ما هي الألياف المجوفة؟

الألياف المجوفة (HCF)، والمعروفة أيضًا باسم الألياف البلورية الضوئية المجوفة أو الألياف ذات النواة الهوائية، هي وسيلة نقل بصرية مبتكرة تستخدم الهواء كنواة لها بدلاً من زجاج الكوارتز التقليدي. يسمح هذا التصميم للإشارات الضوئية بالانتشار في الفراغ تقريبًا، مما يتيح نقل البيانات بسرعات قريبة من سرعة الضوء. تشمل المزايا والميزات الرئيسية للألياف المجوفة ما يلي:

1. الكمون المنخفض: نظرًا لأن الضوء ينتقل بشكل أسرع في الهواء منه في الزجاج، يمكن للألياف المجوفة أن تقلل زمن الوصول من 5 ميكروثانية لكل كيلومتر إلى 3.46 ميكروثانية لكل كيلومتر، مما يقلل تأخيرات النقل بنسبة 30% تقريبًا. وهذا أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب استجابات سريعة، مثل المعاملات المالية وتحليل البيانات في الوقت الحقيقي.

2. اللاخطية المنخفضة للغاية: بالمقارنة مع الألياف الصلبة التقليدية، تظهر الألياف المجوفة عدة مراتب ذات تأثيرات غير خطية أقل. وهذا يسمح بمستويات طاقة إدخال أعلى، ويدعم مسافات نقل أطول دون تشويه كبير للإشارة.

3. إمكانية تحقيق خسارة منخفضة للغاية: من الناحية النظرية، يمكن للألياف المجوفة تحقيق مستويات خسارة أقل من 0.1 ديسيبل/كم، وهو أقل من الألياف الصلبة الأفضل أداءً المتوفرة اليوم. وهذا يعني أنه يمكن نقل البيانات عبر مسافات أطول دون الحاجة إلى أجهزة إعادة الإرسال.

4. دعم النطاق الترددي الواسع: يمكن للهيكل الأمثل للألياف المجوفة أن يغطي نطاقًا طيفيًا يتجاوز 1000 نانومتر، ويدعم نطاقات متعددة (مثل نطاقات O، S، E، C، L، U)، مما يوفر مرونة كبيرة.

5. عتبة أضرار الليزر العالية: نظرًا لأن معظم الطاقة الضوئية تنتشر في الهواء، فإن امتصاص المواد يكون في حده الأدنى، مما يعزز المقاومة لليزر عالي الكثافة.

6. فتحة كبيرة ومرونة: تتميز الألياف المجوفة بفتحة مركزية أكبر مع الحفاظ على نصف قطر انحناء صغير، مما يسهل التكامل مع الأجهزة الأخرى والملاءمة لتطبيقات الأشكال المعقدة.

7. انخفاض التشتت والتسطيح: عادةً ما تُظهر الألياف المجوفة خصائص تشتت منخفضة ومنحنيات تشتت مسطحة، وهي مفيدة بشكل خاص لنقل البيانات عالي السرعة لمسافات طويلة.

8. القدرة على التكيف البيئي القوي: تشير التقارير إلى أن التدابير الفنية المحددة يمكن أن تمنع بشكل فعال تسرب الرطوبة أثناء النشر، مما يضمن الاستقرار والموثوقية في البيئات المختلفة.

مع تقدم التكنولوجيا، تتجه الألياف المجوفة تدريجيًا نحو التسويق، خاصة في الوصلات البينية لمراكز البيانات (DCI)، الكابل البحريالأنظمة والمناطق التي تتطلب اتصالات شبكة عالية الأداء. علاوة على ذلك، يُنظر إليها على أنها عنصر حيوي في البنية التحتية للاتصالات من الجيل التالي مع إمكانية إحداث تغيير كبير في طرق نقل المعلومات العالمية في السنوات القادمة.