هل سبق لك أن شاهدت تلفزيون الكابل؟ يمكنه تلبية احتياجات المستخدمين من خدمات الوسائط المتعددة مثل التلفزيون عالي الوضوح والفيديو حسب الطلب والوصول إلى الإنترنت، ولكن هل تعرف كيف يتم نقل المعلومات على التلفزيون؟ ويتم ذلك من خلال شبكة من الخطوط تحت الأرض أو تحت البحر، أي الألياف الضوئية. يتم نقل معظم المعلومات في العالم اليوم عبر الألياف الضوئية. وتستخدم الألياف الضوئية أيضًا في الأجهزة الطبية. دعونا نتعرف على كيفية عمل الألياف الضوئية وكيف غيرت العالم من حولنا. تتكون الكابلات الضوئية من آلاف الألياف الضوئية، ويبلغ سمك كل ألياف سمك شعرة الإنسان تقريبًا. تحمل الكابلات الضوئية المعلومات على شكل ضوء.
تختلف سرعة انتشار الضوء بين الوسائط المختلفة. يتم التعبير عن هذا التغيير في السرعة بواسطة معامل الانكسار. يؤدي التغير في سرعة الضوء إلى ظاهرة مثيرة للاهتمام وهي الانكسار. لفهم الانكسار، يمكننا أن نتخيل تجربة مثيرة للاهتمام. لنفترض أن الضوء يمر عبر المنشور. يمكنك أن ترى أن الضوء ينحني على سطح المنشور بدلاً من أن يسير بشكل مستقيم. وتسمى هذه الظاهرة الانكسار. يحدث الانكسار عندما يمر الضوء عبر الوسائط ذات معاملات انكسار مختلفة. عندما ينتقل الضوء من وسط ذو معامل انكسار مرتفع إلى وسط ذو معامل انكسار منخفض، فإنه ينحني نحو السطح. سيؤدي الانكسار إلى ظهور القلم الرصاص الموضوع في كوب الماء منثنيًا.
تستخدم الألياف الضوئية بشكل فعال مبدأ الانكسار. الآن، دعونا نستنتج تجربة المنشور هذه. لنفترض أننا نستخدم بعض المواد المضافة لزيادة معامل انكسار الزجاج بشكل مستمر. عندما نزيد معامل الانكسار، يقترب الضوء أكثر فأكثر من سطح الزجاج. وبعد فترة، ستجد أن الضوء ينتشر على طول سطح الزجاج. وإذا واصلنا زيادة معامل الانكسار، فإن الضوء سيعود فجأة إلى داخل الوسط الأصلي ويشكل انعكاسًا نقيًا، وهو ما يسمى الانعكاس الكلي. يمكننا تحقيق الانعكاس الكلي عن طريق تغيير انعكاس زاوية الحادث دون الحاجة إلى زيادة معامل الانكسار. تسمى هذه الزاوية المحددة الزاوية الحرجة، وسيعود الضوء إلى الوسط الأصلي. يتم تطبيق ظاهرة الانعكاس الكلي هذه على نقل الضوء بالألياف الضوئية.
الآن دعونا نعود إلى الموضوع الأصلي. كيف تنقل الألياف الضوئية المعلومات مثل المكالمات الهاتفية أو الإنترنت؟ يمكن تمثيل أي معلومات بتسلسل {{0}}s و1s. لنفترض أنك تريد إرسال رسالة نصية HELLO من هاتفك المحمول. أولا، سيتم تحويل هذه الكلمة إلى تسلسل ثنائي. بعد التحويل، سيقوم هاتفك المحمول بإرسال هذه السلسلة الثنائية على شكل موجات كهرومغناطيسية. لنفترض ببساطة أن 1 يمثله موجات عالية التردد وأن 0 يمثله موجات منخفضة التردد. سيستقبل برج المحطة الأساسية المحلية هذه الموجات الكهرومغناطيسية. في برج المحطة الأساسية، ستولد الموجات الكهرومغناطيسية عالية التردد نبضًا ضوئيًا، وإلا فلن يكون هناك نبض ضوئي. الآن يمكن أن تنتقل هذه النبضات الضوئية بسهولة عبر الألياف الضوئية. ستصل نبضات الضوء التي تحمل المعلومات إلى وجهتها من خلال شبكة ألياف ضوئية معقدة. ولذلك، يتم نشر العديد من الكابلات الضوئية على سطح الأرض. توجد هذه الكابلات الضوئية على الأرض وفي قاع البحر. تتم صيانة هذه الكابلات الضوئية بشكل أساسي من قبل مشغلي شبكات الهاتف المحمول والمنظمات الأخرى.
يوجد أدناه رسم تخطيطي مقطعي لكابل ضوئي بحري. يمكنك أن ترى أنه يتم استخدام جزء صغير فقط لوضع الألياف الضوئية، ويتم استخدام الباقي لحماية وتعزيز الهيكل الميكانيكي. فكيف يحصل مكبر الصوت على الطاقة في قاع البحر؟ نظرًا لوجود غلاف نحاسي رفيع في منتصف الكابل البصري، يتم توفير الطاقة إلى مكبر الصوت على طول الكابل الضوئي، أي أنه إذا لم يمر مكان ما عبر الكابل البصري، فسيصبح هذا المكان جزيرة للهاتف والإنترنت. إذا قارنا الألياف الضوئية مع أسلاك الكابلات النحاسية التقليدية، فإن الألياف الضوئية تتمتع بمزايا في جميع الجوانب. يمكن أن توفر الألياف الضوئية عرض نطاق ترددي أكبر وتكون سرعة النقل أسرع بكثير من الكابلات النحاسية. سيولد التيار الموجود في الكابل النحاسي مجالًا كهرومغناطيسيًا، بل ويسبب تداخلًا كهرومغناطيسيًا خارج السلك، في حين أن الضوء الموجود في الألياف الضوئية سيكون دائمًا محميًا داخل الألياف الضوئية، لذلك لا يوجد أي تداخل من الإشارات الخارجية؛ ميزة أخرى للكابل الضوئي هي أن الضوء الذي يدخل من الجدار الجانبي من غير المرجح أن يستمر في الانتشار على طول الألياف الضوئية، وبالتالي فإن الألياف الضوئية تتمتع بأمان أعلى للبيانات.
تستخدم الألياف الضوئية على نطاق واسع في شبكة الاتصالات العالمية وشبكات الاتصالات العامة في مختلف البلدان وغيرها من المجالات. ولكن ما هو حجر الأساس الذي يضمن السرعة العالية والموثوقية للألياف الضوئية؟ الجواب هو الليزر الليزر هو مصدر للضوء ينتج شعاع ضوء عالي التركيز وأحادي اللون ومتماسك. يمكنه تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية وإنتاج شعاع ضوئي بطول موجي واتجاه محدد. في أنظمة اتصالات الألياف الضوئية، يُستخدم الليزر عادةً لتحويل المعلومات إلى إشارات ضوئية ونقلها إلى الموقع المستهدف عبر الألياف الضوئية. يتم تعديل هذه الإشارات الضوئية وتشفيرها، ونقلها إلى الموقع المستهدف من خلال الألياف الضوئية، ثم يتم إزالة تشكيلها وفك تشفيرها. في اتصالات الألياف الضوئية، أكثر أنواع الليزر شيوعًا والأكثر استخدامًا هو ليزر أشباه الموصلات.
عنواننا
B-1508 قصر Ruiding، رقم 200 طريق Zhenhua، منطقة Xihu
رقم التليفون
0086-571-8898-7800
بريد إلكتروني
info@brandnew-china.com
