סיב אופטי
סיבים אופטיים
סיב אופטי הוא סיב שקוף המאפשר העברת אור מקצהו האחד לאחר ומבוסס על העקרון הפיזיקלי הנקרא החזרה גמורה (או החזרה מלאה) של קרן אור. את הרעיון להשתמש בסיבי זכוכית להעברת מידע הגה כבר ב1966 הסיני צ’רלס קאו (Charles Kao) שהבחין ביתרונות של שיטה זו על פני העברת אותות חשמליים בכבלי נחושת, לאחר ארבע שנים, ב1970 יוצר הסיב האופטי הראשון על ידי מספר חוקרים של חברת הזכוכית קורנינג האמריקאית.
מבנה וטכנולוגיה
הסיב מורכב מליבה ומעטפת שקופות, כאשר מקדם השבירה של הליבה גבוה מזה של המעטפת החיצונית ובכך יוצר מצב בו קרני האור “לכודות” בתוך הסיב ונעות לאורכו גם בפניות או פיתולים. המעטפת מוקפת בחומר אטום, המוקף בשכבת מגן (לרוב מקבלר) שאחראית לשמור על שלמות השכבות הפנימיות ולמנוע כיפוף יתר. האותות בסיב האופטי מועברים לרוב בתחום האינפרה אדום בגלים שאורכם מינימלי. סיבים אופטיים מונחים בדרך כלל בזוגות, כאשר סיב אחד משמש לשליחת נתונים והשני לקבלתם.
נהוג לחלק את הסיבים האופטיים לשתי קטגוריות –
• single mode – סיבים בהם מועבר מידע באורך גל (mode) אחד על מנת לא לגרום להפרעות ולהשיג שרידות גבוהה יותר, סיבים אלו יכולים להעביר מידע למרחקים של מעל 100 ק”מ ונפוצים בעיקר ברשתות WAN, בין ערים, מדינות ובכבלים תת מימיים. סיבי single mode מיוצרים לרוב בעובי של 90 מיקרומטר.
• Multi mode – סיבים בהם מועבר מידע בכמה אורכי גל במקביל, שיטה זו מאפשרת הגדלה משמעותית של רוחב הפס על חשבון איכות השידור. סיבים אלו מעבירים מידע למרחק של 300 עד 500 מטר, הם נפוצים בשימוש במיוחד ברשתות מקומיות, בתוך בניינים או בין בניינים סמוכים. סיבי Multimode מיוצרים בעובי שבין 50 ל65 מיקרומטר.
מהירות האור ורמת ההפרדה הגבוהה מאפשרות העברת נתונים בקצבים גבוהים מאד. הטכנולוגיה כיום מאפשרת העברת נתונים בקצבים של 40 מיליארד סיביות (ג’יגה-ביט – Giga bit) לשנייה, אך באמצעות טכנולוגיות חדשות ושליחת נתונים במספר אורכי גל בו זמנית יתאפשרו קצבים הנמדדים במיליוני מיליוני סיביות (טרה-ביט – Tera bit) בשנייה.
בשני קצוות הסיב האופטי ממוקם רכיב המשמש להמרת אותות חשמליים לאותות אופטיים ולהיפך.
שימושים
הסיבים האופטיים הופכים להיות אחת המדיות המקובלות ברשתות מחשבים, טלפוניה וטלויזיה בזכות העובדה שהם גמישים וניתן להעביר אותם בדומה לכבלי תקשורת אחרים המבוססים על נחושת, אך מכיוון שמדובר בהעברת אותות אופטיים ולא חשמליים הסיבים האופטיים מאפשרים קצבי תעבורה גדולים בהרבה. כמו כן לסיב האופטי יתרון על פני כבל מתכתי בכך שאינו פולט קרינה אלקטרומגנטית וכך ישנו קושי רב יותר להאזין/לגלות מידע שעובר על גבי הסיב.
סיבים אופטיים משמשים ברפואה במכשיר הנקרא אנדוסקופ (endoscope) לצורך צפייה באיברים פנימיים בגוף על ידי השחלת סיב אופטי דרך פתח קטן, ובנוסף קיים שימוש בסיבים אופטיים על מנת להאיר איזורים שאין איתם קו ראייה ישיר. מכשירים אלו משמשים גם בתעשיות אחרות בהן יש צורך לבחון איזורים לא נגישים כמו במערכת צינורות או במנועי סילון.
סיבים אופטיים משמשים גם בצעצועים ליצירת אפקטים ויצואליים ובארכיטקטורה על מנת להעביר את אור השמש לחללים פנימיים.
סיבים אופטיים
סיב אופטי הוא סיב שקוף המאפשר העברת אור מקצהו האחד לאחר ומבוסס על העקרון הפיזיקלי הנקרא החזרה גמורה (או החזרה מלאה) של קרן אור. את הרעיון להשתמש בסיבי זכוכית להעברת מידע הגה כבר ב1966 הסיני צ’רלס קאו (Charles Kao) שהבחין ביתרונות של שיטה זו על פני העברת אותות חשמליים בכבלי נחושת, לאחר ארבע שנים, ב1970 יוצר הסיב האופטי הראשון על ידי מספר חוקרים של חברת הזכוכית קורנינג האמריקאית.
מבנה וטכנולוגיה
הסיב מורכב מליבה ומעטפת שקופות, כאשר מקדם השבירה של הליבה גבוה מזה של המעטפת החיצונית ובכך יוצר מצב בו קרני האור “לכודות” בתוך הסיב ונעות לאורכו גם בפניות או פיתולים. המעטפת מוקפת בחומר אטום, המוקף בשכבת מגן (לרוב מקבלר) שאחראית לשמור על שלמות השכבות הפנימיות ולמנוע כיפוף יתר. האותות בסיב האופטי מועברים לרוב בתחום האינפרה אדום בגלים שאורכם מינימלי. סיבים אופטיים מונחים בדרך כלל בזוגות, כאשר סיב אחד משמש לשליחת נתונים והשני לקבלתם.
נהוג לחלק את הסיבים האופטיים לשתי קטגוריות –
• single mode – סיבים בהם מועבר מידע באורך גל (mode) אחד על מנת לא לגרום להפרעות ולהשיג שרידות גבוהה יותר, סיבים אלו יכולים להעביר מידע למרחקים של מעל 100 ק”מ ונפוצים בעיקר ברשתות WAN, בין ערים, מדינות ובכבלים תת מימיים. סיבי single mode מיוצרים לרוב בעובי של 90 מיקרומטר.
• Multi mode – סיבים בהם מועבר מידע בכמה אורכי גל במקביל, שיטה זו מאפשרת הגדלה משמעותית של רוחב הפס על חשבון איכות השידור. סיבים אלו מעבירים מידע למרחק של 300 עד 500 מטר, הם נפוצים בשימוש במיוחד ברשתות מקומיות, בתוך בניינים או בין בניינים סמוכים. סיבי Multimode מיוצרים בעובי שבין 50 ל65 מיקרומטר.
מהירות האור ורמת ההפרדה הגבוהה מאפשרות העברת נתונים בקצבים גבוהים מאד. הטכנולוגיה כיום מאפשרת העברת נתונים בקצבים של 40 מיליארד סיביות (ג’יגה-ביט – Giga bit) לשנייה, אך באמצעות טכנולוגיות חדשות ושליחת נתונים במספר אורכי גל בו זמנית יתאפשרו קצבים הנמדדים במיליוני מיליוני סיביות (טרה-ביט – Tera bit) בשנייה.
בשני קצוות הסיב האופטי ממוקם רכיב המשמש להמרת אותות חשמליים לאותות אופטיים ולהיפך.
שימושים
הסיבים האופטיים הופכים להיות אחת המדיות המקובלות ברשתות מחשבים, טלפוניה וטלויזיה בזכות העובדה שהם גמישים וניתן להעביר אותם בדומה לכבלי תקשורת אחרים המבוססים על נחושת, אך מכיוון שמדובר בהעברת אותות אופטיים ולא חשמליים הסיבים האופטיים מאפשרים קצבי תעבורה גדולים בהרבה. כמו כן לסיב האופטי יתרון על פני כבל מתכתי בכך שאינו פולט קרינה אלקטרומגנטית וכך ישנו קושי רב יותר להאזין/לגלות מידע שעובר על גבי הסיב.
סיבים אופטיים משמשים ברפואה במכשיר הנקרא אנדוסקופ (endoscope) לצורך צפייה באיברים פנימיים בגוף על ידי השחלת סיב אופטי דרך פתח קטן, ובנוסף קיים שימוש בסיבים אופטיים על מנת להאיר איזורים שאין איתם קו ראייה ישיר. מכשירים אלו משמשים גם בתעשיות אחרות בהן יש צורך לבחון איזורים לא נגישים כמו במערכת צינורות או במנועי סילון.
סיבים אופטיים משמשים גם בצעצועים ליצירת אפקטים ויצואליים ובארכיטקטורה על מנת להעביר את אור השמש לחללים פנימיים.
