▷ סיבים אופטיים: מה זה, למה הוא משמש ואיך זה עובד

אנו הולכים להקדיש מאמר זה בכדי ללמוד עוד על סיבים אופטיים, נסביר מה זה ואיך זה עובד. כולנו יודעים שאלמנט ההעברה הזה משמש ברשתות נתונים כדי להתחבר לאינטרנט, אך לא כולם יודעים לזהות פיזית מה זה סיב ולכן אנו עומדים להיות בצרה.

מדד התוכן

יצירת האינטרנט הייתה ללא ספק אחת מטכנולוגיות המידע והתקשורת החשובות ביותר של המאה שלנו. האינטרנט הוא יצירה אחרונה, אנו מדברים על 1991, אז נוצר הרשת העולמית, ובאותה עת החלה ההתפתחות במהירות ובנגישות להרקיע שחקים עד עצם היום הזה. בדיוק בזכות טכנולוגיות כמו סיבים אופטיים, הגידול בקיבולת העברת הנתונים הגיע לרמות מהירות ומרחק גבוהות במיוחד.

מה זה סיבים אופטיים

כפי שכבר הזכרנו, סיבים אופטיים הם אמצעי להעברת נתונים באמצעות דחפים פוטואלקטריים דרך חוט העשוי מזכוכית שקופה או מחומרים פלסטיים אחרים באותה פונקציונליות. חוטים אלה יכולים להיות עדינים כמעט כמו שיער, והם בדיוק אמצעי העברת האות.

בעיקרון באמצעות הכבלים המשובחים האלה מועבר אות אור מקצה הכבל לקצה השני. ניתן להפיק אור זה באמצעות לייזר או נורת לד, והשימוש הנפוץ ביותר שלו הוא להעברת נתונים על מרחקים גדולים, מכיוון שלמדיום זה רוחב פס גדול בהרבה מאשר כבלים מתכתיים, הפסדים נמוכים יותר ומהירויות העברה גבוהות יותר.

היבט חשוב מאוד שעלינו לקחת בחשבון הוא שהסיב האופטי חסין מפני הפרעות אלקטרומגנטיות, וזה למשל, שכבלי זוג מעוותים סובלים בכל המקרים ותורמים לצורך במכשירי משחזר בכל מרחק מסוים. עלינו לדעת כי סיבים אופטיים אינם מעבירים אנרגיה חשמלית, אלא רק אותות אור.

אולם סיבים אופטיים משמשים לא רק להעברת נתונים ברשתות, אלא גם לחיבורי שמע באיכות גבוהה. בנוסף, זהו גם מקור אור המספק ראות בחללים צמודים ואפילו למוצרי קישוט, למשל על עצי חג המולד וכדומה. כמובן שהסיבים הללו בנויים מפלסטיק והם לא יקרים, והם קשורים למעט מהכבלים המשמשים לנתונים.

חלקי כבל סיב אופטי

לפני שנראה איך זה עובד, אנו חושבים שחשוב לדעת מהם החלקים המרכיבים כבל סיב אופטי.

• ליבה: זהו המרכיב המרכזי בכבל סיב אופטי שלא תמיד קיים. תפקידו פשוט לספק חיזוק בכדי למנוע שבירת כבלים ועיוותים. ניקוז לחות: אלמנט זה גם לא קיים בכל הכבלים. תפקידו לנהל לחות אפשרית שיש בכבל כך שהוא יוצא דרכו. הוא נפצע בליבה. חוטי סיבים: זהו האלמנט המוליך, האור והנתונים עוברים דרכו. הם עשויים זכוכית או מפלסטיק מסיליקון באיכות גבוהה היוצרים מדיום בו האור יכול להשתקף ולשבר בצורה נכונה עד שיגיע ליעדו. חיץ וחיפוי (ציפוי): בעיקרון זהו הציפוי של חוטי הסיבים האופטיים. זה מורכב ממילוי ג'ל בשכבה כהה כדי למנוע קרני אור לברוח מהסיב. בתורו, החוצץ הוא הציפוי החיצוני המכיל את הג'ל ואת הסיב. קלטת מילר ושכבות בידוד: בעיקרון זהו ציפוי מבודד המכסה את כל מאגרי הסיבים. תלוי בסוג הבנייה, יהיו בו מספר אלמנטים, כולם עשויים מחומר דיאלקטרי (לא מוליך). ציפוי מעכב בעירה: אם הכבל עמיד בפני אש, תזדקק גם לציפוי המסוגל לעמוד בפני הלהבות. שריון: השכבה הבאה היא שריון הכבלים, העשוי תמיד מחוטי קבלר באיכות הגבוהה ביותר. חומר זה קל ועמיד מאוד ומעכב אש, אנו יכולים לראות אותו באפודים חסרי כדורים וקסדות טייס. נדן חיצוני: כמו כל כבל, נדרשת נדן חיצוני, בדרך כלל פלסטיק או PVC.

איך עובד סיבים אופטיים

בהיותם כבלים דרכם עובר אות אור, מצב ההעברה אינו מבוסס על העברת אלקטרונים דרך חומר מוליך. במקרה זה אנו דואגים לתופעות הגופניות של השתקפות האור והשבירה שלו.

השתקפות: השתקפות של קרן אור מתרחשת כאשר היא פוגעת במשטח המפריד בין שני מדיות וכיוון הגל משתנה, וגורם לו לנקוט כיוון עם זווית השווה לזווית השכיחות. לדוגמה, אם קרן האור פוגעת בזווית של 90 מעלות על משטח, היא תקפיץ בכיוון ההפוך, זה מה שקורה כשאנחנו עומדים מול מראה. אם במקרה אחר קרן האור פוגעת במשטח עם 30 מעלות, הקרן תקפיץ עם אותם 30 מעלות.

שבירה: במקרה זה זה כאשר שינוי כיוון ומהירות מתרחש בגל כאשר עוברים ממדיום אחד למשנהו. לדוגמה, זה מה שאנו רואים כאשר האור עובר מאוויר למים, אנו נראה את אותה תמונה, אך בזווית אחרת.

באמצעות שתי תופעות אלו האור יועבר לאורך כבל הסיבים עד שיגיע ליעדו.

סוגי ומחברים סיבים אופטיים

אנו כבר יודעים איך זה עובד, אך עדיין איננו יודעים כיצד האור מועבר בתוך הכבלים הללו. במקרה זה עלינו להבחין בין סיבי סינגל-מודד לסיבים מולטימודיים.

בסיבים במצב יחיד, רק קרן אור אחת מועברת דרך המדיום. קרן זו תוכל להגיע, במקרה הטוב, למרחק של 400 ק”מ ללא שימוש ברפרטואר, ולייזר בעוצמה גבוהה משמש לייצור קרן זו. קרן זו מסוגלת להעביר עד 10 ג'יגה ביט / ש 'לכל סיב.

בסיב multimode לעומת זאת ניתן להעביר מספר אותות אור באותו כבל, הנוצרים על ידי נוריות LED בעוצמה נמוכה. הוא משמש להעברות קצרות טווח, והוא גם זול יותר וקל להתקנה.

באשר לסוגים של מחברים סיבים אופטיים, אנו יכולים למצוא את הדברים הבאים:

• SC: מחבר זה הוא זה שנראה לעיתים קרובות ביותר, מכיוון שהוא משמש להעברת נתונים בחיבורי סיבים במצב יחיד. ישנה גם גרסת SC-Duplex שהיא בעצם שני מכשירי SC שהצטרפו. FC: זהו עוד אחד המשומשים ביותר והם נראים דומים למחבר אנטנה קואקסיאלית. ST: הוא דומה גם לקודמו עם אלמנט מרכזי של כ -2.5 מ"מ שהוא חשוף יותר. LC: במקרה זה המחבר הוא ריבועי, אם כי האלמנט המרכזי נשאר באותה תצורה כמו שתי הקודמות. FDDI: זהו מחבר סיבי דופלקס, כלומר הוא מחבר שני כבלים במקום אחד. MT-RJ: זהו גם מחבר דופלקס ואינו משמש בדרך כלל לסיבים במצב יחיד.

מסקנות ויתרונות וחסרונות של שימוש בסיבים אופטיים

בעזרת מידע זה אנו יכולים ליצור רעיון גנרי ומלא למדי למדי מהי סיבים אופטיים וכיצד הוא מבוסס על פעולתו. חיבורי סיבים אופטיים ביתיים נפוצים יותר ויותר, אם כי לפעמים במקום להגיע ישירות אלינו בסיבים תזונתיים, זה מגיע בצורת כבל קואקסיאלי אם הרשת היברידית. ננצל מאמר אחר כדי לדבר יותר על סוג זה של כבלים.

אין ספק שהעתיד המצפה לנו טמון בבירור ברשתות סיבים אופטיים, יותר ויותר מרכזי אוכלוסייה קטנים יחסית שיש להם סוג זה של קישוריות רוחב פס גבוהה, מכיוון שזה אחד היתרונות העיקריים. יתר על כן, בהתבסס על אור במקום אנרגיה חשמלית, הוא חסין לחלוטין מהפרעות, והוא גם לא מייצר אותו. באותו אופן הוא תומך היטב בשינויים ובטמפרטורות האקלימיים והוא קל מאוד, בהיותו אלמנטים לא מתכתיים.

אך לא הכל טוב בסיבים אופטיים, מכיוון שאחת המגבלות היא שהכבלים חייבים להיות מאוד יציבים ומוגנים היטב, כדי למנוע שבירת סיבים. אנו גם לא יכולים להעביר חשמל, זה הגיוני, ולכן לכל אלמנט הזקוק לאנרגיה חשמלית יש מקור כוח סמוך.

באשר להתקנה ושחבור של כבלי סיבים, מדובר בתהליך מורכב למדי ונחוץ דיוק רב כדי שהאות יועבר מכבל אחד לשני ללא השפלה של האות. מכשירי שידור וקליטה הם גם יקרים ומורכבים בהרבה, וברוב המקרים נדרשים מכשירי המרת אנרגיה קלה לחשמל כדי להגיע לבתים שלנו.

כל זה קשור לכבלים וחיבורים של סיבים אופטיים. אנו סומכים כי הצלחנו לפתור את הספקות שהיו לך לגבי טכנולוגיה זו והשימוש בה. אם אתה מעוניין במדריכי לימוד אחרים הקשורים לרשתות, הנה כמה מהם.

אם יש לך שאלות או שאתה רוצה להצביע או להוסיף משהו, כתוב לנו בתגובות. אנו תמיד מנסים לשפר את התוכן ככל האפשר.