من خلال الضوء، يمكننا مراقبة الزهور والنباتات المحيطة وحتى العالم. ليس هذا فحسب، بل يمكننا أيضًا من خلال “الضوء” نقل المعلومات، وهو ما يسمى بالاتصال بالألياف الضوئية. وعلقت مجلة ساينتفيك أمريكان ذات مرة: “إن الاتصالات عبر الألياف هي واحدة من أهم أربعة اختراعات منذ الحرب العالمية الثانية. اتصالات الألياف الضوئية، لن يكون هناك إنترنت وشبكات اتصالات اليوم. "
الاتصال بالألياف الضوئية هو وسيلة اتصال تستخدم فيها الموجات الضوئية كحامل وتستخدم الألياف الضوئية أو الألياف الضوئية كوسيط إرسال. ويعود أصل الاتصال "الخفيف" بالمعنى الحديث إلى الهاتف البصري الذي اخترعه بيل في 1880. يشتمل الهاتف البصري على مصدر ضوء من مصباح قوسي، وميكروفون يستقبل شعاع الضوء استجابة للصوت، وجهاز استقبال يستعيد إشارة الصوت الأصلية. والمبدأ هو تحويل صوت المرسل إلى إشارة بصرية . بعد الإرسال، يعود جهاز الاستقبال إلى الإشارة الكهربائية، ومن ثم يتم استعادة الإشارة الكهربائية إلى مكالمة صوتية.
على الرغم من أن الاتصالات "الخفيفة" لها بداية جيدة، إلا أن تكنولوجيا اتصالات الألياف الضوئية لم يتم تطويرها بشكل جيد لفترة طويلة. أولا، لأنه لم يتم العثور على مصدر ضوء مناسب. ثانيا، لم يكن هناك وسيلة جيدة لنقل الإشارات الضوئية. في الستينيات، ألهمت ولادة ليزر الياقوت العلماء. يتمتع الليزر بمزايا الطيف الضيق، والاتجاه الجيد، والتردد العالي وانتظام الطور، مما يجعله مصدرًا مثاليًا لاتصالات الألياف الضوئية. في عام 1966، اقترح جاو سونج الحائز على جائزة نوبل استخدام ألياف زجاج الكوارتز (أي الألياف الضوئية، المشار إليها باسم (مثل الألياف الضوئية) كوسيط للاتصالات الضوئية. وبناءً على هذه النظرية، في عام 1970، أنفقت شركة كورنينج الأمريكية 30 مليون دولار أمريكي لإنتاج ثلاث عينات من الألياف بطول 30 مترًا، وهي أول ألياف في العالم ذات استخدام عملي قيمة اتصالات الألياف الضوئية. عند هذه النقطة، بشرت تكنولوجيا الاتصالات بالألياف الضوئية في ربيع التنمية.
تتكون اتصالات الألياف الضوئية بشكل أساسي من ثلاثة أجزاء، الألياف الضوئية، وجهاز الإرسال البصري، وجهاز الاستقبال البصري. باختصار، يمكن لجهاز الإرسال البصري تحويل الإشارة الأصلية إلى إشارة ضوئية، والتي يتم إرسالها إلى جهاز الاستقبال البصري عبر قناة الألياف الضوئية، وأخيرًا يقوم جهاز الاستقبال البصري باستعادة الإشارة المستقبلة إلى الإشارة الأصلية.
لم يدخر الناس أي جهد لتطوير تكنولوجيا اتصالات الألياف الضوئية لأنها لا تتمتع بمزايا تقنية متفوقة فحسب، بل تتمتع أيضًا بقدرة تنافسية اقتصادية قوية مقارنة بطرق الاتصال السابقة. ويبلغ تردد الموجة الحاملة الضوئية المستخدم لاتصالات الألياف الضوئية حوالي 100 هرتز، وهو بعيد جدًا يتجاوز تردد الموجات الدقيقة من 1 جيجا هرتز إلى 10 جيجا هرتز. وهذا يعني أن سعة المعلومات للاتصالات الضوئية أعلى 10000 مرة من قدرة أنظمة الموجات الدقيقة. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع اتصالات الألياف الضوئية أيضًا بقدرة جيدة على مقاومة التداخل، مثل مقاومة التداخل ضوضاء الخلفية والتداخل الكهرومغناطيسي المضاد، والذي يمكن أن يضمن خصوصية الاتصال وأمانه إلى حد معين، والحجم صغير وسهل التركيب.
اليوم، يتم استخدام اتصالات الألياف الضوئية على نطاق واسع في شبكات الاتصالات والإنترنت وشبكات تلفزيون الكابل. إنها تتطور في اتجاه السرعة العالية والحزم والشبكات والذكاء، مما يضخ حيوية جديدة في مجال الاتصالات. ومع ذلك، مع الارتفاع السريع لتطبيقات الإنترنت عبر الهاتف المحمول والحوسبة السحابية والبيانات الضخمة وإنترنت الأشياء، كما أن زيادة حركة المرور تجلب تحديات كبيرة لشبكة المعلومات والاتصالات، وأصبح حل مشكلة "النمو الهائل" لتدفق بيانات الشبكة بمثابة قمة تنافسية في مجال المعلومات والاتصالات العالمية.
هذا العمل هو العمل الأصلي لـ "العلم الشعبي الصيني - المبدأ العلمي نقطة واحدة يجب فهمها"