف الضوئية

ال مبدأ عمل الألياف الضوئية هو نقل المعلومات في شكل ذرات ضوئية أو الفوتونات. تتميز نوى الألياف الزجاجية والكسوة بمعامل انكسار خاص لتحريف الضوء الداخلي بزاوية معينة. عندما يتم إرسال إيماءات الضوء عبر الكبل البصري ، فإنها لا تعكس الكسوة والقلب ضمن سلسلة من الارتدادات المتعرجة ، ويتم تسمية الالتصاق بطريقة الانعكاس الداخلي الكلي.



الكابلات البصرية

الكابلات البصرية

الألياف الضوئية عبارة عن خيط طويل ورفيع من مادة عادية. شكل هذا الكابل يشبه الاسطوانة. يقع قلب هذا الكبل في المركز ، ويتم تسمية الجزء الخارجي من القلب باسم الكسوة. هنا تعمل الكسوة كطبقة واقية. هذان مصنوعان من أنواع مختلفة من البلاستيك والزجاج. لذلك يمكن أن يكون انتقال الضوء في القلب بطيئًا جدًا ثم ينتقل إلى الكسوة.

عندما يصطدم الضوء الموجود داخل القلب بحد الكسوة في أقل من 90 درجة ، فإنه يرتد. لا يوجد ضوء يهرب حتى يقترب من نهاية الألياف إذا لم يكن كذلك ، فإن الألياف ملتوية بشكل حاد أو ممتدة. يمكن أن تتلف كسوة الكابل بمجرد خدشها. لذلك ، فإن الطلاء البلاستيكي مثل العازلة يحمي الكسوة. يمكن وضع هذه الألياف المخزنة في طبقة صلبة تُعرف باسم الغلاف. لذلك يمكن استخدام الألياف بسهولة دون إتلافها.


أنواع الألياف الضوئية

يمكن تصنيف الألياف الضوئية بناءً على المواد المستخدمة ومعامل الانكسار وطريقة انتشار الضوء.

يتم تصنيف كابلات الألياف الضوئية إلى نوعين بناءً على المواد المستخدمة والتي تشمل ما يلي.

  • تستخدم كابلات الألياف الضوئية البلاستيكية ويمكن استخدام ميثاكريلات البولي ميثيل كمواد أساسية لنقل الضوء.
  • تحتوي الألياف الزجاجية على ألياف زجاجية ممتازة جدًا.

يتم تصنيف كابلات الألياف الضوئية إلى نوعين بناءً على معامل الانكسار والذي يتضمن ما يلي.

  • تشتمل الألياف ذات المؤشر التدريجي على قلب محاط بالكسوة. يتضمن مؤشرًا موحدًا فقط للانكسار.
  • في ألياف المؤشر المتدرج ، بمجرد أن ينخفض ​​معامل الانكسار للكابل ، ستتم زيادة المسافة الشعاعية من محور الألياف.

يتم تصنيف كابلات الألياف الضوئية إلى نوعين بناءً على نمط انتشار الضوء والتي تشمل ما يلي.

  • تُستخدم الألياف أحادية الوضع بشكل أساسي لإرسال الإشارات لمسافات طويلة.
  • تُستخدم الألياف متعددة الأوضاع بشكل أساسي لإرسال الإشارات لمسافات قصيرة.

يمكن تشكيل المجموعات الأربعة للألياف الضوئية بواسطة معامل الانكسار بالإضافة إلى طريقة الانتشار التي تشمل الوضع الفردي لمؤشر الخطوة ، والوضع الفردي للفهرس المتدرج ، والوضع متعدد الفهرس المتدرج ، والوضع المتعدد الفهرس المتدرج.

المميزات والعيوب

ال مزايا الألياف الضوئية تشمل ما يلي.

  • عرض النطاق الترددي أعلى من الكابلات النحاسية
  • فقدان أقل للطاقة ويسمح بنقل البيانات لمسافات أطول
  • الكابل الضوئي هو مقاومة للتداخل الكهرومغناطيسي
  • حجم كابل الألياف أفضل 4.5 مرة من الأسلاك النحاسية و
  • هذه الكابلات أخف وزنًا وأرق وتشغل مساحة أقل مقارنة بالأسلاك المعدنية.
  • التثبيت سهل للغاية بسبب الوزن الخفيف.
  • يصعب للغاية النقر على كابل الألياف الضوئية لأنها لا تنتج طاقة كهرومغناطيسية. هذه الكابلات آمنة للغاية أثناء حمل أو نقل البيانات.
  • يعتبر كابل الألياف البصرية مرنًا للغاية ، وينحني بسهولة ، ويعارض معظم العناصر الحمضية التي تصطدم بالسلك النحاسي.

ال عيوب الألياف الضوئية تشمل ما يلي

  • من الصعب جدًا دمج كبلات الألياف الضوئية وسيكون هناك فقدان للشعاع داخل الكابل أثناء التشتت.
  • تركيب هذه الكابلات فعال من حيث التكلفة. فهي ليست قوية مثل الأسلاك. غالبًا ما تكون معدات الاختبار الخاصة مطلوبة للألياف الضوئية.
  • كابلات الألياف الضوئية مضغوطة وضعيفة للغاية أثناء تركيبها
  • تعتبر هذه الكابلات أكثر حساسية من الأسلاك النحاسية.
  • هناك حاجة إلى أجهزة خاصة للتحقق من إرسال كابل الألياف.

وبالتالي ، هذا كل شيء عن نظرة عامة على الألياف الضوئية . ال تطبيقات الألياف الضوئية تتضمن بشكل أساسي نقل البيانات في مكان الكابلات المعدنية نظرًا لقدرة النقل العالي ونقل البيانات. في الوقت الحاضر ، تُستخدم هذه الكابلات لأغراض مختلفة في مجموعة متنوعة من الصناعات مثل الاتصالات والبث والصناعية والعسكرية والطبية. تحل هذه الكابلات محل الكابلات المحورية والكابلات النحاسية. تُستخدم هذه الكابلات في تطبيقات مختلفة نظرًا لفوائدها مثل السرعة العالية وعرض النطاق الترددي. هنا سؤال لك، الذي اخترع الألياف الضوئية ؟