الألياف الضوئية ، المعروفة أيضًا باسم الألياف الضوئية ، هي ابتكار يرسل البيانات كنبضات ضوئية عبر الألياف الزجاجية أو البلاستيكية. يمكن أن يتغير عدد الألياف الزجاجية في كبل الألياف الضوئية من المئات إلى الآلاف. الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الأوضاع هما نوعان فقط من الألياف الضوئية.
الألياف أحادية الوضع مقابل الألياف متعددة الأوضاع
يتمثل الاختلاف بين الألياف الضوئية أحادية الوضع والألياف الضوئية متعددة الأوضاع في أن أشعة الضوء تستمر فقط من خلال طريق مستقيم في الألياف الضوئية أحادية الوضع. من ناحية أخرى ، يتم توزيع العديد من أشعة الضوء عبر الدليل الموجي في نفس الوقت في الألياف الضوئية متعددة الأوضاع. إلى جانب ذلك ، هناك عدة عوامل أخرى تفرق بين الاثنين.
الألياف أحادية الوضع هي نوع من الألياف الضوئية تستخدم للإرسال عبر مسافات كبيرة. وهي عبارة عن ألياف أحادية الوضع تُستخدم لنقل شعاع ضوء واحد أو وضع فردي. لديها وضع إرسال واحد فقط. ويسمى أحيانًا بالألياف الضوئية أحادية الوضع.
تعد الألياف متعددة الأوضاع نوعًا آخر من الألياف الضوئية المستخدمة لنقل العديد من أشعة الضوء أو الأنماط. يمكن أن تنتقل هذه الأشعة بزوايا مختلفة وعلى مسافات أقصر بكثير. تتكون من ألياف زجاجية. تُعرف الألياف متعددة الأوضاع أيضًا بشكل أكثر شيوعًا باسم الألياف الضوئية متعددة الأوضاع.
جدول المقارنة بين الوضع الفردي والألياف متعددة الأوضاع
| معلمات المقارنة | الألياف أحادية الوضع | الألياف المتعددة |
| قطر الدائرة | يبلغ القطر المركزي للألياف أحادية الوضع حوالي 8-10 ميكرومتر في الطول. | يبلغ القطر المركزي للألياف متعددة الأنماط حوالي 50-62.5 ميكرومتر في الطول. |
| المصدر البصري | المصدر البصري للألياف أحادية النمط هو الليزر لأنه يتطلب مصدر ضوء بحجم طيفي رقيق. | المصدر البصري للألياف متعددة الأوضاع هو LED لأنه يتطلب قطرًا مركزيًا ضخمًا مما يلغي الحاجة إلى حزمة مركزة. |
| توهين | نظرًا لأن الألياف أحادية النمط تنقل شعاعًا واحدًا من الضوء ، فإن النتيجة تكون أقل توهينًا. | نظرًا لأن الألياف متعددة الأوضاع تنقل العديد من أشعة الضوء ، فإن النتيجة تكون في مزيد من التوهين. |
| كلفة | تعتبر الألياف الضوئية أحادية النمط أقل تكلفة ، لكن الأدوات اللازمة معها تجعلها مكلفة بعض الشيء في بعض الأحيان. | تعد الألياف الضوئية متعددة الأوضاع أكثر تكلفة ، لكن الأدوات اللازمة معها لا تضيف تكلفة أكثر كما هو الحال في الألياف الضوئية الأخرى. |
| عرض النطاق | تتميز الألياف أحادية الوضع بعرض نطاق أكبر يبلغ حوالي 400 ميجاهرتز / كم. | تتميز الألياف متعددة الأوضاع بعرض علامة تجارية أقل بكثير يبلغ حوالي 50-60 ميجاهرتز / كم. |
ما هي الألياف أحادية الوضع؟
الألياف الضوئية أحادية الوضع هي نوع من الألياف الضوئية تسمح لشعاع واحد فقط من الضوء بالانتشار معها. يتراوح قطر المركز إلى العلبة من 9 إلى 125 ميكرومتر في هذه الحالة. يشار إليها أيضًا باسم الألياف الضوئية أحادية الوضع أو الألياف الضوئية أحادية الوضع. جميع الفوائد المرتبطة بالألياف الضوئية أحادية الوضع تجعلها مناسبة للاستخدامات مع الابتكارات الضوئية الناشئة.
نظرًا لأن قطر المركز صغير جدًا ، فإن شعاع ضوء واحد فقط يمر عبره. من المعروف أن الألياف الضوئية المفردة تتكون من ثلاثة مكونات أساسية: اللب ، والغطاء ، والطلاء أو المخزن المؤقت.
يتكون المركز ، أو الجزء الحيوي ، من خيط ليفي واحد فقط. تمر الحزمة التي يشعها المصدر عبر هذا المقطع. يستلزم القطر الصغير للمركز استخدام شعاع ضوئي شديد التركيز كمصدر له. ونتيجة لذلك ، فإنها تستخدم الليزر كنقطة منشأ بصرية.
الألياف الضوئية أحادية الوضع لها تشوه منخفض في شكل الموجة لأنها تنقل فقط شعاع ضوئي منفرد. نتيجة لذلك ، لا يتم ملاحظة التوزيع النموذجي ، مما يسمح بنقل التردد لمسافات طويلة مع زيادة سرعة التدفق بشكل ملحوظ. نتيجة لذلك ، يتم زيادة عرض النطاق الترددي ، وهو ما يعد ميزة إضافية للألياف الضوئية أحادية الوضع.
ما هي الألياف متعددة الأوضاع؟
الألياف الضوئية متعددة الأوضاع هي أيضًا شكل آخر من أشكال الألياف الرقمية. تستمر أشعة الضوء العديدة عبر ليف بصري متعدد الأنماط في نفس اللحظة ، لكن كل منها يميل إلى الانعكاس بميل واضح عن الآخرين أثناء النقل.
في سيناريو الألياف الضوئية متعددة الأنماط ، يتراوح قطر المركز إلى قطر الكسوة من 50-62.5 إلى 125 ميكرومتر. نظرًا لموثوقيتها وأدائها ، غالبًا ما تكون الألياف متعددة الوسائط هي الأفضلية الأولى عندما يكون الارتباط داخل المبنى ضروريًا. قد تكون التكاليف باهظة الثمن بعض الشيء ، لكن في النهاية الأمر يستحق كل هذا العناء للمستخدمين.
في هذا السيناريو ، يكون قطر النقطة المركزية هائلاً ، مما يتيح لموجات ضوئية لا حصر لها أن تعبر خلالها وبالتالي استخدام LED كمصدر ضوئي لها. هناك الكثير من الاحتمالات لأنماط للتواصل مع بعضها البعض نظرًا لأن العديد من الأوضاع تتكثف من خلال نقطة المركز. نتيجة لذلك ، يمكن أن يحدث الانتقال متعدد الوسائط في ألياف متعددة الوسائط.
نظرًا لأن النقل لمسافات طويلة يزيد من إمكانية التشتت داخل الألياف ، فغالبًا ما يتم استخدامها في التطبيقات التي تتطلب مسافات صغيرة. على الرغم من أن الألياف متعددة الأوضاع عبارة عن ألياف بصرية مكلفة ، إلا أن أجهزة النقل المرتبطة بها أقل تكلفة ، مما يجعلها خيارًا مناسبًا لمعظم المستخدمين.
الاختلافات الرئيسية بين الوضع الفردي والألياف متعددة الأوضاع
استنتاج
تتميز كل من الوضع الفردي والألياف متعددة الوسائط بخصائصها المميزة الفريدة. نتيجة لذلك ، يتم تحديد تطبيقاتهم من خلال متطلبات النظام. تجدر الإشارة إلى أن الطول الموجي للنقل للألياف أحادية الوضع يتراوح من 1260 إلى 1640 نانومتر وطول موجة الألياف متعددة الأوضاع من 850 إلى 1300 نانومتر.
تتميز الألياف أحادية الوضع بمركز أضيق من الألياف متعددة الأوضاع وهي الأنسب لعمليات النشر لمسافات طويلة. بشكل عام ، تكون الأنظمة ذات الوضع الفردي أكثر تكلفة. تتميز الألياف متعددة الأوضاع بنواة أكبر وهي مناسبة لخطوط الألياف الأقصر التي يقل طولها عن 400 متر (1300 قدم).
تتأثر قدرات المسافة وعرض النطاق للألياف متعددة الأوضاع بدرجتها. بشكل عام ، أنظمة الوسائط المتعددة أقل تكلفة. الوضع الفردي متوافق فقط مع الوضع الفردي ، في حين أن الوضع المتعدد متوافق فقط مع الوضع المتعدد. هذا ينطبق على الكابلات والتوصيلات والمكونات الكهربائية.
