شفافیت نسبی جو (Atmospheric Opacity)

شفافیت نسبی جو (Atmospheric Opacity):
همان طور که پیش تر اشاره کردیم، می توان از موجبر ها جهت انتقال سیگنال ها یا امواج الکترومغناطیسی با اتلاف بسیار کم استفاده کرد.

در مخابرات رادیویی (RF)، امواج الکترومغناطیسی بین دو آنتن فرستنده و گیرنده در هوا (جو) منتقل می شوند. هوا با ضریب شکست حدودی 1 را می توان به منزله یک موجبر (کانال انتقال موج) دانست.

همان طور که می دانید، افزایش فرکانس (کاهش طول موج) به منزله افزایش پهنای باند و در نتیجه افزایش آهنگ انتقال اطلاعات است.

حال اگر کانال انتقال پیام، همان هوا (جو) باقی بماند، اما فرکانس را به جهت افزایش پهنای باند، افزایش دهیم، چه اتفاقی رخ می دهد؟

جواب این پاسخ را باید در شفافیت نسبی جو یا Atmospheric Opacity جست وجو کرد. Atmospheric Opacity به معنی تحت الفظی شفافیت اتمسفر در قبال امواج الکترومغناطیسی است.

دقت داشته باشید که واژه شفافیت در فیزیک تنها برای ناحیه مرئی (نور) به کار نرفته و معنی گسترده تری دارد.

به طور مثال یک دیوار برای امواج رادیویی شفاف و برای امواج مرئی کدر یا جاذب است. میزان شفافیت اتمسفر (جو) در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل (3): میزان شفافیت اتمسفر (Atmospheric Opacity) برای طول موج های مختلف امواج الکترومغناطیسی

همان طور که در شکل فوق مشاهده می کنید، تنها امواجی که به طور کامل از جو عبور می کنند، امواج رادیویی و تا حدودی امواج مایکروویو هستند.

همچنین امواج مادون قرمز در برخی فرکانس ها افت زیادی داشته و در ناحیه ای گسترده ای به طور کامل جذب اتمسفر می شوند. امواج ناحیه مرئی نیز به طور کامل توانایی انتقال و عبور را ندارند.

با این اوصاف، تنها امواجی که می توان از آن ها در محیط آزاد (هوا) استفاده کرد، امواج رادیویی و مایکروویو هستند.

امواج با فرکانس بالاتر (طول موج کوتاه) به شدت توسط ذرات موجود در جو و بخار آب پراکنده و یا جذب می شوند. همین امر انتقال آن ها را در مسیر های طولانی با مشکل مواجه می کند.

به طوز مثال مخابرات نوری فضای آزاد (Free Space Optical Communication) علی رغم پهنای باند و سرعت بالا، در فاصله های طولانی و یا روز های بارانی عملاً قابل استفاده نیست.

با افزایش حجم اطلاعات و نیاز به انتقال آن ها، نیاز به افزایش پهنای باند بیش از هر زمانی مورد توجه است. از این حیث انتقال اطلاعات توسط موجبر ها راه حلی مناسب است.

در حال حاضر مهم ترین مثال از موجبری که اطلاعات و امواج الکترومغناطیسی را به فواصل خیلی دور با افت کم، انتقال می دهد، فیبر نوری است.