ما هو التوصيل الألياف الضوئية

التعريف: التوصيل بالليف البصري هو تقنية تستخدم لتوصيل ليفين بصريين. في مجال الاتصالات بالألياف البصرية، يتم استخدام هذه التقنية لإنشاء روابط بصرية طويلة، مما يسهل نقل الإشارات البصرية بمدى طويل وبجودة عالية. تعتبر الأجهزة المتصلة أساساً مزدوجات تقوم بتوصيل الليف البصري أو حزم الألياف. عند توصيل ليفين بصريين، يجب مراعاة عوامل مثل الهندسة الليفية، والمحاذاة الصحيحة، والقوة الميكانيكية.

تقنيات توصيل الألياف البصرية

هناك ثلاث تقنيات رئيسية لتوصيل الألياف البصرية، وهي كالتالي:

التوصيل بالتذويب

التوصيل بالتذويب هو تقنية تخلق اتصالًا دائمًا (طويل الأمد) بين ليفين بصريين. في هذا العملية، يتم توصيل الليفين حراريًا. يعتبر الجهاز الكهربائي الذي يعمل كقوس كهربائي ضروريًا لإنشاء هذا الاتصال الحراري.

أولاً، يتم تحديد محاذاة الليفين بدقة وتوضعان معًا داخل حامل الليف. بعد إكمال المحاذاة، يتم تشغيل القوس الكهربائي. عند تشغيله، ينتج طاقة تسخن الوصل العنقودي. يتسبب هذا التسخين في ذوبان أطراف الليفين، مما يسمح لهما بالتلاصق معًا.

بعد التلاصق، يتم حماية الوصلة بواسطة تغطيتها بسترة من البولي إيثيلين أو طلاء بلاستيكي. الصورة التالية توضح عملية التوصيل بالتذويب للألياف البصرية:

باستخدام تقنية التوصيل بالتذويب، تكون الخسائر الناتجة عن الوصلة قليلة جدًا. بالنسبة للألياف البصرية الأحادية والمتعددة الأنماط، تتراوح نسبة الخسارة بين 0.05 إلى 0.10 ديسيبل. تعتبر تقنية ذات خسائر ضئيلة جداً مفيدة وعملية للغاية، حيث يتم فقد جزء ضئيل فقط من الطاقة المنقولة.

ومع ذلك، خلال عملية التوصيل بالتذويب، يجب تنظيم مصدر الحرارة بعناية. وذلك لأن الحرارة الزائدة قد تؤدي أحيانًا إلى وصلة هشة (حساسة).

التوصيل الميكانيكي

يشمل التوصيل الميكانيكي الفئتين التاليتين:

التوصيل ذو الفتحة V

في هذه التقنية للتوصيل، يتم اختيار قاعدة ذات فتحة على شكل V أولاً. ثم يتم وضع أطراف الليفين البصريين معًا داخل الفتحة. بعد أن يتم تحديد محاذاة الليفين بشكل صحيح في الفتحة، يتم تثبيت الاتصال باستخدام مادة لاصقة أو هلام متطابق للمؤشر، والذي يثبت الاتصال.يمكن صنع القاعدة V من البلاستيك، السيليكون، السيراميك، أو المعدن.الصورة التالية توضح تقنية توصيل الألياف البصرية ذات الفتحة V:

ومع ذلك، تسبب هذه التقنية خسائر أعلى في الليف مقارنة بالتوصيل بالتذويب. تعتمد هذه الخسائر بشكل أساسي على قطر النواة والغلاف، وكذلك محاذاة المركز بالنسبة للنواة.

من الجدير بالذكر أن الليفين لا يشكلان اتصالًا مستمرًا وسلسًا كما هو الحال في الطريقة المذكورة سابقًا، والوصلة شبه دائمة.

التوصيل بأنبوب مرن

تستخدم هذه التقنية أنبوبًا مرنًا لتوصيل الألياف، ويُطبق بشكل أساسي على الألياف البصرية متعددة الأنماط. الخسارة هنا تقريبًا مماثلة لتلك التي في التوصيل بالتذويب، ولكنها تتطلب معدات أقل ومعرفة تقنية أقل من التوصيل بالتذويب.الصورة التالية توضح تقنية التوصيل بأنبوب مرن:

عادة ما يكون المادة المرنة مطاطًا، وتحتوي على فتحة صغيرة قطرها أصغر قليلاً من قطر الليف المراد توصيله. يتم تشكيل طرفي الليف ليتسنى إدخالهما بسهولة إلى الأنبوب. عند إدخال الليف الذي قطره أكبر قليلاً من الفتحة، فإن المادة المرنة تمارس قوة متناظرة تمتد لتستوعب الليف. يضمن هذا التناظر محاذاة دقيقة بين الليفين. تتيح هذه التقنية توصيل ألياف بأقطار مختلفة، حيث يقوم الألياف بمحاذاة نفسها على محور الأنبوب.

مزايا توصيل الألياف

• يجعل من الممكن نقل الإشارات البصرية على مدى طويل.

• يقلل من الانعكاس أثناء نقل الإشارة.

• يوفر اتصالات ألياف شبه دائمة.

عيوب توصيل الألياف

• يمكن أن تتجاوز الخسائر في الألياف الحدود المقبولة أحيانًا.

• يزيد من الكلفة الإجمالية لنظم الاتصال بالألياف البصرية.

• يعطي التوصيل وصلات دائمة أو شبه دائمة. للاتصالات المؤقتة، يتم استخدام موصلات الألياف البصرية لتوصيل الليفين مؤقتًا.