• Τι είναι η οπτική ίνα;
• Σε τι χρησιμεύει η οπτική ίνα;
• Πώς λειτουργεί η οπτική ίνα;
• Χαρακτηριστικά οπτικών ινών
• Πλεονεκτήματα των οπτικών ινών
• Μειονεκτήματα των οπτικών ινών

Εξηγούμε τι είναι η οπτική ίνα και πώς λειτουργεί. Επιπλέον, σε τι χρησιμεύει, χαρακτηριστικά, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των οπτικών ινών.

Οι οπτικές ίνες είναι το πιο προηγμένο διαθέσιμο μέσο μετάδοσης καλωδίων.

Τι είναι η οπτική ίνα;

Οι οπτικές ίνες είναι ένα φυσικό μέσο μετάδοσης του πληροφορίες, κοινό στα δίκτυα δεδομένων και τηλεπικοινωνιών, που αποτελείται από ένα λεπτό νήμα γυαλιού ή πλαστική ύλη, μέσω των οποίων παλμοί των φως λέιζερ ή led, που περιέχει το δεδομένα μεταδιδω.

Μέσω της μετάδοσης αυτών των φωτεινών παλμών, οι πληροφορίες μπορούν να αποστέλλονται και να λαμβάνονται με υψηλές ταχύτητες μέσω καλωδίου, ασφαλές από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και με ταχύτητες παρόμοιες με αυτές του ραδιοφώνου. Αυτό καθιστά τις οπτικές ίνες το πιο προηγμένο διαθέσιμο μέσο μετάδοσης καλωδίων.

Η εφαρμογή οπτικών ινών είναι κληρονόμος αιώνων έρευνα Υ πειραματισμός για το φως και τις ιδιότητες του, από την αρχαιότητα, όταν οι Έλληνες επικοινωνούσαν μέσω της αντανάκλασης του ηλιακού φωτός σε μικρούς καθρέφτες, τα οπτικά πειράματα του Επιστημονική επανάσταση, μέχρι την εφεύρεση της οπτικής τηλεγραφίας το 1792 από τον Claude Chappe, και το μεταγενέστερο έργο των Γάλλων φυσικών Jean-Daniel Colladon και Jacques Babinet και του Ιρλανδού John Tyndall, όλα στα τέλη του 19ου αιώνα.

Οι οπτικές ίνες ως τέτοιες δεν θα απολάμβαναν το ενδιαφέρον των μηχανικών μέχρι το 1950 και το 1970 θα κατασκευαζόταν το πρώτο κομμάτι, χρησιμοποιώντας ακαθαρσίες τιτανίου σε πυρίτιο, από τη δουλειά των Robert Maurer, Donald Keck, Peter Schultz και Frank Zimar. Η πρώτη μετάδοση πληροφοριών μέσω αυτού του μέσου έγινε στις 22 Απριλίου 1977 στο Λονγκ Μπιτς της Καλιφόρνια και τη δεκαετία του 1980 τελειοποιήθηκε και άρχισε να εφαρμόζεται σε διεθνή κλίμακα.

Σε τι χρησιμεύει η οπτική ίνα;

Οι οπτικές ίνες είναι ιδανικές για καλωδιακές τηλεπικοινωνίες, επιτρέποντας τη δημιουργία δικτύων υπολογιστών μεγάλης εμβέλειας και τοπικών υπολογιστών, με ελάχιστη απώλεια πληροφοριών στην πορεία.

Οι εφαρμογές του είναι ποικίλες σε αυτόν τον τομέα, επιτρέποντας την απόκτηση υλικού δικτύου, αισθητήρων οπτικών ινών (για θερμοκρασία, Πίεση ή επίπεδα φωτός), υλικό φωτισμού (ιδιαίτερα αποτελεσματικό αφού δεν απαιτεί εγγύτητα στην πηγή φωτός) και είναι επίσης χρήσιμο για διακόσμηση (υπάρχουν δέντρα Χριστούγεννα κατασκευασμένο από οπτικές ίνες) ή ως συστατικό ημιδιαφανούς σκυροδέματος.

Πώς λειτουργεί η οπτική ίνα;

Η αρχή λειτουργίας της οπτικής ίνας είναι αυτή του νόμου του Snell, που επιτρέπει τον υπολογισμό της γωνίας διάθλασης του φωτός όταν περνά από το ένα μέσο στο άλλο με διαφορετικό δείκτη διάθλασης.

Έτσι, μέσα στην ίνα, οι δέσμες φωτός παγιδεύονται και διαδίδονται στον πυρήνα, δεδομένων των φυσικών ιδιοτήτων της επένδυσης και της κατάλληλης γωνίας ανάκλασης, μεταφέροντας τις πληροφορίες που αποστέλλονται στον προορισμό. Στο τελευταίο λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο με τον τηλέγραφο.

Χαρακτηριστικά οπτικών ινών

Η οπτική ίνα που χρησιμοποιείται σήμερα αποτελείται από έναν πυρήνα από πλαστική ύλη ή γυαλί (οξείδιο πυριτίου και γερμανίου) που έχει υψηλό δείκτη διάθλασης, καλυμμένο με παρόμοιο πλαστικό, αλλά με χαμηλότερο δείκτη διάθλασης.

Έτσι, σύμφωνα με τον μηχανισμό διάδοσης του φωτός στο εσωτερικό, η οπτική ίνα μπορεί να είναι δύο τύπων:

• Μονότροπη ίνα. Επιτρέπει τη διάδοση ενός μόνο τρόπου φωτός, μειώνοντας τη διάμετρο του πυρήνα της ίνας, επιτρέποντας την αποστολή πληροφοριών σε μεγάλες αποστάσεις και με καλό ρυθμό μεταφοράς.
• Πολυτροπική ίνα. Επιτρέπει στις δέσμες φωτός να διαδίδονται με περισσότερους από έναν τρόπους (περισσότερους από χίλιους διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας), γεγονός που αυξάνει το περιθώριο σφάλματος και το κάνει να μην συνιστάται ιδιαίτερα για συνδέσεις πολύ μεγάλων αποστάσεων.

Πλεονεκτήματα των οπτικών ινών

Οι οπτικές ίνες είναι η πιο γνωστή μορφή καλωδιακής μετάδοσης δεδομένων.

Η οπτική ίνα έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

• Καταλαμβάνει λίγο χώρο. Δεδομένου του μικρού του μεγέθους, αλλά είναι εξαιρετικά ευέλικτο, γεγονός που διευκολύνει την εγκατάστασή του.
• Είναι ελαφρύ. Λοιπόν, ζυγίζει οκτώ φορές λιγότερο από ένα συμβατικό καλώδιο.
• Παρουσιάζει μεγάλη αντίσταση. Τόσο μηχανικό όσο και θερμικό, και αντέχει καλά διάβρωση.
• Είναι πιο οικολογικό. Σε σύγκριση με τα απόβλητα που αφήνουν οι συμβατικές καλωδιώσεις.
• Ανοσία σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Δεδομένης της φύσης των συστατικών του.
• Γρήγορο, αποτελεσματικό και ασφαλές. Είναι η πιο γνωστή μορφή καλωδιακής μετάδοσης δεδομένων.

Μειονεκτήματα των οπτικών ινών

Τα μειονεκτήματα των οπτικών ινών επισημαίνουν τα εξής:

• Είναι εύθραυστα. Δεδομένου ότι το τζάμι στο εσωτερικό είναι επιρρεπές στο σπάσιμο.
• Απαιτεί μετατροπείς. Για να επιστρέψετε το ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΦΩΤΟΣ με την πληροφοριακή του έννοια.
• Οι συναρμογές είναι δύσκολες. Ειδικά στις αγροτικές περιοχές.
• Δεν μεταδίδει ηλεκτρική ενέργεια. Επομένως, απαιτεί πολύπλοκους εκπομπούς και μεταφορείς, των οποίων η προμήθεια Ενέργεια δεν μπορεί να ληφθεί από την ίδια τη γραμμή.
• Παλαιώνει παρουσία νερού. Κάτι που περιορίζει την παγκόσμια εφαρμογή του.
• Δεν υπάρχουν οπτικές μνήμες.