تحقيق مسبار
تنتشر شبكة الألياف البصرية على نحوٍ واسعٍ في العديد من دول العالم خلال الوقت الراهن، وهي شبكةٌ تتميز بسرعتها في نقل المعلومات مقارنةً بالأنواع الأُخرى من الشبكات. يتطرق هذا المقال إلى العديد من الإيجابيات والسلبيات للألياف الضوئية، بالإضافة إلى تزويد القارئ بطريقة إصلاح أسلاك الألياف الضوئية التي تعرضت إلى القطع.
هل هناك فرق بين شبكة الألياف البصرية وال4G؟
هُناك فرقٌ كبيرٌ بين شبكة الألياف البصرية وشبكة 4G للاتصال مع الإنترنت؛ فإن الألياف الضوئية من أنواع الاتصال السلكي في حين يتم الاتصال مع شبكة 4G لاسلكيًا، كما أن شبكات الألياف الضوئية أكثر سرعة أيضًا، وهي ذات ثمنٍ باهظٍ مقابل أسعار الشبكات الأُخرى؛ بما فيها شبكة 4G، إلّا إنّ الأخيرة مُناسبة للاتصال مع شبكة الإنترنت من الهواتف الذكية.
كيف تعمل الألياف البصرية؟
يتكوّن سلك الألياف البصرية من خيط زجاج أو عدة خيوط، ويُعرف مركز كل واحد من هذه الخيوط باسم اللب، ويقوم بتوفير مسار لانتقال الضوء، كما أنه مُحاط بطبقة تُعرف باسم الكسوة وتتكون من الزجاج، وتستطيع عكس الضوء إلى الداخل لتجنّب فقد الإشارات، مع السماح للضوء بالمرور من خلال الانحناءات الموجودة في السلك.
هُناك نوعان أساسيان من أسلاك الألياف الضوئية؛ هُما: الألياف الزجاجية أُحادية الوضع وتعتمد خيوط زجاجية رفيعة للغاية بالإضافة إلى ليزر لتوليد الضوء، والألياف الزجاجية متعددة الوضع وتعتمد على مصابيح ليد (LED) لتوليد الضوء، وتقوم هذه الأسلاك بإرسال الضوء بأطوال موجية مختلفة لنقل المعلومات والبيانات المطلوبة.
ما هي مميزات شبكة الألياف البصرية؟
هُناك العديد من الخصائص التي تتمتع بها شبكة الألياف البصرية وتتميز بها عن غيرها، ومنها ما يأتي:
- عدم التعرض إلى المشاكل الكهربائية: لا تتعرض أسلاك الألياف الضوئية إلى المشاكل الكهربائية، كما أنها لا تلتقط الإشارات الكهربائية ولا تستطيع توصيلها، وهذا يعني أنها غير مُعرّضة إلى الصواعق.
- نقل كمية كبيرة من البيانات: يستطيع كل واحد من أسلاك الألياف الضوئية نقل عدد يصل إلى 3 ملايين مُكالمة صوتية، وهو كذلك قادر على نقل قُرابة 90 ألف قناة تلفزيونية، وتُعرف هذه الخاصية باسم النطاق الترددي العريض.
- الانتقال إلى مسافاة بعيدة دون زيادة الطاقة: تستطيع الأسلاك النُحاسية نقل المعلومات مسافة تبلغ 100 متر دون الحاجة إلى زيادة الطاقة، بينما يُمكن لأسلاك الألياف الضوئية نقل المعلومات مسافةً تصل إلى ألفي متر بدون تعزيز الطاقة.
- الوزن الخفيف: تتميز أسلاك الألياف الضوئية بوزنها الخفيف مقارنةً بالأسلاك النُحاسية، وهي كذلك أصغر حجمًا، كما أنها ذات مرونة أكبر، وهو ما يجعل من تركيبها أكثر سهولة.
- تكلفة التصنيع: قد يكون تركيب أسلاك الألياف الضوئية مُكلفًا أحيانًا؛ إلّا إنّ التكلفة التصنيعية لإنتاج هذه الأسلاك تُعد منخفضةً بالمقارنة مع تكلفة إنتاج الأسلاك النحاسية المُستخدمة لنفس الغاية.
- عدم التداخل: إن أسلاك الألياف الضوئية أقل عُرضة للتداخل بسبب خصائصها الفيزيائية، ولا تحتاج إلى تدريع لوقايتها من التداخل، في حين يتم اللجوء إلى التدريع لحماية الأسلاك النحاسية من التداخل.
هل ارتفاع التكلفة من عيوب الألياف الضوئية؟
إن ارتفاع التكلفة من مشاكل الألياف البصرية بالفعل، ويُقصد بذلك تكلفة التركيب وليس التصنيع؛ فإن التكلفة التصنيعية للألياف البصرية أقل ثمنًا من بعض الأسلاك الأُخرى، ولكن أسعار التركيب تشهد انخفاضًا في الوقت الراهن ممّا يسمح للكثير من الأشخاص بتركيبها بدلًا من الأسلاك النحاسية، وفيما يأتي بعضًا من عيوب الألياف الضوئية الأُخرى:
- الحاجة إلى معدات خاصة: عادةً ما تحتاج الألياف البصرية إلى استخدام معدات خاصة؛ مثل مقياس انعكاس المجال الزمني البصري، وكذلك المجسّات الضوئية وغيرها من المعدات المتخصصة الأُخرى.
- التعرض إلى الأضرار المادية: يُمكن أن تكون أسلاك الألياف البصرية صغيرة ومضغوطة، وهي مُعرّضة إلى القطع أو الكسر أثناء أنشطة التركيب أو الأنشطة الإنشائية؛ ممّا يؤدي إلى تعطيل الخدمة أحيانًا.
- الأضرار من الحيوانات: تجد الكثير من الحيوانات أسلاك الألياف الضوئية مفيدةً لها؛ منها القنادس والقوارض التي تستخدم هذه الأسلاك لشحذ أسنانها، وتقوم بعض الحيوانات الأُخرى بقضم الكابلات لإدخالها في نظامها الغذائي؛ ممّا يؤدي إلى تضررها.
- الهشاشة: إن أسلاك الألياف الضوئية من الأسلاك الهَشّة مقارنةً بالأسلاك الكهربائية، وهذا يعني أنها مُعرضة إلى التلف أو الكسر بشكل أكبر.
- الحاجة إلى مهارات خاصة: لا تفتقر الألياف الضوئية إلى معدات خاصة فحسب، وإنما تفتقر كذلك إلى مهارات خاصة لتوصيلها مع بعضها البعض، كما أنها تستدعي مزيدًا من التدريب للأفراد حتى يتمكّنوا من التعامل معها.
ما هي أنواع الألياف الضوئية؟
تُصنّف الألياف الضوئية ضمن نوعين أساسين؛ يندرج تحت أحدهما نوعان فرعيان؛ ممّا يعني أن مجموع أنواع الألياف الضوئية يبلغ 3 أنواع كما يأتي:
- الألياف الضوئية أُحادية الوضع: في هذا النوع يكون قُطر اللب مُساويًا لطول الموجة المُنبعثة تقريبًا؛ بحيث ينتشر الضوء على طول مسار واحد.
- الألياف الضوئية متعددة الوضع: في الألياف الضوئية المتعددة يتم الاعتماد على مصابيح ثنائي باعث الضوء (LED) لنقل الإشارات، وينقسم هذا النوع إلى النوعين الآتيين:
- مؤشر الخطوة: في هذا النوع تحتوي الأسلاك على مواد أساسية موحّدة، وكذلك تكون الكسوة موحّدة أيضًا، ولكن مُعامل الانكسار يكون مختلفًا وليس موحدًا.
- المؤشر المُتدرج: في الأسلاك التي تعتمد على تقنية المؤشر المتدرج تحتوي مواد اللب على مؤشر متغيّر يعمل كدالّة للمسافة الشعاعية من المركز.
هل توجد قيود تواجه استخدام الألياف الضوئية؟
إلى جانب المتطلبات من المعدات والمهارات المتخصصة هُناك العديد من القيود الأُخرى التي تواجه استخدام الألياف الضوئية في الوقت الحالي، ومنها القيود الآتية:
- الحاجة إلى دوائر عالية الجودة: حتى تتم الاستفادة من جميع النطاقات الترددية المُتاحة في أسلاك الألياف البصرية لا بُد من الاعتماد على دوائر عالية الجودة؛ ذلك لضمان نقل الإشارات بكفاءة أكبر.
- جهد ووقت الإصلاح: إن إجراء الصيانة والإصلاحات لشبكة الألياف الضوئية مُرهقة مقابل الجهد المطلوب لصيانة الأسلاك الأُخرى، وكذلك تستغرق الصيانة وقتًا أطول أيضًا.
- عمليات الربط والتوصيل عند الكسر: في حالة تعرضت أسلاك الألياف الضوئية إلى الكسر يجب عمل وصلات جديدة، أو توصيل المعدات الجديدة بقنوات الألياف الضوئية الموجودة، وتتطلب عمليات التوصيل والربط دقة ومُحاذاة كبيرتين.
- الحاجة إلى مسار واضح: حتى ينتقل الضوء بشكل جيد في الألياف الضوئية لا بُد من وضعها في مسارٍ واضحٍ ومُراعاة الانعطافات التي يتعرض إليها جيدًا؛ فإن عدم مُراعاة ذلك يُمكن أن يؤدي إلى انكسار مسار الضوء في الأسلاك.
ما هي طريقة فحص توصيلات الألياف البصرية؟
يتطلب فحص توصيلات الألياف البصرية توفير عدة أدوات متخصصة، بالإضافة إلى النظارات الواقية، وفيما يأتي خطوات إجراء الفحص:
- توفير النظارات المتخصصة: في أيّ حالٍ من الأحوال لا يجوز للمرء فحص الألياف الضوئية دون استخدام نظارات واقية مُتخصصة لهذا النوع من الاستخدامات، وعادةً ما تتراوح أسعارها بين 100-200 دولار أمريكي.
- شراء مجموعة الاختبار: تتراوح أسعار مجموعة اختبار توصيلات الألياف البصرية بين 500-3,000 دولار أمريكي حسب الوظائف التي تقدمها، وعادةً ما يكون معها سلكان للتوصيل، ولا بُد من شراء السلكين إذا لم يكونا ضمن المجموعة.
- تجهيز لوحي التوصيل: لا بُد من توفير لوحي التوصيل لإجراء الاختبار، وهما لوحان يشتملان على عدة مداخل لتوصيل الأسلاك معًا دون الحاجة إلى ربطها، وتختلف أسعار اللوحين بناءً على عدد المداخل.
- تشغيل النظام: بعد تجهيز المعدات والأدوات يتم تشغيل نظام الألياف البصرية، بالإضافة إلى تشغيل جهاز الاختبار وتركه حتى يسخن، وبعد ذلك ينبغي ضبط إعدادات الطول الموجي بالشكل المناسب.
- إجراء التوصيلات: يتم اختبار الأسلاك وبعد ذلك يقوم الشخص بتوصيلها مع لوحيّ التوصيل، ثم ينبغي تشغيل الأسلاك وإرسال الإشارات إلى جهاز القياس، وعند الانتهاء من الخطوات السابقة يتم الضغط على زر بدء الاختبار.
- قراءة النتائج: يقوم الجهاز بالتحقّق من جودة التوصيلات في أسلاك الألياف الضوئية، ويتم عرض نتيجة القياس على الشاشة، ويستطيع الشخص قراءتها بسهولة كبيرة ثم يتم تقييمها للتأكّد من قوتها.
كيف يتم إصلاح أسلاك الألياف البصرية المقطوعة؟
يُعد القطع أحد مشاكل الألياف البصرية، وهُناك العديد من الأسباب التي تؤدي إلى هذا النوع من المشاكل، ويمكن للمرء إصلاح الأسلاك المقطوعة عن طريق اتباع الخطوات الآتية:
- تحديد الأجزاء التالفة: لا بُد من النظر في نهايتي الجزئين المقطوعين؛ للتحقّق من أيّ تلفٍ نتج عن انقطاع الأسلاك، وذلك لمعرفة المكان الذي ينبغي قص الأسلاك من عنده.
- قص الأجزاء التالفة: بعد تحديد الأجزاء التالفة نتيجةً للقطع يتم استخدام الأدوات المُخصصة لقص الأسلاك من المكان المناسب، ثم يقوم الشخص بتعرية الأسلاك على نحوٍ مناسبٍ لإعادة التوصيل.
- التوصيل مع الأطراف المعدنية: ينبغي استخدام الأطراف المعدنية المُخصصة لتوصيل أسلاك الألياف الضوئية؛ ذلك من خلال إدخال كل طرفٍ من طرفي السلك المقطوع مع واحد من الأطراف المعدنية، ثم يتم كبسهما جيدًا بعد ذلك.
- إدخال الأطراف المعدنية في المُوصِل: عند الانتهاء من كبس الطرفين المعدنيين مع أسلاك الألياف الضوئية يتم إدخال كل أحد الطرفين المعدنيين في الموصل المُخصص من جهة، ثم إدخال الطرف الآخر من الجهة الأُخرى.
- تثبيت غطاء الموصل: في الخطوة الأخيرة يتم تثبيت غطاء الموصل بشكل جيد؛ لمنع الطرفين المعدنيين من الانفصال عن بعضهما البعض، وبذلك تكون أسلاك الألياف البصرية جاهزة للاستخدام والاستفادة منها من جديد بعد تعرضها إلى القطع.
اقرأ/ي أيضًا:
هل يوجد فرق بين البيانات والمعلومات؟
