סיבים אופטיים – מה זה בעצם? יצאנו לחקור וקצת לחפור
מאת:
חן זהר - כתבת צרכנות ותקשורת | 13.12.2020
סיבים אופטיים, מתייחסים למדיום ולטכנולוגיה הקשורה להעברת מידע כפעימות אור לאורך חוט זכוכית או פלסטיק או סיב.
סיבים אופטיים משמשים לרשת נתונים למרחקים ארוכים וביצועים גבוהים.
שימוש בסיבים אופטיים נפוץ גם בשירותי טלקומוניקציה כגון אינטרנט, טלוויזיה וטלפונים. כדוגמה, חברות כמו
סלקום פייבר ו
פרטנר פייבר משתמשות בסיבים אופטיים ומספקות מהירויות אינטרנט של ג’יגה ביט למשתמשים.
משתמשים בכבלי סיבים אופטיים מכיוון שהם מחזיקים במספר יתרונות ביחס לכבלי נחושת, כמו רוחב פס גבוה יותר ומהירויות שידור.
כבל סיב אופטי יכול להכיל מספר משתנה של סיבי הזכוכית הללו – מכמה בודדים עד כמה מאות.
סביב ליבת סיבי הזכוכית שכבת זכוכית נוספת הנקראת חיפוי.
שכבה המכונה צינור חיץ מגנה על החיפוי ושכבת ז’קט משמשת כשכבת המגן הסופית לחוט הבודד.
איך זה עובד?
סיבים אופטיים מעבירים נתונים בצורה של חלקיקי אור – או פוטונים – העוברים דרך כבל סיב אופטי.
ליבת סיבי הזכוכית והחיפוי כל אחד מהם מקדם שבירה שונה המכופף אור נכנס בזווית מסוימת.
כאשר אותות אור נשלחים דרך כבל הסיב האופטי, הם משקפים את הליבה ואת החיפוי בסדרה של קפיצות זיג-זג, תוך הקפדה על תהליך הנקרא השתקפות פנימית מוחלטת.
אותות האור אינם נעים במהירות האור בגלל שכבות הזכוכית הצפופות יותר, אלא נעים בכ- 30% לאט יותר ממהירות האור.
כדי לחדש, או להגביר, את האות במהלך מסעו, שידור סיבים אופטיים דורש לפעמים חוזרים במרווחים רחוקים כדי ליצור מחדש את האות האופטי על ידי המרתו לאות חשמלי, עיבוד האות החשמלי משדר מחדש את האות האופטי.
כבלי סיבים אופטיים נעים לעבר אותות של עד 10 Gbps. בדרך כלל, ככל שקיבולת רוחב הפס של כבל סיב אופטי עולה, כך הוא יקר יותר.
סוגי כבלים סיביים
סיבים מולטי מוד וסיבים במצב יחיד הם שני הסוגים העיקריים של כבל סיבים אופטיים. סיבים במצב יחיד משמשים למרחקים ארוכים יותר בגלל הקוטר הקטן יותר של ליבת סיבי הזכוכית, מה שמקטין את האפשרות להחלשה – הפחתה בעוצמת האות.
הפתח הקטן יותר מבודד את האור לקורה אחת, המציעה מסלול ישיר יותר ומאפשר לאות לעבור מרחק רב יותר.
לסיבים במצב יחיד יש גם רוחב פס גבוה בהרבה מסיבים מרובי-מצב. מקור האור המשמש לסיבים במצב יחיד הוא בדרך כלל לייזר. סיבים במצב יחיד הם בדרך כלל יקרים יותר מכיוון שהם דורשים חישובים מדויקים כדי לייצר את אור הלייזר בפתח קטן יותר.
אפשרות לאובדן אות, הפחתה או הפרעה. סיבים אופטיים של מולטי-מדידה משתמשים בדרך כלל במנורת LED ליצירת דופק האור.
יתרונות וחסרונות
כבלי סיבים אופטיים משמשים בעיקר ליתרונותיהם על פני כבלי נחושת.
היתרונות כוללים: תמיכה ביכולות רוחב הפס גבוהות יותר. האור יכול לנסוע הלאה מבלי להזדקק לחיזוק האות.
הם פחות רגישים להפרעות, כמו הפרעות אלקטרומגנטיות.
הם יכולים להיות שקועים בסיבים אופטיים של מים משמשים בסביבות בסיכון יותר כמו כבלים תת ימיים.
כבלי סיבים אופטיים הם גם חזקים יותר, דקים וקלים יותר מכבלי חוטי נחושת. אין צורך לתחזק אותם או להחליפם בתדירות גבוהה. עם זאת, חשוב לציין שלסיבים אופטיים יש חסרונות שמשתמשים צריכים לדעת לפני שהם מטפלים בהם.
חסרונות אלה כוללים: חוטי נחושת לרוב זולים יותר מסיבים אופטיים.
סיבי זכוכית דורשים גם הגנה רבה יותר בתוך כבל חיצוני מאשר נחושת. התקנת כבלים חדשה היא עתירת עבודה.
כבלי סיבים אופטיים הם לעתים קרובות שבירים יותר.
לדוגמא, הסיבים יכולים להישבר או לאבד אות אם הכבל כפוף או מעוקל ברדיוס של כמה סנטימטרים.
שימוש בסיבים אופטיים
רשת מחשבים היא מקרה נפוץ לשימוש ב אינטרנט סיבים אופטיים בשל יכולתם של סיבים אופטיים להעביר נתונים ולספק רוחב פס גבוה.
באופן דומה, סיבים אופטיים משמשים לעתים קרובות בשידור ואלקטרוניקה כדי לספק חיבורים וביצועים טובים יותר.
אינטרנט וטלוויזיה בכבלים הם שניים מהשימושים הנפוצים ביותר בסיבים אופטיים.
ניתן להתקין סיבים אופטיים לתמיכה בחיבורים למרחקים ארוכים בין רשתות מחשבים במקומות שונים.
כבלי סיבים אופטיים יכולים להועיל בשל משקלם הקל יותר וגודלם הקטן יותר.
סיבים אופטיים משמשים לעתים קרובות במגוון מכשירים רפואיים בכדי לספק תאורה מדויקת.
זה גם מאפשר יותר ויותר חיישנים ביו-רפואיים המסייעים להליכים רפואיים פולשניים מינימום.
מכיוון שהסיבים האופטיים אינם נתונים להפרעות אלקטרומגנטיות, הם אידיאליים לבדיקות שונות כמו סריקות MRI. י
ישומים רפואיים אחרים עבור סיבים אופטיים כוללים צילום רנטגן, אנדוסקופיה, טיפול באור ומיקרוסקופ כירורגי.
הנושאים החמים
הנושאים החמים
