|
| مميزات وعيوب الألياف البصرية وتطبيقاتها |
مميزات الألياف البصرية
الألياف البصرية(Optical Fibers) لها مميزات عديدة جعلتها أحد نظم الاتصالات الحديثة الرئيسة وهذه المميزات تعود في الأساس إلى عاملين أساسين الأول أن الألياف البصرية تصنع من مواد عازلة (الزجاج أو البلاستيك) والثاني أن الإشارة المنقولة عبر الليف البصري إشارة ضوئية، وأهممميزات الألياف البصرية هي:-
سعة الإرسال العالية Large Transmission Capacity
تتميز أنظمة الاتصالات المستخدمة للألياف البصرية بأكبر سعة إرسال للمعلومات ويعود ذلك لكون الترددات التي تعمل عليها عالية جدا مما ينتج عنه عرض نطاق ترددي عال جدا وهذا يعني كما هائلا من المعلومات بمختلف أشكالها يمكن إرساله عبر هذه الألياف وبالمقارنة، فإن سعة الإرسال في أنظمة الاتصالات باستخدام الألياف البصرية أكبر بآلاف المرات منها في أي نظام اتصال آخر.المناعة ضد التداخل الكهرومغناطيسي Immunity to interference
كما هو معلوم، تصنع الألياف البصرية من مواد عازلة ( الزجاج أو البلاستيك) مما يجعلها لا تتأثر بالمجالات الكهرومغناطيسية المحيطة بها، إن هذه الميزة تجعل من الألياف البصرية مناسبة للتطبيقات في المناطق ذات المجالات الكهرومغناطيسية العالية والقريبة من خطوط الضغط العالي.الفقد القليل Low Loss
لقد تم تطوير الألياف البصرية في السنوات الأخيرة حيث تصنع الآن بمعامل فقد صغيرة جدا وتعتبر هذه ميزة لا يوجد منافس لها في أي نوع من أنواع خطوط النقل، وتعتبر هذه الميزة من أهم ميزات الألياف البصرية لكونها تؤدي إلى بناء أنظمة اتصال بعيدة المدى بأقصىمسافة ممكنة بين محطات التقوية وإعادة البث (المعيدات Repeaters) (تصل إلى أكثر من 100 km أحياناً) مما يعني خفض التكاليف بنسبة عالية جدا.
صغر الحجم والوزن Small Size and Weight
تصنع الألياف البصرية بمقاسات صغيرة جدا (القطر حوالي 125 μm) وهو ما يكافئ سماكة
شعرة الانسان (بالرغم من الطبقات الإضافية البلاستيكية التي تغلف الليف البصري
فإن سماكتها ووزنها يبقى أقل بكثير من الكيبلات المحورية) إن هذه الميزة أعطت
الألياف البصرية إمكانية الاستخدام في الطائرات والسفن والأقمار الاصطناعية كبديل
للكيبلات النحاسية الكبيرة الحجم و الثقيلة الوزن.
إضافة خطوط جديدة.
الكيلومترات من خطوط الألياف البصرية.
إن أهم مجالات تطبيق الألياف البصرية في الوقت الحالي هي:
المصدر
كتاب خطوط النقل والالياف البصرية المناهج السعودية.
السرية العالية Greater Security
يعتمد مبدأ عمل الألياف البصرية على الانعكاس الكلي الداخلي، مما يتيح للضوء الانتشار شبه الكامل داخل الليف وبالتالي ليس من الممكن أن يتم التقاط أو استقبال أي جزء من الضوء المنتشر والذي يحمل المعلومات المرسلة من ناحية أخرى،ولأن الليف البصري لا يعتبر خطا كهربائياً فلا يمكن الدخول عليه على التوازي كما هو الحال في الخطوط الكهربائية الاعتيادية (الخطوط الثنائية والكيبلات المحورية).إن هذه الميزة تجعل من الألياف البصرية الأفضل في التطبيقات العسكرية وتراسل البيانات ما بين البنوك والمراكز المهمة.المرونة العالية Flexibility
تقوم المصانع بإنتاج ألياف بصرية متينة وصلبة تتمتع بقوة تحمل عالية وذات نصف قطر انحناء صغير جدا مما يجعلها سهلة ومناسبة في مجالات التخزين، والنقل، والتركيب.درجة عالية من الأمان Greater Safety
كما أشرنا سابقا، فإن الألياف البصرية ليست خطوطا كهربائية والذي ينتشر خلالها هو الضوء وليس التيار الكهربائي فلا يوجد خطورة من حدوث صدمات كهربائية في حالات الأعطال أو قطع الكيبل البصري. أما الخطورة الوحيدة فسببها الليزر المستخدم في جهة الإرسال لذلك يجب أخذ الحيطة والحذر وخاصة عندما تكون قدرة الليزر عالية نسبيا.عمر افتراضي أطول Longer Life Span
تتراوح مدة تشغيل الألياف البصرية من 20إلى 30سنة في حين مدة تشغيل الكيبلات النحاسية تتراوح ما بين من 12 إلى 15 سنة ويعود ذلك إلى أن الألياف البصرية تصنع من الزجاج أو البلاستيك وهذه المواد غير قابلة للصدأ مما يجعلها تخدم لفترات طويلة.السهولة في توسعة إمكانيات النظام Ease of Expansion System Capability
يمكننا وببساطة زيادة الطاقة الاستيعابية ورفع كفاءة النظام عن طريق استبدال بعض المكونات الأساسية ( مثل استبدال مصدر الضوء أو الكاشف الضوئي أو استخدام تجميع القنوات عن طريق التقسيم الموجي WDM ) دون حاجة لاستبدال الكيبل الموجود أوإضافة خطوط جديدة.
جودة اتصال عالية High Quality Transmission
نظرا لقلة الفقد ولما تتمتع به الألياف البصرية من مناعة عالية ضد التأثيرات الكهرومغناطيسية المختلفة وتدني مستوى التداخل بين الخطوط المتجاورة فإن جودة الاتصال عالية جدا مقارنة مع مثيلاتها من خطوط النقل الأخرى السلكية واللاسلكية.قلة تكاليف التركيب والتشغيل Low Installation and Operation Cost
نظرا لعرض النطاق الترددي الكبير والفقد القليل في الألياف البصرية، فإن المسافة بين محطات التقوية (Repeaters) تزداد مما يؤدي إلى تقليل عدد المحطات والذي بدوره يؤدي إلى تقليل التكاليف (تكلفة الصيانة والتشغيل والمراقبة والتحكم ).عيوب الألياف البصرية
هنالك بعض السلبيات والعيوب للألياف البصرية أهمها:- ارتفاع أسعار مكونات النظام مقارنة بأنظمة الاتصالات الكهربائية
- ارتفاع تكاليف أجهزة الإرسال والاستقبال.
- ارتفاع تكاليف عملية التوصيل واللحام لأنها تحتاج أجهزة خاصة وفنيين ذو مهارة عالية.
- الألياف البصرية لا تستطيع نقل الكهرباء لتغذية محطات التقوية وإعادة البث.
تطبيقات الألياف البصرية
لقد بدأ تطبيق واستخدام الألياف البصرية منذ الثمانينات حيث اقتصر استخدامها آنذاك على بعض الخطوط وفي أماكن محددة، لكن وخلال السنوات الأخيرة انتشر استخدام الألياف البصرية بشكل واسع جدا وفي جميع دول العالم حيث تم تركيب ملايينالكيلومترات من خطوط الألياف البصرية.
إن أهم مجالات تطبيق الألياف البصرية في الوقت الحالي هي:
- الاتصالات بعيدة المدى Long Distance Telecommunications
- شبكات الاتف المحلية Local Telephone Network
- البث التلفزيوني عبر الكيبل CTVD
- الإنترنت ونقل البيانات Internet and data communication
- الاتصالات العسكرية Military Communications.
المصدر
كتاب خطوط النقل والالياف البصرية المناهج السعودية.