الليف الضوئي (Optical fiber) تكنولوجيا عاليه
 

يعتبر الليف الضوئي (Optical fiber) من أفضل وسائط نقل الإشارات. حيث أن أهم مميزاته الفقد المنخفض والنطاق الترددي العريض. لذا فإن العالم تغير منذ إستخدام هذه التقنية الرائعة، فمعظم أنظمة الاتصالات تسخدم تقنية الألياف الضوئية لنقل إشارات الصوت، الفيديو، و البيانات الرقمية من خلال إنتقال الموجات الضوئية عبر خيوط رفيعة جدا من الزجاج او البلاستيك الشفاف. الليف الزجاجي يستطيع نقل الإشارات عبر مسافات طويلة بدون توهين للإشارة وأفضل بكثير مقارنة بسلك نحاسي. في اتصالات الألياف الضوئية، الأشارات الضوئية هي البديل عن الأشارات الكهربائية. المصطلحات الضوء (light)، والاشارات الضوئية (light signals, or optical signals) سوف نستخدمها بنفس المعنى للإشارة إلى إلى كلا من الضوء المرئي وغير المرئي.
1.1 نظرة تأريخية للألياف الضوئية (Short History of Optical Fibers):
إستخدام الضوء للإتصالات ليست فكرة جديدة، فاشعال النار كان مستخدما كأشارة للاتصالات في وقتا مبكرا من حياة الإنسان حيث كان يُستخدم ليلا للإعلام عن كوارث أو وجود احدهم في مأزق وما شابه ذلك. شفرة موريس للاتصالات (Morse code) أستخدمت الضوء المنعكس بواسطة المرايا للتواصل بين سفينة وأخرى. وهذه الطرق التقليدية عملية لمسافات قصيرة و على خط الرؤية المباشرة (line of sight).
أول المحاولات لنقل الأشارات الضوئية مسافة طويلة بإستخدام الألياف الضوئية كانت عام 1966م. ويمكن أن نلخص بعض الاحداث التأريخية الهامة والمتعلقة باتصالات الألياف الضوئية كما في القائمة التالية:




1.2 نظام اتصالات الألياف الضوئية (Optical Fiber Communication System):
نظام اتصالات الألياف الضوئية يشبه في المبدء الأساسي أي نوع من انظمة الاتصالات. المخطط العام لنظام الأتصالات الضوئية موضح في الشكل 1.1. نظام اتصالات الألياف الضوئية يقوم بتحويل الأشارة الكهربائية إلى إشارة ضوئية عند الطرف المرسل، وينقل البيانات كأشارة ضوئية عبر الليف الضوئي، ومن ثم يحول الضوء إلى إشارة كهربائية عند الطرف المستقبل. الاشارة الكهربائية الداخلة يمكن أن تكون أشارة متماثلة أو أشارة رقمية.



يتكون نظام الإتصالات الضوئية كما هو موضح في الشكل 1.1 من خمس أجزاء أساسية والتي تنقل المعلومات من نقطة إلى أخرى، ويمكن شرحها على النحو التالي:
i. جهاز الإرسال الكهربائي Electrical Transmitter :
يقوم مصدر المعلومات بتزويد إشارة كهربائية إلى جهاز الإرسال المتكون من دوائر كهربائية تعمل على حث المصدر الضوئي لتوليد التضمين المناسب لحامل الموجة الضوئية.
ii. المصدر الضوئي Optical Source :
يستلم المصدر الضوئي الإشارة الكهربائية من جهاز الإرسال ويقوم بتحويلها إلى إشارة ضوئية.
iii. الليف الضوئي Optical Fiber :
يربط المصدر الضوئي مباشرة مع الليف الضوئي ومن ثم تنتقل الإشارة الضوئية موجهة على طول الليف الضوئي حتى يتم إيصال الضوء إلى الكاشف الضوئي.
iv. الكاشف الضوئي Optical Detector :
يسقط الضوء المستقبل من الليف الضوئي على سطح الكاشف الضوئي ليقوم بتحويله إلى الإشارة الكهربائية المناسبة.
v. جهاز الإستقبال الكهربائي Electrical Receiver: :
يتكون جهاز الإستقبال الكهربائي من دوائر تعمل على تكبير ومعالجة الإشارة المستلمة.
النطاق الترددي لنظام اتصالات الألياف الضوئية والذي يحدد القيمة العظمى لمعدل نقل البيانات؛ يعتمد على خصائص المكونات الرئيسية في النظام. لذا يجب أن يكون كلا من المصدر الضوئي عند الطرف المرسل والكاشف الضوئي عند الطرف المستقبل متوافقة مع معدل نقل البيانات لنظام الاتصالات. كما يجب أن تكون لكل من الدوائر الكهربائية التي تزود الكاشف الضوئي، والدوائر الكهربائية التي تقوم بتكبير ومعالجة الإشارة المستلمة إستجابة مناسبة للترددات العالية. وكذلك يجب أن يكون الليف الضوئي المستخدم في نقل البيانات محافظا على شكل النبضات الضوئية ذات التردد العالي


منقول