الألياف البالستيكية في الاتصالات

تحتوي الألياف الضوئية البلاستيكية ذات المؤشر التدريجي “PMMA SI-POF” على أقل عرض نطاق ترددي وأعلى توهين بين الألياف متعددة الأوضاع، كما يحد هذا النطاق الترددي الصغير من الحد الأقصى لمعدل البيانات الذي يمكن نقله عبر الألياف البصرية البلاستيكية، وللتغلب على مشكلة خسارة الإرسال العالية للألياف الضوئية البلاستيكية يجب استخدام مستقبلات حساسة للغاية لزيادة الطول المرسل عبر “POF”.

ما هي الألياف الضوئية البلاستيكية POF

الألياف الضوئية البلاستيكية “POF”: هي الألياف الضوئية من البوليمر وهي ألياف بصرية مصنوعة من البلاستيك، كما يتكون من “PMMA” باعتباره اللب “96%” من المقطع العرضي في ألياف قطرها “1 مم” التي تسهل انتقال الضوء والبوليمرات المفلورة كمادة الكسوة.

تستخدم الألياف البلاستيكية ضوءاً أخضر أو ​​أحمر غير ضار يسهل رؤيته للعين، كما يمكن تركيب الألياف البلاستيكية بأمان في المنزل، ولكن في الوقت الحاضر يتم استخدام ألياف بلاستيكية عالية الأداء تعتمد على البوليمرات المشبعة بالفلور، كما يمكن تقليل مشكلة عرض النطاق الترددي المحدود للألياف الضوئية البلاستيكية باستخدام الإشارات متعددة المستويات، مثل تعديل سعة النبض متعدد المستويات أو باستخدام المعادل لنقل البيانات الثنائية.

“POF” هي اختصار لـ “plastic optical fibers”.

أساسيات الألياف الضوئية البلاستيكية

تتكون الألياف الضوئية البلاستيكية “POF” من لب الألياف الضوئية والكسوة مصنوعان من مادة بلاستيكية وبالمقارنة مع قطر النواة الكبير “50 ​​/ 125um” و”62.5 / 125um” من الألياف الزجاجية متعددة الأوضاع الكوارتز، فإنّ قطر الألياف الضوئية البلاستيكية يصل إلى “200-1000um”، ومع الاستمرار في الاستخدام بدون غلاف تحديد المواقع بالألياف الضوئية وموصل بلاستيك مقولب بالحقن .

كما أنّ وصلة الألياف أنشأت محاذاة “SMIC” الانحراف “± 30 ميكرومتر” لا يؤثر على خسارة الاقتران، وإنّه هيكل من الألياف الضوئية البلاستيكية يمنح البناء السريع والتوصيل والتكلفة المنخفضة، وبالإضافة إلى ذلك يبلغ قطر النواة “100 ميكرومتر” أو أكبر ويمكن القضاء على الضوضاء في وجود القالب للألياف متعددة الأوضاع لزجاج الكوارتز.

في السنوات الأخيرة تطور الألياف الضوئية البلاستيكية وانخفض معدل الفقد البصري من “25 ديسيبل / كم” إلى “9 ديسيبل / كم”، كما تم تمديد الطول الموجي لها إلى “870 ميكرون” أي بالقرب من ضوء الأشعة تحت الحمراء وبالقرب من المستوى العملي للألياف الزجاجية الكوارتز، كما تطورت سلسلة ألياف بلاستيكية وتتميز بأداء ممتاز ضد الإشعاع.

بالإضافة إلى ذلك تطورت الألياف الضوئية البلاستيكية “Opti-Giga” بشكل كبير فهي ليست فقط أخف من الزجاج ومرنة أفضل وأقل تكلفة، ولكنها تمتلك سرعة نقل بيانات تبلغ “3 ميجابت في الثانية” في “100 متر”، كما يمكن لمثل هذه الألياف أيضاً أن تستخدم انكسار الضوء أو الألياف الضوئية في طريقة القفز لتحقيق سرعة إرسال أعلى.

باستخدام الألياف البصرية البلاستيكية يمكن أن تكون الأجهزة الذكية من الكمبيوتر المنزلي “HDTV” والهاتف ومعدات التصوير الرقمي ومعدات الأمن المنزلي، وكذلك تكييف الهواء والثلاجة ونظام الصوت وأدوات المطبخ للوصول إلى التشغيل الآلي للمنزل والتحكم عن بعد والإدارة وتحسين نوعية الحياة.

ومن خلال الألياف الضوئية البلاستيكية يمكن للمعدات المكتبية والشبكات وشبكات الكمبيوتر تحقق الكمبيوتر المعالجة المتوازيةـ ويمكن نقل البيانات عالية السرعة بين المعدات المكتبية تحسين كفاءة العمل إلى حد كبير.

معدل بيانات “LAN” حوالي “100 ميجابت في الثانية” منخفض السرعة أقل من الإرسال في نطاق “100 متر” باستخدام الألياف الضوئية البلاستيكية لمؤشر “SI”، وفي حدود “150 ميجابت في الثانية” استخدم ناقل الحركة “50 متراً” فتحة عددية صغيرة لتحقيق “POF”.

يتوفر كابل “POF” في مجموعة واسعة من التطبيقات في الصناعة التحويلية، والمحول أي موصل “POF” مع “RS232” و”RS422” و”100Mbps Ethernet” و”Token Ring” وبروتوكولات قياسية أخرى، ممّا ينتج عنه بيئات تصنيع صناعية قاسية لتوفير خطوط اتصال مستقرة وموثوقة، والقدرة على النقل عالي السرعة لإشارات وتعليمات التحكم الصناعي لتفادي التداخل الكهرومغناطيسي باستخدام خطوط الكابلات المعدنية التي تؤدي إلى خطر انقطاع نقل الاتصالات.

مع تطور العلم والتكنولوجيا والمزيد من مجالات تطبيق الألياف الضوئية البلاستيكية سيكون تطوير السوق أكثر اتساعاً، وفي الخارج تم تحقيق نتائج أكبر في تطبيق وتطوير الألياف الضوئية البلاستيكية والاستمرار في زيادة الاستثمار في البحوث التطبيقية.

“SMIC” هي اختصار لـ “Semiconductor-Manufacturing-International-Corporation”.
“LAN” هي اختصار لـ “local-area-network”.

الألياف الضوئية البلاستيكية مقابل الألياف الضوئية الزجاجية

1- الخصائص الفيزيائية

تتميز الألياف الضوئية البلاستيكية بمكونات أبسط وأقل تكلفة فضلاً عن مرونة أكبر ومرونة للثني والصدمات والاهتزازات، وبالإضافة إلى ذلك فهي أخف وزناً ويمكن التعامل مع الألياف البصرية البلاستيكية بدون أدوات أو تقنيات خاصة، كما لا تحتاج إلى التدريب على التعامل معها أو تثبيتها ويجب بقصها بالمقص وتوصيلها وهي تعمل.

وكل هذا يجعل الألياف البلاستيكية بديلاً أقل تكلفة للألياف الزجاجية أو النحاس على مسافات متوسطة ومعدلات بت تبلغ “10 جيجابت في الثانية”، وفي المقابل تحتاج الألياف الزجاجية الضوئية إلى معالجة أكثر صعوبة ودقة أكبر.

وأثناء الحماية الميكانيكية بشكل جيد تتمتع الألياف الزجاجية الضوئية بقدرة أعلى على نقل المعلومات مع خسارة أقل، وعلاوة على ذلك تم تحسين الألياف الزجاجية الضوئية للمساحات الصغيرة والأهداف الصغيرة، كما يمكن استخدامها مع كل من الضوء الأحمر المرئي والأشعة تحت الحمراء ومتوافقة مع قائمة طويلة من رؤوس الألياف.

2- التطبيقات

تُستخدم الألياف الضوئية البلاستيكية بشكل شائع للتطبيقات منخفضة السرعة والمسافات القصيرة حتى “100 متر”، وفي الأجهزة المنزلية الرقمية والشبكات المنزلية والشبكات الصناعية وشبكات السيارات، كما تحتل الألياف البلاستيكية مكانة مهمة في شبكة الاتصالات العسكرية ومعدات الوسائط المتعددة في نقل البيانات.

وبالمقارنة يمكن استخدام كابلات الألياف الزجاجية للإرسال لمسافات أطول وبسرعة أعلى في شبكات المكاتب، وعلاوة على ذلك فهي قادرة على التعامل مع الظروف المعادية وهي أكثر متانة من نظيراتها البلاستيكية.

استخدامات الألياف الضوئية البلاستيكية

هذه الألياف الضوئية البلاستيكية “POF” ذات الخسارة المنخفضة نسبياً وذات النطاق الترددي العالي لها تطبيقات مهمة في الشبكة المحلية، حيث تم قياس صعوبة الطاقة بسبب الضوضاء المشروطة، ولقد تطور أيضاً نموذج لحساب نسبة الإشارة إلى الضوضاء “SNR” وأرضية معدل الخطأ في البتات “BER” فقط من خلال معرفة معامل الاقتران في وضع الخسارة الانتقائية قيد النظر.

وتم العثور على عرض النطاق الترددي المحسوب باستخدام تقريب “WKB” ليكون “0.44 جيجاهرتز” لكل “100 متر” وهو أقل بكثير من عرض النطاق المقاس البالغ “3 جيجاهرتز” لكل “100 متر”، تم تفسير هذا التناقض من خلال وجود اقتران وضع قوي في “POFs”، كما تم إيجاد التشوهات في أنظمة الكيبل التلفزيوني.

تم قياس الدرجة الثانية المركبة “CSO” والإيقاع الثلاثي المركب “CTB” لقنوات مختلفة باستخدام محلل الطيف ومرشح تمرير النطاق القابل للتعديل، ونظراً لأنّ “CSO” و”CTB” لا يفيان بمعيار “CATV” فقد تم استخدام دائرة تشوه مسبق لتقليل منتجات “CSO” و”CTB” التي ينتجها الليزر.

كما توفر دائرة التشوه المسبق إشارة تشتمل على إشارات حاملة فرعية متعددة متساوية إلى حد كبير في الحجم ومعاكسة في الطور لتلك المرتبطة بوظيفة النقل غير الخطي لليزر الذي يتم نشره، وتنقسم إشارة التردد اللاسلكي إلى فرع أساسي به جزء متأخر زمنياً “80%” من إشارة التردد اللاسلكي، والفرع الثانوي “10%” من إشارة التردد اللاسلكي وهو المكان الذي يتم فيه إنشاء منتجات الدرجة الثانية مع تحول طور “180 درجة” من الأساسي.

وآخر “10%” متبقي من إشارة التردد الراديوي هو المكان الذي يتم فيه إنشاء منتجات التشويه من الدرجة الثالثة مع تحول طور “180 درجة” من الأساسي، كما يتم أخذ إشارة الناتج على أنّها مجموع ثلاث إشارات تمت معالجتها بواسطة الدوائر الفرعية ومقرونة مباشرة إلى الليزر المراد تحويله إلى خطي، وايضاً باستخدام بوليمر ضوئي دوري شفاف “CYTOP” وهو ألياف مؤشر متدرج مشبع بالفلور تم فحص خصائص نقل مختلفة.

“SNR” هي اختصار لـ “signal-to-noise-ratio” و”BER” هي اختصار لـ “Bit-Error-Rate”.
“WKB” هي اختصار لـ “Well-Known-Binary” و”CATV” هي اختصار لـ “Cable television”.

شاهد أيضاً

نظام الوصول المتعدد بالتقسيم المكاني SDMA

الوصول المتعدد بتقسيم الفضاء أو الوصول المتعدد للتقسيم المكاني هو تقنية هي بنية متعددة المدخلات …