الالياف البصرية كبديل مثالي للكوابل


الالياف البصرية كبديل مثالي للكوابل حتى منتصف الثمانينات كانت صناعة الاتصالات الهاتفية في أوروبا تخضع لسيطرة شركات حكومية ضخمة تعود جذورها إلى بداية الخدمة الهاتفية في العالم، هذه ا لشركات التي تمتعت في البداية بكثير من حرية العمل والسيادة الذاتية حتى في بلادها حتى سيطرت على جميع نواحي الاتصالات وملحقاتها بما فيها البيئة التحتية والأجهزة والخدمات·

الالياف البصرية
الالياف البصرية وقد تعرض ذلك النظام لثورة حقيقية مذهلة، تمثلت في أداء أكبر تقنية في العالم تمثلت في تعاظم جريان المعلومات إلى كافة أنحاء المعمورة، فقد حلت الخيوط الرقيقة الشفافة المصنوعة من الزجاج النقي محل الأسلاك النحاسية في نقل الصوت والصورة ومعطيات الحاسب الآلي بسرعة نبض أشعة الليزر، وأصبحت عصب شبكات الهاتف والاتصالات في الولايات المتحدة وغيرها من الدول المتقدمة· ولا شك أن الألياف البصرية تشكل اليوم قوة الحفز وراء تنامي شبكة الانترنت والفاكس والاجتماع عن بعد وظهور التلفاز شديد النقاء وغير ذلك كثير، حتى أن بعض الخبراء يتوقعون ويقررون أن الألياف البصرية هي القوة الدافعة للانتقال من الثورة المناعية إلى الثورة المعلوماتية·

نبذة عن تاريخ الالياف البصرية :

الالياف البصرية يرى بعض العلماء أن الفراعنة صنعوا منذ 3000 سنة سمكة من الزجاج ا لمعقم برأس أزرق وحراشف بيضاء وزعانف صفراء، وقد حصلوا على هذه الألوان عن طريق إضافة أكاسيد معدنية إلى الزجاج المصنوع من السيليكا (تم إضافة الكالوبالت لعمل اللون الأبيض، والانتيمون للون الأصفر)· ولم يتمكن الفراعنة من صنع زجاج شفاف لأن المادة الأولية المستعملة كانت مشوبة ببقايا الأكاسيد·

تقدم علم الكيمياء وتطور صناعة الزجاج

ومع تقدم علم الكيمياء وتطور صناعة الزجاج تمكن علماء آخرون من صنع الزجاج الشفاف، وكان التقدم في هذه الصناعة سريعا ذلك إن شفافية أفضل العدسات التي صنعت في بداية القرن العشرين كانت أعلى بعشرة آلاف مرة من شفافية الزجاج المصنوع بمعرفة الفراعنة·
وفي الستينيات ارتفعت تلك الشفافية بعشرة آلاف مرة أخرى بفضل تقنية إنتاج ثاني اكسيد السليكون عالي النقاء، مما مكن من صنع الألياف البصرية·

 

استخدام الألياف البصرية لنقل الصور التلفازية

وتذكر المراجع أن أول من كتب مطالبا باستخدام الألياف البصرية >بيرد< البريطاني و>هانسل< الأميركي وذلك عام 1927، وكانت مطالبتهما باستخدام الألياف البصرية لنقل الصور التلفازية، بيد أنهما لم يقوما بأية تجربة علمية·
وظل العلماء يولون الألياف البصرية اهتمامهم طوال عقود متوالية، إلا أنه لم يتم استخدام الألياف البصرية بصورة عملية إلا في بداية الخمسينيات، حيث استخدمت في المناظير الطبية لفحص المعدة والأمعاء، وفي الصناعة لفحص مكائن الطائرات· غير أن أطوال هذه الألياف وقتئذ لم تتعد عدة أقدام، وكان حجمها كبيرا نسبيا، والفاقد منها مرتفع للغاية·
وعندما تم اكتشاف أشعة الليزر عام 1960 بدأ التفكير الجاد في استخدام الألياف البصرية، ذلك إن حزمة ضوئية واحدة من أشعة الليزر يمكنها نقل آلاف الصور التلفازية· ومنذ ذلك الوقت بدأت الأبحاث تأخذ شكلا جديدا نظرا للإمكانات الهائلة التي تقدمها أشعة الليزر·

 

ضبط مسار انطلاق شعاع ليزر

وفي اغسطس 1970 أطلق العالم >دونالد كيك< شعاع ليزر في عيّنة جديدة من الزجاج مسحوبة بشكل خيط رفيع طوله 200 متر· وبواسطة المجهر بدأ كيك يحاول ضبط مسار انطلاق شعاع ليزر (يفوق الهيليوم) مع لب الخيط الزجاجي اللامتناهي في الضوء· فجأة لفت انتباهه ضربة نقطة الضوء المهجرية في عينه، كان الضوء قد انطلق عبر الخيط الزجاجي، واردا وارتد من الطرف الآخر إليه·

كيفية توليد ضوء بدرجة حرارة الغرفة

كشفت التجارب السابقة أن النبض الصوتي الذي يحمل المعلومات يصل إلى نهاية الخيط ثم يتحلل ويختفي، أما تلك اللحظة فقد كانت لحظة الانتصار المذهل، إذ بدا أن الاتصال عبر الألياف البصرية أصبح ممكنا· وبقي بعد ذلك مسألة التوصل إلى معادلة كيفية توليد ضوء بدرجة حرارة الغرفة، وفي أواخر أكتوبر 1970 كانت مختبرات شركة >بيل تليفون< الأميركية توصلت إلى المعادلة المطلوبة·
ونتيجة للتقدم الهائل في تقنية صناعة الزجاج، وإنتاج ثاني أكسيد السليكون النقي، تمكن العلماء عام 1979 من إنتاج ألياف زجاجية بلغ حدها الأقصى من الشفافية والنقاء، وأن الإشارة لا تفقد أكثر من نصف طاقتها بعد قطعها مسافة 20 كيلومترا فيها· وبذلك اتضح أن الألياف البصرية يمكن أن تتفوق على جميع قنوات الاتصال الأخرى·
وفي 1987 استعملت شركة >بيل تليفون< جهاز الليزر الدقيق والألياف الزجاجية لإجراء أول اتصال الكتروني ضوئي·