ما هو الألياف؟ كيف تنقل الألياف بيانات؟ ما هو الفرق بين الألياف والنطاق العريض العام؟

الألياف البصرية هي اختصار للألياف الضوئية. إنها ألياف مصنوعة من الزجاج أو البلاستيك ويمكن استخدامها كأداة توصيل ضوئي. مبدأ الإرسال هو "الانعكاس الكلي للضوء". اقترح رئيس جامعة هونغ كونغ الصيني السابق غاو وي وجورج أ. هوكهام فكرة أن الألياف يمكن استخدامها في انتقال الاتصالات ، لذلك فاز Gao Hao بجائزة نوبل لعام 2009 في الفيزياء.

يتم تغليف الألياف الصغيرة في غمد بلاستيكي بحيث يمكن أن ينحني دون كسر. عادةً ما ينقل الجهاز المنبعث في أحد طرفي الألياف نبضًا للضوء إلى الألياف باستخدام الصمام الثنائي للضوء (LED) أو شعاع ليزر ، وجهاز الاستقبال في الطرف الآخر من الألياف يكتشف النبض باستخدام حساس الضوء عنصر. في الحياة اليومية ، يتم استخدام الألياف كإرسال معلومات لمسافات طويلة لأن فقدان التوصيل للضوء في الألياف البصرية أقل بكثير من توصيل الكهرباء في السلك. عادة ما يتم الخلط بين المصطلحات الألياف والكابل. يجب تغطية معظم الألياف البصرية بواسطة عدة طبقات من الهياكل الوقائية قبل الاستخدام. وتسمى الكابلات المغطاة الكابلات البصرية. تمنع الطبقة الواقية والطبقة العازلة للطبقة الخارجية للألياف البصرية الأضرار التي لحقت بالألياف الضوئية في البيئة المحيطة ، مثل الماء والنار والصدمة الكهربائية وما شابه. تنقسم الكابلات إلى: الكابل ، الأراميد ، المخزن المؤقت والألياف. تشبه الألياف الكابل المحوري باستثناء أنه لا يوجد درع شبكة. المركز هو قلب الزجاج من انتقال الضوء.

اتصال الألياف الضوئية هو طريقة اتصال تستخدم موجات الضوء لنقل المعلومات في الألياف الضوئية. نظرًا لأن الليزر له مزايا كبيرة من الاتجاه العالي ، والتماسك العالي ، وارتفاع أحادي اللون ، فإن الموجة الخفيفة في التواصل الألياف الضوئية هي بالليزر بشكل أساسي ، لذلك يطلق عليها أيضًا اتصال الألياف بالليزر.

مبدأ اتصال الألياف الضوئية هو: في نهاية الإرسال ، يتم تحويل المعلومات المرسلة (مثل الصوت) أولاً إلى إشارة كهربائية ، ثم تعديلها على شعاع الليزر المنبعث بالليزر ، بحيث تتغير شدة الضوء وفقًا إلى السعة (تردد) الإشارة الكهربائية. وانتقل من خلال الألياف البصرية. في الطرف المتلقي ، يتلقى الكاشف الإشارة البصرية ويحولها إلى إشارة كهربائية ، وبعد إزالة التشكيل ، يعيد المعلومات الأصلية.

تنبعث إشارة الضوء بواسطة مصباح الصمام الثنائي الذي ينبعث منه الضوء أو نوع الحقن الصمام الثنائي ليزر على طول الوسط البصري ، وفي الطرف الآخر ، يتم استخدام ثنائيات الدبوس أو APD ككاشف لتلقي الإشارة. تعديل الناقل البصري هو طريقة مفتاح التحول ، والمعروفة أيضًا باسم Modula الكثافة (TI). عادةً ما يتم تمثيل رقمين ثنائيين من خلال مظهر واختفاء الضوء بتردد معين. يمكن تعديل كل من LED و ILD ليزر ILD المحقونة بهذه الطريقة ، ويستجيب أجهزة الكشف عن دبوس و ILD مباشرة إلى تعديل السطوع.

تضخيم الطاقة: ضع مكبر الصوت البصري قبل جهاز الإرسال البصري لزيادة الطاقة البصرية للألياف. يتم زيادة القوة البصرية لنظام الخط بأكمله. تضخيم التتابع عبر الإنترنت: عندما تكون مجموعة البناء كبيرة أو أن المسافة بين المباني طويلة ، يمكن أن تكون بمثابة ترحيل لزيادة القوة البصرية. preamplification: يتم تضخيم الإشارة الصغيرة بعد الكشف الضوئي في الطرف المتلقي لتحسين قدرة الاستلام.

ليس من السهل تفرع الكابلات البصرية ، لأنها تنقل إشارات بصرية ، لذلك يتم استخدامها عمومًا للاتصالات من نقطة إلى نقطة. تم بناء نظام تجريبي متعدد النقاط من طبولوجيا الحافلات البصرية ، ولكن السعر مكلف للغاية. من حيث المبدأ ، يكون فقدان الطاقة للألياف الضوئية صغيرة ، ويتم تقليل التوهين ، وهناك إمكانات كبيرة للنطاق الترددي. لذلك ، يمكن للألياف العامة أن تدعم موصلات أكثر بكثير من الزوج الملتوي أو الكبل المحوري. جهاز الإرسال المنخفض التكلفة والموثوق به هو LED 0.85um طول الموجة ، والذي يمكن أن يدعم معدل الإرسال 100 ميجابت في الثانية والشاشة في حدود 1.5 ~ 2km. أجهزة إرسال ديود الليزر مكلفة ولا تفي بعمر متوسط ​​الملايين من الساعات. يعد دبوس كاشف الصمام الثنائي الذي ينبعث منه الضوء يعمل على طول موجي يبلغ 0.85 UM أيضًا جهاز استقبال منخفض التكلفة.

يحتوي ثنائيات الضوئية على الانهيار على كسب إشارة أكبر من الدبوس ، ولكنه يستخدم إمدادًا من 20 إلى 50 فولت ، في حين أن كاشف الدبوس لا يتطلب سوى إمدادات 5 فولت. إذا كنت ترغب في الوصول إلى مسافة أطول ومعدل أعلى ، فيمكنك استخدام نظام طول الموجة 1.3um ، فإن هذا النظام لا يتوهج قليلاً ، لكنه أغلى من نظام الطول الموجي 0.85um. بالإضافة إلى ذلك ، تعد موصلات الألياف الضوئية المطابقة مهمة أيضًا ، مما يتطلب فقدان اتصال أقل من 25 ديسيبل لكل موصل ، وسهل التثبيت ، وانخفاض السعر. كلما زاد قلب وفتحة الألياف ، زاد الضوء الذي يتلقاه من LED ، وكلما كان أداءه أفضل. توفر الألياف التي يبلغ قطرها الأساسي 100 ميكرون وقطر الكسوة 140 ميكرون أداءً ممتازًا. يستقبل طاقة ضوئية بنسبة 4 ٪ من ألياف 62.5/125um و 8.5 ديسيبل أكثر من 50/125um ألياف. إن توهين الألياف عند طول موجة قدره 0.8 UM هو 6 ديسيبل/كيلومتر ، ويبلغ توهين الألياف التي تعمل على طول موجة 1.3 UM 4 ديسيبل/كم. عرض النطاق الترددي الألياف 0.8UM هو 150 ميجا هرتز/كم ، وعرض نطاق الألياف 1.3um هو 500 ميجا هرتز/

باستخدام تقنية WDM (تقسيم الطول الموجي متعدد الألف) ، يمكن تعدد البتات المتعددة ، ونقلها ، ونقلها على سطر واحد ، يتم نقلها عمومًا بالتوازي في بايت واحد وثمانية بتات ، باستخدام أجزاء مختلفة لكل تيار بت. الطول الموجي هو بحيث يمكن أن تعمل دوائر الدعم المطلوبة بمعدلات منخفضة. يعد رابط ألياف WDM مناسبًا لواجهات الجهاز على مستوى البايت وهو نظام جديد نقل البيانات.

اتصال الألياف البصرية هو طريقة اتصال يتم فيها استخدام موجات الضوء كحاملات معلومات وتستخدم الألياف البصرية كوسائط نقل. من حيث المبدأ ، فإن العناصر المادية الأساسية التي تشكل التواصل البصري الألياف هي البصريات الألياف ، ومصادر الضوء ، والكاشفات الضوئية.

يمكن القول أن تقنيات الاتصال الحالية مرتبطة بالأمواج ، سواء كانت موجات الراديو (الانتشار في الأسلاك) ، أو الموجات الكهرومغناطيسية (الانتشار في الهواء) ، أو الموجات الخفيفة (الانتشار في الألياف البصرية) ، وحتى صوت خطابنا ، هو أيضا موجة (الموجة الصوتية) ترددات السعة المختلفة تحتوي على معلومات مختلفة.

مبدأ اتصال الألياف الضوئية هو أن المعلومات المرسلة يتم تحويلها أولاً إلى إشارة كهربائية في نهاية الإرسال ، ثم تم تعديلها على شعاع الليزر المنبعث بالليزر ، بحيث تتغير شدة الضوء مع السعة (التردد) الإشارة الكهربائية ، وتنقل من خلال الألياف البصرية. الخروج في الطرف المتلقي ، يتلقى الكاشف الإشارة البصرية ويحولها إلى إشارة كهربائية ، والتي يتم تنصحها لاستعادة المعلومات الأصلية.

هذا يشير إلى الطريقة التي يتم بها الوصول إلى النطاق العريض. النطاق العريض لديه طرق وصول متعددة للعميل. الأكثر شيوعًا هو ADSL و VDSL و FTTB+LAN والوصول إلى الألياف ، وكذلك الوصول اللاسلكي والوصول إلى الطاقة. لا ترتبط طريقة الوصول مباشرة بعرض النطاق الترددي للتطبيق. وهذا يعني ، يمكن تحقيق تطبيق 2M عريض النطاق العريض بأي شكل من الأشكال ، ويمكن أن تصل السرعة إلى 2 متر.

إنه مجرد أن يكون المسار مختلفًا. تمامًا مثل الانتقال من مكان معين إلى مكان معين ، يمكنك المشي بالسيارة ، بالسيارة ، بالطائرة ، بالقطار. نظرًا لأنك تتقدم بطلب للحصول على 2 متر ، يمكنك الوصول إلى متطلباتك بأي شكل من الأشكال. إذا تم زيادة سرعة الشبكة إلى gigabit في المستقبل ، فإن ADSL ، VDSL ، FTTB+LAN ، ولن يستوفي اللاسلكية المتطلبات. يمكن للألياف تلبية المتطلبات. فقط الجهاز الذي يحتاج إلى استبدال المحطتين يحل محل الجهاز 100 ميجابت مع 1000 ميغابايت. نعم. يشير النطاق العريض إلى شبكة ذات سرعة نقل عالية. الألياف البصرية هي وسيط انتقال ، وليس نفس المفهوم. يمكن فهم أن الألياف هي إحدى الطرق لتحقيق انتقال النطاق العريض.

يتم تقسيم النطاق العريض اليوم بشكل أساسي إلى الوصول إلى الألياف والوصول إلى ADSL. في الوقت الحاضر ، فإن الحد الأقصى لسعة النقل من ألياف 10 أمتار فقط ليس لها مثل هذا القيد. الألياف والنطاق العريض هي في الواقع مفهومين مختلفين. تنقل الألياف البصرية إشارات في شكل نبضات بصرية ، باستخدام الزجاج أو زجاجي كوسيلة نقل الشبكة. إنها وسيلة نقل ، مثل الزوج الملتوي ، والكابل السميك ، والكابل الرقيق ، وما إلى ذلك ، ولكن سرعة نقله أسرع بكثير من الوسائط العادية ، ويمكن أن تصل إلى أكثر من ميغابت في الثانية.

النطاق العريض الذي نتحدث عنه هو سرعة الوصول إلى الإنترنت. زادت سرعة الإنترنت الهاتفي من 14.4 كيلو بايت في الثانية إلى 56 كيلو بايت في الثانية. ومع ذلك ، نظرًا لجودة خط الهاتف ، يجب أن يكون 56 كيلو بايت في الثانية هو الحد الأقصى للمودم العام. من أجل الحصول على سرعات أسرع للوصول إلى الإنترنت ، لا بد أن يكون هناك نظرة خاطفة أخرى على التسلل. لذلك ، في السنوات الأخيرة ، ظهرت خدمات الوصول العريضة المختلفة. إذن ما هو النطاق العريض؟ في الواقع ، لا يوجد تعريف صارم. بشكل عام ، يبلغ الحد الأعلى لمعدل الإنترنت للاتصال الهاتفي الحالي 56 كيلو بايت في الثانية ، ويسمى وصول 56 كيلو بايت في الثانية وأدلي "النطاق الضيق" ، ويتم تصنيف وضع الوصول أعلاه على أنه "النطاق العريض".