من المعروف أن البحار و المسطحات المائية لا توجد فيها إشارة لكي يتم التواصل فيها لذلك ينصح الخوافر البحرية بعدم الاقتراب من تلك المناطق أو الذهاب إليها لانه لا يمكن العثور عليهم بسهولة لعدم وجود شبكة اتصالات كما أن لا يمكن للطيران أن يقترب من الماء بسبب البخار المتصاعد في طبقات الجو العليا و يهتم خوافر السواحل في تعيين المناطق المحظورة و إبلاغ الناس بها لعدم الاقتراب منها بسبب الخطورة
أين توجد شبكة الكابلات التي تستخدم في البحر لمسافات طويلة وعالية الاداء
- الألياف الضوئية هي نوع الكبل المستخدم لربط شبكات الاتصالات بعيدة المدى والهواتف، دون التأثير على الأداء في الإرسال.
- تنتقل شبكات الإنترنت والكمبيوتر عبر مسافات طويلة جدًا وتمر عبر البحار والأنهار، لذلك نستخدم أسلاك الألياف الضوئية لربط الشبكات.
- تعتبر الألياف الضوئية عالية الكفاءة ولا تتأثر بالمسافة، لذا يفضل استخدامها عند نقل شبكات الإنترنت والهاتف والكمبيوتر بين دولة وأخرى أو في البحار والمحيطات.
ما هي مكونات الألياف الضوئية
تستخدم الألياف الضوئية لنقل الإشارات وشبكات الاتصال والهواتف والإنترنت بطريقة واضحة وفعالة على الرغم من إرسالها عبر مسافات طويلة. ما يتكون من الألياف الضوئية لها كل هذه المزايا، الألياف الضوئية أو ما يسمى أيضًا بالألياف الضوئية تتكون من زجاج نقي وهو عبارة عن أنبوب رفيع جدًا يصل سمكه إلى أقل من سماكة الشعر، وهو طويل، تتكون الألياف الضوئية من عدد من الأجزاء وهي
- مصدر الضوء ما يسمى (المرسل البصري) هو ضوء ليزر يقوم بترميز إشارات الليزر.
- الألياف الضوئية هي أساس إرسال الإشارات عبر مسافات طويلة.
- مُستقبل ضوئي يقوم بتحويل الإشارات المشفرة إلى إشارات كهربائية.
- تعتمد الألياف الضوئية على ظاهرة الانعكاس
- الركام هو المكان الذي يتم فيه توجيه الضوء المنكسر.
ما هو تعريف الألياف الضوئية
الألياف الضوئية عبارة عن روابط تنقل الإشارات والشبكات من مكان إلى آخر دون التأثير على كفاءتها في نقل المعلومات. تتكون الروابط عمومًا من أنبوب طويل مصنوع من البلاستيك أو الزجاج أو الألياف، وأنابيب مصنوعة من مادة ليفية تسمى الألياف الضوئية.
- وتتميز بكفاءتها العالية لمسافات طويلة في البحار والأنهار. مزايا الألياف الضوئية عند استخدامها في النقل الشبكي أولاً، سرعة إرسال الإشارات والشبكات من خلالها سريعة جداً.
- تنتقل الترددات عبر الألياف الضوئية على نطاق واسع مما يزيد من كفاءة الإرسال بجودة عالية وبصورة عالية أيضًا. ثالثًا، يتم التسليم عبر مسافات طويلة جدًا.
ما تاريخ الألياف الضوئية
- دانيال كولادون وجاك بابينيس هما أول عالمين فيزيائيين يشرحان مبدأ توجيه الضوء بالانكسار، وكان ذلك في القرن التاسع عشر عندما أوضحا ذلك أثناء مرور الضوء من الهواء إلى الماء.
- نظرًا لأن شعاع الحادث سينكسر بالقرب من العمود الذي يقف على سطح الماء، وبعد 12 عامًا، أوضح جون تيندل خاصية الانعكاس الداخلي الكلي، واستمر البحث في هذه الفكرة، والتي من خلالها توصلوا إلى فكرة ألياف بصرية.
- عندما اخترع ألكسندر جراهام بيل وسومنر تاينتر الفوتوفون في ثمانينيات القرن التاسع عشر، مرت إشارة صوتية عبر شعاع ضوئي، وهو شكل متقدم من الاتصالات اللاسلكية، ولكن أحد عيوبه أنه غير عملي.
- في عام 1954، تطورت الألياف الضوئية وانتشرت تطبيقاتها على نطاق واسع، وسميت بالألياف الضوئية أو الألياف الضوئية، وأصبحت الألياف الضوئية متاحة في عام 2000.
طرق استخدامات الألياف الضوئية
- تستخدم في الاتصالات السلكية واللاسلكية ونقل الاتصالات السلكية والشبكات.
- ينقل الإشارات ويربط الشبكات عبر مسافات طويلة، بين البلدان وبعضها، وفي الأنهار والبحار.
- ينقل الإشارات بكفاءة عالية دون التأثير على كفاءة وجودة المعلومات للإشارات.
- معدلات الألياف تصل إلى 111 جيجابت في الثانية.
- يستخدم للتواصل بين الأجهزة على مدى قصير.
- وهي تستخدم في أجهزة الاستشعار، وتستخدم في أجهزة الاستشعار عن بعد وبالتالي تساهم في تطبيقات الاستشعار عن بعد والفوائد الناتجة والعديد من المقتطفات.
- يمكن أيضًا استخدام الألياف الضوئية لقياس درجة الحرارة والجهد.
- يمكن استخدام الألياف الضوئية لقياس الضغط.
- إنها مكون أساسي من أجهزة الاستشعار الحيوية وأجهزة الاستشعار الكيميائية الضوئية.
- تنتقل الطاقة من خلال خلية ضوئية تحول الضوء إلى كهرباء.
- يتم استخدامه في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI).
- يتم استخدامه في عدادات نقل الجهد العالي.
- يستخدم في المجال الطبي في التصوير عند إجراء عملية مثل تنظير المعدة لرؤية حالة العضو وتصوير أجزاء الجسم من الداخل.
- يتم استخدامه في تطبيقات الاتصالات والهاتف والإنترنت.
- يستخدم في علم الوراثة وعلاج الأمراض الوراثية عن طريق فك الشفرة الوراثية وعلاج مرض السكري وفقر الدم ومتلازمة داون.
- في المجال العسكري لأنه من الصعب التجسس وراء هذه الإشارات.
- أيضا في مجال التعليم.
توضيح أقسام الألياف الضوئية
هناك ثلاثة أنواع من الألياف الضوئية
- الألياف أحادية الوضع من اسمها يعني أن الإشارات تمر عبر الألياف الضوئية بنمط واحد. نستخدم هذا النوع من الألياف لتوصيل شبكات الهاتف وتوصيل كبلات التلفزيون. نصف قطرها صغير جدًا ويبلغ 9 ميكرون، ونصف قطرها الصغير يمنحها ميزة في سرعة نقل المعلومات. تمر الأشعة تحت الحمراء من خلاله بمدى طول موجي يبلغ 1.3-1.55 نانومتر.
- الألياف متعددة الأوضاع يتم تنفيذها عن طريق إرسال عدد مختلف من الإشارات الضوئية عبر الألياف الضوئية، ويفضل استخدامها في شبكات الكمبيوتر، بنصف قطر حوالي 62.5 ميكرون، كما تنتقل الأشعة تحت الحمراء من خلالها، مثل الوضع الأحادي الأساسية.
- الألياف ذات الأعراض الخاصة وهي ليست من الألياف الشائعة لأنها تستخدم في أعراض معينة وليست شائعة.
كيفية استخدام الألياف الضوئية
- الألياف الضوئية أقل سمكًا من الأسلاك العادية، لذلك يمكن للألياف الضوئية أن تنقل الإشارات والمعلومات بسهولة أكبر من الأسلاك العادية.
- يبلغ مدى الألياف الضوئية حوالي 50 تيرا هيرتز مما يزيد من قدرتها على نقل التلفزيون وبث عدد كبير من القنوات.
- قطرها أقل من 0.635 سم بينما يبلغ قطر السلك النحاسي 7.62 سم مما يعطي القدرة على الألياف الضوئية عند النقل تحت الأرض.
- تزن الألياف الضوئية 3.6 كجم بينما تزن الأسلاك النحاسية الشائعة 94.5 كجم، لذلك يمكننا استبدال هذه الأسلاك النحاسية الثقيلة بألياف ضوئية أخف.
- تظل كفاءة الإشارة عالية، حتى في حالة فقد الإشارة المرسلة، وهي صغيرة مقارنة بالخسارة الكبيرة التي تحدث في الأسلاك النحاسية الشائعة والأسلاك العادية.
- تنتقل الإشارات عبر مسافات كبيرة يمكن أن تكون من دولة إلى أخرى أو تمر عبر الأنهار والبحار، وتتجمع الإشارات ويمكن أن يحدث تداخل بين الإشارات وبعضها في الأسلاك النحاسية الشائعة، بينما لا يحدث هذا في الألياف الضوئية.
- لا تتداخل الإشارات التي تمر عبر الألياف الضوئية مع التداخل الكهرومغناطيسي، مما يؤدي إلى إجراء مكالمات في سرية تامة، مما يجعلها تلعب دورًا مهمًا في العمل العسكري والاستخباراتي.
- أيضًا، الألياف الضوئية غير قابلة للاشتعال، على عكس الأسلاك الموصلة الأخرى، مما يجعل الألياف الضوئية أكثر أمانًا من الأسلاك الشائعة الأخرى.
- حدثت خسارة قليلة جدًا من خلال الألياف الضوئية وهذا يحفظ المولدات، حيث تحتاج المولدات إلى طاقة أقل مقارنة ببقية المولدات المستخدمة في باقي الأسلاك الموصلة.
- تتمتع الألياف الضوئية بالعديد من المزايا التي تجعلنا لا غنى عنها في حياتنا.
- وتشارك في عدة مجالات مثل مجال الاتصال والصناعة والمجالات الطبية والتعليم والإنترنت ومواقع التواصل الاجتماعي والتصوير الطبي وأجهزة الاستشعار التي لها كفاءة عالية في معرفة تغير درجة الحرارة والضغط، ومجال التحكم عن بعد. الاستشعار وتطبيقاته.
- كما تم اكتشاف أنواع جديدة من الألياف الضوئية، وهي ألياف بلورية ضوئية، ينتقل من خلالها الضوء بكفاءة أكبر مع فقد أقل للطاقة.