تخيل الألياف البصرية كأنابيب زجاجية رفيعة تُنقل من خلالها إشارات ضوئية لمسافات شاسعة.
هذه الإشارات الضوئية ليست كلها متساوية، بل تختلف في طول موجتها. تخيل طيف الألوان المرئية، حيث لكل لون طول موجي مختلف.
في عالم الألياف البصرية، لا نرى الألوان، بل نتعامل مع أطوال موجية مختلفة للضوء. بالنسبة لكابل الألياف الضوئية، من الناحية النظرية، فإن عرض النطاق الترددي الخاص به مرتفع بشكل لا نهائي، وسعة النقل كبيرة بشكل لا نهائي ومسافة النقل بعيدة بشكل لا نهائي. بالإضافة إلى ذلك، فإن كابل الألياف الضوئية خفيف الوزن أيضًا، وكل هذه الميزات تجعله وسيطًا مثاليًا لنقل البيانات، وهو قادر على نقل إشارات الهاتف والتلفزيون غير المحدودة. ومع ذلك، في التطبيق الحالي للكابل الضوئي، فإن النتيجة بعيدة كل البعد عن النظرية. بغض النظر عن الخصائص الفيزيائية الهشة للسيليكون، فإن قدرة كابل الألياف الضوئية على النقل.
في مايو 2002، قسمت منظمة ITU-T نظام الاتصالات بالألياف الضوئية إلى ستة نطاقات هي O وE وS وC وL وU. تُعرف الألياف الضوئية متعددة الأوضاع عند 850 نانومتر بالنافذة الأولى.
ويُشار إلى الألياف الضوئية أحادية الوضع عند النطاق O بالنطاق الثاني. يُطلق على النطاق C النافذة الثالثة، ويُطلق على النطاق L النافذة الرابعة والنطاق E النافذة الخامسة.
الجواب يكمن في ما يسمى بـ “نوافذ النقل الضوئي” أو “Windows”. هذه النوافذ هي نطاقات محددة من أطوال الموجات التي تنتقل عبر الألياف البصرية بفعالية أكبر وأقل فقدًا للإشارة. تخيل أن الألياف البصرية عبارة عن نفق، وهذه النوافذ هي بوابات تسمح بمرور الضوء بسهولة أكبر.
تعتمد فعالية نوافذ النقل الضوئي على خصائص معينة، منها:
الألياف البصرية ليست مثالية، فالمواد التي تصنع منها تسبب بعض التوهين للإشارة الضوئية. هذا التوهين يختلف باختلاف طول الموجة. بعض الأطوال الموجية تتعرض لتوهين أقل، مما يعني أنها تنتقل لمسافات أطول مع الحفاظ على قوة الإشارة.
هذه الأطوال الموجية هي التي تشكل نوافذ النقل الضوئي.
تُعد مشكلة التوهين من أكبر التحديات التي تواجه الألياف البصرية. يتأثر التوهين بعوامل عدة:
قد يهمك: Windows في الألياف الضوئية
في المراحل الأولية لتكنولوجيا الألياف الضوئية، كانت مصابيح LED تُستخدم كمصدر رئيسي للضوء نظرًا لتكلفتها الاقتصادية. ولقد كانت الكابلات متعددة الأوضاع التي تعمل بأطوال موجية 850 نانومتر و1300 نانومتر خيارًا شائعًا لتأسيس شبكات الاتصال الصغيرة. في المقابل، استُخدمت كابلات الألياف الضوئية أحادية الوضع، التي تعمل بأطوال موجية 1310 نانومتر و1550 نانومتر مع الليزر كمصدر ضوئي، لبناء الشبكات الكبيرة الحجم.
| النوع | طول الموجة | الاستخدام | مصدر الضوء | التطبيق |
| ألياف متعددة الأوضاع | 850 نانومتر | شبكات صغيرة | LED | نقل البيانات المحلي |
| 1300 نانومتر | ||||
| ألياف أحادية الوضع | 1310 نانومتر | شبكات كبيرة | ليزر | نقل البيانات عبر مسافات طويلة |
| 1550 نانومتر |
تم اختيار هذه الأطوال الموجية بناءً على عدة عوامل، منها:
في سياق المباني الذكية، تُعتبر الألياف الضوئية متعددة الأوضاع خيارًا شائعًا بفضل قدرتها على دعم النقل لمسافات قصيرة. يتم استخدام كابلات الألياف متعددة الأوضاع بشكل أساسي في تطبيقات داخلية حيث تعمل عند أطوال موجية قصيرة، مثل 850 نانومتر باستخدام مصادر ضوء LED أو ليزرات VCSEL لتعزيز الأداء.
على الجانب الآخر، تُفضل الألياف الضوئية أحادية الوضع في المباني التي تطلب مسافات نقل أطول بين النقاط المختلفة. هذا النوع من الألياف يعمل بشكل أساسي عند أطوال موجية 1310 نانومتر و1550 نانومتر باستخدام ليزرات FP أو DFB، مما يوفر قدرات نقل أعلى بكثير وأداء مستقر عبر مسافات طويلة.
| نوع الألياف | طول الموجة | مصدر الضوء | استخدام |
| متعدد الأوضاع | 850 نانومتر | LED/ليزر VCSEL | مسافات قصيرة داخل المباني |
| متعدد الأوضاع | 1300 نانومتر | LED | مسافات متوسطة داخل المباني |
| أحادي الوضع | 1310 نانومتر | ليزر FP | مسافات طويلة بين المباني |
| أحادي الوضع | 1550 نانومتر | ليزر DFB | مسافات طويلة بين المباني |
في الختام:
سواء كان يمكن فتح نوافذ الإرسال لكابل الألياف الضوئية أم لا وعدد النوافذ التي يمكن فتحها، فسوف يخضع ذلك لعدة عوامل مثل التشتت والخسارة وWDM بالإضافة إلى مصدر الضوء ومعدات الشبكة. على المدى الطويل، من المؤكد أن كابلات الألياف الضوئية التي تدعم نوافذ متعددة ستتمتع بمزيد من التطبيق العملي والتوافق وقابلية التوسع.
Optimized by Seraphinite Accelerator