هناك العديد من أنواع أجهزة القياس الغازية، ومن بينها:

1- جهاز الاختبار الشخصي (Personal Gas Detector): وهو جهاز يتم حمله بواسطة الشخص ويستخدم للكشف عن الغازات السامة في الهواء، ويحتوي على مستشعرات للغازات الخطرة.

2- جهاز الاستشعار المتعدد (Multi-gas Detector): وهو جهاز يستخدم للكشف عن أكثر من نوع من الغازات الخطرة في الهواء، ويحتوي على مستشعرات متعددة.

3- جهاز الاستشعار الثابت (Fixed Gas Detector): وهو جهاز يتم تثبيته في موقع محدد للكشف عن الغازات الخطرة في الهواء، ويحتوي على مستشعرات متعددة ويتم ربطه بنظام إنذار أو إجلاء إذا اكتشف وجود غازات خطرة.

4- جهاز الاستشعار البصري (Optical Gas Imaging Camera): وهو جهاز يستخدم للكشف عن الغازات الخطرة في الهواء من خلال الصور الحرارية والبصرية.

5- جهاز الاستشعار الكيميائي (Chemical Sensor): وهو جهاز يستخدم للكشف عن الغازات الخطرة في الهواء بواسطة تفاعل كيميائي بين الغاز والمستشعر.

توجد العديد من أنواع منافذ الصوت المستخدمة في أجهزة الإدخال والإخراج، منها:

1- منفذ الصوت الأحمر والأبيض (RCA) : هو نوع من المنافذ الصوتية القديمة والتقليدية وتستخدم في الأجهزة القديمة مثل المسجلات والمشغلات القديمة وغيرها.

2- منفذ الصوت الضوئي (Optical) : هو منفذ يستخدم لتمرير الإشارة الصوتية بواسطة الألياف الضوئية وتستخدم في الأجهزة الحديثة مثل السماعات والتلفزيونات والمسارح المنزلية.

3- منفذ الصوت الرقمي (Coaxial) : هو منفذ آخر يستخدم لنقل الإشارة الصوتية الرقمية ويمكن استخدامه مع الأجهزة الحديثة مثل الأجهزة المنزلية الذكية والمشغلات والمكبرات الصوتية.

4- منفذ USB : يمكن استخدام منفذ USB لنقل الإشارة الصوتية ويتم ذلك عن طريق توصيل السماعات أو المايكروفون أو أي جهاز آخر عن طريق كابل USB.

5- منفذ HDMI : يستخدم منفذ HDMI في الأجهزة الرقمية الحديثة مثل التلفزيونات والأجهزة الذكية والأجهزة الأخرى كمحولات الوسائط المتعددة لنقل الإشارة الصوتية الرقمية والفيديو.

أجهزة الإدخال والإخراج المستخدمة في الشاشات التي تعمل باللمس تختلف حسب نوع التقنية المستخدمة في الشاشة. ومن أمثلة هذه الأجهزة:

1. شاشات اللمس المقاومة (Resistive Touchscreens): تستخدم طبقتين موصلتين متواجهتين على الشاشة، عند الضغط على الشاشة يتم قراءة تغيرات الجهد الكهربائي وتحويلها إلى إشارات رقمية.

2. شاشات اللمس السعوية (Capacitive Touchscreens): تعتمد على التغيرات في التوصيل الكهربائي المسببة بوجود الإصبع أو أي جسم آخر على الشاشة. تستخدم شاشات اللمس السعوية المستشعرات الكهروضوئية لتحويل الإشارات إلى إشارات رقمية.

3. شاشات اللمس السعوية المتقدمة (Advanced Capacitive Touchscreens): تستخدم تقنيات متقدمة مثل تقنية السعوية المتعددة (Multi-touch) لتمكين التحكم بأكثر من نقطة واحدة على الشاشة في نفس الوقت.

4. شاشات اللمس البصرية (Optical Touchscreens): تعتمد على مستشعرات بصرية تقوم بتحليل الصورة والكشف عن التغيرات في الضوء المنعكس من الشاشة عند لمسها.

5. شاشات اللمس السعوية المستشعرة بالأشعة تحت الحمراء (Infrared Touchscreens): تستخدم أشعة تحت الحمراء لتشكيل نمط من الأشعة على سطح الشاشة، عند لمس الشاشة يتغير النمط ويتم قراءته وتحويله إلى إشارات رقمية.

هذه بعض الأمثلة الشائعة لأجهزة الإدخال والإخراج المستخدمة في الشاشات التي تعمل باللمس، وقد تختلف الأجهزة المستخدمة اعتمادًا على نوع التقنية والاستخدام المطلوب.

تتضمن التقنيات المستخدمة في تصميم أجهزة الاتصالات عدة تقنيات مثل:

1- اللاسلكية (Wireless): وتشمل تقنيات الواي فاي والبلوتوث والجيل الرابع والخامس من الشبكات الخلوية.

2- الألياف البصرية (Optical Fiber): وتستخدم لنقل البيانات بسرعة عالية.

3- التليفون المحمول (Mobile Phone): ويستند على تقنية الجيل الرابع والخامس من الشبكات الخلوية.

4- الإنترنت (Internet): وتستخدم تقنية الشبكات وبروتوكولات الإنترنت للاتصال بين الأجهزة.

5- الراديو (Radio): وتستخدم للاتصالات عبر المسافات الطويلة وتشمل تقنيات الراديو الأرضي والأقمار الصناعية.

6- الأقمار الصناعية (Satellite): وتستخدم للاتصالات عبر المسافات البعيدة وتوفر اتصالات عالية السرعة للمناطق النائية والمناطق الصعبة الوصول.

7- الشبكات اللاسلكية الشخصية (Personal Area Networks): وتشمل تقنيات البلوتوث والنظير الرئيسي (Master-Slave) والموجات اللاسلكية.

ما هو مفهوم ترانزستور التحكم البصري (Optical Control Transistor) وما هي استخداماته في تقنية الضوء والبصريات؟

ترانزستور التحكم البصري هو مجموعة من الطاقات المختلفة التي تستخدم لتحكم الضوء والتي تستخدم في العديد من التطبيقات البصرية. يعمل هذا النوع من الترانزستورات عن طريق تعطيل أو تنشيط الحالة المتوقعة للضوء من خلال تحكم بفعالية الضوء. يتم ذلك باستخدام القوة الضوئية لتحكم الخطوط الكهربائية الصغيرة التي يتم تشغيلها عن طريق الضوء. يتم استخدام هذا النوع من الترانزستورات للتحكم في التحكم الشبكي والتحكم البصري التلقائي وإصلاح الصور المصغرة للضوء وتحسين الصور المتحركة.

ما هو مفهوم ترانزستور الاستشعار الضوئي (Optical Sensing Transistor) وكيف يستخدم في تقنية الاستشعار؟

ترانزستور الاستشعار الضوئي هو نوع من ترانزستور التحكم المستخدم في الاستشعار. يستخدم هذا النوع من الترانزستورات لتحليل اللون المرئي أو الضوء عبر مستوى التيار الكهربائي الخارجي. يستخدم ترانزستور الاستشعار الضوئي في تقنيات الاستشعار لمساعدة في تحديد اللون والسطوع، وتحديد نوع الضوء المتوفر بمكان معين، وحساب الضوء الناتج في منطقة معينة. يمكن استخدام الترانزستور الضوئي للاستشعار في مختلف الأغراض، مثل نظام التنبيهات الضوئية، وتحديد اللون المرئي، والكشف عن العوامل الطبيعية المؤثرة على الضوء، وإجراء التحققات اللامركزية الضوئية.

ما هو جدار الحماية المتقدم بنظام الكشف عن الهجمات الموجهة بواسطة الاستغلال الضوئي (Optical Exploitation-Driven Targeted Attack Detection Firewall) وكيف يتعرف على الهجمات المستهدفة التي تستخدم الاستغلال الضوئي؟

جدار الحماية المتقدم بنظام الكشف عن الهجمات الموجهة بواسطة الاستغلال الضوئي هو برنامج يستخدم للكشف عن الهجمات المستهدفة التي تستخدم الاستغلال الضوئي. يستخدم البرنامج تحليلات الحساسات الضوئية للكشف عن الأشكال والأشكال الضوئية المختلفة التي يستخدمها المهاجمون للوصول إلى نظام الحاسوب المستهدف. يتمكن البرنامج من الكشف عن هجمات الاستغلال الضوئي المستهدفة بواسطة تحليل الإشارات الضوئية المرسلة إلى الحاسوب المستهدف وتحليل الاستجابة الضوئية لهذه الإشارات. يمكن للبرنامج أيضًا الكشف عن الهجمات المستهدفة الأخرى التي تستخدم الاستغلال الضوئي مثل التوصيل الضوئي المغلق والتوصيل الضوئي المتكرر والتوصيل الضوئي الشبه ذاتي والتوصيل الضوئي الغير المعروف.

ما هو كابل الألياف الضوئية  Fiber Optic ؟

كابل الألياف الضوئية أو كابل الليف الضوئي باختصار هو وسيلة انتقال عالية السرعة للبيانات، حيث تحتوي على خيوط “مسارات” الألياف الزجاجية داخل غلاف معزول؛ وهي مصممة لنقل بيانات لمسافة طويلة وبشكل عالي الأداء، وتستخدم عادةً في شبكات البيانات والاتصالات.

كابلات الألياف الضوئية تدعم الكثير من أنظمة الانترنت والتلفزيون والهاتف في العالم.
لأن كابلات الألياف الضوئية تنقل البيانات عبر موجات الضوء، يمكن نقل المعلومات بسرعة الضوء “سرعة كبيرة جداً” تصل لـ 20 جيحابت في الثانية في بعض أنواع الكابلات..
ليس من المستغرب أن توفر كابلات الألياف الضوئية أسرع معدلات نقل البيانات مقارنةً مع أي وسيلة أخرى لنقل البيانات. كما أنها أقل عرضة للضوضاء والتدخل مقارنة بالأسلاك النحاسية أو خطوط الهاتف.
ومع ذلك، كابلات الألياف الضوئية هي أكثر هشاشة وضعف من الكابلات المعدنية، وبالتالي تتطلب التغليف بشكل جيد للوقاية من الكسر، لأننا غالباً ما نحتاج إلى استبدال كابلات الألياف الضوئية المكسورة, بينما الأسلاك النحاسية يمكن تقسم وتوصل عدة مرات حسب الحاجة.

 كيف تعمل كابلات الألياف الضوئية ؟

كابلات الألياف الضوئية تحمل إشارات الاتصالات باستخدام نبضات من الضوء توَّلد عبر ليزر صغير أو الثنائيات الباعثة للضوء (LED).

يتكون الكابل من عدة فروع من الزجاج، كل فرع يكوِّن بطبقة رقيقة جداً من الزجاج “أقل من نصف ميلي ميتر”. ومنتصف كل من هذه الفروع يطلق عليه اسم “قلب _ core”، وهو الذي يوفر طريقاً لمرور الضوء. ويحيط بكل فرع طبقة من الزجاج تسمى “العاكس _ cladding” وهو يعمل على عكس الضوء في الداخل لتجنب فقدان الإشارة والسماح للضوء بالمرور من خلال الانحناءات في الكابل.

يعتبر “العاكس _ cladding” بمثابة محرك للضوء، حيث عند وصول الأشعة إلى الأعلى في داخل “القلب _ core” يعمل العاكس على عكس هذه الأشعة إلى الأسفل ومن ثم إلى الأعلى “~” تماماً كعمل المرآة.
الغلاف الواقي أو “المعطف _ coating” مهمته تغليف “العاكس _ cladding” و “القلب _ core” لحمايتهما من الضرر، يكون هذا الغلاف عادةً من البلاستك.

“الطبقة المقوية _ strength member” و “الغلاف الخارجي _ outer jacket” وهما طبقة من البلاستك المقوى يعملان على حماية الكابل من الضرر “الكسر”.

للكابلات الضوئية أنواع :

 ذوات النمط الأحادي و متعددة الألياف

1.  ذات النمط الأحادي “single mode fiber” تنتقل من خلالها إشارة ضوئية واحدة فقط في كل ليفة ضوئية من ألياف الحزمة، وهي النوع الأسرع نقلاً للبيانات وتُستخدم في شبكات الهاتف وكوابل التلفزيون.

2.  ذات النمط المتعدد “multi mode fibers” يتم نقل العديد من الإشارات الضوئية من خلال الليفة الضوئية الواحدة، مما يجعل استخدامها أفضل لشبكات الحاسوب.

 في النهاية

في السنوات الأخيرة أصبحت تكنولوجيا الألياف الضوئية تمتلك شعبية متزايدة لاتصالات الانترنت المحلية أيضاً، حيث أصبح الآن بعض مزودي خدمات الانترنت يقدمون الانترنت الضوئي، والتي توفر الوصول إلى الانترنت عبر خط الألياف الضوئية، إذ يمكن أن تصل سرعة نقل البيانات إلى 1 جيجابت في الثانية.

الألياف الضوئية هي عبارة عن جدائل طويلة من زجاج ذُوا درجة عالية من النقاء، يصل رفعها إلى حد أن تُماثل شعرة الإنسان، تصطف هذه الجدائل معاً في حزمة تُسمى “الحبل الضوئي – Optical cable”.
إذا نظرت عن قرب لأحد هذه الألياف ستجد أنه يتكون من:

1- Core : وهو قلب من الزجاج فائق النقاء، يُمثل المسار الذي ينتقل من خلاله الضوء.
2- Cladding : وهو المادة الخارجية التي تحيط بالقلب الزجاجي وهي مصنوعة من زجاج يختلف معامل انكساره عن معامل انكسار الزجاج الذي يُصنع منه القلب، ويعكس الضوء باستمرار ليظل بداخل القلب الزجاجي.
3- Buffer coating : وهو غلاف بلاستيكي يحمي القلب من الضرر.

🔹 تنقسم أنواع الألياف الضوئية بشكل عام إلى نوعين أساسيين:

🔰 Single mode fiber:

تُنقل من خلالها إشارة ضوئية واحدة فقط في كل “ليفة ضوئية” من ألياف الحزمة، وتُستخدم في شبكات الهاتف وكوابل التلفزيون. هذا النوع من الألياف يتميز بصغر نصف قطر القلب الزجاجي حيث يصل إلى حوالي 9 micron وتمرُّ من خلاله أشعة “الليزر” تحت الحمراء ذات الطول الموجي 1.3 – 1.55 nm.

🔰 Multi mode fibers

يتم نقل العديد من الإشارات الضوئية من خلال “الليفة الضوئية” الواحدة مما يجعل استخدامها أفضل لشبكات الحاسوب، هذا النوع من الألياف يكون نصف قطره أكبر، حيث يصل إلى 62.5 micron, تُنقل من خلاله الأشعة تحت الحمراء.

🔹 يتكون نظام الألياف الضوئية من ثلاث أجزاء أساسية:

1.Transmitter

وهو الذي يُنتج ويُشفر الإشارة الضوئية حيث يكون الجزء الأساسي به هو المصدر الضوئي الذي قد يكون ليزر أو الدايود الضوئي، فإذا أردنا نقل إشارة تلفزيون مثلاً أو أي معلومة، فمن الضروري تحويل (تحوير) الإشارة الضوئية طبقاً للمعلومة المراد نقلها. تحوير الإشارة الضوئية قد يتم بتغيير شدتها – ارتفاعها – انخفاضها وهو ما يعرف ب”Analogue modulation”، أو من خلال إشعالها وإطفائها في تتابع, وهو ما يُعرف ب”Digital modulation”.

2. Fiber-Optic

وهو الذي يقوم بتوصيل الإشارة الضوئية عبر المسافات.

3. Receiver

يستقبل الإشارة الضوئية ويفُك شفرتها ليحولها إلى إشارة كهربية تُرسل إلى المستخدم الذي قد يكون هاتف أو تلفزيون.