تكنولوجيا الألياف الضوئية

 

<!--اولاً : تاريخ الألياف الضوئية

<!--ثانياً: تعريف الألياف الضوئية

<!--ثالثاً: تركيب الألياف الضوئية

<!--رابعاً : أنواع الألياف الضوئية

<!--خامساً: فكرة عمل الألياف الضوئية

<!--سادسا: الاساس الفيزيائي لإنتشار الضوء عبر الألياف الضوئية

<!--سابعاً : خواص ومزايا الألياف الضوئية

<!--ثامناً : تطبيقات استخدام الألياف الضوئية 

<!--تاسعاً : تحديات إستخدام الألياف الضوئية

<!--عاشراً : تصنيع الألياف الضوئية

<!--الحادي عشر : إنتاج الألياف الضوئية

<!--الثاني عشر: مكونات نظام الليف الضوئي

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

اولاً : تاريخ الألياف الضوئية:-

 

            تعد خامة الألياف الضوئية من الخامات الزجاجية حيث تصنع من الرمل ، وهو مادة خام رخيصة الثمن ومتوفرة بكميات كبيرة ، وقد عُرفت صناعة الزجاج منذ العصور القديمة عند قدماء المصريين ، وتطورت صناعة الزجاج كثيراً عبر العصور ، فالزجاج المستعمل حاليا في صناعة الألياف الضوئية شفاف ونقي جدا لدرجة أنه لو كانت المادة التي تملأ المحيطات هي الزجاج بدلاً من الماء لأمكن رؤية قاع المحيط من سطحه،ويري بعض العلماء أن الفراعنة لم يتمكنوا من صنع زجاج شفاف عالي النقاء لأن المادة الاولية المستعملة كانت مشوبة ببقايا الأكاسيد.

          ومع تقدم علم الكيمياء وتطور صناعة الزجاج تمكن علماء آخرون من صنع الزجاج الشفاف، وكان التقدم في الصناعة سريعاً ، كذلك إن شفافية أفضل العدسات التي صُنعت في بداية القرن العشرين كانت أعلي بكثير من شفافية الزجاج المصنوع بمعرفة الفراعنة(<!--).

 

          وفي الستينات أرتفعت تلك الشفافية بشكل أفضل مما صنعت في بداية القرن العشرين بفضل تقنية إنتاج ثاني أُكسيد السليكون علي النقاء ، مما مكن من صنع الألياف الضوئية،حيث اعلنت IBM  ان باحثيها استطاعوا اختراق خبايا الشرائح السليكونية ، وقد لجأ مُصنعي الألياف الضوئية الي مادة السيلكون بالذات ؛ نظراً لرخص ثمنها ، وإمكانية التغلب علي اغلب مشاكلها الفنية ؛ولهذا السبب الصناعي والتجاري تدور كل الابحاث حول تطوير الانتفاع بتلك المادة ، وعدم الاستعاضة عنها بمادة أخري حتي ولو تمكنت من توليد وتكبير الليزر بصورة أفضل.

          وقام العالم الفيزيائي Narinder Singh Kapany التجارب التي أدت إلى أختراع الألياف البصرية الحديثة التي نراها هذه الأيام ،وهي عبارة عن شعيرات رفيعة جداً مصنوعة من الزجاج عالي النقاء ومغلفة تغليف محكم من كسوة زجاجية شفافة لتحقيق معامل الانكسار الفيزيائية ، وكانت تلك أول براءة اختراع للألياف الضوئية.<!--

          ومن هنا بدأت ثورة الاتصالات الضوئية بعد تحديد مسار الضوء المطلوب لنقل المعلومات ضمن مسارات معينة تقودة من خلال الليف الزجاجي، والي كان الأنسب لنقل المعلومات وذلك لشفافيته وقابليتة لمرور  الضوء والاحتفاظ به بالداخل ، كما تجري المياه في الانبوب من المصدر الي الهدف .

          ويعد أول من كتب مطالباً بإستخدام تكنولوجيا الألياف الضوئية هو العــالم البريطاني "بيرد" و"هانسل" الامريكي وذلك عام 1927م، وكانت مطالبتهما بأستخدام الألياف الضوئية لنقل الصورالتلفازية

          وظل العلماء يولون الألياف الضوئية اهتمامهم طوال عقود متوالية ، إلا أنه لم يتم استخدام الألياف الضوئية بصورة علمية إلا في بداية الخمسينيات ، حيث استخدمت في المناظير الطبية لفحص المعدة والامعاء ، غير أن أطوال هذه الألياف حينئذ لم تتعد عدة أقدام وكان حجمها كبيرا نسبياً.<!--

          واقترح العالم "jun-ichi nishizawa" وهو عالم في جامعة توهوكو اليابانية استخدام الألياف الضوئية في مجال الاتصالات ، وقد أخترع هذا العالم الكثير من الاخترعات التي ساعدت في تطوير الاتصالات عبر الألياف الضوئية<!--

 

          وقد قام الكسندر جرهام بل بنقل الصوت عبر حزمة ضوئية ، واًجريت محاولات عديدة لإستخدام الاتصالات بالألياف الضوئية خلال القرن ، ولكنها لم تلق النجاح ولم تكن بالمستوي المطلوب من ناحية الامان في نقل المعلومات لعدم توفر المنابع المناسبة علاوة علي الاضطربات الجوية كالمطر والثلج والغبار والضباب مما حد من امكانية إستخدامها <!-- في مجال الاتصالات في هذا الوقت لتشتتها بعد مسافات معينة مما سبب خسارة في طاقتها وصعوبة استمرار الضوء داخلها لمسافات طويلة. وذلك لتطلبها لمسارات مستقيمة يكون فيها كلاً من المرسل والمستقبل في نفس الاتجاه (اي علي خط مستقيم)

          وعندما تم إكتشاف أشعة الليزر عام 1960م بدأ التفكير الجاد في استخدام الألياف الضوئية مما أدي إلي تجدد الإهتمام بها ، وقد اخترع العالم "ثيودور ميمان" طريقة لنقل إشارات الصوت عبر الألياف الضوئية من خلال أشعة الليزر ، حيث أن حزمة ضوئية واحدة من أشعة الليزر يمكنها نقل الآف الصورالتلفازية ،ومنذ ذلك الوقت بدأت الابحاث تأخذ شكلاً جديداً نظراً للإمكانيات الهائلة التي تقدمها أشعة الليزر .

          وفي اًغسطس 1970 أطلق العالم "دونالد كيك" شعاع ليزر في عينة جديدة من الزجاج مسحوبة بشكل خيط رفيع طولة 200 متر، وبواسطة المجهر بدأ "دونالد كيك" محاولة ضبط مسار انطلاق شعاع ليزر (يفوق الهيليوم) داخل خيط زجاجي متناهي في الضوء ، وفجاة لفت ضربة نقطة الضوء المجهرية في عينية ،كان الضوء قد انطلق عبر الانبوب الزجاجي ، وارتد من الطرف الاخر إليه.<!--

          وقام المخترع الفرنسى"Emmanuel Desurvire" باختراع المضخمات الضوئيه مما سمح بنقل المعلومات عن طريق تلك الألياف ،وقد نفذ الفكره مع زملائه "Randy Giles"وقدرشح"Emmanuel Desurvire"إلى جائزه افضل مخترع اوربى لعام إلفين واحد عشر عن مجموع أعماله <!--.

          وفى عام 1991م تم صنع الألياف الضوئية من الكريستال وكانت متاحة للبيع التجارى ،وتتميزالألياف الضوئية المصنوعة من الكريستال بقوة تحمل أكثر من ذلك التقلدية ،وقد بدأ إستخدام وتطبيق الألياف الضوئية كخطوط إتصال، مما مهد لحدوث ثورة فى عالم الإتصالات<!-- من حيث الكم الهائل للمعلومات التي أصبح بالإمكان نقلها عبر عبر هذه الخطوط لمسافات طويلة بشكل عالي الجودة ،وذلك بما تحمله من إشارات ضوئية سريعة النقل عبر أليافها الزجاجية عالية النقاء ، وتعد أشعة الليزر مصدراً مهماً من الكواشف الضوئية حيث أنها سريعة التنقل ولها إمكانية اختراق الضوء عبر مسافات طويلة ،

          وتعتبر الألياف الضوئية Optical fiber -  تقنية متطورة لنقل البيانات المختلفة في صورة إشارات أو نبضات ضوئية ويُستخدم لذلك شعيرات أو خيوط دقيقة مصنوعة من الزجاج عالي النقاء أو أنواع خاصة من البلاستيك المغطاة بطبقة من السليكون ، وكانت شركة IBM  من اولي الشركات التي تمكن باحثوها من اسخدام الضوء وربطة جنب الي جنب مع الدوائر الالكترونية علي شريحة واحدة مصنعة بدقة 100 nm  تسمح بنقل المعلومات بكميات كبيرة وبسرعة عالية جدا <!--

 

وقد أمكن للشركات العالمية تطوير إستخدام هذه الألياف بإمكانية حشد ألوف المكالمات الهاتفية عبر زوج واحد من الألياف الضوئية ، مما جعل تكلفة أسلاك الزجاج عند إستخدامها بأحجام كبيرة في نقل المكالمات والمعلومات من قبل الحكومات وشركات الاتصال أقل بكثيرمن تكلفة الكابلات النحاسية مما يجعلها منافساً كبيراً مقارنة بالأسلاك النحاسية

          ونجد الآن زيادة ملحوظة في استخدام الألياف الضوئية ليس في مجال الاتصالات فقد بل في العديد من المجالات الاخري حيث جعل هذه التكنولوجيا تقف في مواجهه صناعة الاضاءة التقليدية ،ويظهر ذلك في الاماكن الشهيرة التي استخدمت بها الألياف الضوئية مثل متحف اللوفر ومطار هيثروطريق بارني ماديسون وجيتي مانسون في لوس انجلوس ،هذابخلاف الاستخدامات الكثيرة لتلك الخامات في المجال السكني وصناعة الديكور وكبدائل للمبات التقليدية المتوهجة مثل لمات النيون والفلورسنتبما تسببة تلك المصابيح ، وايضا ً في الطب .<!--

وتتميز الألياف الضوئية بقدرتها علي نقل كميات ضخمة من البيانات وبسرعات عالية دون حدوث نسبة فقد عالية في قوة الاشارة الضوئية الحاملة للبيانات ، وكذلك تتميز الألياف الضوئية بعدم تأثرها بعمليات التشويش من المصادر الخارجية المختلفة الآخري مما يجعلها اكثرأماناً ويساعد علي الحفاظ علي سرية البيانات المنقولة من خلالها ، ويمكن لكابل الفايبر الواحد والذي يقل سمكه عن بوصة واحدة حمل مئات الآلوف من المحادثات الصوتية والاشارات الضوئية ونقلها بسرعات تتراوح بين 2.5 جيجا بايت/ث الي 10 جيجا بايت/ث ، ولمسافة 60 كم تقريبا دون أن تحتاج الي إعادة تكبير الإشارة الضوئية ، لذا تم إستخدامها بدلاً من الكابلات النحاسية التي تحتاج إلي إعادة التكبير كل 1.5 كم تقريباً.<!--

          وفي الدراسة الحالية يسعي الباحث لقياس الاثار الاقتصادية لإستخدام الألياف الضوئية في الاتصالات ومدي فاعليتها علي المستوي القومي والتنموي لقطاع الاتصالات وكذلك قياس اثر استخدام الألياف الضوئية علي البيئة بالاضافة الي تقييم عملية الاحلال من كابلات النحاس المستخدمة  الي الألياف الضوئية.

 

ثانياً: تعريف الألياف الضوئية (Optical Fiber):-

 

            تُعرف الألياف الضوئية بأنها " خيوط رقيقة شفافة مصنوعة من الزجاج النقي أو البلاستيك علي شكل شعيرات متينة تقوم بنقل المعلومات (بعد تحويلها الي ضوء ) من المرسل الي المستقبل.<!--

          كما تُعرف أيضاً الألياف الضوئية  (Optical Fiber) :- بأنها أزواج من الأسلاك الزجاجية الرفيعة التي تمثل وسط نقل الطاقة ، وكل من هذه الازواج ذو سُمْك لا يزيد عن سُمْك الشعرة ، ومصنوع من مادة زجاجية فائقة النقاء، ويحمل الخيط الليفي الواحد نبضات قصيرة من شعاع الليزر ، وهي عبارة عن ومضات بالغة القصر من أشعة الليزر بمعدل سرعة يبلغ مئات ملايين وومضة في الثانية <!--.

 

ثالثاً: تركيب الألياف الضوئية :-

 

يتكون الليف الضوئي من ثلاث مكونات رئيسية  كما هو موضح بالشكل رقم (..):

 

         

<!--القلب Core: وهو عبارة عن اسطوانة مصنوع من الزجاج أوالبلاستيك وهو المسار الداخلي الذي ينتقل من خلالة الضوء.

<!--الغطاء Cladding : وهي مادة أو اسطوانة أخري تحيط بالُلب الزجاجي ومصنوعة أيضاً من الزجاج أو البلاستيك المغطي بطبقة من السليكا ولكن له معامل إنكسار مختلف حتي يمنع تشتت الضوء والحفاظ عليه داخل النواة ، ويكون أقل كثافة من من مادة القلب ، حيث يعمل علي عكس الضوء بغستمرار ليظل داخل القلب.

<!--الحاجز او الغطاء الواقي buffer Coating: هي مادة تحيط بلاستيكية لحماية الليف من المؤثرات الخارجية.<!--

شكل (..) رقم مكونات الليف الضوئي

 

وتعتبر هذه المكونات الأساسية لكيبل الليف الضوئي ، ولكن هناك مكونات آخري إضافية حسب إستخدام الليف الضوئي ، مثلاً ممكن اضافة غلاف من المعدن في الداخل لحماية الكيبل أثناء التمديدات الخارجية أن يحتوي الكيبل علي أكثر من ليف ضوئي.

احادي النمط ومتعدد النمط:

          يوجد نوعان من الألياف الضوئية : ليف احادي النمط Single mode (SM) وليف متعدد النمط Multimode (MM) . حيث ان احادي النمط يستخدم مساراً ضوئياً واحداً لإرسال الإشارة بينما في متعدد النمط يوجد عدة مسارات ضوئية ممكنة لإرسال الإشارة .

          وهناك عدة فروق بين الليف أحادي النمط والليف متعدد النمط في التركيب والاستخدام ، ويستخدم الليف احادي النمط عند الحاجة لسرعة أعلي ومسافة اكبر تصل الي 3000  متر ، بينما الليف متعدد النمط يصل حتي مسافة 2000 متر دون الحاجة لتكبير الإشارة .

 

متعدد النمط ( أكثرمن مسار للضوء )

 

احادي النمط (مسار واحد للضوء)

شكل رقم (4)

في شركات الهاتف تستخدم أجهزة خاصة تمكن من الإرسال حتي 65 كم بإستخدام الليف أحادي النمط يحتاج بعدها مكرر أشارة ، لذلك فأن أحادي النمط يستخدم بين المباني في الشبكات وفي حالة سبكات الهاتف يستخدم بين المدن والدول ، بينما يستخدم متعدد النمط في الشبكات المحلية LAN.

 

ويوضح الجدول التالي مقارنة بين الليف احادي النمط ومتعدد النمط:

وجهه المقارنة

احادي النمط

متعدد النمط

القلب

صغير 10 ميكروميتر

اكبر 50 ميكروميتر أو اكثر

المسافة

مسافة حتي 3000 متر في شبكات الكمبيوتر

حتي 2000 متر

مصدر الضوء

ثنائي الليزرLD

الثنائي الباعث للضوء LED

الشبكات

الشبكات الواسعة WAN  وبين المباتي

الشبكات المحلية LAN

الطول الموجي

1550 و 13310 نانو متر

850 و 1300 نانو متر

السعر

أعلي

أرخص

جدول رقم ( )

 

رابعاً : أنواع الألياف الضوئية:-

 

تقسم الألياف الضوئية بصفة عامة إلي نوعين أساسيين:

<!--الألياف الضوئية ذات النمط الاحادي"single mod fiber" :-

سميت بهذا الاسم حيث ينتقل من خلالها إشارة ضوئية واحدة فقط في كل ليفة ضوئية من الياف الحزمة ، لأن هناك مساراً واحد للضوء علي طول الكابل ، وتكون الاشعة الضوئية متوازية أثناء انتقالها من بداية الليف الضوئي الي نهايته، ويستخدم هذا النوع من الألياف (شكل رقم .. ) في شبكات التليفون وكوابل التلفزيون ، ويتميز بصغر نصف قطر القلب الزجاجي حيث يصل إلي حوالي 9 ميكرون وتمر من خلاله أشعة الليزر تحت الحمراء.

<!--شائع الإستخدام في شركات الهواتف ككابلات اساسية monomode  يسمي احيانا backbone cable

<!--لا تستخدم للتوصيل بين الحواسب وال Hub .

<!--يسلك الضوء في هذا الليف المسار الذي تراه في شكل ()

<!--يتراوح الطل الموجي بين 1310 نانومتر و 1550 نانو متر

<!--قبل استخدام الليف احادي النمط تأكد من استخدام الأجهزة البصرية المتوافقة معه حيث

<!--يتم استخدام مرسل ضوئي ليزري لأن الليزر هو الشعاع القابل للحقن داخل ليف بصري احادي النمط ذو قلب بقطر 8 الي 10 ميكرون

 

 

شكل رقم (..)

يوضح الألياف الضوئية ذات النمط الاحادي

مزايا الألياف الضوئية ذات النمط الاحادي:-

لا يحدث تشوهات لإشارة الضوئية المنقولة ، لأن كل الأشعة المنتشرة علي طول الليف تمر في المسار نفسة وتستغرق نفس الزمن في الوصول.

السرعة في إرسال الإشارات الضوئية ويرجع ذلك لإتساع المجال الترددي.

عيوب الألياف الضوئية ذات التمط الاحادي:-

يحتاج إلي مصدر ضوء عالي التوجيه كالليزر لمرور الضوء داخل الليف الضوئي.

صعوبة ربط مصدر الضوء بهذا الليف وذلك لصغر قطر القلب الزجاجي

صعوبة إنتاج هذا النوع من الألياف مما يجعل تكلفتة عالية.

 

<!--الألياف الضوئية ذات النمط المتعدد"Multi-mod fiber":

          سمي هذا النوع من الألياف الضوئية (شكل رقم ..) بهذا الأسم لأن هناك أكثر من مسار للضوء علي طول الليف الضوئي وذلك بطول موجي 850 نانومتر الي 1300 نانومتر ( أي يتم بها نقل العديد من الاشارات الضوئية من خلال الليفه الضوئية الواحدة ) مما يجعل كابلات شائعة الإستخدام في شبكات الحاسوب ،ويكون معامل انكسار مادة القلب أكبر من معامل انكسار مادة الغطاء مع ثبات قيمة كل منهما، ويتصف هذا النوع من الألياف الضوئية بأن نصف قطرة أكبر حيث يصل إلي 62.5 ميكرون .

شكل رقم (..)

يوضح الألياف الضوئية ذات النمط المتعدد

 

مزايا الألياف الضوئية ذات النمط المتعدد:-

يتميذ برخص ثمنة نظراً لسهولة انتاجة.

سهولة إدخال واخراج الضوء داخل الليف ، ويرجع ذلك إلي ضيق المجال الترددي

عيوب الألياف الضوئية ذات النمط الاحادي:-

يحدث تشوية للإشارات الضوئية المنقولة ، إذ يؤدي تعدد المسارات إلي حدوث فوراق كبيرة في أزمنة انتشارها ووصولها.

سرعة إرسال المعلومات أقل مما هو متوفر في الانواع الأخري من الألياف ، ويرجع ذلك لضيق المجال الترددي.

 

<!--الليف ذو النمط المتعدد ومعامل الانكسار المتدرج:

 

          في هذا النوع أكثر من مسار للضوء حيث يُصنع مادة الليف بكثافة متغيرة ، وبالتالي ينتج عنها معامل إنكسار غير ثابت يتدرج من قيمة كبيرة عند المركز إلي قيمة أصغر عن حافة الغطاء (أي يقل معامل الانكسار لمادة القلب كلما ابتعد عن محور الكابل )، ويؤدي ذلك إلي انحناء مسار الضوء بإستمرار حيث يسير الضوء فيها أساساً بنظرية الانكسار وليس الانعكاس الداخلي الكلي ، وهذا النوع من الألياف يعد وسطاً بين النوعيم السابقين ، ويوضح شكل رقم() شكل الألياف الضوئية ذات النمط المتعدد ومعامل انكسار متدرج.

شكل رقم (..)

يوضح الألياف الضوئية ذات النمط المتعدد ومعامل انكسار متدرج

 

 

 

<!--وهناك أنواع اخري لليف الضوئي تختلف فيما بينها تبعاً للمادة المصنوع منها وتوضح كالآتي:

<!--الليف الضوئي ذو النواة الزجاجية والغلاف الزجاجي وهو ما يسمي علمياً بالليف الضوئي الزجاجي أو مادة السليكون.

<!--الليف الضوئي ذو النواة الزجاجية والغلاف البلاستيك.

<!--الليف الضوئي ذو النواة البلاستيكية والغلاف البلاستيكي ومعالج بمواد كيميائية لتساعد علي احتفاظ الضوء داخله.

 

 

 خامساً: فكرة عمل الألياف الضوئية:-

 

تُبني فكرة عمل الألياف الضوئية علي مسلمات فيزيائية تعتمد علي مبدأ الإنعكاس الداخلي الكلي للضوء في سلوكه مساراً محدداً  بفرض أننا نريد ان نوصل ومضة ضوئية خلال مسار طويل مستقيم فانه ما علينا هو توجية الضوء خلال هذا المسار ولأن الضوء ينتقل في خطوط مستيقمة فانه سيصل للطرف الآخر بلا مشاكل ، لكن ماذا لوا كان المسار به انحناء؟ بسهولة يمكن أن نتغلب علي ذلك بوضع مأة عند الانحناء لتعكس الضوء داخل المسار مرة اخري وبنفس الطريقة تحل المشكلة لو كان المسار كثير الانحناءات حيث تصطف مرايا علي طول المسار  لتعكس الضوء باستمرار من جانب إلي آخر ليبقي في  مسارة  ،حتي يصل الي الطرف الأخر اي بإستخدام أنابيب مبطنة بالمرايا ومتفرعة من مصدر ضوئي واحد ،

                   ومع استمرار الابحاث والتجارب المعملية ، شهدت الألياف الضوئية تطوراً كبيراً ومطرداً في النصف الثاني من القرن العشرين ،ففي تجربة جون تيندال "John tyndal" كانت هناك عوائق تمنع نجاح نقل الضوء بواسطة أنابيب منحنية ، فالمشكلة كانت تكمن في تسرب الضوء <!-- نتيجة لعدم نقاء الزجاج المستخدم في تصنيع تلك الأنابيب الزجاجية ، ولقد أصبح تسرب الضوء مشكلة كبيرة تواجه فكرة "حزم الألياف الضوئية" المصنوعة من الأنابيب الزجاجية والتي تعمل علي نقل الضوء من طرف إلي آخر ، فعند جمع الألياف الضوئية علي هيئة حزم قد تتلامس أسطح تلكالألياف مع بعضها البعض مسببة في تسرب الضوء فيما بينها ، كما يمكن أن تخدش أسطح الألياف بعضها البعض مما يؤدي اليتسرب الضوء من خلال تلك الخدوش.

          ولقد أدت تلك المشكلة الي إعادة النظر في مبدأ الإنعكاس الداخلي الكلي ،وقد دعم العالم هوجر مولر هانسل "Hogler Moller Hansell" نظرية الإنعكاس الداخلي  الكلي عندما قام بتغليف الألياف الزجاجية بمادة دهنية "المارجرين" ذات قوام لزج ولكن النتائج النتائج التي حصل عليها لم تكن عملية.

                   واستمر ذلك حتي جاء عالم الطبيعة الضوئية الأمريكية "برايان أوبريان" Brain Obrian  متفرداً بإقتراح عمل غلاف للألياف الضوئية من البلاستيك لحمايتها من الاحتكاك ، وفي ديسمبر سنة 1956م تمكن لاري كيرتس "Larry certiss" بجامعة Utshigen من عمل أول غطاء لشعيرات زجاجية عن طريق دمج زجاج معامل إنكسارة ينخفض إلي زجاج معامل انكسارة مرتفع ، فمعامل الانكسار Refractive Index الأقل الخاص بالغلاف بالمقارنة بالقلب يؤدي بالضوء الي أن ينزوي داخل القلب.

          حيث تنتقل الإشارة الضوئية من الكابلات الضوئية خلال الليف الزجاجي الرفيع وذلك عن طريق الإنعكاسات المتتالية للضوء والتي يوُحدثها العاكس المحيط بالقلب الزجاجي الذييعمل كمرآة عاكسة للضوء ولأن العاكس لا يمتص الضوء الساقط عليه بل يقوم بعكسه إلي داخل الليف الضوئي طوال رحلته فأن الضوء ينتقل لمسافات بعيدة دون أن يُفقد أويتضاءل ،ولكن في بعض الأحيان تضعف الإشارات الضوئية نتيجة لوجود بعض الشوائب في مادة الزجاج الليفي لذا يتم وضع الألياف الضوئية تحت العديد من الإختبارات لتحقق من صحة خواصها الفيزيائية.

                   وتعتبر تقنية "Optical Fiber" التي يتم بها إنتقال الضوء عبر أليافها الزجاجية ، وسيلة لنقل البيانات عبر كابلات الألياف الضوئية ويتم من خلالها تحويل الإشارة من صورتها الأولية سواء الصوت أو الفيديو أو البيانات إلي اشارات كهربية ،تُرسل الإشارات الكهربية إلي جهاز الإرسال الذي يحولها بدورة إلي نبضات أو إشارات ضوئية <!-- حتي تصل إلي جهاز الاستقبال والذي بدورة يقوم بتحويل الإشارات الضوئية إلي إشارات كهربية مرةً آخري ، ويحتوي جهاز الاستقبال علي خلية ضوئية أو دايود ضوئي لإستقبال الإشارة ، وأخيراً يتم إستقبال الإشارة بوسطة الجهاز الطالب للمعلومة سواءً كان كمبيوتر أو تليفون أو هاتف.

          والجزء المسئول عن هذه العملية هو المصدر الضوئي وهو أهم أجزاء جهاز الإرسال وهناك نوعان اساسيان من المصدر الضوئي هما (الليزر دايود LD) و( الدايود الضوئي LED) واي من النوعين يكون مسئولاً عن عملية تحويل الاشارة من كهربية الي ضوئية والتحكم فيها عن طريق دوائر تحكم خاصة ويُعد استخدام الليد (LED) عملية سهلة وذو تكلفة اقل إلا انه يقلل من سرعة نقل البيانات، وهذاعكس إستخدام الليزر دايودد الذي ترتفع تكلفتة إلا أن سرعة انتقال الضوء بهتكون أفضل ، لذلك يستخدم في المسافات الكبيرة بكفاءة عالية.

          أما عن مسار الضوء داخل الألياف الضوئية الزجاجية فينطبق عاداً من مصدر هو ليزر أو موصل ثنائي باعث للضوء ،ويوجه هذا المصدر قرب أحد طرفي الليف فيضيء القلب ، ويمر بعض الضوء منه بخط مستقيم ، ثم ينعكس بزاوية ما ليسقط علي السطح الفاصل بين القلب والغلاف فيخترق هذا السطح ثم يخترق الغلاف وتمصة طبقة لدنة تحيط بالليف لحمايته من التلف ، وأما الضوء الذي يسقط علي السطح الفاصل والغلاف بزاوايا إسقاط كبيرة ، فانه ينعكس عن هذا السطح إنعكاساً كلياً مرتداً نحو قلب الليف ، وتتكرر هذه الا

المصدر: ([1]) محمد أحمد عبداللطيف: الألياف البصرية وثورة المعلومات ، القاهرة ،سنة ،2001 ،ص22. [2] https://www.mexat.com/vb/showthread.php?t=799217 [3] https://www.phys4arab.net/vb/archive/index.php/t-17087.html [4] https://www.mexat.com/vb/showthread.php?t=799217 [5] https://www.khayma.com/madiana/m1-eng/iberopt1.htm [6] https://www.d3m-fny.com/ showthread.php?t=11458 [7] http://www.arabic.euronews.net./meet-the-man-behind- [22] احمد حسن خميس " تكنولوجيا المعلومات " الاسكندرية ، إيجيبت بوكس لنشر وتوزيع الكتب العلمية ،2009,ص 61 [23] شرين عبدربه شحاتة " الالياف الضوئية كمدخل لإثراء المشغولات النسجية " "دكتورة، 2014 ،كلية التربية النوعية ، مكتبة جامعة القاهرة ص 30 [24] تصوير ميداني للباحث - الشركة المصرية للإتصالات [25] علاء حسين علي" تصميم ليف بصري متسطح واطى التشتت" مقالة علمية، مجلة الهندسة والتكنولوجيا ،2012 [26] المرجع السابق احمد حسن خميس " تكنولوجيا المعلومات,ص 64 [17] [18] http://www.phys4arab.net/vb/archive/index.php/t-17087.html [19] http://www.d3m-fny.com/vb/showthread.php?t=11458 [20] المرجع السابق, علي محمد "الاتصال عالي السرعة بالانترنت" , ص 40 [21] "http://lasermotive.com/wp-content/uploads/2012/12/Fiber_vs_Copper_summary2013Jan.pdf , 22/8/2017
  • Currently 0/5 Stars.
  • 1 2 3 4 5
0 تصويتات / 421 مشاهدة
نشرت فى 25 أغسطس 2017 بواسطة hanylishman

عدد زيارات الموقع

834