Optical fiber communication-Presented by Kiran DevkotaSujit Jha
This document discusses optical fiber communication and fiber optic cables. It covers the following key points:
- Fiber optics uses light to transmit information through glass or plastic strands. Unlike copper transmission, it is not electrical in nature.
- The basic components of a fiber optic cable are the core that carries light, cladding surrounding the core, a coating for protection, and a cable jacket.
- Fiber materials include silica glass, plastic, and plastic-clad fibers. Single-mode fiber has a small core for long distances, while multimode fiber has a larger core for short distances.
- Fiber optic communication has advantages like large bandwidth, small size, electrical isolation, and low
Optical fiber communication-Presented by Kiran DevkotaSujit Jha
This document discusses optical fiber communication and fiber optic cables. It covers the following key points:
- Fiber optics uses light to transmit information through glass or plastic strands. Unlike copper transmission, it is not electrical in nature.
- The basic components of a fiber optic cable are the core that carries light, cladding surrounding the core, a coating for protection, and a cable jacket.
- Fiber materials include silica glass, plastic, and plastic-clad fibers. Single-mode fiber has a small core for long distances, while multimode fiber has a larger core for short distances.
- Fiber optic communication has advantages like large bandwidth, small size, electrical isolation, and low
This document provides an overview of optical fibers, including their evolution, structure, working principles, classification, communication systems, advantages/disadvantages, and applications. It discusses how optical fibers guide light using total internal reflection and their use in telecommunications as the backbone for long distance networks. Key points covered include the core-cladding structure of fibers, different types based on modes and refractive index, attenuation factors, and medical applications like endoscopy.
This document provides an overview of optical fibers, including their definition, main components, types, parameters, transmission properties, attenuation factors, dispersion effects, and applications. Optical fibers are thin strands of glass that transmit light signals over long distances using total internal reflection. They have a higher glass core surrounded by a lower index cladding. Key fiber types are single-mode and multimode (step-index and graded-index), which differ in core size and number of propagation modes. Parameters like acceptance angle, numerical aperture, and normalized frequency determine fiber properties and performance.
1. Optical fibers transmit data using pulses of light and are able to carry much higher bandwidths than metal wires.
2. Fibers use total internal reflection to guide light along their length with less loss than wires and are immune to electromagnetic interference.
3. Fibers have various applications including long distance communications, local networks, imaging bundles, and sensors.
Soutenance
Qu’est ce que la fibre optique?
Caractéristiques de la fibre optique
Les différents types de fibre optique
Fonctionnement de la fibre optique
Intérêt de la fibre optique
Raccordement de fibre optique
Instruments de raccordement de fibre optique
Qu’est ce que la fibre optique?
Caractéristiques de la fibre optique
Les différents types de fibre optique
Fonctionnement de la fibre optique
Intérêt de la fibre optique
Raccordement de fibre optique
Instruments de raccordement de fibre optique
Li-Fi is a wireless optical networking technology that uses light-emitting diodes (LEDs) for data transmission. It can provide higher speeds than Wi-Fi and has a number of advantages including increased capacity, energy efficiency, and enhanced security compared to traditional radio-frequency wireless networks. Li-Fi is a subset of visible light communication (VLC) and works by modulating the intensity of light from an LED to transmit data to a photodetector. This allows bidirectional communication in a similar manner to Wi-Fi networks.
Optical fibers carry light along their length and are used for fiber-optic communications. They allow transmission over longer distances and higher data rates than other forms of communication. Fibers have a glass or plastic core that carries light through total internal reflection. They are used for long-distance communication networks, local area networks, and other applications due to advantages over metal wires like lower loss and immunity to electromagnetic interference.
Optical fiber refers to the transmission of information as light impulses along a glass or plastic wire. There are three main types of optical fiber: multimode, single mode, and photonics. Optical fiber has several advantages over metal cables, including greater bandwidth, lower power loss allowing for longer transmission distances, immunity to electromagnetic interference, lighter weight, and lower safety risks. However, optical fibers can be more fragile and expensive to install than copper cables. Optical fiber has applications in networking, high-speed data transmission, harsh environments, and various industries.
This narrated power point presentation attempts to explain the fundamental principles of Photonic Crystal Fibers. The material will be useful for KTU final year students who prepare for the subject EC 405, Optical Communications.
This document discusses different types of optical fibers. It begins by outlining the evolution of optical fiber technology from 1880 to 1980. It then defines an optical fiber as a thin cylindrical fiber of glass that transmits light via total internal reflection. The structure of an optical fiber is described as having a core that carries light, a cladding with a lower refractive index than the core, and a buffer coating. Optical fibers are classified based on the number of propagation modes as either single-mode or multi-mode fibers, and based on refractive index profile as either step-index or graded-index fibers.
This document is a seminar report on Li-fi technology submitted by Dhabekar Roshan Vitthalrao in partial fulfillment of a master's degree. It includes an abstract describing Li-fi technology, which uses visible light communication through LED bulbs to transmit data. The report covers the genesis of Li-fi from Dr. Harald Haas's initial demonstration in 2011. It explains how Li-fi works by modulating LED light intensity and discusses applications like use in airports and hospitals free from radio bandwidth limitations. The conclusion is that Li-fi could provide a wireless alternative if practical challenges around line-of-sight transmission can be addressed.
Optical fibers transmit data using light signals through thin glass or plastic strands. There are two main types: single-mode fibers carry one signal using a single frequency, while multi-mode fibers carry multiple signals using different frequencies. Optical fibers have a core that guides light through total internal reflection, surrounded by a cladding with a lower refractive index. They offer high bandwidth, are immune to electromagnetic interference, and can transmit signals over long distances with low loss. Common uses include telecommunications, sensors, and transmitting power and images. Optical fibers enable vast data transmission and are a primary solution to increasing global bandwidth demands.
Optical fibers transmit light and operate based on the principles of total internal reflection. They consist of a core and cladding material, with the core having a higher refractive index. This allows light to be guided along the fiber due to total internal reflection at the core-cladding boundary. There are two main types of optical fibers - single-mode fibers which only allow one mode of light to propagate, and multi-mode fibers which allow multiple light modes. Dispersion and attenuation are two factors that limit the performance of optical fibers by causing light pulses to broaden as they travel along the fiber.
Silicon Photonics: A Solution for Ultra High Speed Data TransferIDES Editor
Silicon photonics is the integration of integrated
optics and photonics IC technologies in silicon. Silicon
photonics has recently attracted a great deal of attention since
it offers an opportunity for low cost solutions for various
applications ranging from telecommunications to chip-chip
inter connects. Two keys to this advancement are the increased
speed of communications (now at the speed of light) and the
increased amount of data that can be transmitted at once (i.e.,
bandwidth). Silicon photonics is the study and application of
photonic systems which use silicon as an optical medium.
The silicon is usually patterned with sub-micrometer
precision, into microphotonic components. These operate in
the infrared, most commonly at the 1.55 micrometer
wavelength used by most fiber optic telecommunication
systems. The silicon typically lies on top of a layer of silica in
what (by analogy with a similar construction in
microelectronics) is known as silicon on insulator (SOI). Today
the problems associated with multi-core processors with copper
interconnect are Latency, Bandwidth, Power dissipation,
Electromagnetic interference and Signal integrity. Micro
processor designers use the integration of number of
transistors that could be squeezed onto each chip to boost
computational horsepower. That in turn caused the amount
of waste heat that had to be dissipated from each square
millimeter of silicon to go up. One problem we are facing in
this effort is that micro processors with large numbers of cores
are not yet being manufactured. Fiber optics has a reputation
as an expensive solution because of high cost of hardware and
Fabrication is done using exotic materials which are costly.
The methods used in assembly and package of these
components are also expensive. A recent break through in
silicon photonics is in the development of a laser modulator
that encodes optical data at 40 billion bits per second. Finally
reached the goal of data transmission at 40 Gbps speed,
matching the fastest devices deployed today with least cost of
processing and showing the ultimate solutions to the problems
associated with copper interconnects in multi-core processors
and expensive fiber optics.
The Capacity Limit of Single-Mode Fibers and Technologies Enabling High Capac...CPqD
This document summarizes René-Jean Essiambre's presentation on increasing optical network capacity. It begins with an acknowledgement of collaborators and an outline of topics. The presentation then covers basic information theory, modeling of signal propagation in optical fibers, the capacity limits of standard single-mode fibers as they approach the nonlinear Shannon limit, approaches to increase capacity such as using advanced fibers with lower loss or nonlinearity, polarization-division multiplexing, and modeling of multimode and multicore fibers. Experimental demonstrations are shown to be closely approaching the theoretical capacity limits of current single-mode fibers.
Transmission system used for optical fibers Jay Baria
In this presentation I have explained various types of transmission system used for optical transmission and also described about the budget method that has to be followed while selecting an source for optical fibers and also about the factors that should be consider while selecting an source.
The key characteristic of a cellular network is the ability to reuse frequencies to increase both coverage and capacity. Cellular networks divide geographic areas into smaller cells and assign different frequency groups to neighboring cells to minimize interference and allow for frequency reuse. This allows the same frequencies to be reused in different cells separated by a sufficient distance.
Li-Fi is a technology that uses light from LED bulbs to transmit data wirelessly. It provides several advantages over traditional Wi-Fi including very high speeds, low energy consumption, secure transmission that cannot pass through walls, and the ability to be used in places where radio waves cannot reach. The technology works by switching the state of LED bulbs on and off very quickly in order to transmit binary code. It is still an emerging technology but has already been demonstrated to work at speeds over 10Mbps. Potential applications include use in street lights, hospitals, airplanes, and underwater.
This document provides an overview of optical fibers, including their evolution, structure, working principles, classification, communication systems, advantages/disadvantages, and applications. It discusses how optical fibers guide light using total internal reflection and their use in telecommunications as the backbone for long distance networks. Key points covered include the core-cladding structure of fibers, different types based on modes and refractive index, attenuation factors, and medical applications like endoscopy.
This document provides an overview of optical fibers, including their definition, main components, types, parameters, transmission properties, attenuation factors, dispersion effects, and applications. Optical fibers are thin strands of glass that transmit light signals over long distances using total internal reflection. They have a higher glass core surrounded by a lower index cladding. Key fiber types are single-mode and multimode (step-index and graded-index), which differ in core size and number of propagation modes. Parameters like acceptance angle, numerical aperture, and normalized frequency determine fiber properties and performance.
1. Optical fibers transmit data using pulses of light and are able to carry much higher bandwidths than metal wires.
2. Fibers use total internal reflection to guide light along their length with less loss than wires and are immune to electromagnetic interference.
3. Fibers have various applications including long distance communications, local networks, imaging bundles, and sensors.
Soutenance
Qu’est ce que la fibre optique?
Caractéristiques de la fibre optique
Les différents types de fibre optique
Fonctionnement de la fibre optique
Intérêt de la fibre optique
Raccordement de fibre optique
Instruments de raccordement de fibre optique
Qu’est ce que la fibre optique?
Caractéristiques de la fibre optique
Les différents types de fibre optique
Fonctionnement de la fibre optique
Intérêt de la fibre optique
Raccordement de fibre optique
Instruments de raccordement de fibre optique
Li-Fi is a wireless optical networking technology that uses light-emitting diodes (LEDs) for data transmission. It can provide higher speeds than Wi-Fi and has a number of advantages including increased capacity, energy efficiency, and enhanced security compared to traditional radio-frequency wireless networks. Li-Fi is a subset of visible light communication (VLC) and works by modulating the intensity of light from an LED to transmit data to a photodetector. This allows bidirectional communication in a similar manner to Wi-Fi networks.
Optical fibers carry light along their length and are used for fiber-optic communications. They allow transmission over longer distances and higher data rates than other forms of communication. Fibers have a glass or plastic core that carries light through total internal reflection. They are used for long-distance communication networks, local area networks, and other applications due to advantages over metal wires like lower loss and immunity to electromagnetic interference.
Optical fiber refers to the transmission of information as light impulses along a glass or plastic wire. There are three main types of optical fiber: multimode, single mode, and photonics. Optical fiber has several advantages over metal cables, including greater bandwidth, lower power loss allowing for longer transmission distances, immunity to electromagnetic interference, lighter weight, and lower safety risks. However, optical fibers can be more fragile and expensive to install than copper cables. Optical fiber has applications in networking, high-speed data transmission, harsh environments, and various industries.
This narrated power point presentation attempts to explain the fundamental principles of Photonic Crystal Fibers. The material will be useful for KTU final year students who prepare for the subject EC 405, Optical Communications.
This document discusses different types of optical fibers. It begins by outlining the evolution of optical fiber technology from 1880 to 1980. It then defines an optical fiber as a thin cylindrical fiber of glass that transmits light via total internal reflection. The structure of an optical fiber is described as having a core that carries light, a cladding with a lower refractive index than the core, and a buffer coating. Optical fibers are classified based on the number of propagation modes as either single-mode or multi-mode fibers, and based on refractive index profile as either step-index or graded-index fibers.
This document is a seminar report on Li-fi technology submitted by Dhabekar Roshan Vitthalrao in partial fulfillment of a master's degree. It includes an abstract describing Li-fi technology, which uses visible light communication through LED bulbs to transmit data. The report covers the genesis of Li-fi from Dr. Harald Haas's initial demonstration in 2011. It explains how Li-fi works by modulating LED light intensity and discusses applications like use in airports and hospitals free from radio bandwidth limitations. The conclusion is that Li-fi could provide a wireless alternative if practical challenges around line-of-sight transmission can be addressed.
Optical fibers transmit data using light signals through thin glass or plastic strands. There are two main types: single-mode fibers carry one signal using a single frequency, while multi-mode fibers carry multiple signals using different frequencies. Optical fibers have a core that guides light through total internal reflection, surrounded by a cladding with a lower refractive index. They offer high bandwidth, are immune to electromagnetic interference, and can transmit signals over long distances with low loss. Common uses include telecommunications, sensors, and transmitting power and images. Optical fibers enable vast data transmission and are a primary solution to increasing global bandwidth demands.
Optical fibers transmit light and operate based on the principles of total internal reflection. They consist of a core and cladding material, with the core having a higher refractive index. This allows light to be guided along the fiber due to total internal reflection at the core-cladding boundary. There are two main types of optical fibers - single-mode fibers which only allow one mode of light to propagate, and multi-mode fibers which allow multiple light modes. Dispersion and attenuation are two factors that limit the performance of optical fibers by causing light pulses to broaden as they travel along the fiber.
Silicon Photonics: A Solution for Ultra High Speed Data TransferIDES Editor
Silicon photonics is the integration of integrated
optics and photonics IC technologies in silicon. Silicon
photonics has recently attracted a great deal of attention since
it offers an opportunity for low cost solutions for various
applications ranging from telecommunications to chip-chip
inter connects. Two keys to this advancement are the increased
speed of communications (now at the speed of light) and the
increased amount of data that can be transmitted at once (i.e.,
bandwidth). Silicon photonics is the study and application of
photonic systems which use silicon as an optical medium.
The silicon is usually patterned with sub-micrometer
precision, into microphotonic components. These operate in
the infrared, most commonly at the 1.55 micrometer
wavelength used by most fiber optic telecommunication
systems. The silicon typically lies on top of a layer of silica in
what (by analogy with a similar construction in
microelectronics) is known as silicon on insulator (SOI). Today
the problems associated with multi-core processors with copper
interconnect are Latency, Bandwidth, Power dissipation,
Electromagnetic interference and Signal integrity. Micro
processor designers use the integration of number of
transistors that could be squeezed onto each chip to boost
computational horsepower. That in turn caused the amount
of waste heat that had to be dissipated from each square
millimeter of silicon to go up. One problem we are facing in
this effort is that micro processors with large numbers of cores
are not yet being manufactured. Fiber optics has a reputation
as an expensive solution because of high cost of hardware and
Fabrication is done using exotic materials which are costly.
The methods used in assembly and package of these
components are also expensive. A recent break through in
silicon photonics is in the development of a laser modulator
that encodes optical data at 40 billion bits per second. Finally
reached the goal of data transmission at 40 Gbps speed,
matching the fastest devices deployed today with least cost of
processing and showing the ultimate solutions to the problems
associated with copper interconnects in multi-core processors
and expensive fiber optics.
The Capacity Limit of Single-Mode Fibers and Technologies Enabling High Capac...CPqD
This document summarizes René-Jean Essiambre's presentation on increasing optical network capacity. It begins with an acknowledgement of collaborators and an outline of topics. The presentation then covers basic information theory, modeling of signal propagation in optical fibers, the capacity limits of standard single-mode fibers as they approach the nonlinear Shannon limit, approaches to increase capacity such as using advanced fibers with lower loss or nonlinearity, polarization-division multiplexing, and modeling of multimode and multicore fibers. Experimental demonstrations are shown to be closely approaching the theoretical capacity limits of current single-mode fibers.
Transmission system used for optical fibers Jay Baria
In this presentation I have explained various types of transmission system used for optical transmission and also described about the budget method that has to be followed while selecting an source for optical fibers and also about the factors that should be consider while selecting an source.
The key characteristic of a cellular network is the ability to reuse frequencies to increase both coverage and capacity. Cellular networks divide geographic areas into smaller cells and assign different frequency groups to neighboring cells to minimize interference and allow for frequency reuse. This allows the same frequencies to be reused in different cells separated by a sufficient distance.
Li-Fi is a technology that uses light from LED bulbs to transmit data wirelessly. It provides several advantages over traditional Wi-Fi including very high speeds, low energy consumption, secure transmission that cannot pass through walls, and the ability to be used in places where radio waves cannot reach. The technology works by switching the state of LED bulbs on and off very quickly in order to transmit binary code. It is still an emerging technology but has already been demonstrated to work at speeds over 10Mbps. Potential applications include use in street lights, hospitals, airplanes, and underwater.
Introduction to fiber optics by: Hisham Jamleh.هشام جملة
The Contents of this Document:
1) Introduction to the Fiber Optics.
2) Basic Knowledge of the Fiber Optics.
3) Losses in the Fiber Optics.
4) Equipment used For Testing:
5) Equipment used for Splicing.
الحماية الكاثودية للمبتدئين - المحاضرة الثالثة- ونشرح فيها نظم الحماية بالتيار القسري Impressed Current CP شرح مبسط - الكتب
اعد المحاضرة مهندس محمد حسن دعدوره
Eng. Mohamed Hassan Dadoura
1. الألياف البصرية
ا
هي أل ياف مصنوعة من الزجاج ال نقي، تكون طويلة ورف يعة ول ي تعدى سمكها سمك الشعرة.
يجمع العد يد من هذه الأل ياف في حزم داخل الكا بلات ال بصرية، وتستخدم في نقل الاشارات
الضوئ ية لمسافات بعيده جدا
مكونات الليف البصري
محاطة بأسطوانة أخرى تسمى الغلاف core الألياف الضوئية تتكون من اسطوانتين متحدتي المركز تسمى الكابل الخارجي
(jacket) والغلاف الأولى بالقلب Buffer Coating ثم الغطاء الواقي Cladding
Silica وهو عبارة عن زجاج رفيع )أسطواني( ينتقل فيه الضوء ويصنع من السليكا (Core): القلب
Ge-Silica). المطعمة )بالجرمانيوم مثلا
مادة تحيط باللب الزجاجي )أسطوانة أخرى محيطة( وتعمل على حفظ (Cladding): الحاجب
الضوء في مركز الليف البصري وهي مصنوعة من السليكا، وذلك لكي يكون معامل انكسار القلب أكبر
من معامل انكسار الغلاف، وهو الشرط المطلوب لحصول ظاهرة الانعكاس التام، الذي هو أساس توجيه
الضوء في الألياف الضوئية، إذ ينعكس الضوء كليا وبتكرار الانعكاس ينتشر الضوء داخل قلب الليف
الضوئي ويصل إلى النهاية الأخرى لليف.
غلاف بلاستيكي يحمي الليف البصري من الرطوبة ويحميه (Buffer Coating): الغطاء الواقي
من الضرر والكسر .
2. مئات أو ربما الآلاف من هذه الألياف الضوئية تصطف معا في حزمة لتكون الحبل الضوئي الذي
يحمى بغطاء خارجي يسمى جاكيت .
تقسيمات الألياف الضوئية
الألياف الضوئية ذات النمط الاحادي تنتقل من خلالها إشارات ضوئية نسق (single mode fiber)
ونمط موحد في كل ليفة ضوئية من ألياف الحزمة وهي تستخدم في شبكات التلفون وكوابل التلفزيون. هذا
وتمر من micron النوع من الألياف يتميز بصغر نصف قطر القلب الزجاجي حيث يصل إلى حوالي 9
nm.3.11- خلاله أشعة الليزر تحت الحمراء ذات الطول الموجي 3.1
الألياف الضوئية ذات النمط المتعدد و بها يتم نقل العديد من الأنماط multi -mode fibers
للإشارات الضوئية من خلال الليفة الضوئية الواحدة مما يجعل استخدامها أفضل لشبكات الحاسوب. هذا
وتنتقل من خلاله الأشعة تحت micron 5.. النوع من الألياف يكون نصف قطره أكبر حيث يصل إلى 1
.[ الحمراء[ 1
مميزات الألياف البصرية
لقد أحدثت الألياف الضوئية ثورة في عالم الاتصالات لتميزها على أسلاك التوصيل العادية فهي
3.أكثر قدرة على حمل المعلومات لان الألياف الضوئية ارفع من الأسلاك العادية فانه يمكن وضع عدد كبير
منها داخل الحزمة الواحدة مما يزيد عدد خطوط الهاتف أو عدد قنوات البث التلفزيوني في حبل واحد. يكفي
في حين إن أكبر عرض نطاق يحتاجه البث THZ أن تعرف إن عرض النطاق للألياف الضوئية يصل إلى 15
MHz التلفزيوني لا يتجاوز 5
..أقل حجما حيث أن نصف قطرها أقل من نصف قطر الأسلاك النحاسية التقليدية فمثلا يمكن استبدال سلك
نحاسي قطره . 2.5 سم بآخر من الألياف الضوئية قطره لا يتجاوز 5.511 سم وهذا يمثل أهمية خاصة عند
مد الأسلاك تحت الأرض.
3. 5 كجم بأخرى من الألياف الضوئية تزن فقط 1.5 .. 1.أخف وزنا فيمكن استبدال أسلاك نحاسية وزنها 1
كجم.
..فقد أقل للإشارات المرسلة
1.عدم إمكانية تداخل الإشارات المرسلة من خلال الألياف المتجاورة في الحبل الواحد مما يضمن وضوح
الإشارة المرسلة سواء أكانت محادثة تلفونية أو بث تلفزيوني. كما أنها لا تتعرض للتداخلات الكهرومغناطيسية
مما يجعل الإشارة تنتقل بسرية تامة مما له أهمية خاصة في الأغراض العسكرية.
5.غير قابلة للاشتعال مما يقلل من خطر الحرائق
2.تنقل البينات بسرعات عالية جدا حيث تصل إلى أكثر من 355 /ميقا بايت بالثانية
8.تحتاج إلى طاقة أقل في المولدات لأن الفقد خلال عملية التوصيل قليل
بسبب هذه المميزات فإن الألياف الضوئية دخلت في الكثير من الصناعات وخصوصا الاتصالات وشبكات
الكمبيوتر. كما تستخدم في التصوير الطبي بأنواعه وكذلك كمجسات عالية الجودة للتغير في درجة الحرارة
.[ والضغط بما له من تطبيقات في التنقيب في باطن الأرض[ 2
هناك أنواع حديثة للألياف البصرية اكتشفت مؤخرا وتسمى الألياف البلورية الفوتونية، لأنها تصنع من
البلورات الفوتونية التي تتميز بنقل الضوء فيها باقل خسارة..
تصنع الألياف الضوئية عادة من مواد ذات معامل انكسار كبير وتكون رفيعة لدرجة أنه لا يمكن للضوء أن
يسقط على جدرانها بزاوية أقل من الزاوية الحرجة ، فتسقط الأشعة الضوئية بزاوية سقوط أكبر من الزاوية
الحرجة فتنعكس انعكاس كلي داخلي في الأنبوب حتى تنفذ من الطرف الآخر.
استخداماتها
3.في المجال الطبي، إجراء العمليات الجراحية الدقيقة ويمكن رؤية أجزاء الجسم الداخلية مثل )تنظير المعدة)
..في مجال الاتصالات. وهو المجال الأوسع الذي يضم عشرات من التطبيقات مثل تطبيقات الاتصالات
والتلفزيونات وغيرها.
1.في مجال الهندسة الوراثية، حيث يمكن تفكيك الشفرة الوراثية ومنع الأمراض الوراثية كالسكري ومتلازمة
داون وفقر الدم.
..في المجال العسكري، حيث انه من الصعب التجسس عليها وسحب الإشارة.
كما سبق و ذكرنا تصنع الألياف الضوئية من زجاج على درجة عالية من النقاء حيث وصفت إحدى
الشركات ذلك بان قالت لو كان هناك محيط من الألياف الضوئية يصل للعديد من الأميال و نظرت من على
4. سطحه للقاع يجب أن تراه بوضوح. وتتم صناعة الألياف الضوئية على النحو التالي:
-1 عمل اسطوانة زجاجية غير مشكلة
-2 سحب الألياف الضوئية من هذه الاسطوانة الزجاجية
-3 اختبار الألياف الضوئية
modified chemical الزجاج المستخدم في عمل الاسطوانة الغير مشكلة يصنع من خلال عملية تسمى
حيث يمرر الأكسجين على محلول من كلوريد السليكون و كلوريد الجرمانيوم vapour deposition
كيماويات أخرى ثم تمرر الأبخرة المتصاعدة داخل أنبوب من الكوارتز موضوع في مخرطة خاصة عندما تدار
يتحرك مجمر حول أنبوب الكوارتز حيث تتسبب الحرارة العالية في حدوث شيئين
1( يتفاعل السليكون و الجرمانيوم مع الأكسجين لتكوين أكسيد السليكون و أكسيد الجرمانيوم (
2( يترسب أكسيد السليكون و أكسيد الجرمانيوم على جدار الأنبوب من الداخل و يندمجان معا لتكوين (
الزجاج الخام المطلوب حيث يمكن التحكم بدرجة نقاء و صفات الزجاج المتكون من خلال التحكم بالخليط.
الآن يتم سحب الألياف من هذه اسطوانة الخام الغير مشكلة بوضعها في أداة السحب حيث ينزل الزجاج
20211 درجة سليزية فتبدأ المقدمة في الذوبان حتى ينزل - الخام في فرن كربوني درجة حرارته 10911
الذائب بتأثير الجاذبية و بمجرد سقوطه يبرد مكونا الجديلة الضوئية. هذه الجديلة تعالج بتغليف متتابع أثناء
سحبها بواسطة جرار مع قياس مستمر لنصف القطر باستخدام ميكرومتر ليزري. تسحب الألياف من
.m/s القالب الخام بمعدل 21
5. .
يتم بعد ذلك اختبار الألياف من ناحية: معامل الانكسار، الشكل الهندسي و خصوصا نصف القطر، تحملها
للشد، تشتت الإشارات الضوئية خلالها، سعة حمل المعلومات، تحملها لدرجات الحرارة و إمكانية توصيل
الضوء تحت الماء
يتطلب اقتران الضوء في اللب البصري وقوع شعاع ضمن زاوية معينة تدعى زاوية القبول ويعبر عن قدرة
زاوية القبول والذي يطلق علية فتحة النفوذ العددية ويعبر عنها رياضيا بالتالي : Sine تجميع الضوء يجيب
n12 - n22 = no sin Ф
معامل انكسار n تمثل معامل انكسار الوسط الفاصل بين منبع الضوء والليف و 1 no حيث أن
معامل انكسار الكساء . تحدد فتحة النفوذ العددية مقدار القد ة ر المقترنة بالليف . n اللب و 2
Attenuation 2-3 التوهين
يعتبر التوهين أحد العناصر الأساسية في تقويم أنظمة الاتصالات حيث تتعرض الموجات
الحاملة للوهن عند انتشارها في قناة الاتصال نتيجة عوامل عديدة
ويجب استخدام قنوات اتصال بأقل توهين Scattering والتناثر Absorption كالامتصاص
ممكن حتى تنتشر الموجات الحاملة الأطول مسافة ممكنة . وفي قنوات الاتصال المصنعة من
الألياف البصرية ، يلعب التوهين دوا رً أساسياً في اختيار الليف ، وفقد الضوء في الليف البصري
يعتمد الى حد كبير على الطول الموجي للضوء المستخدم حيث يقل عند بعض الأطوال الموجية
ويزيد عند اطوال الموجية وي زيد عند اطوال موجية أخرى ، حيث أن امتصاص
للضوء يزداد عند بعض الأطوال الموجية ويقل عند أطوال موجية أخرى ، ) OH ( جزيئات
للضوء يزداد مثلا عند طول موجي قد ة ر 0931 ) OH ( حيث أن امتصاص جزيئات
نانومتر وتقاس قيمة التوهين لليف البصري بوحدة الديسيبل لتعبر عن النسبة بين الطاقة الضوئية
المستقبلة والطاقة الضوئية المرسلة في الليف .
Dispersion 3-3 التشتيت
6. التشتيت هو انبساط أو اتساع النبضة عند مرورها في قناة الاتصال وفي نظم الألياف البصرية
والذي يتم نتيجة Intermodal dispersion ينقسم التشتيت الى نوعين وهما التشتيت النمطي
سلوك الاشا ا رت المرسلة مساوات مختلفة عند انتشارها داخل الليف مما يؤدي الى عدم وصولها
في وقت واحد . أما النوع الأخر فهو التشتيت الباطني وينقسم هذا التشتيت الى نوعين ) أ (
waveguide ب( تشتيت الدليل الموجي ( material dispersion تشتيت المادة
يحصل هذا النوع من التشتيت في جميع أنواع الألياف البصرية وينتج من عرض dispersion
خط المنبع البصري حيث أن المنابع البصرية لا تبث الضوء بطول موجي واحد بل بحزمة من
الأطوال الموجية وحيث أن معامل انكسار الزجاج المستخدم في الألياف يتغير مع الطول
الموجي فإن ذلك سيؤدي الى اختلاف في سرعة الاشا ا رت أو النبضات مما يؤدي الى انبساطها
ويؤثر ذلك على كمية المعلومات الم ا رد نقلها .
Optical Fiber Applications 5. تطبيقات الألياف البصرية
تعرضنا في الأقسام السابقة الى فوائد الألياف البصرية ومكانات النظام الليفي البصري ، مما لا
شك فيه أن كثي ا ر من الحقول في المجالات المدنية والعسكرية بدأت تستفيد من هذه الفوائد ومن
الصعب جداً التعرف على كل المجالات الممكن استخدام الألياف البصرية فيها وسنقوم في هذا
القسم بالتعرف على بعض الاستخدامات العامة .
Telephone Communications 1-5 الاتصالات الهاتفية
لعبت الأسلاك المجدولة والكابلات المحورية دوا رً كبي ا رً في السنوات الماضية في مجال
الاتصالات الهاتفية وبصفة خاصة بين البدالات ، وحيث أن أحد الصفات الهامة هي سعة
الألياف البصرية ، فقد بدأت كثير من الشركات بالتفكير في بناء خطوط هاتفية جديدة واحلال
بعض الخطوط القديمة سواء كانت اسلاك مجدولة أو كابلات محورية وأول خط تجاري يستخدم
الألياف البصرية في الولايات المتحدة بدأ تشغيله في 22 ابريل 0311 م وقد استخدم الارسال
الرقمي في هذا الخط ، كما أن المكرا رت كانت على مسافة 9.3 كيلومتر واستخدمت الثنائيات
في أجه ة ز الارسال وثنائيات الضوء Light Emitting Diodes الباعثة للضوء
في أجه ة ز الاستقبال وكانت سعة هذا الخط 22 مكالمة avalanche photodiodes الجرفية
في هذا الخط وقد شاع Pulse code modulation آنية وقد استخدم تشكيل الرمز النبضي
استخدامها لهذا الغرف من قبل شركات الاتصالات في انحاء العالم وعلى سبيل المثال لا حصر
فقد تم في المملكة العربية السعودية تركيب 01.111 كيلومتر من الكابلات البصرية لصالح
7. شركة الاتصالات السعودية وكمثال آخر نجد أن أطوال الكابلات البصرية في الصين تبلغ
019111 كليومتر وطول الألياف البصرية يتعدى مليون كيلومتر خاصة إذا ما علمنا أن معدل
الزيادة السنوية في عدد الهواتف تصل الى 21 مليون خط حتى عام 2121 ليصل المجموع
الكلي للهواتف الى 0111 مليون خط .وجود السعة الكافية للألياف وامكانية توسيعها مستقبلا لما
أمكن إنجاز ذلك .
TV Communications 2-5 الاتصالات التلفزيونية
بدأ اول استخدام الألياف البصرية بربط الكامي ا رت التلفزيونية بسيا ا رت النقل التلفزيوني وفي
الدوائر المغلقة ثم استخدمت في ايصال الخدمات التلفزيونية للمنازل وقد استخدمت لنقل قناة
واحدة فقط وتستخدم الأن لنقل عش ا رت القنوات التلفزيونية والفيديو ضمن الكابل
وت ا رهن إحدى الشركات الامريكية على انفاق 003 ) Cable television ( CATV التلفزيوني
بليون دولار لتركيب خطوط كابلات تلفزيونية تصل للمنازل مما يعطي المشتركين نطاقا واسعاً
للتطبيقات المختلفة ولا يقتصر استخدامها على النقل التلفزيوني فحسب بل يستخدم للدوائر
المغلقة والانظمة الأمنية والنقل التلفزيوني عالي الوضوح .
Power Stations 3-5 محطات القوى
نظ ا رً لعدم تأثر الألياف البصرية بالداخل أو الحدث الناتج عن المولدات الكهربائية أو خطوط
الضغط العالي فقد تم تركيب الألياف البصرية في محطات القوى الكهربائية لنقل المكالمات
الهاتفية ونقل المعلومات ، كما تم تركيبها جنبا الى جنب مع الخطوط الضغط العالي لنقل
. control والسيط ة ر Data transmission المعطيات
Local Area Networks 4-5 الشبكات المحلية
يطلق هذا الاسم على شبكات الاتصالات المستخدمة لتبادل المعلومات بين الحسابات
والمستخدمين وهذه الشبكات تكون في نطاق جغ ا رفي محدود كمكاتب الشركات أو الجامعات أو
المستشفيات أو غيرها ومجالاتها ما بين 011 متر الى 01 كم وسعة نطاقها فوق المليون وحدة
ثنائية / ثانية وهناك عدة تكوينات لهذه الشبكات تذكر منها الشبكة الحقية والنجمية وغيرها .
. Military Applications 5-5 الاستخدامات العسكرية
8. بدأ أول الاستخدامات العسكرية للألياف البصرية في السفن والطائ ا رت الحربية نظ ا رً للمي ا زت
التي ذكرناها وبصفة خاصة قلة الوزن والحجم ثم تلا ذلك استخدامها في ميادين المعارك حيث
أن خفة الوزن وصغر الحجم وسهولة النقل ، أمور هامة في مثل هذا الوضع ، كما تم
استخدامها في الخطوط الأمامية في جبهات القتال .
Data transmission 6-5 نقل المعطيات
ادى الطلب المت ا زيد على خطوط نقل ذات سعات عالية وبصفة خاصة ما يتعلق بتطبيقات
الانترنت الى تساع الأبحاث في مجال الألياف البصرية المواكبة هذا الطلب . إذا يزداد الطلب
في مجال المعطيات ضعفين سنويا عما هو عليه النمو اليوم وسيتعدى الطلب على نقل الصوت
في بداية القرن القادم كما هو موضح بالشكل ) 9( بالنسبة لليابان ) 1( . في لولايات المتحدة
الامريكية على الجانب الآخر نرى أن الطلب على الإنترنت يتضاعف كل ستة شهور لتصل
سعة النقل اللازمة عام 2112 م الى 281 تي ا ربت لكل ثانية ) 8( . وتهدف كثير من الأبحاث
الحالية الى الوصول الى عرض النطاق النظري لليف أحادي النمط البالغ 21 تي ا رهرتز . وقد تم
بالفعل الحصول على سعة نقل قدرها 2.32 تي ا ربت كل ثانية لمسافة 021 كيلومتر مستخدمين
.) ليف أحادي النمط ) 3
Undersea Cables ) 7-5 الكابلات المغمورة ) 01
تعاونت كثير من الدول والشركات على إب ا رم اتفاقيات تم بموجبها ربط عدة دول مع بعضها
الذي يربط الولايات المتحدة الامريكية TAT بواسطة الكابلات البصرية ولعل أولها كان 8
بطول يبلغ 2309 كيلومتر وبسعة قدرها 2 TAT-12/ بأوروبا تلاه خطوط أخرى كان آخرها 13
جيجا بت لكل ثانية يمكن زيادتها الى 21 جيجا بت لكل ثانية أو أكثر وذلك لمقابلة الطلب حتى
عام 2113 م .
كما أن هناك خطوط مغموة ر أخرى تربط الولايات الامريكية المتحدة باليابان وأخرى تربط اوروبا
الذي يبلغ طوله 21111 كيلومتر وخط أخر FLAG بأسيا عن طريق الشرق الاوسط مثل
بسعة 01 جيجا بت لكل ثانية وتربط الدول الاسيوية بخط طوله SEA-ME-WE يدعى 3
يستخدم احدث ARFICA ONE 00211 كم وأحدث خط يلتف حول القا ة ر الافريقية يدعى
التقنيات المتاحة وبسعة تصل الى 21 جيجا بت لكل ثانية :
Auture Directions -6 التوجهات المستقبلية
9. أدت التطوا رت السريعة في مجال البصريات الليفية الى صعوبة التكهن فيها سيحدث مستقبلا
وبناء على ما يجري من ابحاث في هذا المجال فإن هذه التطوا رت ستشمل المجالات التالية :
.1 الارسال المتماسك .
.2 التبديل الفوتوني .
.3 ليزا رت أحادية الطول الموجي وممكن مواءمتها .
.4 دوائر البصريات المتكاملة .
.5 انتشار النبضات الطبيعية .
.6 ألياف الهالايد .