במהירות האור – על השימושים האפשריים בסיבים אופטיים

סיבים אופטיים עשויים מחומר שקוף, בדרך כלל מזכוכית, הם אחראים על העברת נתונים במהירות עצומה בהשוואה למהירות האפשרית בתשתיות מהדור הקודם כמו כבלים. חוקרים עובדים במרץ על פיתוח של סיבים חדשים שיהפכו למהירים יותר ויגיעו לקצב העברת נתונים של 73.7 טרה ביט לשנייה, כלומר העברת נתונים בקצב המגיע קרוב למהירות האור.

מידע כללי על סיב אופטי

סיב אופטי מאפשר העברת אור מקצה אחד לקצה אחר על בסיס העיקרון הפיזיקלי של החזרה גמורה של קרן אור. הרעיון לפיתוח סיבי זכוכית להעברת מידע פותח על ידי חוקר סיני בשם צ’ארלס קאו, ובשנת 1970 יוצר הסיב האופטי הראשון.

סיב אופטי עשוי מליבה ומעטפת שקופות, כאשר מקדם השבירה של ליבת הסיב גבוה מזה של המעטפת כדי לאפשר לקרני האור לנוע לאורך הסיב גם בפיתולים. המעטפת של הסיב האופטי מצופה בשכבת פלסטיק כדי להגן על הסיב מפני מכות ושריטות. האותות המועברים בסיב האופטי הם לרוב גלים הנמצאים בתחום האינפרה אדום ואורכם הוא כ-1.55 מיקרומטר. את הסיבים האופטיים מניחים לרוב בזוגות וכך סיב אחד אחראי על שליחת הנתונים והסיב השני אחראי על קבלתם.

כדאי לדעת כי ספקיות התקשורת בארץ החלו לפרוס תשתיות של סיבים אופטיים מסוג 1-IC, בעיקר בערים הגדולות ובאזור המרכז, והספקיות מציעות ללקוחות מהירות גלישה של עד 1 ג’יגה.

סיבים אופטיים מבטיחים לא מעט יתרונות למגזר העסקי והציבורי וללקוחות הקצה הפרטיים. היתרונות העיקריים של הסיב האופטי הם:

• מהירות גלישה – הסיב האופטי מאפשר קצב העברת נתונים במהירת גבוהה מאוד, הטכנולוגיה המתקדמת מאפשרת מהירות גלישה גבוהה בהרבה בהשוואה למהירויות הגלישה באמצעות כבלי נחושת.
• רוחב פס – רוחב פס בלתי מוגבל המאפשר העברת כמות עצומה של מידע במהירות גבוהה.
• מרחקי שידור ארוכים – טווח שידור ארוך באופן משמעותי לעומת כבלי חשמל.
• עמידות – עמידות הסיב האופטי גבוהה יותר בהשוואה לעמידות תשתיות האינטרנט הקיימות.
• חסינות בפני הפרעות – סיב אופטי חסין בפני הפרעות סביבתיות או חיצוניות, הוא לא פולט קרינה אלקטרומגנטית לכן הוא מוגן מציטוטים ואבטחת המידע טובה יותר לעומת החלופות.

שימושים אפשריים בסיבים אופטיים

יש מגוון שימושים אפשריים בסיבים אופטיים, אחד השימושים העיקריים בתשתית הוא העברת מידע בנפח גדול ובמהירות גבוהה. חברות תקשורת החלו בפריסת הסיבים האופטיים לפני כ-45 שנים, וכיום יש כבר מיליוני קילומטרים של סיבים המקיפים את העולם ומאפשרים העברת מידע מהירה ובקצב מסחרר.

הסיבים האופטיים שינו את עולם התקשורת, הם הפכו למדיה המקובלת בתקשורת ובתחומים כמו טלפוניה ורשתות מחשבים.

בנוסף, הסיבים האופטיים נפוצים ביישומים ביטחוניים, בעיקר לצורך ביטחון סביבתי במתחמים רגישים, הם נחשבים לדבר החם ביותר במערכות אבטחה היקפיות.

הסיבים האופטיים נפוצים גם בעולם הרפואה, לדוגמה שימוש במכשיר אנדוסקופ המאפשר צפייה באיברים הפנימיים של גוף האדם. את הסיב האופטי הרפואי מחדירים דרך פתח קטן, בגישה הזעיר פולשנית, והרופא יכול לצפות באיברים הפנימיים של המטופל באמצעות מסך גדול המותקן בחדר הניתוח, הסיב מאיר את האיברים ומאפשר לזהות בעיות רפואיות שונות, ובאמצעות הסיב המוחדר לגופו של המטופל ניתן לבצע פעולות כירורגיות שונות ללא צורך בניתוח מורכב, וכך מקלים על ההתאוששות וההחלמה של המטופלים. הסיב האופטי משמש גם בניתוחי עיניים, הוא מאפשר העברת לייזר לצורך ניתוחים וטיפולים שונים, כולל ניתוחי לייזר דנטליים וטיפולי שיניים מתקדמים.

שימושים אפשריים נוספים הם חריטה בתעשיית השילוט, בעיקר כאשר מעבדים זכוכית, גילוף יהלומים וחומרים שונים באמצעות לייזר המועבר בסיב אופטי, הסרת כתובות קעקוע מגופם של המטופלים המעוניינים בכך, הסרת כתמים, לכלוך וניקוי משטחים, ריתוך מתכות, קידוח במהירות גבוהה ועוד.