الاتصال البصري هو وسيلة لنقل المعلومات باستخدام الضوء كموجة حاملة، عادة من خلال كابلات الألياف الضوئية أو في بعض الأحيان من خلال الفضاء الحر (الهواء، الفراغ، أو الماء). وهو يعمل عن طريق تحويل الإشارات الكهربائية إلى نبضات ضوئية، وإرسالها عبر وسيط نقل، ثم تحويلها مرة أخرى إلى إشارات كهربائية في الطرف المستقبل.
المكونات الأساسية
يتكون نظام الاتصالات البصرية الأساسي من ثلاثة أجزاء رئيسية:
جهاز الإرسال: يحول الإشارة الكهربائية إلى إشارة ضوئية باستخدام صمام ثنائي ليزر (LD) أو صمام ثنائي باعث للضوء (LED).
وسط الإرسال: عادةً ما يكون عبارة عن ألياف ضوئية (شريط رفيع من الزجاج أو البلاستيك). وفي بعض الحالات، يمكن أن يكون في الهواء الطلق (Free-Space Optics، FSO).
جهاز الاستقبال: يستخدم كاشف ضوئي (مثل الثنائي الضوئي PIN أو Avalanche Photodiode، APD) لتحويل الضوء الوارد مرة أخرى إلى إشارة كهربائية.
الخصائص الرئيسية
عرض النطاق الترددي العالي: يحتوي الضوء على تردد عالٍ جدًا (~10¹⁴ هرتز)، مما يسمح بسعة بيانات هائلة (تيرابت في الثانية).
خسارة منخفضة: تعاني الألياف الضوئية من فقدان إشارة أقل بكثير عبر المسافات الطويلة مقارنة بالأسلاك النحاسية.
الحصانة ضد التداخل: على عكس النحاس، لا تتأثر الألياف الضوئية بالتداخل الكهرومغناطيسي (EMI).
الأمان: من الصعب الوصول إلى كابل الألياف الضوئية دون أن يتم اكتشافه.
الأنواع الرئيسية
اتصالات الألياف الضوئية: العمود الفقري للإنترنت، وتستخدم في شبكات الاتصالات ومراكز البيانات (الحوسبة السحابية)، والبنية التحتية لتقنية الجيل الخامس (5G).
الاتصالات البصرية في الفضاء الحر (FSO): تستخدم للوصلات من قمر صناعي إلى قمر صناعي، أو وصلات من قمر صناعي إلى أرض، أو وصلات أرضية قصيرة المدى (على سبيل المثال، بين المباني).
باختصار، يعد الاتصال البصري الأساس المادي للعالم الرقمي الحديث، حيث يمكّن كل شيء بدءًا من بث الفيديو وحتى مجموعات الحوسبة الفائقة التي تعمل بالذكاء الاصطناعي من التواصل بسرعة عالية.
