מה הם סיביים אופטיים ואיך הם עובדים?

אז מהם סיבים אופטיים?

לאורך כל ההיסטוריה האנושית, פיתחנו מגוון רחב ויצירתי של דרכים להעביר מידע. מאז המצאת הטלגרף שהחל את מהפכת המידע, אנו רגילים לחשוב על תקשורת במונחים של תשתיות כבלים. המידע שלנו עשוי להיות מועבר על כבל חשמלי המעביר אותות, על קווי טלפון המעבירים את הצלילים המופקים מהפה שלנו, אל הכבל ומשם אל המרכזייה, או על גבי גלי רדיו. במשך שנים רבות, אופני תקשורת אלו – חוטית ואלחוטית, היו הבלעדיים. סיבים אופטיים פועלים בדרך שלישית. בשיטה זו, המידע מקודד אל קרן אור העוברת במורד צינור זכוכית או פלסטיק. הטכנולוגיה פותחה במקור עבור אנדוסקופים כבר בשנות ה-50 ואפשרה לראשונה לרופאים להציץ אל תוך הגוף מבלי לבצע חתכים מיותרים. תוך עשור אחד בלבד, מהנדסים כבר פיתחו דרך להוביל מידע בשיטה זו. טכנולוגיה זו מאפשרת לנו למעשה להעביר מידע כמעט במהירות האור.

כיצד סיבים אופטיים שדרגו את תשתיות האינטרנט?

כיום, סיבים אופטיים הם אמצעי הובלת המידע העיקרי בעולם למרחקים ארוכים. ישנן שלוש סיבות מרכזיות למגמה הזו:

• חסכוני יותר: נתוני מידע יכולים לנוע על פני מרחקים ארוכים פי 10 ללא הגברה על סיבים אופטיים מאשר על תשתיות חוטיות מסורתיות. מספר קטן יותר של מגברי אות מאפשר לחסוך בעלויות, במשימות תחזוקה ובניצולת האנרגיה.
• מינימום הפרעות: בעוד שכבלי נחושת מושפעים מהפרעות אלקטרומגנטיות, סיבים אופטיים יכולים לשאת את האור ללא כל הפרעה מגורם חיצוני ומבטיחים איכות אות טובה, יציבה ואמינה יותר.
• רוחב פס גבוה יותר: כפי שכבר ראינו, כבלים סיבים אופטיים יכולים לשאת הרבה יותר נתונים מאשר כבלי נחושת, על אותו קוטר כבל.

עכשיו, המהפכה הזו מגיעה עד לתשתיות האינטרנט הביתיות. ברמת השרת והרשתות הגדולות, היא כבר מזמן מאפשרת לשפר משמעותית את איכות ומהירות הובלת המידע. למעשה, סביר מאוד להניח שהמילים האלו שמופיעות מולך על המסך ממש עכשיו הגיעו אליך משרת המחובר בסיבים אופטיים. מנוע החיפוש שהוביל אותך לפה מופעל על ידי רשת עולמית של מסדי נתונים עצומים המחוברים באמצעות כבלי סיבים אופטיים בעלי קיבולת עצומה. למעשה, כבר שנים שהם עושים את רוב העבודה כשזה מגיע להובלת המידע.

מצטרפים לרשת הסיבים של פרטנר המאפשרת אינטרנט במהירות שיא>>

סיבים אופטיים: איך זה עובד?

כבל אופטי מורכב מסיבים דקיקים במיוחד מזכוכית או פלסטיק. כבל אחד עשוי להכיל החל משני סיבים ועד כמה מאות. כל אחד מהסיבים הללו הוא בעובי של עשירית משערה אנושית ויכול להוביל כמות אדירה של מידע. למעשה, שיא נפתח הנתונים שהובל אי פעם על ידי סיב אחת הוא 178 טרה בייט!

הסיבים מעבירים מידע בין שני מיקומים על גבי קרן האור באופן הבא: יחידת מחשב במיקום אחד ממירה את הנתונים לסדרה של פעימות אור. האור משודר במורד הכבל ונקלט בצד השני, הו תא פוטואלקטרי חכם ממיר את האור בחזרה לנתונים שניתנים לקריאה במחשב. במובנים רבים, טכנולוגיה זו עובדת על אותו עיקרון של הטלגרף, אך במהירות אדירה ובאמצעים ממוחשבים המאפשרים המרה איכותית ומהירה של המידע.

איך האור נשאר בתחומי הכבל?

שאלה מתבקשת שעשויה לעלות לאור ההסבר הזה היא: מה מונע מהאור "לברוח" דרך הכבל השקוף? מדוע הוא מובל כל הדרך אל היעד? ישנם שני גורמים שמאפשרים זאת:

• זווית ההקרנה – האור מוקרן בזווית שטוחה הגורמת לו להשתקף בחזרה אל מרכז הכבל בכל פעם שיתרחק ממנו.
• הכבל האופטי מורכב מהסיבים המכונים ליבת הכבל בהם עובר המידע וסביבם שכבת חיפוי. תפקידו של החיפוי הוא לשמור את אותות האור בתוך הליבה. מקדם השבירה הנמוך של החיפוי מאפשר לשמור אל האור בתוך הכבל.

מצטרפים לרשת הסיבים של פרטנר המאפשרת אינטרנט במהירות שיא>>

סוגי כבלי סיבים אופטיים

כאמור, סיבים אופטיים נושאים את אותות האור דרך מספר נתיבים. נתיבים אלו מכונים גם מצבים או Modes. המצב עשוי להניע את האור בנתיב ישר או בזוויות ופניות שונות בהתאם לצרכי המערכת. כל אחד מהסידורים השונים יוצר כבלים המיועדים למטרות שונות.

כבל חד מצבי (סינגל מוד)

לכבל זה ליבה דקיקה בקוטר של כ-5-10 מיקרון. בסיב מסוג זה, כל האותות עוברים בנתיב ישר ללא הקפצת האות לכיוונים שונים. אלו הסיבים המשמשים לטלוויזיה בכבלים, לטלפון בסיבים אופטיים וכמובן – לתשתיות האינטרנט החדשות המבוססות סיבים אופטיים שמשפרות את איכות הגלישה באופן חסר תקדים.

כבל רב מצבי (מולטי מוד)

בכבל מסוג זה, כל סיב אופטי גדול בערך פי 10 מזה שבכבל החד מצבי. משמעות הדבר היא שאלומות אור יכולות לעבור לאורך הליבה במגוון רחב של נתיבים וכיוונים, או במילים אחרות, במספר מצבים שונים. כבלים מסוג זה יכולים להוביל מידע רק למרחקים קצרים יחסית ולרוב משמשים לקישור בין רשתות מחשבים.

בתעשיית הרפואה, נעשה שימוש בסיבים לייצור אנדוסקופים המסייעים באבחון מחלות. בקצה העליון של הסיב העבה במיוחד ממוקמים עינית ונורה. הנורה מפיקה אור העובר במורד הכבל ועד לגוף המטופל. כשהאור מגיע לאיבר הנבחן, הוא משתקף ממנו וחוזר אל העינית. כך, מתקבלת תמונה שתשמש את הרופא. ישנה גם גרסה תעשייתית של הכלי, הנקראת פיברסקופ, שניתן להשתמש בה כדי לבחון רכיבי מכונות ורכבים.

אז מה הבשורה החדשנית במעבר לסיבים האופטיים?

אז תשתיות הסיבים האופטיים כבר מונחות בכל רחבי העולם. השינוי הגדול האחרון שמתרחש ממש עכשיו, הוא חיבור המחשבים הביתיים והמכשירים שלנו אל המערכת הזו. עד כה, חוברו בתים ומתחמי עסקים לרשת באמצעות תשתיות הטלפון. מהי משמעות הדבר? נניח שאנו מתכננים נסיעה למיאמי. גילינו שאין טיסות ישירות זמינות ולכן, הזמנו טיסה מישראל לניו יורק. כשהגענו לשם, גילינו שאין טיסה פנימית ושיש תקלה בשירות הרכבות. לכן, טסנו במטוס סילון מישראל עד ניו יורק, אבל את הדרך למיאמי, עשינו באופניים. זוהי בדיוק המציאות כיום בתשתיות האינטרנט. נתונים שטסים במהירות האור בכל רחבי העולם, מגיעים למחשב שלנו דרך חוט נחושת.

העברת התשתית הביתית לסיבים אופטיים משלימה את התמונה הזו ותאפשר ליהנות מרוחב פס ומהירות גלישה חסרי תקדים. כיום, כששימוש בשירותי סטרימינג, ניהול שיחות וידאו ומשימות "כבדות" רבות אחרות הופכות לחלק בלתי נפרד מהשגרה, הצעד הזה יכול לעשות שינוי אדיר. ככל שיישומי בית חכם וטכנולוגיות IoT יהפכו לנפוצות בבתים, תשתית ברוחב פס גבוה תהפוך ממותרות להכרח.

מצטרפים לרשת הסיבים של פרטנר המאפשרת אינטרנט במהירות שיא>>