تعريف كابلات الألياف الضوئية

كابلات الألياف الضوئية هي كابلات شبكة تحتوي على خيوط من ألياف زجاجية داخل غلاف معزول. وتوفر كابلات الألياف الضوئية نطاقًا تردديًا أعلى مُقارنة بالكابلات السلكية، وتنقل البيانات عبر مسافات أطول. كما تدعم كابلات الألياف الضوئية الكثير من أنظمة الإنترنت والتلفزيون الكابلي والهواتف في العالم.

كيفية عمل كابلات الألياف الضوئية

يتكون كابل الألياف الضوئية من واحد أو أكثر من خيوط الألياف الزجاجية، الواحدة منها أسمك قليلاً من شعرة الإنسان. يُطلق على مركز كل خيط اسم النواة أو اللُب، والذي يوفر مساراً ليسمح للضوء بالانتقال. اللُب محاط بطبقة من الزجاج تُسمى الغلاف التي تعكس الضوء إلى الداخل لتجنُب فقدان الإشارة والسماح للضوء بالمرور عبر الانحناءات الموجودة في الكابل.  1   

تطبيقات الألياف الضوئية

المجال الطبي

تُستخدم الألياف الضوئية في عدة أدوات تسمح للأطباء بمراقبة أجزاء الجسم الداخلية دون الحاجة لإجراء عملية جراحية.

المجال الصناعي/ التجاري

يتم الاستعانة بالألياف الضوئية كأجهزة حسية لتحديد درجة الحرارة، وتستخدم كأسلاك عندما يُمثل التداخل الكهرومغناطيسي مشكلة، وكذلك في الأماكن الصناعية والسيارات. 

مجال الإتصالات

تُستخدم الألياف الضوئية لأغراض الاستقبال والإرسال حيث يعتمد الإرسال الهاتفي على كابلات الألياف الضوئية.

مجال الشبكات

تُستخدم الألياف الضوئية للتوصيل بين الخوادم والمستخدمين في مجموعة متنوعة من إعدادات الشبكة وتساعد أيضًا في زيادة دقة وسرعة نقل البيانات.

مجال الدفاع / الحكومة

تُستخدم الألياف كمسماع مائي لفوائد مُتعلقة بالزلازل وتقنية السونار، مثل الأسلاك في الغواصات والطائرات والمركبات الأخرى.

مجال تخزين البيانات

تُستخدم الألياف الضوئية لتخزين البيانات وكذلك لنقلها. كما تُستخدم أيضًا للتصوير والإضاءة ويمكن أن تعمل كمستشعرات لمراقبة وقياس مجموعة واسعة من المتغيرات.  2   

مزايا الألياف الضوئية

·       تتميز الألياف الضوئية بعرض نطاق ترددي أعلى من الكابلات النحاسية.

·       تسمح الألياف بنقل البيانات لمسافات أطول مع فقدان أقل للطاقة.

·       يقاوم الكابل الضوئي التداخل الكهرومغناطيسي.

·       حجم كابل الألياف أفضل 4.5 مرة من الأسلاك النحاسية.

·       هذه الكابلات أخف وزنًا وأرق من الأسلاك المعدنية.

·       التثبيت سهل للغاية بسبب الوزن الخفيف.

·       هذه الكابلات آمنة للغاية أثناء حفظ أو نقل البيانات فلا يمكن التنصت عليها.

·       كابل الألياف الضوئية مرن للغاية، وينحني بسهولة، ويعارض العناصر الحمضية التي تصيب السلك النحاسي.

عيوب الألياف الضوئية

·       من الصعب جدًا دمج كابلات الألياف الضوئية .

·       تركيب هذه الكابلات مرتفع من حيث التكلفة مقارنة بالكابلات النحاسية. 

·       كابلات الألياف الضوئية مضغوطة وضعيفة للغاية أثناء تركيبها.

·       هذه الكابلات أكثر رقة من الأسلاك النحاسية.

·       تحتاج هذه الألياف إلى أجهزة خاصة للتحقق من ارسال كابل الألياف.  3   

الفارق بين كابل الألياف الضوئية والكابل المحوري

1. من ناحية نوع التحويل: تعتمد الألياف الضوئية على نقل الإشارة/ البيانات على هيئة ضوء أما الكابل المحوري فينقلها على هيئة إشارات كهربائية.

2. من ناحية المادة المستخدمة: الألياف الضوئية مصنوعة من البلاستيك والزجاج. والكابلات المحورية مصنوعة من البلاستيك والأسلاك النحاسية وغير ذلك.

3. من ناحية الكفاءة: الألياف الضوئية عالية الكفاءة بينما الكابل المحوري منخفض الكفاءة.

4. من ناحية التكلفة: تكلفة الألياف الضوئية عالية بينما تكلفة الكابل المحوري أقل.

5. من ناحية الوزن: الكابلات الضوئية أخف في الوزن أما الكابل المحوري فأثقل.

6. من ناحية مقياس القُطر: قطر الألياف الضوئية صغير وقطر الكابل المحوري أكبر منه.

7. من ناحية التثبيت: تثبيت وتطبيق الألياف الضوئية أمر صعب على عكس الكابلات المحورية.

8. من ناحية المقاومة: تتمتع الألياف الضوئية بمناعة أعلى ضد الضوضاء حيث أنها لا تتأثر بالضوضاء الكهربائية، ويتمتع الكابل المحوري كذلك بمناعة جيدة ضد الضوضاء نظرًا للدرع المُقدم.

9. من ناحية المجال المغناطيسي: لا تتأثر الألياف الضوئية بسبب المجال المغناطيسي الخارجي أما الكابلات المحورية أقل تأثرًا بالمجال المغناطيسي الخارجي.

10. من ناحية فقدان الطاقة: يحدث فقدان الطاقة في الألياف الضوئية بسبب الامتصاص والتشتت والانحناء، أما في حالة الكابلات المحورية فيرجع سبب فقدان الطاقة إلى التوصيل فقط.

11. من ناحية السرعة: تصل سرعة الألياف الضوئية القصوى في النقل إلى 10 جيجابايت في الثانية، أما سرعة الكابلات المحورية القصوى فتصل إلى 10 ميجابايت في الثانية.  4   

أنواع موصلات الألياف الضوئية

موصلات لوسنت LC

تحتوي موصلات LC على بعض أصغر الحلقات الموجودة، بقياس 1.25 مم، وهو ما يقرب من نصف حجم موصل ST. تعمل هذه الموصلات بشكل جيد مع أجهزة الإرسال والاستقبال مُتعددة الأوضاع والكابلات أحادية الوضع.

الموصلات القياسية SC

موصلات SC لها حلقة بقياس 2.5 مم تستقر في مكانها بسهولة. تتمتع هذه الأنواع من النهايات بمستويات عالية من الأداء، وساهم سعرها المنخفض في شعبيتها الواسعة. 

موصلات ST

موصلات ST هي من بين أقدم أنواع موصلات الكابلات الضوئية. حتى عام 2005، صُنفت الموصلات المملوكة للعلامة التجارية AT&T كواحدة من أكثر نهايات الألياف شيوعًا. 

موصلات الطويق الأساسية FC

تعتبر موصلات FC من أكثر الموصلات شيوعًا للاستخدام مع التوصيلات أحادية الوضع قبل ظهور موصلات LC وSC. تستخدم هذه الموصلات طويق يعتمد على المفاتيح والمسمار. 

موصلات بصرية متعددة المواضع MPO

تعد MTP هي العلامة التجارية لموصلات MPO. موصلات MTP و MPO متماثلة، باستثناء أن العلامة التجارية MTP لها استخدام محدد للتطبيقات عالية الأداء، بينما تعمل MPO في حالات ميكانيكية أكثر. 

موصلات MT-RJ

اليوم، لم يعد أحد يستخدم موصلات MT-RJ. ومع ذلك، قد تظل بعض الأنظمة تتطلب هذه الموصلات لاستخدامها في التصليحات.  5   

في النتيجة قد يكون من أهم ما يميز كابلات الألياف الضوئية هي أنها صديقة للبيئة، ولذلك تسعى الكثير من الدول المتقدمة لجعلها بديلاً حقيقياً عن الكابلات النحاسية.