الوضع الفردي مقابل الألياف متعددة الأوضاع: الفرق والمقارنة

الألياف الضوئية ، المعروفة أيضًا باسم الألياف الضوئية ، هي ابتكار يرسل البيانات كنبضات ضوئية عبر الألياف الزجاجية أو البلاستيكية. يمكن أن يتقلب عدد الألياف الزجاجية في كبل الألياف الضوئية من المئات إلى الآلاف.

الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الأوضاع هما نوعان فقط من الألياف الضوئية.

الوجبات السريعة الرئيسية

1. الألياف أحادية الوضع هي كبل ألياف بصرية يسمح بانتشار نمط واحد فقط من الضوء.
2. الألياف متعددة الأوضاع هي كبل ألياف بصرية يتيح انتشار أوضاع ضوئية متعددة.
3. تتميز الألياف أحادية الوضع بنطاق ترددي أعلى ومسافات إرسال أطول ، بينما تعد الألياف متعددة الأوضاع أقل تكلفة ومناسبة للمسافات الأقصر.

الألياف أحادية الوضع مقابل الألياف متعددة الأوضاع

تتميز الألياف أحادية النمط بقطر أساسي أصغر (8-10 ميكرون) من الألياف متعددة الأوضاع، مما يسمح فقط لنمط واحد من الضوء بالمرور عبرها. تتميز الألياف متعددة الأوضاع بقطر أساسي أكبر (50 أو 62.5 ميكرون) وتسمح لأنماط متعددة من الضوء بالمرور عبرها.

الألياف أحادية الوضع هي نوع من الألياف الضوئية تستخدم للإرسال عبر مسافات كبيرة. إنها في الأساس ألياف أحادية الوضع تُستخدم لنقل شعاع ضوء واحد أو وضع واحد.

لديها وضع إرسال واحد فقط. ويسمى أحيانًا بالألياف الضوئية أحادية الوضع.

تعد الألياف متعددة الأوضاع نوعًا آخر من الألياف الضوئية المستخدمة لنقل العديد من أشعة الضوء أو الأنماط. يمكن أن تنتقل هذه الأشعة بزوايا مختلفة وعلى مسافات أقصر بكثير.

انه يتكون من زجاج ألياف. تُعرف الألياف متعددة الأوضاع أيضًا بشكل أكثر شيوعًا باسم الألياف الضوئية متعددة الأوضاع.

جدول المقارنة

معلمات المقارنة	الألياف أحادية الوضع	الألياف المتعدد
قطر الدائرة	يبلغ القطر المركزي للألياف أحادية الوضع حوالي 8-10 ميكرومتر في الطول.	يبلغ القطر المركزي للألياف متعددة الأنماط حوالي 50-62.5 ميكرومتر في الطول.
مصدر بصري	المصدر البصري للألياف أحادية النمط هو الليزر لأنه يتطلب مصدر ضوء بحجم طيفي رقيق.	المصدر البصري للألياف متعددة الأوضاع هو LED لأنه يتطلب قطرًا مركزيًا ضخمًا مما يلغي الحاجة إلى حزمة مركزة.
تخفيف	نظرًا لأن الألياف أحادية النمط تنقل شعاعًا واحدًا من الضوء ، فإن النتيجة تكون أقل توهينًا.	نظرًا لأن الألياف متعددة الأوضاع تنقل العديد من أشعة الضوء ، فإن النتيجة تكون في مزيد من التوهين.
التكلفة	تعتبر الألياف الضوئية أحادية النمط أقل تكلفة ، لكن الأدوات اللازمة معها تجعلها مكلفة بعض الشيء في بعض الأحيان.	تعد الألياف الضوئية متعددة الأوضاع أكثر تكلفة ، ولكن الأدوات اللازمة معها لا تضيف تكلفة أكثر كما هو الحال في الألياف الضوئية الأخرى.
عرض النطاق الترددي	تتميز الألياف أحادية الوضع بعرض نطاق أكبر يبلغ حوالي 400 ميجاهرتز / كم.	تتميز الألياف متعددة الأوضاع بعرض علامة تجارية أقل بكثير يبلغ حوالي 50-60 ميجاهرتز / كم.

ما هي الألياف أحادية الوضع؟

الألياف الضوئية أحادية الوضع هي نوع من الألياف الضوئية التي تسمح لشعاع واحد فقط من الضوء بالانتشار معها. يتراوح قطر المركز إلى العلبة من 9 إلى 125 ميكرومتر في هذه الحالة.

يشار إليها أيضًا باسم الألياف الضوئية أحادية الوضع أو الألياف الضوئية أحادية الوضع. جميع الفوائد المرتبطة بالألياف الضوئية أحادية الوضع تجعلها مناسبة للاستخدام مع الابتكارات الضوئية الناشئة.

لأن قطر المركز صغير جدًا ، فقط ضوء واحد شعاع يمر عبر نفسه. من المعروف أن الألياف الضوئية المفردة تتكون من ثلاثة مكونات أساسية: اللب ، والغطاء ، والطلاء أو المخزن المؤقت.

يتكون المركز ، أو الجزء الحيوي ، من خيط ليفي واحد فقط. تمر الحزمة التي يشعها المصدر عبر هذا المقطع. يستلزم القطر الصغير للمركز استخدام شعاع ضوئي شديد التركيز كمصدر له.

ونتيجة لذلك ، فإنها تستخدم الليزر كنقطة منشأ بصرية. تتميز الألياف الضوئية أحادية الوضع بتشوه منخفض في شكل الموجة لأنها تنقل فقط شعاع ضوئي منفرد.

ونتيجة لذلك ، لا يُلاحظ التوزيع النموذجي ، مما يسمح بنقل التردد لمسافات طويلة بوتيرة تدفق متزايدة بشكل ملحوظ. نتيجة لذلك ، يتم زيادة عرض النطاق الترددي ، وهو ما يعد ميزة إضافية للألياف الضوئية أحادية الوضع.

ما هي الألياف متعددة الأوضاع؟

الألياف الضوئية متعددة الأوضاع هي أيضًا شكل آخر من أشكال الألياف الرقمية. تستمر أشعة الضوء العديدة عبر ليف بصري متعدد الأنماط في وقت واحد ، لكن كل منها يميل إلى الانعكاس بميل مختلف عن الآخر أثناء النقل.

وفي سيناريو الألياف الضوئية متعددة الأوضاع، يتراوح قطر المركز إلى الكسوة من 50-62.5 إلى 125 ميكرومتر. نظرًا لموثوقيتها وأدائها، تعد الألياف متعددة الأوضاع هي التفضيل الأول عندما يكون الارتباط داخل المبنى ضروريًا.

قد تكون التكاليف باهظة الثمن بعض الشيء ، لكن في النهاية الأمر يستحق ذلك بالنسبة للمستخدمين. في هذا السيناريو ، يكون قطر نقطة المركز هائلاً ، مما يتيح عددًا لا يحصى موجات الضوء للعبور من خلاله وبالتالي استخدام LED كمصدر ضوئي لها.

هناك العديد من الاحتمالات لأنماط للتواصل مع بعضها البعض نظرًا لأن العديد من الأوضاع تتكثف من خلال نقطة المركز. نتيجة لذلك ، يمكن أن يحدث انتقال متعدد الوسائط في ألياف متعددة الوسائط.

ونظرًا لأن النقل لمسافات طويلة يزيد من احتمالية التشتت داخل الألياف، فإن هذه تستخدم غالبًا في التطبيقات التي تتطلب مسافات صغيرة.

على الرغم من أن الألياف متعددة الأوضاع عبارة عن ألياف بصرية مكلفة ، إلا أن أجهزة النقل المرتبطة بها أقل تكلفة ، مما يجعلها خيارًا مناسبًا لمعظم المستخدمين.

الاختلافات الرئيسية بين الوضع المفرد والألياف متعددة الأوضاع

1. يتراوح القطر المركزي للألياف الضوئية أحادية الوضع من 8 إلى 10 ميكرومتر ، لكن القطر المركزي للألياف الضوئية متعددة الأوضاع يتراوح من 50 إلى 62.5 ميكرومترًا تقريبًا.
2. نظرًا لأن الألياف الضوئية أحادية الوضع لها أقطار صغيرة ، يكون من الصعب التعامل معها وزوجها أكثر من الألياف الضوئية متعددة الأوضاع.
3. في الألياف الضوئية أحادية النمط ، يؤدي إرسال حزمة ضوئية واحدة إلى تقليل التوهين. ومع ذلك ، فإن التوهين في الألياف الضوئية متعددة الأنماط يكون أكبر بسبب ارتداد العديد من أشعة الضوء.
4. تعد الألياف الضوئية أحادية الوضع أقل تكلفة من الألياف الضوئية متعددة الأوضاع ، ومع ذلك ، فإن المعدات المتصلة بالألياف الضوئية أحادية الوضع تكون أكثر تكلفة من الألياف الضوئية متعددة الأوضاع.
5. نظرًا لأن الألياف الضوئية أحادية الوضع لها خسائر أقل من الألياف الضوئية متعددة الأوضاع ، فيمكنها نقل إشارة محددة عبر نطاق أكبر. على عكس الألياف متعددة الأوضاع ، يكون نطاق نقل الألياف أحادية الوضع أكبر بحوالي 50 مرة.

مراجع حسابات

1. https://www.osapublishing.org/abstract.cfm?uri=oe-13-6-2019
2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/4811119/

آخر تحديث: 13 يوليو 2023