الألياف أحادية الوضع ، الألياف متعددة ، الألياف التفاضلية

< جدول المحتويات >

- ما هي الألياف البصرية ؟

نظرة عامة على الألياف أحادية الوضع

- التعريف والهيكل

- مبدأ العمل

نظرة عامة على الألياف متعددة

- التعريف والهيكل

- مبدأ العمل

الاختلافات الرئيسية بين الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الأوضاع

- مسافة الإرسال

- القدرة على عرض النطاق الترددي

- التكلفة

- الحجم والمرونة

- مقارنة بين سيناريوهات التطبيق

تطبيقات الألياف أحادية الوضع

تطبيقات الألياف المتعددة

ما هي الألياف البصرية ؟

الألياف البصرية ، اختصار للألياف البصرية ، هي ألياف مصنوعة من الزجاج أو البلاستيك ، والتي يمكن استخدامها كأداة لنقل الضوء. ويستخدم مبدأ الانعكاس الكلي للضوء في الألياف الزجاجية أو البلاستيكية لنقل المعلومات ، ولديه العديد من المزايا مثل قدرة الإرسال الكبيرة ، والتوهين الصغير ، والقدرة القوية المضادة للتدخل. انها تلعب دورا حاسما في مجال الاتصالات الحديثة.

نظرة عامة الألياف وضع واحد

التعريف والهيكل

تشير الألياف أحادية الوضع إلى الألياف الضوئية التي تسمح فقط بنقل نمط واحد من الضوء. قطرها الأساسي صغير جدًا ، عادة حوالي 8-10 ميكرون ، وقطر الكسوة بشكل عام 125 ميكرون. يسمح هذا اللب الصغير للإشارات الضوئية بالانتشار في وضع واحد فقط ، مما يقلل من تشتت الوضع وبالتالي تحسين جودة ومسافة إرسال الإشارات.

مبدأ العمل

يعتمد مبدأ عمل الألياف أحادية الوضع على الانعكاس الكلي للضوء. عندما يدخل الضوء إلى القلب بزاوية معينة ، لأن معامل انكسار القلب أعلى من معامل الكسوة ، ينعكس الضوء تمامًا في الواجهة بين اللب والكسوة ، وبالتالي ينتشر إلى الأمام على طول اللب. نظرًا لأنه لا يُسمح إلا بنمط واحد من الضوء بالانتشار ، يمكن للألياف أحادية الوضع تحقيق نقل البيانات لمسافات طويلة وعالية السرعة.

نظرة عامة على الألياف المتعدد

التعريف والهيكل

الألياف المتعدد يسمح وسائط متعددة من الضوء للسفر من خلال ذلك. قطرها الأساسية كبيرة نسبيا ، عادة 50 ميكرون أو 62.5 ميكرون ، وقطر الكسوة هو أيضا 125 ميكرون. النواة الأكبر تسمح للإشارات الضوئية بالسفر عبر الألياف في مسارات متعددة (وسائط).

مبدأ العمل

في الألياف المتعددة ، تدخل إشارة الضوء إلى قلب الألياف ، ويمكن للضوء أن ينتقل في زوايا ومسارات مختلفة بسبب القطر الكبير لنواة الألياف. تسمى هذه المسارات المختلفة للضوء بأنماط مختلفة. ومع ذلك ، فإن وجود أوضاع متعددة سيؤدي إلى تشتت الوضع ، مما يحد من مسافة الإرسال وعرض النطاق الترددي للألياف المتعددة.

الاختلافات الرئيسية بين الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الأوضاع

مسافة الإرسال

عادةً ما تكون مسافة نقل الألياف أحادية النمط أطول ، والتي يمكن أن تصل إلى عشرات أو حتى مئات الكيلومترات ، نظرًا لخصائص التشتت ذات الوضع المنخفض. تكون مسافة نقل الألياف متعددة الأنماط قصيرة نسبيًا ، وعادة ما تكون حوالي بضع مئات من الأمتار إلى كيلومترين ، ويحد تشتت النمط من الزيادة الإضافية في مسافة الإرسال.

قدرة عرض النطاق الترددي

الألياف أحادية الوضع لديها قدرة عرض النطاق الترددي العالي ويمكن أن تدعم معدلات نقل البيانات أعلى. في النقل لمسافات طويلة ، يمكنه الحفاظ على نقل بيانات عالي السرعة مستقر. تتميز الألياف المتعددة بعرض نطاق ترددي منخفض نسبيًا ، وسينخفض عرض النطاق الترددي مع زيادة مسافة الإرسال.

كلفة

تكلفة تصنيع الألياف أحادية الوضع مرتفعة نسبيًا ، لأن جوهرها صغير وعملية التصنيع أكثر تعقيدًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن معدات الاستقبال والانبعاث الضوئي المطلوبة للألياف أحادية الوضع هي أيضًا أكثر تكلفة. تكلفة الألياف متعددة الأوضاع منخفضة نسبيًا ، وكل من الألياف نفسها والمعدات الداعمة أكثر بأسعار معقولة.

الحجم والمرونة

الألياف أحادية الوضع لها نواة رقيقة ، وهي صلبة نسبيًا ككل ، ولديها مرونة ضعيفة. تتمتع الألياف متعددة الأوضاع بمرونة أفضل نسبيًا نظرًا لجوهرها السميك ، كما أنها أسهل في الانحناء والتركيب أثناء الأسلاك.

مقارنة سيناريو التطبيق

تطبيقات الألياف أحادية الوضع

نظرًا لخصائص المسافة الطويلة والنطاق الترددي العالي ، غالبًا ما يتم استخدام الألياف أحادية الوضع في شبكات العمود الفقري لمسافات طويلة ، مثل خطوط الاتصال الرئيسية بين المدن وكابلات الاتصالات البحرية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام الألياف أحادية الوضع أيضًا في الطبقة الأساسية لبعض شبكات المؤسسات التي تتطلب مسافة نقل وسرعة عالية.

تطبيقات الألياف المتعددة

نظرًا لتكلفتها المنخفضة ومرونتها الجيدة ، فإن الألياف متعددة الأوضاع مناسبة لاتصالات الشبكة قصيرة المدى ، مثل كابلات LAN داخل المباني والوصلات داخل مراكز البيانات. في هذه السيناريوهات ، تجعل مسافة الإرسال الأقصر مشكلة تشتت الوضع للألياف متعددة الأوضاع أقل بروزًا ، وتنعكس ميزة التكلفة بشكل كامل.

سؤال وجواب:

أيهما يتمتع بمسافة إرسال أطول، الألياف أحادية الوضع أم الألياف متعددة الأوضاع

؟ عادةً ما تتمتع الألياف أحادية الوضع بمسافة إرسال أطول، قد تصل إلى عشرات أو حتى مئات الكيلومترات، بينما تتراوح الألياف متعددة الأوضاع عادةً بين بضع مئات من الأمتار وحوالي كيلومترين.

- ما الفرق في التكلفة بين الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الأوضاع

؟ تكلفة تصنيع الألياف أحادية الوضع مرتفعة نسبيًا، ونواتها صغيرة، وعملية تصنيعها معقدة، ومعدات الإرسال والاستقبال الضوئية الداعمة باهظة الثمن؛ في حين أن تكلفة الألياف متعددة الأوضاع منخفضة نسبيًا.

- ما هي الحالات التي تناسبها الألياف متعددة الأوضاع

؟ تُعد الألياف متعددة الأوضاع مناسبة لاتصالات الشبكات قصيرة المدى، مثل أسلاك الشبكات المحلية (LAN) داخل المباني، والاتصالات داخل مراكز البيانات، إلخ.

- ما هي مزايا الألياف أحادية الوضع؟ تتميز الألياف أحادية الوضع بمزايا من حيث مسافة الإرسال وسعة النطاق الترددي، ويمكن استخدامها في الحالات التي تتطلب مسافة إرسال ومعدلًا مرتفعين، مثل الشبكات الأساسية طويلة المدى.

ما الفرق في البنية بين الألياف الضوئية أحادية الوضع والألياف متعددة الأوضاع؟ يتراوح قطر قلب الألياف الضوئية أحادية الوضع عادةً بين 8 و10 ميكرون، ويبلغ قطر غلافها 125 ميكرونًا؛ بينما يتراوح قطر قلب الألياف الضوئية متعددة الأوضاع عادةً بين 50 أو 62.5 ميكرون، ويبلغ قطر غلافها 125 ميكرونًا.