كتب transactions

عرض النطاق – منتج المسافة

ولأن تأثير التشتت يزداد مع طول الألياف، فإن نظام إرسال الألياف يتميز في كثير من الأحيان بمنتج النطاق الترددي الذي يعبر عنه عادة بوحدات ميغاهيرتز · كم. وهذه القيمة نتاج عرض النطاق الترددي والمسافة لأن هناك مفاوضا بين عرض نطاق الإشارة والمسافة التي يمكن حملها. فعلى سبيل المثال، يمكن للألياف متعددة النمط الشائعة ذات عرض النطاق الترددي مسافة 500 MHZ· كم أن تحمل إشارة مهز 500 كم 1 أو إشارة مهز 1000 لمسافة 0,5 كم.

يبحث المهندسون عن  سبل تحسين اتصالات الألياف البصرية، ويجري حاليا البحث في العديد من هذه القيود 

التشتت

وبالنسبة للألياف الضوئية الزجاجية الحديثة، فإن مسافة الإرسال القصوى لا تقتصر مباشرة على امتصاص المواد بل على عدة أنواع من التشتت أو انتشار النبضات الضوئية أثناء سفرها على خلال الألياف. ويتسبب التشتت في الألياف البصرية عن طريق مجموعة متنوعة من العوامل. تشتت الوسائط المتعددة، والناجمة عن سرعات محورية مختلفة من وسائط مستعرضة مختلفة، يحد من أداء الألياف متعددة النمط. لأن الألياف أحادية النمط تدعم وضع مستعرض واحد فقط، ويتم التخلص من التشتت المتعدد الوسائط يكون الاداء في الالياف أحادية النمط محدودا بشكل اساسي من التشتت اللوني (ويسمى أيضا تشتت سرعة المجموعة)، والذي يحدث لأن مؤشر الزجاج يختلف قليلا اعتمادا على الطول الموجي للضوء، والضوء من المرسلات الضوئية الحقيقية التي من الضروري ان يكون العرض الطيفي لها غير صفريا ( بسبب التضمين). يسبب تشتت نمط الاستقطاب، مصدر آخر للقيود، لأنه على الرغم من أن الألياف أحادية النمط يمكن أن تدعم وضع مستعرض واحد فقط، فإنه يمكن أن تحمل هذا الوضع مع اثنين من الاقطاب المختلفة، وعيوب طفيفة أو تشوهات في الألياف يمكن أن يغير سرعات الانتشار للقطبين. وتسمى هذه الظاهرة الانكسار المزدوج للألياف ويمكن أن تكون مضادة من خلال الحفاظ على استقطاب الألياف البصرية. ويحد التشتت من عرض نطاق الألياف لأن النبض البصري المنتشر يحد من معدل النبضات التي يمكن أن تتبع بعضها البعض على الألياف ولا يزال يمكن تمييزها عند المستقبل ويمكن إزالة بعض التشتت، مثل التشتت اللوني، بواسطة "معادل التشتت". هذا يحدث باستخدام طول أعد خصيصا من الألياف التي لديها تشتت معاكس لتلك التي تتضمنها ألياف الانتقال، وهذا يشحذ النبض بحيث يمكن فك الشيفرة بشكل صحيح من قبل الالكترونيات.

أنواع أسلاك الألياف البصرية

التواصل عن طريق الألياف الضوئية: طريقة نقل المعلومات من مكان إلى آخر عن طريق إرسال إشارة من الضوء من خلال مادة شفافه وتستخدم لنقل الإشارات الضوئية .يكون الضوء على شكل يحاكي موجات كهرومغناطيسية وتتضمن حمل المعلومات . الألياف الضوئية هي المفضلة على الكوابل الكهربائية بسبب: 1.عرض نطاقه. 2.المسافات الطويلة. 3.الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي. يتم استخدام الألياف الضوئية عن طريق عدد من شركات الاتصالات لنقل إشارات الأجهزة وكوابل التلفاز. الباحثون في مختبر(bell) تمكنو من الوصول إلى سرعة إنترنت تصل إلى 100/peta bit/km باستخدام الالياف الضوئية. لأول مرة وضعت الألياف البصرية عام (1970) وأحدثت ثوره في صناعة الاتصالات ولعبت دورا رئيسيا في ظهور عصر المعلومات، والسبب يعود إلى مميزات الألياف الضوئية القادرة على النقل الكهربائي وقد حلت إلى حد كبير استبدال الاتصالات عن طريق الأسلاك النحاسية في العالم المتقدم. إن عمليه الاتصالات بإستخدام الألياف البصرية تحتوي على الأساسيات التالية : 1.خلق إشارة بصرية على جهاز الإرسال، عادة من إشارة كهربائية. 2. ترحيل الإشارات على طول الألياف مع ضمان ان الإشارات لا تصبح مشوهة أو ضعيفة. 3.إستقبال الإشارات البصرية. 4.تحويل الإشارة إلى إشارة كهربائية.

المضخِّم

مسافة الإرسال لنظام اتصالات الألياف الضوئية كان تقليديا محدودا بتوهين وتشوه الألياف. وباستخدام مكررات البصريات الالكترونية، تم القضاء على هذه المشاكل. هذه المكررات تحول الإشارة إلى إشارة كهربائية، ثم تستخدم جهاز إرسال لإرسال الإشارة مرة أخرى بكثافة أعلى مما تم استلامه، مما يحد من الخسارة المتكبدة في الجزء السابق. وبسبب التعقيد المرتفع للإشارات المعززة بتقسيم الطول الموجي الحديث (بما في ذلك حقيقة أنه يتعين تركيبها مرة واحدة كل 20 كم)، فإن تكلفة هذه المكررات مرتفعة جدا.

وهناك نهج بديل هو استخدام المضخم البصري، الذي يضخم الإشارة البصرية مباشرة دون الحاجة إلى تحويل الإشارة إلى المجال الكهربائي. وهي مصنوعة من خلال تحفيز الطول الموجي لها بعنصر الاربيوم لتقويتها وهو من الفلزات الارضية النادرة، وضخها مع ضوء من ليزر مع طول موجي أقصر من إشارة الاتصالات (عادة 980 نانومتر). وقد حلت المضخمات مكان المكررات في التركيبات الجديدة.