ما هي الألياف الضوئية؟ أنواعها والفروقات بينها

ما هو الألياف الضوئية؟

الألياف البصرية هي أداة تستغل مبدأ الانعكاس الكلي للضوء في ألياف مصنوعة من الزجاج أو البلاستيك لتحقيق انتقال الضوء، وتستخدم على نطاق واسع لنقل الإشارات الضوئية في مجالات مثل الاتصالات البصرية، والاستشعار، والعلاج الطبي، ومراكز البيانات، وما إلى ذلك، مما يعزز تطوير تكنولوجيا الاتصالات والمعلومات الحديثة.

هيكل الألياف الضوئية

تتكون الألياف الضوئية من قلب الألياف، والغطاء، وتطفو.

جوهر

لب الألياف هو الجزء المركزي للألياف البصرية، وهو مصنوع من مواد ذات معامل انكسار عالٍ، عادةً ما تكون من الزجاج أو البلاستيك. يبلغ قطر لب الليف عادةً بضعة ميكرومترات إلى عشرات الميكرومترات، مما يسمح بانتقال الضوء بداخله. كلما قل قطر لب الليف، زادت سرعة نقل الضوء.

تكسية

الغلاف هو الطبقة الخارجية لقلب الألياف، وهي مصنوعة من مواد ذات معامل انكسار منخفض، وتستخدم لحماية قلب الألياف ومنع تسرب الضوء من القلب.

طلاء

الطلاء هو طبقة واقية تقع خارج الغلاف، وتستخدم لتعزيز قوة الألياف الضوئية وتوفير الحماية الميكانيكية، ويتكون عادة من مواد بوليمرية.

أنواع الألياف الضوئية

وفقًا لوضع الإرسال، يمكن تقسيم الألياف البصرية إلى نوعين: الألياف أحادية النمط والألياف متعددة النمط.

ألياف أحادية النمط

الألياف أحادية النمط لها قلب صغير وتشتت، ويبلغ قطر القلب عادة 8-10 ميكرومتر. تسمح فقط بنقل الإشارات الضوئية في نمط واحد، مما يحقق توهينًا أقل ويسمح للإشارات بالسفر بشكل أسرع وأبعد.

ميزة:

قطر نواة صغير، تشتت منخفض، مما يوفر نطاقًا تردديًا أعلى ومسافة إرسال أطول

نقل أحادي النمط، توهين منخفض، نقل إشارة عالي الجودة

تطبيق:

مناسبة لتطبيقات الاتصالات البصرية التي تتطلب سرعة عالية ومسافة طويلة وجودة عالية

النوع الرئيسي من الألياف أحادية النمط:

الألياف أحادية النمط الأكثر شيوعًا في السوق الحالي هي G652D، و G657A1، و G657A2، وبسبب أبعادها الفيزيائية المتطابقة، فإن كابلات الألياف المحددة بهذه المعايير الثلاثة متوافقة تمامًا مع بعضها البعض.

G652D

تُعد الألياف G652D الألياف الضوئية الأكثر استخدامًا، وتُعرف أيضًا باسم الألياف أحادية النمط القياسية. وهي متوافقة مع الإصدارات السابقة من الألياف، كما أنها مناسبة لمعظم تطبيقات الاتصالات بعيدة المدى. لكنها ألياف صلبة ذات مقاومة محدودة للانحناء، حيث يبلغ نصف قطر الانحناء الأدنى 30 ملم.

G657A1

G657A1 هو ليف أحادي الوضع عالي الأداء مقاوم للانحناء، يتمتع بأداء انحناء أفضل مقارنة بـ G652D، مع حد أدنى لنصف قطر الانحناء يبلغ 10 مم دون التأثير على الأداء.

G657A2

G657A2 هو نوع آخر من الألياف أحادية النمط المقاومة للانحناء بنصف قطر انحناء أدنى يبلغ 7.5 مم، مما يجعلها مناسبة جدًا للتطبيقات في المساحات الضيقة ذات الأسلاك عالية الكثافة.

الألياف متعددة الأنماط

تتميز الألياف متعددة الأوضاع بقطر قلب كبير وتشتت كبير، حيث يبلغ قطر القلب 50 أو 62.5 ميكرومتر، مما يتيح مئات الأوضاع للإرسال.

ميزة:

قطر قلب أكبر وتشتت أكبر من الألياف أحادية النمط، نطاق ترددي أقل

أوضاع إرسال متعددة، توهين كبير للإشارة الضوئية، مسافة إرسال قصيرة نسبيًا

تطبيق:

مناسب لتطبيقات نقل البيانات قصيرة المدى وبسرعة منخفضة

النوع الرئيسي للألياف متعددة الأوضاع:

يمكن تصنيف الألياف متعددة الأوضاع إلى ألياف OM1، وألياف OM2، وألياف OM3، وألياف OM4، وألياف OM5.

أوم 1

OM1 هو أقدم معيار للألياف متعددة الأوضاع بقطر نواة يبلغ 62.5 ميكرومتر. عادة ما تكون مزودة بغلاف كابل برتقالي، وتستخدم بشكل أساسي لنقل البيانات لمسافات قصيرة.

اوم 2

ألياف OM2 هي أيضًا نوع مبكر من الألياف متعددة الأوضاع، بحجم نواة يبلغ 50 ميكرومتر. مقارنة بـ OM1، فإنها تتمتع بخسارة إرسال أقل. لون غلاف الكابل الخاص بها هو أيضًا برتقالي.

أوم 3

الألياف OM3 هي نوع من الألياف متعددة الأوضاع تدعم معدلات نقل بيانات عالية بنواة 50 ميكرومتر وغلاف خارجي بلون أزرق مخضر. تم تحسين OM3 باستخدام الليزر، بمعدل بيانات يبلغ 10 جيجابت في الثانية عند 850 نانومتر، ويمكن أن تصل مسافة الإرسال إلى 300 متر.

أوم4

تشبه الألياف OM4 الألياف OM3 من حيث أنها مُحسَّنة للليزر وتتميز بنواة يبلغ قطرها 50 ميكرومتر. لون الكابل هو الأزرق المائي (تستخدم بعض الشركات المصنعة اللون البنفسجي)، لكنها تتمتع بأداء أفضل من حيث عرض النطاق الترددي ومسافة إرسال أطول. عند سرعة 10 جيجابايت/ثانية عند طول موجي 850 نانومتر، يمكن أن تصل مسافة الإرسال للألياف OM4 إلى 550 مترًا.

OM5

OM5 هو أحدث جيل من الألياف متعددة الأوضاع، مع سترة كابل خضراء ليمونية وحجم ألياف 50/125 ميكرومتر، متوافق تمامًا مع OM3 و OM4. يمكنه دعم أربع قنوات SWDM في نوافذ تتراوح من 850 نانومتر إلى 953 نانومتر، بهدف تلبية احتياجات نقل البيانات عالية السرعة وعالية الكثافة.

الفرق بين الألياف أحادية النمط والألياف متعددة الأنماط

Features of Fiber Optics

نطاق ترددي عالي

Optical fiber has high bandwidth characteristics, can provide higher data transmission rate and capacity.

Fast Transmission Speed, Long Transmission Distance

Compared with traditional copper cable, optical fibers can support higher transmission speed, as well as longer transmission distance, especially suitable for long-distance transmission.

Low Signal Loss

Optical fibre has the advantage of low transmission loss, the attenuation of the optical signal in the transmission process is small, ensuring efficient and high-quality transmission of signals over long distances.

Strong Anti-interference Ability

Optical fiber is a non-metallic dielectric material, the use of optical fiber as a conducting medium, not affected by electromagnetic interference.

Application of Optical Fibres

لقد تم استخدام الألياف الضوئية على نطاق واسع في العديد من المجالات نظرًا لمزاياها وخصائصها الفريدة.

للتواصل مع Gcables