أنواع و مميزات الألياف البصرية


أنواع و مميزات الألياف البصرية

 

لقد احتلت الألياف البصرية مكاناً متميزاً في مجال الاتصالات إذ حلت محل الأسلاك النحاسية في العديد من الاستخدامات كالربط بين المقاسم الهاتفية والخطوط بعيدة المدى وتطورت تقنية البصريات الليفية Fiber Optics تطوراً سريعاً خلال العقود الماضية فاقت كل التوقعات مما جعلها تحتل موقعاً تنافس فيه وسائل الاتصالات الأخرى ولقد مرت هذه التقنية بمراحل عديدة يمكن تقسيمها إلى خمسة أجيال صمم الجيل الأول ليقوم بنقل معلومات تتراوح بين 2 و 140 ميجابت لكل ثانية استخدمت فيه منابع بصريه مصنعه من زرنيخ الجاليوم وكواشف سليكونيه تعمل في أطوال موجبه تتراوح بين 810 و 900 نانومتر وفي الجيل الثاني تم تطوير منابع وكواشف ضوئية تعمل عند الطور الموجى 1300 نانومتر حيث ينخفض الفقد في الليف إلى 1 ديسيبل لكل متر ولقد أدى استخدام الألياف البصرية أحادية النمط في الجيل الثالث إلى القضاء على التشتيت في الألياف البصرية متعددة النمط مما أدى إلى الحصول على سعة نطاق عالية وتم في هذا الجيل تشغيل وصلات بصرية تستخدم الألياف أحادية النمط للحصول على فقد يقل عن 1 ديسيبل لكل متر ومسافة بين المكررات تبلغ 40 كيلو متر وفي الجيل الرابع تم تشغيل هذه الأنظمة عند الطول الموجي 1550 نانومتر حيث الفقد أقل مما هو عليه عند الطول الموجي 1300 نانومتر ولقد أدى تطوير العناصر المستخدمة في هذه الأنظمة كالمنابع والكواشف لبناء أنظمة تعمل بمعدل نقل معلومات قدره 10 جيجابت لكل ثانية واستمرت الأبحاث في تطوير عناصر نظم اتصالات الألياف البصرية للحصول على أفضل الظروف التشغيلية مما مهد إلى بروز الجيل الخامس والذي توفرت له عناصر عديدة فكانت البداية في تحسن حساسية أجهزة الاستقبال حيث استخدم الكشف التحقيقي – (hetero dyne) بدلاً من الكشف المباشر والذي مكن من وجود وسائل ذات كفاءة لاختيار القنوات في الأنظمة التي تستخدم في تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي وتمكن الباحثون من تطعيم الألياف الزجاجية بمادة الأربيوم (Er) مما أعطى دفعه قوية لاستخدام أنظمة الألياف البصرية عند الطول الموجي 1550 نانومتر أدى ذلك التطعيم للحصول على مضخمات ذات كسب مرتفع أطلق عليها مضخمات الليف المطعم الأربيوم والتي وجدت استخداماً واسعاً في خطوط النقل ولم يقتصر استخدام الألياف المطعمة بمادة الربيوم على المضخات فحسب بل تعداها لتشمل استخدام الليزر والمفاتيح وكثير من النبائط غير الخطية كما أن مضخمات EDFA,s قد مهدت الطريق لأنظمة سريعة وبروز أنظمة نقل تعتمد على استخدام نبضات طبيعية والتي تمكنها من قطع مسافات طويلة دون تشوه ولقد أدت هذه التطورات السريعة إلى شيوع استخدام أنظمة الاتصالات الليفية البصرية في كافة مجالات الاتصالات بدءاً من الوصلات للمستخدم حتى الاتصالات بعيدة المدى.

 

الألياف البصرية

 

مميزات الألياف البصرية

للألياف البصرية مزايا عديدة جعلتها تتفوق على النظم الأخرى المستخدمة في مجال الاتصالات ومن هذه المميزات.

عرض نطاقها عال جداً

إن عرض النطاق المرتفع جداً يعني إمكانية نقل معلومات عالية جداً بواسطة ليفه بصرية واحدة وقد تكون هذه المعلومات صور تليفزيونية أو مكالمات هاتفيه أو مزيج منها وقد تم تشغيل خطوط نقل معلومات بمعدل 10 جيجابت لكل ثانية والأبحاث مستمرة في أنحاء العالم للحصول على أنظمة تعمل بمعدل معلومات أعلى ولمسافة أطول.

قطرها صغير ووزنها خفيف

يبلغ سمك الليفة البصرية سمك الشعرة وعلى الرغم من أن هناك طبقات واقية توضع فوقها إلا أنها لا تزال أقل حجماً ووزناً من الأسلاك الهاتفية أو المحورية ومثالاً على ذلك أن ليف بصري بقطر يبلغ 125 مايكرومتر ضمن كابل يبلغ قطره 6 ملم يمكن له أن يحل محل كابل هاتفي قطره 8 سم ويحتوي على 900 زوج من الخطوط السلكية النحاسية وهذا يعني أن الحجم قد انخفض بنسبه تزيد عن 1 : 10 ونظراً لهذه الميزة فقد تم استبدال الكابلات النحاسية في كثير من الطائرات والبواخر بآلياف بصرية وبسبب صغر الحجم وقلة الوزن فإن نقلها وتركيبها يتم بصورة أسهل وأسرع من الكابلات النحاسية وهذا يعني تكلفة أقل.