סיבים אופטיים

כולם מדברים על סיבים אופטיים, אבל מה זה באמת אומר? איך הם עובדים? איזה סוגים של סיבים קיימים? ולמה משמש כל סוג?

סיבים אופטיים חוללו מהפכה בטכנולוגיית התקשורת כאשר הם מספקים העברה מהירה ואמינה יותר של נתונים מאשר כבלי הנחושת (או ה Coax) הסטנדרטיים. כיום הם משמשים לתקשורת אינטרנט, מכשירים רפואיים ובתעשייה.

כיצד פועל סיב אופטי?
כשמו כן הוא, סיב דק מאוד מפלסטיק (או זכוכית) אשר מוקף בשכבת פלסטיק או זכוכית אטומה שתפקידה להחזיר אור אל תוך הסיב ומונעת את "בריחתו". כאשר אור מועבר דרך ליבת הסיב, הוא נע בצורה של סדרה של פעימות אשר "קופצות" מקירות הליבה ומוחזרות הלוך ושוב בין הליבה לחיפוי. תהליך זה ידוע כהשתקפות פנימית מוחלטת. כאשר פעימות האור עוברות דרך הסיב, הן נתונות להנחתה, או לאובדן עוצמת האות, עקב בליעה ופיזור האור בתוך הסיב. כדי למנוע זאת, סיבים אופטיים מתוכננים עם סוג מיוחד של זכוכית או פלסטיק ששיעור ההנחתה בו נמוך מאוד.

סוגי סיבים אופטיים –
ישנם מספר סוגים של סיב אופטי (אנו נעסוק בשניים העיקריים הנפוצים יותר בבתים ובעסקים):

  1. סיבים אופטיים מפלסטיק –
    אלה משמשים בדרך כלל ביישומי תקשורת למרחקים קצרים מאוד כגון רשתות רכב, מערכות בקרה תעשייתיות וכו'
  2. סיבים מדורגים –
    אלה משמשים ביישומי תקשורת וטלוויזיה בכבלים (CATV).
  3. סיבי קריסטל פוטוניים –
    סיבים אלו משמשים בחישה, ספקטרוסקופיה ויישומים אחרים שבהם חשובים איכות שידור גבוהה ואובדן נמוך.
  4. סיבים שומרי קיטוב –
    אלה משמשים במכשירים אשר שמירה על הקיטוב בהם היא קריטית למדידות מדויקות.

הסוגים הנפוצים יותר של סיבים אופטיים הם:

Single-mode fiber – בעלי קוטר ליבה קטן (בד"כ עד 10 מיקרון). המשמעות היא שרק אות אור אחד יכול לעבור דרך הסיב בכל פעם, וכתוצאה מכך נוצרת קרן אור צרה וממוקדת יותר. זה מאפשר לסיבים במצב יחיד להעביר נתונים למרחקים ארוכים יותר ובמהירויות גבוהות יותר עם אובדן אות ועיוות מינימליים, מה שהופך אותם לאידיאליים עבור יישומי טלקומוניקציה למרחקים ארוכים ויישומי נתונים מהירים.

Multi-mode fiber – לעומת ה – Single-mode לסיב זה קוטר ליבה עבה יותר (50-62 מיקרון) המאפשר למספר אותות אור לעבור דרך הסיב אשר מביא לאלומת אור רחבה יותר ופחות ממוקדת, המגבילה את המרחק והמהירות שבה ניתן להעביר נתונים ללא אובדן אות ועיוות משמעותי. סיבים מולטי-מודים משמשים בדרך כלל ביישומים למרחקים קצרים יותר, כגון רשתות LAN ומרכזי נתונים, שבהם דרישות המהירות והמרחק פחות תובעניות.

התקלות הנפוצות בטכנולוגיה זו הן: קרע בסיב וקיפול של הסיב. בשני המצבים נמנע מעבר האור והרשת מתנתקת. סיב אופטי אמנם נחשב לטכנולוגיה יציבה ויעילה יותר מהטכנולגיות הקודמות (DSL בתשתית נחושת, Cable על תשתית Coax למשל) עם זאת, כאשר נוצרת תקלה היא לרוב תהיה חמורה יותר ומשביתה יותר.

ההבדלים העיקריים ביניהם או אפשרויות מצבי האור שמאפשרים עבודה למרחקים ארוכים/קצרים יותר ומהירות תקשורת גבוהה/נמוכה יותר בהתאם לסוג הסיב. לכל סוג סיב יש את היתרונות והחסרונות שלו ובחירת סוג הסיב תיעשה לפי סוג המידע שעובר דרכו, המרחק, עלות הסיב וקלות ההתקנה. סיבים אופטיים הם טכנולוגיה מהפכנית ששינתה את הדרך בה אנו מתקשרים ומעבירים מידע. היכולת שלו להעביר נתונים למרחקים ארוכים עם מעט מאוד אובדן אות הפכה אותו לכלי חיוני בתחום התקשורת. ככל שהטכנולוגיה ממשיכה להתפתח, סיבים אופטיים ככל הנראה ימשיכו לשחק תפקיד חשוב יותר ויותר בחיינו.