تطبيقات واستخدامات الليزر في الاتصالات ونقل البيانات

تطبيقات واستخدامات الليزر في الاتصالات ونقل البيانات

تطبيقات واستخدامات الليزر في الاتصالات ونقل البيانات، من الاختراعات التي تطورت في القرن العشرين، ويستخدم في العديد من المجالات، وتكون كلمة ليزر اختصار ل Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation، والتي تعني تضخيم الضوء من خلال تحفيز انبعاث الاشعاع.

تطبيقات واستخدامات الليزر في الاتصالات ونقل البيانات

الا ان العلماء توصلوا لطرق صناعية تعطي نفس ضوء الليزر، كما وتتمكن حزم الليزر من الوصول لمسافات بعيدة جدا مركزة فيها كم هائل من الطاقة في مساحة لا تكاد تذكر، ولنتعرف اكثر على الليزر واستخداماته في سطور مقالنا.

تطبيقات واستخدامات الليزر في الاتصالات ونقل البيانات

يعتبر الليزر هو حجر الأساس لكافة أنواع التكنولوجيا الرقمية وكان ذلك في القرن الحادي والعشرين، ففي كل مرة تتسوق فيها الم يمشي ماسح الباركود على ما أتممت شرائه، وبذلك يترجم جهاز الكمبيوتر الباركود الى رقم باستخدام الليزر ليتمكن الجاهز من فهمه.

الى جانب تقنية الضوئيات او كابلات الالياف الضوئية، التي تستخدم من اجل التواصل فوتونات الضوء، والعديد من الاستخدامات منها ما يلي:

الألياف الضوئية

وجد عصر المعلومات بعدما احدث الليزر ثورة في طرق التواصل، ومن اهم العوامل المساهمة في نقل المعلومات في عصرنا هي شبكة الألياف البصرية، والتي تعتمد في نقلها للمعلومات على الالياف الزجاجية أو البلاستيكية التي تكون بشكل نبضات ضوء الليزر.

والتي تتحول عند نقلها الى إشارات كهربائية وهي المعلومات، وبذلك احتلت الالياف الضوئية مكان الأسلاك النحاسية السابقة، تبعا لتميزها بالعديد من الأمور منها تكلفتها الأقل وكفاءتها الأعلى، الأمر الذي جعلها افضل خيار من اجل صناعة الاتصالات السلكية واللاسلكية.

تكنولوجيا المعلومات والاتصالات

وتبعا لكون الليزر قادر على حمل كم من المعلومات كالنبضات، تم توظيفه بشكل كبير لصناعة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات، ومن تلك الأمثلة على ذلك:

  1. التخزين وحفظ البيانات: حيث يتمكن الليزر من قراءة المعلومات المشفرة، كالحفر المجهرية الموجودة على الأقراص المضغوطة وما الى ذلك.
  2. زيادة سرعة المعالج: وبذلك توفر أشعة الليزر بديل بسرعة عالية من اجل الترانزستورات، كما وتستخدم الإشارات الضوئية لأجل توصيل الدوائر المتكاملة.

الليزر ديود

وهو احد اهم المكونات الأساسية لأي نظام اتصالات صاحبة النطاق العريض، حيث تستخدم كأنها جهاز ارسالي بسرعة عالية، وذلك في شبكات الالياف البصرية الرقمية من اجل ضخ أشعة الليزر في مضخات، وفي مجال الاختبار والقياس استخدم اشعة ليزر بطاقة عالية، وتستخدم الاتصالات البصرية من اجل نقل البيانات.

الاستخدامات العسكرية

لليزر أهمية كبيرة فيها، حيث تنافس الخدمات من حيث زيادة الضغط على التردد من الطيف الكهرومغناطيسي، حتى يتم استيعاب المنصات الغير مأهولة وأجهزة الاستشعار التي توفر مقاطع فيديو في الوقت الفعلي.

كما ان وكالة المشاريع تبحث بشأن تقليل حجم والطاقة المحتاجة لليزر المستخدم في الأسلحة والاتصالات ذو التردد العالي.

مزايا استخدام الليزر

يستطيع الليزر حمل معلومات بكميات هائلة، وتبعا لذلك يمكن ان يستخدم في الاتصالات من اجل نقل المعلومات، ولا يوجد به تداخل كهرومغناطيسي.

حيث يتم استخدامها في الاتصال اللاسلكي البصري من خلال مساحة حرة للاتصالات، كما وتمتاز كابلات الألياف البصرية التي تعمل بالليزر أنها ذات وزن خفيف، حيث تستخدم في نظام اتصالات الألياف البصرية.

وعند مقارنتها في الأشعة السينية تعد انها اقل ضررا، لذلك يستخدم في المجال الطبي لأجل علاج السرطان، أيضا يتم استخدامها في حرق الأورام الصغيرة في سطح العين.

كذلك يمكن تدمير دبابة العدو من خلال خاصية الكثافة العالية والتباعد المنخفض لليزر، ويستخدم ايضا للدفاع على مسافة تصل لعشرة كيلو متر، وساعد الليزر في تخزين مئة مليون وحدة بيانات داخل سنتيمتر مربع واحد، وله العديد من الاستخدامات الدقيقة التي تعد من اهم مميزاته.

عيوب استخدام الليزر

على الرغم من العديد من المميزات التي ذكرناها ولم نذكرها لاستخدام الليزر، الا انه يمتلك جانب مظلم كونها ذات ثمن مكلف وغالي، حيث تكلف المرضى من العلاجات ما يفوق قدراتهم المالية، وتعمل أجهزة الليزر على تعقيد العلاج وتزيد من مدته كذلك.

هذا والى جانب الحساسية في التعامل معه حيث ان لم يتم ضبط المسافة ودرجة الحرارة بشكل صحيح له ان يحرق سطح الشيء، ويسبب الحروق في حال الاتصال المباشر في الجسم والعديد من العيوب، لذا يجب الحرص في التعامل معه واستخدامه.

تطورات الاتصالات بالليزر

في السنوات الأخيرة الماضية شهدت صناعة الاتصالات سواء السلكية او اللاسلكية بنمو كبير جدا، وتبعا لذلك شهدت الصناعة توترا كبيرا من اجل تلبية الطلب على زيادة عرض النطاق الترددي الخاص في الاتصالات، وتتضمن تقنيات الاتصالات العالمية والوطنية والإقليمية ما يلي:

  • شبكات الهاتف التي تعمل على نقل الصوت والبيانات بواسطة سلك مزدوج مجدول، وكابل ذو محور واحد وألياف ضوئية وشبكات تردد لا سلكي.
  • شبكات التلفزيون والتي توفر التلفزيون عن طريق ارسال الترددات الراديوية والكابل المحوري كذلك.
  • بيانات الانترنت التي تستخدم كافة وسائط نقل البيانات وتتوافر الاتصالات في التلفزيون والهاتف من خلال أنظمة كل اعتمادها على الأقمار الصناعية.
  • بعد النمو الذي شهدته اتصالات البيانات الغير صوتية، ولد وجود حاجة من اجل اتصال البيانات بسرعة أعلى من ذي قبل.

تطبيقات واستخدامات الليزر في الاتصالات ونقل البيانات، تتم الاتصالات بالليزر بنقل المعلومات عبر مساحات خالية، لتنقل الإشارة من جاهز لاسلكي لآخر استقبال لا سلكي دون عائق، ويطلق عليها حالة خط البصر.