Cairo UniversityFaculty of AgricultureDept. of Agric. Eng.

القاهرة جامعةالزراعة كلية

الزراعية الهندسة قسم

الضوئيـــــة األليـــافOptical Fiber

: اعدادفريد محمد السيد مريم

اشراف : تحت . هشام. محمد د ا

(األلياف البصرية ) الضوئية :-

تكون و النقـي الزجاج مـن مصـنوعة ألياف هـيــة ــمك ورفيعـــةطويلـ سـ ــمكها سـ يتعدى وال

حزم ـفي األلياف هذه ـمن العدـيد يجـمع الشعرةنقــل فــي وتســتخدم البصــرية الكابالت داخــلتصــل جداً بعيدة لمســافات ــة الضوئي اإلشارات

.200إلى كم

-: الضوئية األلياف تركيباأللياف تتركـــــــــبمــــــن الضوئيــــــةمتحدـتي اـسطوانتينــمى ــ تسـ ــز ــ المركـ

بالقلب Coreاألولــىباســطوانة محاطــةالغالف تـسمى أخرى

Cladding الغطاء ــم ثـ Bufferالواقي

Coating.

-: الضوئية األلياف تركيبا- 1 أ��و النســيج ( : Coreللــب )القل��ب مركــز وهــو (Fiber. عبره( الضوء وينتقلالخارجيــــة( Claddingالغالف- ) 2 المادة وهــــو

تعكس أن ومهمتها بالقلب تحيط والتي للنسيجمن الخارج .القلبالضوء إليه وتعيده

الحماـية- ) 3 ـعن( Buffer Coatingغطاء عباره وـهوالنســيج حمايــة ومهمتــه البالســتيك مــن غطاء

. والرطوبة الضرر من الضوئي

ترتــب* الضوئيــة األلياف هذه مــن اآلالف مئات . وهذه ضوئية كابالت شكـــل علـــى حزم فـــي

للكاـبل تحـمىالِحَزم الخارـجي الغالف بواـسطةالغالف ) (.Jacketوتسمى

-: الضوئية األلياف أنواع-: أساسيين نوعين الى الضوئية األلياف تنقسم

المفرد- 1 النمط ذات Single-Mode Fiber : األلياف

ـكل ـفي فـقط واحدة ضوئـية إشارة خاللـها ـمن نتـقلي ـف تخدم تـس ي وـه ة الحزـم ألياف ن ـم ة ضوئـي ة ليـف

. التلفزيون وكابالت الهاتف شبكات

النـمط- 2 متعددة م : Multi-Mode Fiberاأللياف يـت ا بـهالليـفة خالل ـمن الضوئـية اإلشارات ـمن العدـيد نـقلــل أفض ــتخدامها اس ــل يجع ــا مم الواحدة ــة الضوئي

. الحاسوب لشبكات

-: الضوئية األلياف أنواع

-: الضوئية األلياف أنواع

-: الضوئية األلياف عمل كيفية ) قفزات ) ــع م ــار المس ــب الل خالل ــافر يس الضوء ) االنعطاف ) نقاط د عـن ة المرـآ الغالف مـن منتظمـة

الكلي ) ي الداخـل باإلنعكاس يسـمى مـا TotalحسـبInternal Reflection )مــن أــي يمتــص ال الغالف وألــن

ــن فإ ــب القل ــل داخ ــة المتنقل ــة الضوئي اإلشاراتبعيدة لمـسافات تنتـقل ـأن يمـكن الضوئـية اإلشاراتاأللياف ــل داخ ــف تضع اإلشارات هذه ــض بع ــن لكالذي والمدى مثال ه وتلوـث الزجاج نقاوة عدم بب بـسعلــى يعتمــد اإلشارات هذه فيــه تضعــف أــن يمكــنوأيضـا األلياف ه مـن تصـنع الذي الزجاج نقاوة ة درـج ( ً مثال ه خالـل المرـسل للضوء الموـجي الطول د يعتـم

ن 850 بـي يتراوح بمقدار ف يضـع ر ى 60نانوميـت 75إـل ) يضعــف األلياف ــض بع و ــر مت ــو كيل ــل لك ــة بالمائ

اـقل ) بمقدار ا فيـه د% 10اإلشارة عـن ر كيلومـت ل لـكالموجي (.1550الطول نانوميتر

-: الضوئية األلياف نظام1- :Transmitter اإلشارة ــر يشفـ و ــج ينتـ الذي ــو هـ

هـــو بـــه األســـاسي الجزء يكون حيـــث الضوئيـــةيكون قـد الذي الضوئـي فإذا LEDأـو Laserالمصـدر

معلومــة أــي أــو تلفزيونيــة إشارة نقــل مثال أردنــاطبقـا ة الضوئـي الشارة ر تحوـي الضروري مـن ه فاـن

نقلها المراد .للمعلومة

شدتهــا • بتغييــر يتــم قــد الضوئيــة اإلشارة تحويــروانخفاـضا إشعالـها analogue modulationارتفاـعا ـأو

ب يعرف ما وهـــو تتابـــع فـــي digitalوإطفائهـــاmodulation.

2 -Fiber-optic :اإلشارة بتوصــــيل يقوم الذي هــــو . الكبيره المسافات عبر الضوئية

-: الضوئية األلياف نظام3 -Receiver : ويفـــك ــة الضوئيـ اإلشارة ــتقبل يسـ

ى إـل ترسـل ة كهربـي إشارة ى إـل ا ليحولـه ا شفرتـهــو ــ أـ التليفزيون يكون ــد ــ قـ الذي ــتخدم ــ المسـ

التليفون.

الكلي ــي الداخل Total internal-:االنعكاسreflection

-: الضوئية األلياف عمل كيفية . االنعكاس يحدث ال و السـاقط للشعاع كامـل انعكاس هـو

: شرطين بتوفر إال التاممعامـــل • فـــي اختالف إلـــى الســـاقط الشعاع تعرض إذا

وسـط, ى إـل وسـط مـن عبوره عنـد يحدث هذا و االنكسـار.آخرالحرـجة • الزاوـية ـمن أـكبر الـسقوط زاوـية غدت إذا

من أصغر °.90و

هي التام االنعكاس ظاهرة تطبيقات أبرز . حزمة بعث يتم حيث الضوئية األلياف

الليف عبر بالبيانات محملة ضوئيةالحرجة الزاوية من أكبر بزاوية الضوئي

, حتى كليا ارتدادا ترتد تنفك فال به الخاصة. هدفها تبلغ

-: الضوئية األلياف عمل كيفية

-: الضوئية األلياف عمل كيفيةالحرجة Critical angle-: الزاوية

كثافــة األكــبر الوســط فــى ســقوط زاويــة هــى ) تقابلهــا ) االنكســار معامــل فــى األكــبر ضوئيــةة ضوئـي ة كثاـف ل األـق الوسـط ى ـف انكسـار ة زاوـي

) تساوى) االنكسار معامل فى ° .90األقل

على :-األليافتطبيقات الضوئية 1 : ة- الجراحـي العمليات إجراء بي الـط المجال ي ـف

مـثل الداخلـية الجـسم أجزاء رؤـية ويمـكن الدقيـقة) المعدة) تنظير

2 : األوســع- المجال ــو وه االتصــاالت مجال ــي فتطبيقات مثل التطبيقات من عشرات يضم الذي

. وغيرها والتلفزيونات االتصاالت3 : ــن- يمك ــث حي ــة الوراثي ــة الهندس مجال ــي ف

ة الوراثـي األمراض ع ومـن ة الوراثـي الشفرة ك تفكـي.... الدم وفقر داون ومتالزمة كالسكري

4 : الصـعب- ن ـم ه اـن ث حـي العسـكري المجال فـي. اإلشارة وسحب عليها التجسس

ال* الدب فرو الن الدب فراء ي ـف د توـج ا انـه ا كـمالفراء شعيرات وانـما فـقط حرارـيا عزال ـله يوـفرالـتي البـصرية االلياف ـمن هآئـلة كمجموـعة تعـمل

البنفسجية . فوق األشعة تعكسالعمليات- 5 اجراء و التدريـــــــس مجال فـــــــي

الحسابية.

:-األليافمميزات الضوئية ــة- 1 الضوئي األلياف ــل كب ــل داخ ــل تنتق اإلشارات

ل الكـب ل داـخ والسـرعة ، الفراغ ي ـف الضوء بسـرعةبســبب الفراغ فــي الضوء ســرعة مــن اقــل تكونصــناعة فــي المســتخدمة الزجاجيــة المادة طبيعــةالزجاجـية المادة هذه ـإن علماً الضوئـية األلياف كـبل

و ) الشواـئب ـمن الكثـير هذه( 80إـلى( )50تحوي ـمنعلــى تنتقــل التــي اإلشارات ســرعة هــي الســرعة

األخر . الكبلاأللياف- 2 كبـــل فـــي المنقولـــة المعطيات ســـعة

إلى الواحدة الثانية في تصل ( Gbps .)10الضوئيةبـسبب- 3 المعطيات ي ـف ل تداـخ او تضارب ل يعـم ال

بالفـيض ر يتأـث ال ه اـن ي ـأ كهرباـئي ـسلوك وجود عدمالكهرومغناطيسي .

:-األليافمميزات الضوئية القدرة- 4 ــن إ ــي أ ، ــة المنقول لإلشارات ــف تضعي

ة قليـل تكون ـس ة الضوئـي األلياف ل كـب ي ـف ة الضائـعجداً .

اـنه- 5 بـسبب كهربائـية حلقات ـأو توـصيالت توـجد الوال ، ي الكهرباـئ التيار مـع يتعامـل ال ، معدن ليـسعليـــه تســـكن حتـــى خارجيـــة شبكـــة أـــي يحوي

الشحنات . والوزن- 6 الحـجم حـيث ـمن الضوئـية األلياف كبالت

ولـكن الزجاج ن ـم ة مكوـن ا أنـه بـسبب ـصغيرة تكونكبيرة . تكون المرونة

الضوئيـة- 7 األلياف كبالت اسـتخدام الممكـن مـنبسـبب ك وذـل ، الحرارة درجات ن ـم بير ـك ز حـي ي ـفان أــي ، التصــنيع فــي المســتخدمة المادة طبيعــة

المحوري ل الكـب مدى ـمن بر اـك يكون ـسوف المدىCoaxial Cable ـفي الحرارة درجات ارتفاع ن حـي ـفي

. يتأثر سوف المحوري الكبل