بالنسبة إلى جيجابت وما وراء نقل البيانات ، فإن اتصال الألياف الضوئية هو الخيار الأمثل. يستخدم هذا النوع من الاتصالات لنقل الصوت والفيديو والقياس عن بعد والبيانات عبر مسافات طويلة وشبكات المنطقة المحلية أو شبكات الحاسب . يستخدم نظام الاتصالات بالألياف الضوئية تقنية الموجات الضوئية لنقل البيانات عبر الألياف عن طريق تغيير الإشارات الإلكترونية إلى ضوء.

بعض السمات المميزة الاستثنائية لهذا النوع من تواصل نظام مثل النطاق الترددي الكبير ، والقطر الأصغر ، والوزن الخفيف ، ونقل الإشارات لمسافات طويلة ، والتوهين المنخفض ، وأمن الإرسال ، وما إلى ذلك ، يجعل هذا الاتصال لبنة أساسية في أي بنية تحتية للاتصالات. تسلط المعلومات اللاحقة على نظام اتصالات الألياف الضوئية الضوء على سماته المميزة وعناصره الأساسية وتفاصيل أخرى.

اتصالات الألياف البصرية

كيف تعمل اتصالات الألياف البصرية؟

على عكس النقل المعتمد على الأسلاك النحاسية حيث يعتمد الإرسال كليًا على الإشارات الكهربائية التي تمر عبر الكبل ، فإن نقل الألياف الضوئية يتضمن إرسال إشارات في شكل ضوء من نقطة إلى أخرى. علاوة على ذلك ، تتكون شبكة اتصالات الألياف الضوئية من دوائر إرسال واستقبال ومصدر ضوئي وأجهزة كشف مثل تلك الموضحة في الشكل.

عندما يتم إعطاء بيانات الإدخال ، في شكل إشارات كهربائية ، لدائرة الإرسال ، فإنها تحولها إلى إشارة ضوئية بمساعدة مصدر الضوء. هذا المصدر من LED يجب أن يظل اتساعه وتردده ومراحله مستقرة وخالية من التقلبات من أجل الحصول على نقل فعال. يتم نقل شعاع الضوء من المصدر بواسطة كبل ألياف بصرية إلى دائرة الوجهة حيث يتم إرسال المعلومات مرة أخرى إلى الإشارة الكهربائية بواسطة دائرة استقبال.

عمل اتصالات الألياف الضوئية

“التبديل رمي مزدوج القطب المزدوج ”

تتكون دائرة الاستقبال من كاشف ضوئي إلى جانب دائرة إلكترونية مناسبة ، قادرة على قياس حجم وتكرار وطور المجال البصري. يستخدم هذا النوع من الاتصالات أطوال الموجات بالقرب من نطاق الأشعة تحت الحمراء التي تقع فوق النطاق المرئي. يمكن استخدام كل من LED والليزر كمصادر للضوء بناءً على التطبيق.

3 عناصر أساسية لنظام اتصالات الألياف البصرية

هناك ثلاثة عناصر أساسية رئيسية لنظام اتصالات الألياف البصرية. هم انهم

مصدر ضوء مضغوط
ألياف بصرية منخفضة الخسارة
كاشف الصور

الملحقات مثل الموصلات والمفاتيح والمقارنات وأجهزة تعدد الإرسال ومكبرات الصوت والوصلات هي أيضًا عناصر أساسية في نظام الاتصال هذا.

1. مصدر ضوء مضغوط

ثنائيات الليزر

اعتمادًا على التطبيقات مثل شبكات المنطقة المحلية وأنظمة الاتصالات طويلة المدى ، تختلف متطلبات مصدر الضوء. تشمل متطلبات المصادر الطاقة والسرعة وعرض الخط الطيفي والضوضاء والصلابة والتكلفة ودرجة الحرارة وما إلى ذلك. يتم استخدام مكونين كمصادر للضوء: الثنائيات الباعثة للضوء (LED) وثنائيات الليزر.

تُستخدم الثنائيات الباعثة للضوء للمسافات القصيرة وتطبيقات معدل البيانات المنخفض نظرًا لانخفاض عرض النطاق الترددي وقدرات الطاقة. يتضمن اثنان من هياكل LEDs أنظمة انبعاث السطح والحافة. الثنائيات الباعثة للسطح بسيطة في التصميم وموثوقة ، ولكن نظرًا لعرض خطها الأوسع وتردد التعديل ، يتم استخدام الصمام الثنائي الباعث لحافة التردد في الغالب. تتميز الثنائيات الباعثة للحافة بقدرات عالية للطاقة وعرض أضيق للخط.

للمسافات الطويلة ونقل معدل البيانات العالي ، تُفضل الثنائيات الليزرية نظرًا لقدرتها العالية وسرعتها العالية وخصائص عرض خط الطيف الضيق. لكنها بطبيعتها غير خطية وأكثر حساسية لتغيرات درجات الحرارة.

الصمام مقابل الثنائيات الليزر

“الإشارة الرقمية مقابل الإشارة التناظرية ”

في الوقت الحاضر ، جعلت العديد من التحسينات والتطورات هذه المصادر أكثر موثوقية. فيما يلي بعض المقارنات بين هذين المصدرين. يتم تعديل كلا المصدرين باستخدام تقنيات التعديل المباشر أو الخارجي.

2. الألياف الضوئية منخفضة الخسارة

الألياف الضوئية عبارة عن كابل ، يُعرف أيضًا باسم الدليل الموجي العازل الأسطواني المصنوع من مادة منخفضة الفقد. تراعي الألياف الضوئية أيضًا معلمات مثل البيئة التي تعمل فيها ، وقوة الشد والمتانة والصلابة. كابل الألياف الضوئية مصنوع من زجاج مقذوف عالي الجودة (si) أو بلاستيك ، وهو مرن. يتراوح قطر كابل الألياف الضوئية بين 0.25 و 0.5 مم (أسمك قليلاً من شعر الإنسان).

كابل الألياف البصرية

يتكون كابل الألياف الضوئية من أربعة أجزاء.

النواة
الكسوة
متعادل
السترة

النواة

جوهر كابل الألياف عبارة عن أسطوانة من البلاستيك تمتد بطول كابل الألياف وتوفر الحماية من خلال الكسوة. يعتمد قطر النواة على التطبيق المستخدم. بسبب الانعكاس الداخلي ، يعكس الضوء المنتقل داخل القلب من القلب ، حدود الكسوة. يجب أن يكون المقطع العرضي الأساسي دائريًا لمعظم التطبيقات.

الكسوة

الكسوة هي مادة بصرية خارجية تحمي اللب. تتمثل الوظيفة الرئيسية للكسوة في أنها تعكس الضوء مرة أخرى إلى القلب. عندما يدخل الضوء من اللب (مادة كثيفة) إلى الكسوة (مادة أقل كثافة) ، فإنه يغير زاويته ، ثم ينعكس مرة أخرى إلى اللب.

متعادل

تتمثل الوظيفة الرئيسية للمخزن المؤقت في حماية الألياف من التلف وآلاف الألياف الضوئية مرتبة في مئات الكابلات الضوئية. هذه الحزم محمية بواسطة الغطاء الخارجي للكابل الذي يسمى الغلاف.

السترة

تتوفر سترات كابل الألياف الضوئية بألوان مختلفة تجعلنا نتعرف بسهولة على اللون الدقيق للكابل الذي نتعامل معه. يشير اللون الأصفر بوضوح إلى كبل وضع فردي ، ويشير اللون البرتقالي إلى وضع متعدد.

2 أنواع من الألياف البصرية

ألياف أحادية الوضع: تُستخدم الألياف أحادية الوضع لنقل إشارة واحدة لكل ليف تستخدم هذه الألياف في أجهزة الهاتف والتلفزيون. تحتوي الألياف أحادية الوضع على نوى صغيرة.

ألياف متعددة الأوضاع: تُستخدم الألياف متعددة الأوضاع لنقل العديد من الإشارات لكل ليف تستخدم هذه الإشارات في شبكات الكمبيوتر والشبكات المحلية التي تحتوي على نوى أكبر.

3. أجهزة الكشف عن الصور

الغرض من أجهزة الكشف عن الصور هو تحويل إشارة الضوء مرة أخرى إلى إشارة كهربائية. نوعين من أجهزة الكشف عن الصور تستخدم بشكل أساسي في جهاز الاستقبال البصري في نظام الاتصال البصري: الصمام الثنائي للصور PN والصمام الثنائي للصور الانهيار. اعتمادًا على الأطوال الموجية للتطبيق ، يختلف التركيب المادي لهذه الأجهزة. تشمل هذه المواد السيليكون والجرمانيوم و InGaAs وما إلى ذلك.

هذا كله يتعلق بالعناصر الأساسية لنظام اتصالات الألياف البصرية. للحصول على معلومات إضافية ، ولأي نوع من المساعدة ، يرجى مراسلتنا لأننا نشجع ونقدر اقتراحاتك وتعليقاتك واستفساراتك وتعليقاتك. يرجى مشاركة أفكارك واقتراحاتك وتعليقاتك في قسم التعليقات أدناه.