אינטרנט  |  ynet  |  בעלי מקצוע  |  קניות  |  ספקים למשרד
|שלום אורח
התחבר
|הירשמו ל-ynet

   חדשות תוכן ועדכונים 24 שעות - Ynet


סיבי אופטיים
סיבי אופטיים צילום: סי די בנק
 
 פורמט להדפסה  הדפס

אתרים נוספים
 הסברים מאויירים על סיבים אופטיים


ערכים קשורים
 זכוכית
 חומרים פלסטיים
 אור
 גרמניום
 זרחן
 בור
 אלקטרומגנטיות
 לייזר ומייזר
 קרינה תת-אדומה
 טלפון
 גל
 רעש
 ארביום
 עדשה
 סרטן (1)
 כיב
 כלי דם


תחומים קשורים
 מחשבים ואלקטרוניקה
 רפואה ואנטומיה
 תקשורת


 
 
 

סיבים אופטיים


Optical fibers

סיבים אופטיים, סיבים עשויים זכוכית (או בכמה יישומים, חומר פלסטי שקוף), הבנויים באופן כזה שניתן להעביר דרכם אור בהפסד מזערי של אנרגיה. אפשר להעביר בהם מידע במהירות האור, באמצעות פעימות מוצפנות, או לקלוט דרכם תמונות. בשנות ה-50 של המאה ה-20 החל השימוש בסיבים אופטיים לצרכים רפואיים, וב-1966 הוצע לראשונה השימוש בהם בתקשורת.

הסיב האופטי המקובל בתקשורת עשוי ליבה של זכוכית צורנית "מאולחת" בקוטר 10 עד 100 מיקרון (אלפית המילימטר), מוקפת במעטה של זכוכית טהורה בקוטר 100 עד 300 מיקרון. "אילוח" זכוכית הליבה (בתחמוצות של גרמניום, זרחן או בור) מיועד ליצור הפרש בין מקדמי שבירת האור בין שני סוגי הזכוכית, כך שמקדם השבירה של הליבה גדול מזה של המעטה. הפרש זה אינו גדול (0.5% עד 1% בדרך כלל), אך הוא גורם לכך שהאור הנע בליבה אינו מתפזר (מחמת נטייתה של קרינה אלקטרומגנטית להתפשט לכל הכיוונים), אלא "נתקל" במעטה וחוזר שוב לליבה. משום כך, שם נרדף לסיב אופטי הוא מנחה גלים (waveguide).

האור מוחדר לסיב באמצעות לייזר או שפופרת קרן קתודית. ביישומי תקשורת, זהו בדרך כלל אור תת-אדום, מכיוון ששיעור הניחוּת של אור זה (ירידת עוצמתו, attenuation), בטווחי אורכי הגל 0.9-0.8 מיקרון וכן 1.6-1.3 מיקרון, הוא הנמוך ביותר מבין אלה שניתן להפיקם ביעילות בלייזרים ובשפופרות קתודיות. מערכת תקשורת המבוססת על סיבים אופטיים תתרגם תחילה את האות (נאמר, דיבור בטלפון) לקוד בינרי, וזה מתורגם לפעמות לייזר. בנקודת המסוף של הכבל, האות מתורגם בחזרה לקול דיבור.

 

התבוננו בשלבים השונים של אופן פעולת הלייזר

 
יש שני סוגים עיקריים של סיבים אופטיים: לתמסורת אופן יחיד ולתמסורת מרובבת (רבת-אופנים). כדי להסביר את ההבדלים ביניהם, יש להבהיר את המושג אופן (mode) בתנועת גלים. אלומת אור שנכנסה לסיב בזווית מסוימת תנוע לאורכו במספר מסוים של שבירות - פגיעות במעטה וחזרה לליבה, וחוזר חלילה. בזווית אחרת, מספר השבירות עשוי להיות שונה. זהו אופן ההתפשטות של הגל בסיב, כלומר מספר התדירויות האפשרי. ככל שקוטר הסיב גדול יותר, כן מספר האופנים האפשריים לתנועתו רב יותר. לכן, סיב של אופן יחיד יהיה בעל קוטר קטן מאוד, ואילו סיב מרובב יהיה רחב יותר.

 

בסיב של אופן יחיד נע אות אחד בכל פעם, ואילו בסיב מרובב יכולים לנוע כמה אותות, באורכי גל שונים. הדבר מאפשר נפח תקשורת גדול יותר ליחידת זמן, אבל מגביר את הרעש ואת החשש להפרעות. הואיל וקוטר הסיבים האופטיים כה קטן, מקובל יותר השימוש במספר גדול של סיבי אופן יחיד, כרוכים יחדיו בצרור של סיבים רבים מאוד. אבל תשתיות הסיבים האופטיים הקיימות כבר קרובות לרוויה במקומות רבים, ופרישת תשתית חדשה היא עניין יקר וממושך למדי. לפיכך מתנהל הפיתוח בכמה כיוונים, השואפים לשפר את איכות התמסורת המרובבת. לדוגמה, שיטת הריבוב הקרויה WDM - ריבוב בחלוקת גל - כבר הגיעה ל-32 ערוצים נפרדים (אורכי גל שונים) בסיב יחיד, ועוד היד נטויה. כדוגמה נוספת, בשיטת הריבוב הקרויה MMF - סיב רב-אופנים - נעשה שימוש במעטה סיב בעל מקדם שבירה משתנה ברציפות כדי לאפשר את מעברן של מספר אלומות אור שונות.

בסיבי האופן היחיד המצויים בשימוש רחב, הפסד האות הממוצע הוא 0.2 דציבל לקילומטר, ומכאן שהאות יכול להגיע ברמת אמינות גבוהה למדי למרחק של 100 ק"מ. בקווי סיבים ארוכים יותר, יש צורך במגברים. נמצא כי אילוח סיב זכוכית רגיל בעפרה הנדירה ארביום מגביר את עוצמת האות. לכן נהוג עתה לכלול בקווים ארוכים קטעים של כמה מטרים, מדי כמה עשרות קילומטרים, שהזכוכית שלהם מכילה כמה מאות חלקים של ארביום במיליון. סיבים כאלה עשויים לשאת אותות אמינים למרחקים של אלפי קילומטרים, למשל בקווי תקשורת טרנסאטלנטיים.

לצרכים רפואיים משתמשים בדרך כלל בסיבים אופטיים עשויים חומר פלסטי, פוליסטירן למשל, משום שהם גמישים יותר. אמנם בסיבים אלה הניחות גבוה יותר, אבל אין זו מגרעת חמורה, משום שאורכם קצר בלאו הכי. שיטת השימוש בהם קרויה אנדוסקופיה (endoscopy; מיוונית, "מבט פנימה"), ובמסגרתה מחדירים לגוף המטופל - דרך פתח טבעי או דרך חתך זעיר ברקמות - כבל דק שהוא למעשה צרור של סיבים אופטיים. חלקם מוליכים אור פנימה, והיתר משמשים כמין עדשות מיקרוסקופיות, המטילות תמונה ישירה של מה שמצוי לפניהן על מרקע הצפייה של הבודק. כך אפשר לזהות שאתות, כיבים, היצרות כלי דם ועוד, בדרך שכמעט אינה פולשנית, ומשום כך היא עדיפה בהרבה על ניתוח חקירתי.

 


יש לכם הערה לערך ?


חזרה לעמוד הקודם
חזרה לעמוד הראשי של האנציקלופדיה

חדשות
דעות
כלכלה
ספורט
צרכנות
תרבות ובידור
רכילות Pplus
מחשבים
בריאות
ירוק
יהדות
תיירות
רכב
אוכל
יחסים
סרטים
הוט
כלכליסט
משחקים
מקומי
לימודים
מדע
לאישה
דרושים
ynet-shops
ynettours
winwin
בעלי מקצוע
ביגדיל
 

אודות ועזרה
כתבו אלינו
עזרה
מדיניות פרטיות
תנאי שימוש
מפת האתר
ארכיון
מרכזי המבקרים
Israel News
 
אודות האתר
RSS
הפוך לדף הבית
ynet בסלולר
ניוזלטרים
פרסמו אצלנו
אנציקלופדיה
באבלס
ערוצי תוכן
חדשות
כלכלה
ספורט
תרבות
בריאות
מחשבים
נופש
Xnet
Yschool
יהדות
דעות
צרכנות
תיירות
אוכל
רכב
בעלי חיים
שופינג לאשה
כיכר השבת
יחסים
אסטרולוגיה
מעורבות
ירוק
לאשה
דילים
ynetArt
kick
כלכליסט
בלייזר
רכילות Pplus
מנטה
משחקים
mynet
מפות
פרוגי
כלים ושירותים
קניות
מניות
דרושים
מחירון רכב
דירות להשכרה
קופונים
זיכרונט
ידיעות בתי ספר
ידיעות אחרונות
דירות למכירה
לוח רכב
יד שניה
בעלי מקצוע
משחקים Games
עברית
דירות חדשות


YIT  - פיתוח אינטרנט ואפליקציותApplication delivery by radwarePowered by Akamaiהאתר פועל ברישיון אקו"םהאתר פועל ברישיון תל"יאקטיב טרייל
-nc  כל הזכויות שמורות לידיעות אינטרנט ©