يمرس : الليزر في مجال الاتصالات والأقراص البصرية

فاضل وراجح يناقشان فعاليات أسبوع المرور العربي 2025 الهجرة الدولية: أكثر من 52 ألف شخص لقوا حتفهم أثناء محاولتهم الفرار من بلدان تعج بالأزمات منذ 2014 انخفاض أسعار الذهب إلى 3315.84 دولار للأوقية وزير الصناعة يؤكد على عضوية اليمن الكاملة في مركز الاعتماد الخليجي مجلي: مليشيا الحوثي غير مؤهلة للسلام ومشروعنا استعادة الجمهورية وبناء وطن يتسع للجميع حرب الهيمنة الإقتصادية على الممرات المائية.. "خساسة بن مبارك".. حارب أكاديمي عدني وأستاذ قانون دولي عرض سعودي في الصورة.. أسباب انهيار صفقة تدريب أنشيلوتي لمنتخب البرازيل رئيس الوزراء يوجه باتخاذ حلول اسعافية لمعالجة انقطاع الكهرباء وتخفيف معاناة المواطنين هل سمعتم بالجامعة الاسلامية في تل أبيب؟ لأول مرة منذ مارس.. بريطانيا والولايات المتحدة تنفذان غارات مشتركة على اليمن وكالة: باكستان تستنفر قواتها البرية والبحرية تحسبا لتصعيد هندي هدوء حذر في جرمانا السورية بعد التوصل لاتفاق بين الاهالي والسلطة الوزير الزعوري يهنئ العمال بمناسبة عيدهم العالمي الأول من مايو حروب الحوثيين كضرورة للبقاء في مجتمع يرفضهم عن الصور والناس أزمة الكهرباء تتفاقم في محافظات الجنوب ووعود الحكومة تبخرت الأهلي السعودي يقصي مواطنه الهلال من الآسيوية.. ويعبر للنهائي الحلم إغماءات وضيق تنفُّس بين الجماهير بعد مواجهة "الأهلي والهلال" النصر السعودي و كاواساكي الياباني في نصف نهائي دوري أبطال آسيا البيض: اليمن مقبل على مفترق طرق وتحولات تعيد تشكيل الواقع اعتقال موظفين بشركة النفط بصنعاء وناشطون يحذرون من اغلاق ملف البنزين المغشوش رسالة إلى قيادة الانتقالي: الى متى ونحن نكركر جمل؟! غريم الشعب اليمني مثلما انتهت الوحدة: انتهت الشراكة بالخيانة الوجه الحقيقي للسلطة: ضعف الخدمات تجويع ممنهج وصمت مريب درع الوطن اليمنية: معسكرات تجارية أم مؤسسة عسكرية جازم العريقي .. قدوة ومثال دعوتا السامعي والديلمي للمصالحة والحوار صرخة اولى في مسار السلام العقيق اليماني ارث ثقافي يتحدى الزمن إب.. مليشيا الحوثي تتلاعب بمخصصات مشروع ممول من الاتحاد الأوروبي مليشيا الحوثي تواصل احتجاز سفن وبحارة في ميناء رأس عيسى والحكومة تدين تراجع أسعار النفط الى 65.61 دولار للبرميل معسرون خارج اهتمامات الزكاة الدكتوراه للباحث همدان محسن من جامعة "سوامي" الهندية نهاية حقبته مع الريال.. تقارير تكشف عن اتفاق بين أنشيلوتي والاتحاد البرازيلي الاحتلال يواصل استهداف خيام النازحين وأوضاع خطيرة داخل مستشفيات غزة الصحة العالمية:تسجيل27,517 إصابة و260 وفاة بالحصبة في اليمن خلال العام الماضي لوحة "الركام"، بين الصمت والأنقاض: الفنان الأمريكي براين كارلسون يرسم خذلان العالم لفلسطين اتحاد كرة القدم يعين النفيعي مدربا لمنتخب الشباب والسنيني للأولمبي صنعاء .. حبس جراح واحالته للمحاكمة يثير ردود فعل واسعة في الوسطين الطبي والقانوني صنعاء .. حبس جراح واحالته للمحاكمة يثير ردود فعل واسعة في الوسطين الطبي والقانوني النقابة تدين مقتل المخرج مصعب الحطامي وتجدد مطالبتها بالتحقيق في جرائم قتل الصحفيين اتحاد نقابات الجنوب يطالب بإسقاط الحكومة بشكل فوري برشلونة يتوج بكأس ملك إسبانيا بعد فوز ماراثوني على ريال مدريد الأزمة القيادية.. عندما يصبح الماضي عائقاً أمام المستقبل أطباء بلا حدود تعلق خدماتها في مستشفى بعمران بعد تعرض طاقمها لتهديدات حوثية غضب عارم بعد خروج الأهلي المصري من بطولة أفريقيا علامات مبكرة لفقدان السمع: لا تتجاهلها! حضرموت اليوم قالت كلمتها لمن في عينيه قذى القلة الصامدة و الكثرة الغثاء ! عصابات حوثية تمتهن المتاجرة بالآثار تعتدي على موقع أثري في إب حضرموت والناقة.! "قصيدة " حضرموت شجرة عملاقة مازالت تنتج ثمارها الطيبة الأوقاف تحذر المنشآت المعتمدة في اليمن من عمليات التفويج غير المرخصة ازدحام خانق في منفذ الوديعة وتعطيل السفر يومي 20 و21 أبريل يا أئمة المساجد.. لا تبيعوا منابركم! دور الشباب في صناعة التغيير وبناء المجتمعات

شكرا على الإبلاغ!

سيتم حجب هذه الصورة تلقائيا عندما يتم الإبلاغ عنها من طرف عدة أشخاص.

الليزر في مجال الاتصالات والأقراص البصرية

همدان علي سلطان نشر في الجمهورية يوم 17 - 02 - 2008

الاتصالات تبادل المعلومات،أو توفير التسلية عن طريق الكلام أو الكتابة أو أية وسائل أخرى.
وربما كانت أهم أنواع الاتصالات هي الاتصالات الشخصية التي تحدث عندما يُعبر الناس عن أفكارهم ورغباتهم بعضهم لبعض،ويتصل الناس بعضهم ببعض من خلال طرق عديدة،ومن ذلك:
الكلام،وتحريك أياديهم،وحتى تعبيرات وجوههم،ويستخدم الناس المكالمات الهاتفية،والخطابات للاتصالات الشخصية،ولولا الاتصالات الشخصية،لما عرف الآباء احتياجات أبنائهم، ولما استطاع المدرسون مساعدة تلاميذهم على التعلم، ولما استطاع الأصدقاء التنسيق مع أصدقائهم، ولما استطاع الناس المشاركة في المعرفة،ولكان ضرورياً أن يتعلم كل شخص كل شيء بنفسه.
يمكن بث المعلومات عن طريق أشعة الليزر بتحويل هذه المعلومات إلى نبضات كهربائية تعبر عنها تماماً،ثم يتم توجيهها إلى جهاز الليزر، فيصدر أشعة تتحول وتتطابق مع النبضات الكهربائية وتساويها أيضاً في الشدة،أي أن المعلومات قد تحولت إلى أشعة ليزر معدلة modulated يمكنها أن تطلق ومضاتها عبر الألياف البصرية،وعند المستقبل هناك أجهزة استقبال خاصة تحول أشعة الليزر إلى معلومات مرة أخرى، وهكذا يمكن لأشعة الليزر نقل المعلومات من مكان إلى آخر. «انظر شكل مكونات نظام الاتصالات الليزري».
وهناك نوعان من قنوات الاتصال بين طرفي الاتصالات الضوئية،أولهما: القنوات الموجهة،وهي عبارة عن ألياف بصرية ينتقل الضوء بداخلها من المرسل إلى المستقبل،والنوع الثاني: هو القنوات غير الموجهة،وتكون عبر الفضاء،وتتأثر بالعوامل مثل الأمطار وقطرات الندى والغبار،واختلاف الكثافة بين طبقات الجو،وكذلك درجة التأين في كل طبقة،كما تتأثر بالضوضاء الناتجة من الاشعاعات الضوئية الطبيعية والدوامات الهوائية.
وكان للجمع بين الألياف البصرية والليزر أثر عظيم على الاتصالات،فمنذ عام 1880م استخدم ألسكندر جراهام بيل شعاع ضوء عادي لنقل صوته عبر الغرفة، واليوم تستخدم أشعة ليزر لنقل المكالمات التليفونية خلال كابلات النحاس التي تستخدم عادة لخطوط التليفون،فموجات ومضات الضوء المتناهية القصر تعني أنها تستطيع أن تحمل من المعلومات أكثر مما تحمله الاشارات الكهربائية العادية، بأقل تشويه ويستطيع السلك النحاسي أن يحمل 48مكالمة تليفونية متزامنة،ولكن أحد الألياف البصرية يستطيع أن يحمل أكثر من 8000 مكالمة.
وهناك تطوران تكنولوجيان رئيسان جعلا الاتصالات بالألياف البصرية ممكنة،أحدهما هو تطوير ألياف فائقة النقاوة،قادرة على حمل إشارات الضوء على مدى العديد من الكيلو مترات،والثاني هو ابتكار ليزر دقيق، شبه موصل يلتقط الإشارات الضوئية ويضخمها لتنقل على مسافة طويلة.
وربما جاءت أكثر الدلائل على قوة الألياف البصرية في عالم الاتصالات اثارة في أواخر عام 1987م، عندما بدأ اتحاد من 29 شركة أوروبية وأمريكية في مد أول كابل للألياف البصرية عبر الاطلنطي،وتبلغ الكابل 40 ألف مكالمة تليفونية متزامنة، بالمقارنة بتسعة آلاف مكالمة لأحدث كابل نحاسي كان قد تم مده عام 1983م،وسوف يزود الكابل الذي أطلق عليه اسم «تات 8» بأشباه موصلات الليزر كل 50 كيلو متراً لتوليد الاشارات الضوئية.
ويتم التخطيط لمد كابل الألياف البصرية عبر المحيط الهادي بين الولايات المتحدة واليابان والفلبين، وبالاضافة إلى المكالمات التليفونية،سوف توفر كابلات الألياف البصرية،عبر المحيط أيضاً، قنوات معلومات فائقة السرعة،لنقل معلومات الكمبيوتر بأمان أكثر مما هو متاح عبر شبكة أقمار الاتصالات.
وفي حالة الاتصالات بواسطة الأقمار الصناعية باستخدام أشعة الليزر فإن هناك عدة اعتبارات أهمها:
1 الطاقة الكهربائية المحدودة على متن القمر الصناعي،وهي لاتزيد على 100 وات لنظام الاتصال بالكامل.
2 الفراغ المحدود المتاح لوسائل الاتصال.
3 أهمية الوزن الاقتصادي للمكونات.
4 كفاءة توليد أشعة الليزر، والمقصود منها نسبة الطاقة الضوئية لشعاع الليزر المتولد في جهاز الارسال إلى طاقة التغذية المستنفذة في توليده.
ويحقق استخدام الليزر في مجال الاتصالات العسكرية المزايا الآتية:
1 خفض درجة الاضمحلال في الإشارة الصوتية.
2 نقل حجم كبير من المعلومات.
3 مقاومة عالية للتداخل والشوشرة.
4 الحماية من التصنت.
5 قلة الحجم وخفة الوزن بالنسبة للأجهزة المستخدمة.
وربما تنساب الاتصالات،في المستقبل عبر طريق المعلومات فائق السرعة،وهو مصطلح لشبكة الكترونية جبارة ستتألف من منظومة تضم أنظمة الهاتف وأنظمة التلفاز الكبلي والشبكات الحاسوبية.
وسيوفر طريق المعلومات فائق السرعة معلومات مستفيضة وخدمات متنوعة كثيرة لمستخدمة في المنازل والمدارس وأماكن العمل،ولن ينحصر تأثير طريق المعلومات فائق السرعة الذي يقدم المعلومات بالصوت والصورة والفيديو على نوعية الاتصالات بين الناس بل سيؤثر أيضاً على طرق حياتهم ودراستهم وتعلمهم،فعلى سبيل المثال يمكن لمستخدم هذه الشبكة أن يتصفح،من منزله عدداً من الكتب بمكتبات مختلفة حول العالم،وقد أمكن مستخدمي الحاسوب الاتصال ببعضهم بوساطة قاعدة بيانات ضخمة عرفت بالانترنت،وتتكون هذه الشبكة من آلاف الشبكات الصغيرة وملايين الحاسوبات.
ثانياً:الأقراص البصرية
يتكون القرص البصريOptical Disc من سطح معدني فضي كالمرآة، يعكس الضوء في شكل ألوان الطيف،ويغطي بطبقة رقيقة من البلاستيك النقي، والقرص البصري في حجم اسطوانة الموسيقى العادية،وعلى سطحه العديد من الثقوب الدقيقة جداً، يطلق عليها«الحفر» أما المناطق المستوية التي بينها فيطلق عليها «المسطحات» ويطلق أحياناً على القرص البصري اسم «القرص المدمج» CD: Optical Disc،وقطره 12 سماً،أو 72.4 بوصة.
وأحدث ما وصلت إليه التكنولوجيا الآن هو نظم الاقراص المدمجة للقراءة فقط Optical Disc:CD-ROM Onley Memory لتخزين المعلومات واسترجاعها،«انظر شكل قراءة القرص البصري».
ويتزايد الجمع بين أشعة الليزر وأجهزة الكمبيوتر في أحول كثيرة،وأحدث شيء في هذا المجال هو إنتاج نظام لذاكرة الكمبيوتر memoryباستخدام فكرة أقراص السمعيات المدمجة التي تستولي بسرعة على سوق تسجيل الموسيقى،وجوهر مشغل القرص الفضي إلى موسيقى،وحيث إن الضوء فقط هو الذي يلمس القرص،فإنه لايتعرض للبلى والتدهور، كما يحدث في اسطوانات الفينيل،وتتضاعف مبيعات أقراص السمعيات ثلاث مرات كل عام،منذ طرحها في السوق عام 1983م.
وباستخدام أقراص السمعيات،جهاز ذاكرة للكمبيوتر،فإن قرصاً واحداً قطره 12سماً،مشابه للقرص المستخدم في تسجيل الموسيقى،يمكن أن يخزن 550 ميجابايت،أي مليون وحدة عناصر ثنائية من معلومات الكمبيوتر،أي ما يوازي 100 ألف صفحة مطبوعة على الآلة الكاتبة.
وأكبر عيب لقرص السمعيات،عن استخدامها ذاكرة للكمبيوتر في هذه المرحلة،هو انه لايمكن تغيير المعلومات المسجلة عليه،ومع ذلك فإن فكرة تسجيل دائرة معارف كاملة على قرص واحد، لها من الجاذبية مايدفع العلماء إلى الاستمرار في تطوير هذه التقنية،وفي هذه الأثناء يحاول الباحثون إيجاد طريقة لتغيير المعلومات المسجلة على هذه الأقراص،مما سوف يجعلها أوسع استعمالاً.
وللتعرف على دور أشعة الليزر في عرض المعلومات نأخذ حالة أفلام الفيديو، وفيها يتم عرض المعلومات فيلم الفيديو عن طريق توجيه أشعة الليزر من جهاز الفيديو، بشكل عمودي على سطح القرص البصري المسجلة عليه المعلومات،وذلك أثناء دورانه، ويعكس السطح اللامع للقرص أشعة الليزر إلى جهاز الفيديو مرة أخرى،إذ يتم التقاطها بواسطة وحدة الكترونية تقوم بإصدار نبضات كهربية مختلفة، بمجرد وصول أشعة الليزر إليها.
وحيث إن الحفر والمسطحات فوق سطح القرص البصري تعكس أشعة الليزر بشكل مختلف،فعند وصولها إلى الوحدة الالكترونية بجهاز الفيديو تقوم هي،أيضاً بإصدار نبضات كهربائية مختلفة تماماً، مثل أشعة الليزر التي انعكست إليها،ثم يحول جهاز الفيديو هذه النبضات الكهربائية إلى صوت وصورة، أي فيلم فيديو.
ويُعد هذا التطبيق أسرع استخدامات الليزر تطوراً باستخدام اسطوانات للتسجيلات الصوتية أو المرئية،واستخدام أجهزة تشغيل الاسطوانات،أي الجرامافون الضوئية التي يمكنها استعادة التسجيل من على الاسطوانة بواسطة شعاع ليزر،بدلاً من الإبرة التقليدية،بما تسببه من مشكلات نتيجة تآكل سطح الاسطوانة.
وأكثر أنواع الليزر شيوعاً لهذا الغرض هو ليزر الدايود،والذي حل محل ليزر الهليوم نيون المستخدم في بعض الأنواع القديمة من أجهزة الاسطوانات الضوئية.
ويستخدم القرص البصري وسيطاً لتخزين المعلومات في الكمبيوتر،وتتم الكتابة على القرص بواسطة شعاع ليزر يؤدي إلى تكوين حفر دقيقة على القرص، ومعظم الأقراص البصرية المتوافرة في الأسواق يمكن الكتابة عليها مرة واحدة،ثم يمكن بعد ذلك قراءة ماتمت كتابته عدة مرات،ويطلق على الأنظمة التي يمكنها عمل ذلك «اكتب مرة واقرأ مرات»
Write Once Read Many WORM:
أشكال الأقراص البصرية المختلفة
1 القرص المدمج للقراءة فقط CDROM:Compact Disc Read Only Memory،ويغطي البيانات الرقمية.
2 قرص للكتابة مرة واحدة وقراءة متعددة WORM:Write Once Read Many،ويغطي البيانات الرقمية وصور الخرائط.
3 قرص مدمج تفاعلي K Compact Disc Interactive:CD-I،ويغطي البيانات الرقمية والصور والرسوم الورقية.
4 قرص مدمج للفيديو CD-V:Compact Disc-Video.
5 قرص مدمج تفاعلي للفيديو CD-IV :Compact Disc-Intetractive Video وهو خليط من النوعين السابقين، ويغطي البيانات الرقمية والصور والحركة الكاملة.
6 القرص المدمج المصور Copact Xerographic،وهو هجين بين الفيديو والقرص المدمج،ويغطي البيانات الرقمية وغير الرقمية.
7 قرص مدمج رقمي مرئي Compact Digital Audio،ويغطي الصور والايضاحات المرئية.
8 قرص مدمج ومبرمج قراءة فقط CD- PROM :Compact Disc -Programmable Read Memory Only،ويستخدم كوسيلة تخزين كبيرة.
9 قرص مدمج قابل للمحو Erasable CD-ROM،وهو يحوي كماً كبيراً من البيانات ويغني عن مئات من الأقراص الصلبة.
10 القرص المدمج ذو الوجهين DATA-ROMأحدهما قابل للمسح،والآخر للقراءة فقط.

انقر هنا لقراءة الخبر من مصدره.