الدليل النهائي لكابلات الألياف الضوئية: الأساسيات والتقنيات والممارسات والنصائح

توفر كابلات الألياف الضوئية البنية التحتية المادية التي تتيح نقل البيانات عالي السرعة للاتصالات والشبكات والاتصال عبر التطبيقات. أدت التطورات في تكنولوجيا الألياف إلى زيادة عرض النطاق الترددي وإمكانيات المسافة مع تقليل الحجم والتكلفة ، مما يسمح بتنفيذ أوسع من الاتصالات طويلة المدى إلى مراكز البيانات وشبكات المدن الذكية.

 

يوضح هذا المورد المتعمق كابلات الألياف الضوئية من الداخل إلى الخارج. سنستكشف كيف تعمل الألياف الضوئية لنقل إشارات البيانات باستخدام الضوء والمواصفات الرئيسية للألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الأوضاع وأنواع الكابلات الشائعة بناءً على عدد الألياف والقطر والاستخدام المقصود. مع تزايد الطلب على النطاق الترددي بشكل كبير ، يعد اختيار كابل الألياف الضوئية المناسب بناءً على متطلبات الشبكة للمسافة ومعدل البيانات والمتانة أمرًا أساسيًا للاتصال المعتمد في المستقبل.

 

لفهم كابلات الألياف الضوئية ، يجب أن نبدأ بخيوط الألياف الضوئية - وهي خيوط رفيعة من الزجاج أو البلاستيك توجه الإشارات الضوئية خلال عملية الانعكاس الداخلي الكلي. يحدد اللب والكسوة والطلاء الذي يشتمل على كل خيط ليفي عرض النطاق الترددي المعياري والتطبيق. يتم تجميع خيوط ليفية متعددة في كبلات أنبوبية فضفاضة أو محكمة الإغلاق أو كبلات توزيع لتوجيه روابط الألياف بين نقاط النهاية. توفر مكونات الاتصال مثل الموصلات واللوحات والأجهزة واجهات للمعدات ووسائل لإعادة تكوين شبكات الألياف حسب الحاجة.  

 

يتطلب التركيب المناسب وإنهاء كابلات الألياف الضوئية الدقة والمهارة لتقليل الخسارة وضمان نقل الإشارات الأمثل. سنغطي إجراءات الإنهاء الشائعة للألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الوسائط باستخدام أنواع الموصلات الشائعة مثل LC و SC و ST و MPO. مع الوعي بأفضل الممارسات ، يمكن للممارسين الجدد تصميم ونشر شبكات الألياف بثقة لتحقيق أداء عالٍ وقابلية للتوسع.

 

في الختام ، نناقش اعتبارات التخطيط لشبكات ومسارات الألياف البصرية التي يمكن أن تتطور لدعم احتياجات النطاق الترددي في المستقبل. يوفر التوجيه من خبراء الصناعة مزيدًا من الأفكار حول الاتجاهات الحالية والناشئة التي تؤثر على نمو الألياف في الاتصالات ومركز البيانات والبنى التحتية للمدن الذكية.    

الأسئلة الأكثر شيوعًا (FAQ)

س 1: ما هو كابل الألياف الضوئية؟

 

A1: تتكون كابلات الألياف الضوئية من واحد أو أكثر من الألياف الضوئية ، وهي عبارة عن خيوط رفيعة من الزجاج أو البلاستيك يمكنها نقل البيانات باستخدام الإشارات الضوئية. تُستخدم هذه الكابلات للاتصالات عالية السرعة وبعيدة المدى ، مما يوفر معدلات نقل بيانات أسرع مقارنة بالكابلات النحاسية التقليدية.

 

س 2: كيف تعمل كابلات الألياف الضوئية؟

 

A2: تنقل كابلات الألياف الضوئية البيانات باستخدام نبضات ضوئية عبر خيوط رفيعة من الزجاج النقي بصريًا أو الألياف البلاستيكية. تحمل هذه الألياف الإشارات الضوئية لمسافات طويلة مع الحد الأدنى من فقدان الإشارة ، مما يوفر اتصالًا عالي السرعة وموثوقًا.

 

س 3: كيف يتم تركيب كابلات الألياف الضوئية؟

 

A3: يمكن تركيب كابلات الألياف الضوئية من خلال طرق مختلفة ، مثل سحب أو دفع الكابلات عبر القنوات أو القنوات ، أو التركيب الهوائي باستخدام أعمدة المرافق أو الأبراج ، أو الدفن المباشر في الأرض. تعتمد طريقة التثبيت على عوامل مثل البيئة والمسافة والمتطلبات المحددة للمشروع. يتطلب تركيب كبلات الألياف الضوئية مهارات ومعدات متخصصة ، ولكنها ليست صعبة بالضرورة. يعد التدريب المناسب والمعرفة بتقنيات التثبيت ، مثل ربط الألياف أو إنهاء الموصل ، أمرًا ضروريًا. يوصى بإشراك مهنيين ذوي خبرة أو فنيين معتمدين للتثبيت لضمان المعالجة المناسبة والأداء الأمثل.

 

س 4: ما هو عمر كابلات الألياف الضوئية؟

 

A4: تتمتع كابلات الألياف الضوئية بعمر افتراضي طويل يتراوح عادةً من 20 إلى 30 عامًا أو أكثر. وهي معروفة بمتانتها ومقاومتها للتدهور بمرور الوقت.

 

س 5: إلى أي مدى يمكن أن تنقل كابلات الألياف الضوئية البيانات؟

 

A5: تعتمد مسافة نقل كبلات الألياف الضوئية على عوامل مختلفة ، مثل نوع الألياف ومعدل البيانات ومعدات الشبكة المستخدمة. يمكن للألياف أحادية الوضع نقل البيانات عبر مسافات أطول ، تتراوح عادةً من بضعة كيلومترات إلى مئات الكيلومترات ، بينما تكون الألياف متعددة الوسائط مناسبة لمسافات أقصر ، عادةً في حدود بضع مئات من الأمتار.

 

س 6: هل يمكن تقطيع أو توصيل كابلات الألياف الضوئية؟

 

A6: نعم ، يمكن توصيل كابلات الألياف الضوئية أو توصيلها. يشيع استخدام تقنيات الربط الانصهار والربط الميكانيكي لربط اثنين أو أكثر من كابلات الألياف الضوئية معًا. يسمح الربط بتوسيع الشبكات أو توصيل الكابلات أو إصلاح الأجزاء التالفة.

 

س 7: هل يمكن استخدام كابلات الألياف الضوئية لنقل الصوت والبيانات على حد سواء؟

 

A7: نعم ، يمكن أن تحمل كابلات الألياف الضوئية إشارات الصوت والبيانات في آنٍ واحد. يتم استخدامها بشكل شائع لاتصالات الإنترنت عالية السرعة وتدفق الفيديو وشبكات الاتصالات وتطبيقات نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت (VoIP).

 

س 8: ما هي مزايا كابلات الألياف الضوئية على الكابلات النحاسية؟

 

A8: تقدم كابلات الألياف الضوئية العديد من المزايا مقارنة بالكابلات النحاسية التقليدية ، بما في ذلك:

 

• عرض نطاق ترددي أكبر: يمكن أن تنقل الألياف الضوئية المزيد من البيانات عبر مسافات أطول مقارنة بالكابلات النحاسية.
• مناعة ضد التداخل الكهرومغناطيسي: لا تتأثر كابلات الألياف الضوئية بالمجالات الكهرومغناطيسية ، مما يضمن نقل البيانات بشكل موثوق.
• أمان محسّن: يصعب الوصول إلى الألياف الضوئية ، مما يجعلها أكثر أمانًا لنقل المعلومات الحساسة.
• أخف وزنًا وأرق: كابلات الألياف الضوئية أخف وزنًا وأرق ، مما يسهل تركيبها والتعامل معها.

 

س 9: هل جميع كابلات الألياف الضوئية متشابهة؟

 

A9: لا ، كابلات الألياف الضوئية تأتي في أنواع وتكوينات مختلفة لتلبية متطلبات التطبيقات المختلفة. النوعان الرئيسيان هما الكابلات أحادية الوضع ومتعددة الأوضاع. تحتوي الكابلات أحادية الوضع على نواة أصغر ويمكنها نقل البيانات عبر مسافات أطول ، بينما تحتوي الكابلات متعددة الأوضاع على نواة أكبر وتدعم مسافات أقصر. بالإضافة إلى ذلك ، هناك تصميمات مختلفة للكابلات لتلبية الاحتياجات المحددة ، مثل الكابلات ذات الأنبوب السائب أو الكابلات المحكمة أو الكابلات الشريطية.

 

س 10: هل كابلات الألياف الضوئية آمنة للتعامل معها؟

 

A10: تعتبر كابلات الألياف الضوئية آمنة بشكل عام في التعامل معها. على عكس الكابلات النحاسية ، لا تحمل كابلات الألياف الضوئية تيارًا كهربائيًا ، مما يحد من خطر حدوث صدمة كهربائية. ومع ذلك ، يجب توخي الحذر لمنع إصابات العين من مصادر ضوء الليزر المستخدمة للاختبار أو الصيانة. يوصى بارتداء معدات الحماية الشخصية المناسبة (PPE) واتباع إرشادات السلامة عند العمل باستخدام كابلات الألياف الضوئية.

 

س 11: هل يمكن ترقية البنية الأساسية للشبكة القديمة إلى كبلات الألياف الضوئية؟

 

A11: نعم ، يمكن ترقية البنية التحتية للشبكة الحالية إلى كابلات الألياف الضوئية. قد يشمل ذلك استبدال أو تعديل الأنظمة القائمة على النحاس بمعدات الألياف البصرية. يوفر الانتقال إلى الألياف الضوئية أداءً محسنًا وقدرات تدقيق المستقبل ، مما يضمن القدرة على تلبية متطلبات النطاق الترددي المتزايدة لأنظمة الاتصالات الحديثة.

 

س 12: هل كابلات الألياف الضوئية محصنة ضد العوامل البيئية؟

 

A12: تم تصميم كابلات الألياف الضوئية لتكون مقاومة للعوامل البيئية المختلفة. يمكنهم تحمل تقلبات درجات الحرارة والرطوبة وحتى التعرض للمواد الكيميائية. ومع ذلك ، قد تؤثر الظروف البيئية القاسية مثل الانحناء المفرط أو التكسير على أداء الكابلات.

مسرد شبكات الألياف البصرية

• تخفيف - انخفاض قوة الإشارة على طول الألياف الضوئية. تقاس بالديسيبل لكل كيلومتر (ديسيبل / كم). 
• عرض النطاق الترددي - الحد الأقصى من البيانات التي يمكن إرسالها عبر الشبكة في فترة زمنية محددة. عرض النطاق الترددي يقاس بالميغابت أو جيجابت في الثانية.
• الكسوة - الطبقة الخارجية المحيطة بنواة الألياف الضوئية. لها معامل انكسار أقل من اللب ، مما يتسبب في انعكاس داخلي كلي للضوء داخل القلب.
• الموصل - جهاز إنهاء ميكانيكي يستخدم لربط كابلات الألياف الضوئية لتركيب الألواح أو المعدات أو الكابلات الأخرى. ومن الأمثلة على ذلك موصلات LC و SC و ST و FC. 
• جوهر - مركز ليف ضوئي ينتشر من خلاله الضوء عبر الانعكاس الداخلي الكلي. مصنوعة من الزجاج أو البلاستيك ولها معامل انكسار أعلى من الكسوة.
• ديسيبل (ديسيبل) - وحدة قياس تمثل النسبة اللوغاريتمية لمستويين من الإشارة. تستخدم للتعبير عن فقدان الطاقة (التوهين) في وصلات الألياف البصرية. 
• إيثرنت - تقنية شبكات لشبكات المنطقة المحلية (LAN) تستخدم كابلات الألياف الضوئية وتعمل على كبلات زوجية ملتوية أو كبلات متحدة المحور. تشمل المعايير 100BASE-FX و 1000BASE-SX و 10GBASE-SR. 
• الطائر - كبل توصيل قصير يستخدم لربط مكونات الألياف الضوئية أو عمل وصلات متقاطعة في أنظمة الكابلات. يشار إليه أيضًا باسم سلك التصحيح. 
• خسارة - انخفاض قدرة الإشارة الضوئية أثناء الإرسال عبر وصلة ألياف بصرية. يقاس بالديسيبل (ديسيبل) وفقًا لمعظم معايير شبكات الألياف التي تحدد قيم الخسارة القصوى التي يمكن تحملها.
• عرض النطاق الترددي مشروط - أعلى تردد يمكن أن تنتشر فيه أنماط متعددة من الضوء بشكل فعال في ألياف متعددة الأوضاع. تقاس بالميغاهرتز لكل كيلومتر. 
• الفتحة العددية - مقياس لزاوية قبول الضوء للألياف الضوئية. يمكن للألياف ذات NA الأعلى أن تقبل دخول الضوء بزوايا أوسع ، ولكن عادة ما يكون لها توهين أعلى. 
• مؤشر الانكسار - مقياس لمدى سرعة انتشار الضوء من خلال المادة. كلما زاد معامل الانكسار ، كلما كان الضوء يتحرك ببطء خلال المادة. يسمح الاختلاف في معامل الانكسار بين اللب والكسوة بالانعكاس الداخلي الكلي.
• الألياف أحادية الوضع - ليف ضوئي بقطر نواة صغير يسمح فقط بنمط واحد من الضوء بالانتشار. تستخدم لنقل لمسافات طويلة عرض النطاق الترددي العالي بسبب فقدانها المنخفض. حجم قلب نموذجي من 8-10 ميكرون. 
• لصق - وصلة دائمة بين ألياف بصرية فردية أو كبلتين من الألياف الضوئية. يتطلب آلة لصق لربط النوى الزجاجية بدقة من أجل مسار نقل مستمر بأقل خسارة.

 

اقرأ أيضا: مصطلحات كبلات الألياف الضوئية 101: القائمة الكاملة والشرح

ما هي كابلات الألياف البصرية؟ 

كابلات الألياف الضوئية عبارة عن خيوط رفيعة وطويلة من الزجاج شديد النقاء نقل المعلومات الرقمية عبر مسافات طويلة. وهي مصنوعة من زجاج السيليكا وتحتوي على ألياف حاملة للضوء مرتبة في حزم أو حزم ، وتنقل هذه الألياف إشارات ضوئية عبر الزجاج من المصدر إلى الوجهة. ينتقل الضوء الموجود في قلب الألياف عبر الألياف من خلال الانعكاس المستمر للحدود بين اللب والكسوة.

 

هناك نوعان رئيسيان من كابلات الألياف الضوئية: الوضع الفردي والوضع المتعدد. ألياف أحادية الوضع لها نواة ضيقة تسمح بنقل وضع واحد للضوء ، أثناء ألياف متعددة الأوضاع لها نواة أوسع تسمح بنقل أنماط متعددة من الضوء في وقت واحد. عادةً ما تُستخدم الألياف أحادية النمط للإرسال لمسافات طويلة ، بينما تُستخدم الألياف متعددة الأوضاع بشكل أفضل للمسافات الأقصر. صُنعت نوى كلا النوعين من الألياف من زجاج السيليكا شديد النقاء ، لكن الألياف أحادية الوضع تتطلب تحمّلًا أكثر إحكامًا لإنتاجها.

 

هنا تصنيف:

 

أنواع كابلات الألياف الضوئية أحادية الوضع

 

• OS1 / OS2: مصمم لشبكات النطاق الترددي العالي عبر مسافات طويلة. حجم النواة النموذجي 8.3 ميكرون. تُستخدم لمزود الاتصالات / الخدمة ، والروابط الأساسية للمؤسسات والتوصيلات البينية لمركز البيانات.
• أنبوب مملوء بالهلام: ألياف متعددة 250um موجودة في أنابيب فضفاضة مرمزة بالألوان في غلاف خارجي. تستخدم للتركيب الخارجي للمصنع.
• ضيق المخزن: 250um من الألياف مع طبقة واقية تحت الغلاف. تستخدم أيضًا للنباتات الخارجية في الخطوط الجوية والقنوات والقنوات.

 

أنواع كبلات الألياف الضوئية متعددة الأوضاع: 

 

• OM1 / OM2: للمسافات القصيرة ، عرض النطاق الترددي المنخفض. حجم النواة 62.5 ميكرون. في الغالب للشبكات القديمة.
• OM3: لشبكة إيثرنت 10 جيجابت حتى 300 متر. حجم قلب 50 ميكرون. تستخدم في مراكز البيانات وبناء العمود الفقري.  
• OM4: نطاق ترددي أعلى من OM3 لـ 100G Ethernet و 400G Ethernet حتى 150 مترًا. أيضا 50 ميكرون الأساسية. 
• OM5: أحدث معيار لأعلى عرض نطاق ترددي (حتى 100 جيجا إيثرنت) على أقصر مسافات (100 متر على الأقل). للتطبيقات الناشئة مثل 50G PON في شبكات 5G اللاسلكية وشبكات المدن الذكية. 
• كابلات التوزيع: تحتوي على 6 أو 12 250um من الألياف للتوصيل بين غرف / طوابق الاتصالات في المبنى.  

 

تُستخدم أيضًا الكابلات المركبة التي تحتوي على كل من الألياف أحادية النمط ومتعددة الوسائط بشكل شائع للوصلات الأساسية للبنية التحتية حيث يجب دعم كلا الطريقتين.      

 

اقرأ أيضا: Face-Off: كابل الألياف البصرية متعدد الأوضاع مقابل كابل الألياف البصرية أحادي الوضع

 

تحتوي كابلات الألياف الضوئية بشكل عام على العديد من الألياف الفردية المجمعة معًا من أجل القوة والحماية. داخل الكبل ، يتم طلاء كل ألياف بطبقة بلاستيكية واقية خاصة بها ومحمية بشكل أكبر من التلف الخارجي والضوء مع حماية إضافية وعزل بين الألياف وعلى السطح الخارجي للكابل بالكامل. تتضمن بعض الكابلات أيضًا مكونات مانعة للماء أو مقاومة للماء لمنع تلف المياه. يتطلب التثبيت الصحيح أيضًا ربط الألياف وإنهاؤها بعناية لتقليل فقد الإشارة على المدى الطويل.

 

بالمقارنة مع الكابلات النحاسية المعدنية القياسية ، تقدم كابلات الألياف الضوئية العديد من المزايا لنقل المعلومات. لديهم نطاق ترددي أعلى بكثير ، مما يسمح لهم بحمل المزيد من البيانات. فهي أخف وزنا وأكثر متانة وقادرة على نقل الإشارات عبر مسافات أطول. فهي محصنة ضد التداخل الكهرومغناطيسي ولا تقوم بتوصيل الكهرباء. وهذا يجعلها أيضًا أكثر أمانًا لأنها لا تصدر أي شرر ولا يمكن التنصت عليها أو مراقبتها بسهولة مثل الكابلات النحاسية. بشكل عام ، أتاحت كابلات الألياف الضوئية زيادات كبيرة في سرعات الاتصال بالإنترنت وموثوقيته.

الأنواع النموذجية لكابلات الألياف البصرية

تستخدم كابلات الألياف الضوئية على نطاق واسع لنقل البيانات وإشارات الاتصالات بسرعات عالية عبر مسافات طويلة. هناك عدة أنواع من كابلات الألياف الضوئية ، كل منها مصمم لتطبيقات محددة. في هذا القسم ، سنناقش ثلاثة أنواع شائعة: كبل الألياف الضوئية الجوي ، وكابل الألياف الضوئية تحت الأرض ، وكابل الألياف الضوئية تحت سطح البحر.

1. كابل الألياف البصرية الجوي

كابلات الألياف الضوئية الهوائية مصممة ليتم تثبيتها فوق سطح الأرض ، عادةً على أعمدة الكهرباء أو الأبراج. إنها محمية بغلاف خارجي قوي يحمي خيوط الألياف الدقيقة من العوامل البيئية مثل الظروف الجوية والأشعة فوق البنفسجية والتدخل في الحياة البرية. غالبًا ما تستخدم الكابلات الهوائية في المناطق الريفية أو للاتصال لمسافات طويلة بين المدن. إنها فعالة من حيث التكلفة وسهلة التركيب نسبيًا ، مما يجعلها خيارًا شائعًا لشركات الاتصالات السلكية واللاسلكية في مناطق معينة.

 

اقرأ أيضا: دليل شامل لكابلات الألياف الضوئية فوق الأرض

2. كابل الألياف البصرية تحت الأرض

كما يوحي الاسم ، فإن كابلات الألياف الضوئية تحت الأرض مدفونًا تحت الأرض لتوفير وسيلة نقل آمنة ومحمية. تم تصميم هذه الكابلات لتحمل تأثيرات الظروف البيئية القاسية ، مثل الرطوبة وتقلبات درجات الحرارة والضغط البدني. تُستخدم الكابلات الأرضية بشكل شائع في المناطق الحضرية ، حيث تكون المساحة محدودة ، والحماية من التلف العرضي أو التخريب أمر ضروري. غالبًا ما يتم تثبيتها من خلال قنوات تحت الأرض أو يتم دفنها مباشرة في الخنادق.

3. كابل الألياف البصرية تحت سطح البحر

تم تصميم كابلات الألياف الضوئية تحت سطح البحر خصيصًا ليتم وضعها عبر قاع المحيط لربط القارات وتمكين التواصل العالمي. تم تصميم هذه الكابلات لتحمل الضغط الهائل والظروف القاسية للبيئة تحت الماء. وعادة ما تكون محمية بطبقات متعددة من الصلب أو درع البولي إيثيلين ، جنبًا إلى جنب مع الطلاءات المقاومة للماء. تُستخدم الكابلات البحرية لنقل البيانات الدولية وتلعب دورًا حاسمًا في تسهيل الاتصال العالمي بالإنترنت. يمكن أن تمتد آلاف الكيلومترات وهي ضرورية للاتصال عبر القارات ، ودعم عمليات نقل البيانات عالية السعة والاتصال العالمي.

4. كابل الألياف البصرية المدفون مباشرة

تم تصميم كابلات الألياف الضوئية المدفونة مباشرة بحيث يتم دفنها مباشرة في الأرض دون استخدام قنوات أو أغطية واقية. غالبًا ما يتم استخدامها في التطبيقات التي تكون فيها ظروف الأرض مناسبة وتكون مخاطر التلف أو التداخل منخفضة. تم تصنيع هذه الكابلات بطبقات إضافية من الحماية ، مثل السترات والدروع شديدة التحمل ، لتحمل المخاطر المحتملة مثل الرطوبة والقوارض والضغط الميكانيكي.

5. كابل الألياف البصرية الشريط

تتكون كابلات الألياف الضوئية الشريطية من ألياف بصرية متعددة منظمة في هياكل تشبه الشريط المسطح. عادةً ما يتم تكديس الألياف فوق بعضها البعض ، مما يسمح بعدد كبير من الألياف داخل كابل واحد. تُستخدم الكابلات الشريطية بشكل شائع في التطبيقات التي تتطلب كثافة عالية وضغطًا ، مثل مراكز البيانات أو تبادلات الاتصالات. إنها تسهل المناولة والربط والإنهاء بسهولة ، مما يجعلها مثالية للتركيبات التي تتطلب عددًا كبيرًا من الألياف.

6. كابل الألياف البصرية ذو الأنبوب الفضفاض

تتكون كابلات الألياف البصرية ذات الأنبوب الفضفاض من واحد أو أكثر من الألياف الضوئية المغلقة في أنابيب عازلة واقية. تعمل هذه الأنابيب العازلة كوحدات حماية فردية للألياف ، مما يوفر مقاومة ضد الرطوبة والضغط الميكانيكي والعوامل البيئية. تُستخدم الكابلات الأنبوبية السائبة بشكل أساسي في البيئات الخارجية أو القاسية ، مثل شبكات الاتصالات بعيدة المدى أو المناطق المعرضة لتقلبات درجات الحرارة. يسمح تصميم الأنبوب السائب بتحديد الألياف وعزلها وترقيات مستقبلية بسهولة.

7. كابلات الألياف البصرية المدرعة

يتم تقوية كابلات الألياف الضوئية المدرعة بطبقات إضافية من الدروع ، مثل الفولاذ المموج أو الأشرطة أو الضفائر المصنوعة من الألومنيوم. توفر هذه الطبقة المضافة حماية معززة ضد الأضرار المادية في البيئات الصعبة حيث قد تتعرض الكابلات لقوى خارجية ، بما في ذلك الآلات الثقيلة أو القوارض أو الظروف الصناعية القاسية. تُستخدم الكابلات المدرعة بشكل شائع في البيئات الصناعية أو عمليات التعدين أو البيئات التي تنطوي على مخاطر كبيرة من التلف العرضي.

 

توفر هذه الأنواع الإضافية من كابلات الألياف الضوئية ميزات متخصصة وحماية لتلبية متطلبات التركيب المختلفة والظروف البيئية. يعتمد اختيار نوع الكبل على عوامل مثل سيناريو الاستخدام والحماية المطلوبة وطريقة التثبيت والمخاطر المتوقعة. سواء كان ذلك لتطبيقات الدفن المباشر ، أو التركيبات عالية الكثافة ، أو الشبكات الخارجية ، أو البيئات الصعبة ، فإن اختيار كابل الألياف البصرية المناسب يضمن نقل البيانات بشكل موثوق وفعال.

8. أحدث أنواع كابلات الألياف البصرية

تستمر تقنية الألياف الضوئية في التطور ، مع تصميمات ومواد جديدة للألياف تتيح تطبيقات إضافية. تتضمن بعض أحدث أنواع كبلات الألياف الضوئية ما يلي:

 

• ألياف محسّنة للانحناء - الألياف ذات المظهر الجانبي الأساسي المتدرج الذي يمنع فقدان الضوء أو تلف واجهة اللب / الكسوة عند الانحناء حول الزوايا الضيقة أو الالتفاف. يمكن للألياف المحسّنة الانحناء أن تتحمل ثني نصف قطر يصل إلى 7.5 مم للوضع الفردي و 5 مم للوضع المتعدد دون توهين كبير. تسمح هذه الألياف بنشر الألياف في مساحات غير مناسبة لأنصاف أقطار الانحناء الكبيرة والانتهاء في التوصيل عالي الكثافة. 
• ألياف بصرية بلاستيكية (POF) - ألياف بصرية مصنوعة من لب من البلاستيك وتكسية بدلاً من الزجاج. يعتبر POF أكثر مرونة وأسهل في الإنهاء وأقل تكلفة من الألياف الضوئية الزجاجية. ومع ذلك ، فإن POF لديها توهين أعلى وعرض نطاق أقل ، مما يقصرها على الوصلات التي تقل عن 100 متر. يعد POF مفيدًا للإلكترونيات الاستهلاكية وشبكات السيارات والضوابط الصناعية حيث لا يكون الأداء العالي أمرًا بالغ الأهمية. 
• ألياف متعددة النواة - تصميمات ألياف جديدة تحتوي على 6 أو 12 أو حتى 19 قلبًا منفردًا أحادي النمط أو متعدد الأوضاع داخل كسوة وسترة مشتركة. يمكن للألياف متعددة النواة أن تنقل إشارات منفصلة متعددة بخيط ليفي واحد ونهاية مفردة أو نقطة لصق للكابلات ذات الكثافة العالية. ومع ذلك ، تتطلب الألياف متعددة النواة معدات اتصال أكثر تعقيدًا مثل السواطير متعددة النواة وموصلات MPO. يمكن أن يختلف الحد الأقصى للتوهين وعرض النطاق أيضًا عن الألياف التقليدية أحادية النواة وثنائية النواة. ترى الألياف متعددة النواة التطبيق في شبكات الاتصالات ومراكز البيانات. 
• الألياف الأساسية المجوفة - نوع من الألياف الناشئة مع قناة مجوفة في القلب محاطة بكسوة مجهرية تحصر الضوء داخل النواة المجوفة. تتميز الألياف الأساسية المجوفة بزمن انتقال أقل وتأثيرات غير خطية منخفضة تشوه الإشارات ، ولكنها تمثل تحديًا في التصنيع ولا تزال تخضع للتطور التكنولوجي. في المستقبل ، يمكن للألياف الأساسية المجوفة تمكين شبكات أسرع بسبب السرعة المتزايدة التي يمكن أن ينتقل بها الضوء عبر الهواء مقابل الزجاج الصلب. 

 

بينما لا تزال المنتجات المتخصصة ، تعمل أنواع الألياف الجديدة على توسيع التطبيقات حيث تكون كابلات الألياف الضوئية عملية وفعالة من حيث التكلفة ، مما يسمح للشبكات بالعمل بسرعات أعلى ، وفي مساحات ضيقة ، وعلى مسافات أقصر. نظرًا لأن الألياف الجديدة أصبحت أكثر شيوعًا ، فإنها توفر خيارات لتحسين أجزاء مختلفة من البنية التحتية للشبكة بناءً على احتياجات الأداء ومتطلبات التثبيت. يحافظ استخدام الألياف من الجيل التالي على تكنولوجيا الشبكة في الطليعة.     

مواصفات واختيار كابل الألياف البصرية

تأتي كابلات الألياف الضوئية في مجموعة متنوعة من الأنواع لتناسب التطبيقات المختلفة ومتطلبات الشبكات. تشمل المواصفات الأساسية التي يجب مراعاتها عند اختيار كابل الألياف الضوئية ما يلي:

 

• حجم اللب - يحدد قطر النواة مقدار البيانات التي يمكن نقلها. تحتوي الألياف أحادية الوضع على نواة أصغر (8-10 ميكرون) تسمح فقط بنمط واحد من الضوء بالانتشار ، مما يتيح نطاقًا تردديًا عاليًا ومسافات طويلة. تتميز الألياف متعددة الأوضاع بنواة أكبر (50-62.5 ميكرون) تسمح لأنماط متعددة من الضوء بالانتشار ، وهي الأفضل للمسافات الأقصر وعرض النطاق الترددي المنخفض.  
• الكسوة - الكسوة تحيط بالنواة ولها معامل انكسار أقل ، مما يحبس الضوء في القلب من خلال الانعكاس الداخلي الكلي. يبلغ قطر الكسوة عادة 125 ميكرون بغض النظر عن حجم اللب.
• المواد العازلة - مادة عازلة تحمي خيوط الألياف من التلف والرطوبة. تشمل الخيارات الشائعة تفلون ، وبولي كلوريد الفينيل ، والبولي إيثيلين. تتطلب الكابلات الخارجية مواد عازلة مقاومة للماء ومقاومة للعوامل الجوية. 
• جاكيت - يوفر الغلاف الخارجي حماية مادية وبيئية إضافية للكابل. سترات الكابلات مصنوعة من مواد مثل PVC و HDPE والفولاذ المدرع. يجب أن تتحمل السترات الخارجية نطاقات درجة حرارة واسعة ، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية ، والتآكل. 
• داخلي مقابل خارجي - بالإضافة إلى السترات والمخازن المؤقتة المختلفة ، فإن كابلات الألياف الضوئية الداخلية والخارجية لها بنية مختلفة. تفصل الكابلات الخارجية الألياف الفردية إلى أنبوب فضفاض أو أنابيب عازلة محكمة داخل عنصر مركزي ، مما يسمح بتصريف الرطوبة. تقوم الكابلات الشريطية الداخلية بتجميع الألياف وتكديسها للحصول على كثافة أعلى. تتطلب الكابلات الخارجية تأريضًا مناسبًا واعتبارات تركيب إضافية للحماية من الأشعة فوق البنفسجية وتغير درجة الحرارة وتحميل الرياح.

 

إلى اختر كابل الألياف البصرية، ضع في اعتبارك التطبيق وعرض النطاق الترددي المطلوب وبيئة التثبيت. تعد الكابلات أحادية الوضع هي الأفضل للاتصالات طويلة المدى وعالية النطاق الترددي مثل الشبكات الأساسية. تعمل الكابلات متعددة الأوضاع بشكل جيد للمسافات القصيرة واحتياجات النطاق الترددي المنخفض داخل المباني. لا تتطلب الكابلات الداخلية سترات متطورة أو مقاومة للماء ، بينما تستخدم الكابلات الخارجية مواد أقوى للحماية من الطقس والتلف.  

 

الكابلات:

 

النوع	ليف	العازلة	جاكيت	التقييم	تطبيق
وضع واحد OS2	9/125 ميكرومتر	أنبوب فضفاض	PVC	داخل الاستديو	المباني العمود الفقري
Multimode OM3 / OM4	50/125 ميكرومتر	ضيق العازلة	OFNR	الأثاث الخارجى	مركز البيانات / الحرم الجامعي
مصفح	وضع فردي / متعدد	أنبوب فضفاض / مخزن مؤقت ضيق	PE / البولي يوريثين / أسلاك الفولاذ	دفن خارجي / مباشر	البيئة القاسية
ADSS	وضع فردي	غير مصقول	الدعم الذاتي	جوي	FTTA / أقطاب / فائدة
OPGW	وضع فردي	أنبوب فضفاض	دعم ذاتي / خيوط فولاذية	ثابت الجوي	خطوط الكهرباء العلوية
إسقاط الكابلات	وضع فردي / متعدد	900μm / 3mm الوحدات الفرعية	بولي كلوريد الفينيل / بكامل طاقته	داخلي وخارجي	اتصال العميل النهائي

  

الربط: 

 

النوع	ليف	اقتران	البولنديّة	الانهاء	تطبيق
LC	وضع فردي / متعدد	جهاز الكمبيوتر / APC	اتصال جسدي (كمبيوتر) أو زاوية 8 درجة (APC)	ألياف أحادية أو مزدوجة	موصل الألياف الأحادي / الثنائي الأكثر شيوعًا ، تطبيقات عالية الكثافة
MPO / MTP	متعدد الأوضاع (12/24 ليف)	جهاز الكمبيوتر / APC	اتصال جسدي (كمبيوتر) أو زاوية 8 درجة (APC)	مجموعة متعددة الألياف	40 / 100G اتصال وكابلات ومراكز بيانات
SC	وضع فردي / متعدد	جهاز الكمبيوتر / APC	اتصال جسدي (كمبيوتر) أو زاوية 8 درجة (APC)	بسيط أو مزدوج	التطبيقات القديمة ، بعض شبكات الناقل
ST	وضع فردي / متعدد	جهاز الكمبيوتر / APC	اتصال جسدي (كمبيوتر) أو زاوية 8 درجة (APC)	بسيط أو مزدوج	التطبيقات القديمة ، بعض شبكات الناقل
MU	وضع فردي	جهاز الكمبيوتر / APC	اتصال جسدي (كمبيوتر) أو زاوية 8 درجة (APC)	البسيط	بيئة قاسية ، الألياف إلى الهوائي
حاويات لصق / صواني	N / A	NA	NA	الانصهار أو الميكانيكية	الانتقال أو الاستعادة أو الوصول متوسط ​​المدى

 

يرجى الرجوع إلى هذا الدليل عند اختيار منتجات الألياف الضوئية لتحديد النوع المناسب للتطبيقات وبيئة الشبكة. لمزيد من التفاصيل حول أي منتج ، يرجى الاتصال بالمصنعين مباشرة أو إعلامي كيف يمكنني تقديم المزيد من التوصيات أو المساعدة في الاختيار.

  

توفر كابلات الألياف الضوئية مجموعة متوازنة من الخصائص لتلائم احتياجات الشبكات في أي بيئة عندما يتم اختيار النوع المناسب بناءً على المواصفات الرئيسية حول التطبيق والحجم الأساسي وتقييم الغلاف وموقع التثبيت. تساعد مراعاة هذه الخصائص في ضمان أقصى قدر من الكفاءة والحماية والقيمة.

معايير الصناعة لكابلات الألياف البصرية

تلتزم صناعة كبلات الألياف الضوئية بمعايير مختلفة لضمان التوافق والموثوقية وقابلية التشغيل البيني بين المكونات والأنظمة المختلفة. يستكشف هذا القسم بعض معايير الصناعة الرئيسية التي تحكم كبلات الألياف الضوئية وأهميتها في ضمان شبكات اتصال سلسة.

 

• TIA / EIA-568: يوفر معيار TIA / EIA-568 ، الذي طورته جمعية صناعة الاتصالات (TIA) وتحالف الصناعات الإلكترونية (EIA) ، إرشادات لتصميم وتركيب أنظمة الكابلات الهيكلية ، بما في ذلك كابلات الألياف البصرية. يغطي جوانب مختلفة ، مثل أنواع الكابلات والموصلات وأداء الإرسال ومتطلبات الاختبار. يضمن الامتثال لهذا المعيار أداءً متسقًا وموثوقًا عبر تركيبات الشبكة المختلفة.
• ISO / IEC 11801: يحدد معيار ISO / IEC 11801 متطلبات أنظمة الكابلات العامة ، بما في ذلك كابلات الألياف البصرية ، في المباني التجارية. يغطي جوانب مثل أداء الإرسال وفئات الكابلات والموصلات وممارسات التثبيت. يضمن الامتثال لهذا المعيار إمكانية التشغيل البيني واتساق الأداء عبر أنظمة الكابلات المختلفة.
• ANSI / TIA-598: يوفر معيار ANSI / TIA-598 إرشادات حول الترميز اللوني لكابلات الألياف الضوئية ، وتحديد أنظمة الألوان لأنواع مختلفة من الألياف ، وطبقات العازلة ، وألوان تمهيد الموصل. يضمن هذا المعيار التوحيد ويسهل التعرف على كابلات الألياف الضوئية ومطابقتها بسهولة أثناء التركيب والصيانة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.
• ITU-T G.651: يحدد معيار ITU-T G.651 الخصائص ومعلمات الإرسال للألياف الضوئية متعددة الأوضاع. ويغطي جوانب مثل الحجم الأساسي ، وملف معامل الانكسار ، وعرض النطاق الترددي المشروط. يضمن الامتثال لهذا المعيار أداءً ثابتًا وتوافقًا لكابلات الألياف الضوئية متعددة الأوضاع عبر الأنظمة والتطبيقات المختلفة.
• ITU-T G.652: يحدد المعيار ITU-T G.652 الخصائص ومعلمات الإرسال للألياف الضوئية أحادية الوضع. ويغطي جوانب مثل التوهين والتشتت وطول موجة القطع. يضمن الامتثال لهذا المعيار أداءً ثابتًا وموثوقًا لكابلات الألياف الضوئية أحادية الوضع لتطبيقات الاتصال لمسافات طويلة.

 

يعد الالتزام بمعايير الصناعة هذه أمرًا بالغ الأهمية في الحفاظ على التوافق والموثوقية والأداء في تركيبات كبلات الألياف الضوئية. يضمن التوافق أن الكابلات والموصلات ومكونات الشبكة من مختلف الشركات المصنعة يمكنها العمل معًا بسلاسة ، مما يبسط عمليات تصميم الشبكة وتركيبها وصيانتها. كما أنه يسهل إمكانية التشغيل البيني ويوفر لغة مشتركة للتواصل بين المتخصصين في هذا المجال.

 

في حين أن هذه ليست سوى عدد قليل من معايير الصناعة لكابلات الألياف الضوئية ، لا يمكن المبالغة في أهميتها. باتباع هذه المعايير ، يمكن لمصممي الشبكات والقائمين بالتركيب والمشغلين ضمان سلامة وجودة البنية التحتية للألياف الضوئية ، وتعزيز شبكات الاتصال الفعالة والموثوقة.

 

اقرأ أيضا: إزالة الغموض عن معايير كابلات الألياف البصرية: دليل شامل

بناء كابلات الألياف الضوئية ونقل الضوء

كابلات الألياف الضوئية مصنوعة من طبقتين متحدة المركز من السيليكا المنصهرة ، زجاج فائق النقاء ذو ​​شفافية عالية. يحتوي اللب الداخلي على مؤشر انكسار أعلى من الكسوة الخارجية ، مما يسمح بتوجيه الضوء على طول الألياف من خلال الانعكاس الداخلي الكلي.  

 

تتكون مجموعة كبلات الألياف الضوئية من الأجزاء التالية:

 

تحدد مكونات وتصميم كابل الألياف الضوئية مدى ملاءمته للتطبيقات وبيئات التثبيت المختلفة. تشمل الجوانب الرئيسية لبناء الكابلات ما يلي:

 

• حجم اللب - الفتيل الزجاجي الداخلي الذي يحمل الإشارات الضوئية. الأحجام الشائعة هي 9 / 125μm و 50 / 125μm و 62.5 / 125μm. تتميز الألياف أحادية الوضع مقاس 9/125 ميكرومتر بنواة ضيقة لمسافات طويلة وتشغيل عرض النطاق الترددي العالي. تحتوي الألياف متعددة الأوضاع 50 / 125μm و 62.5 / 125μm على نوى أوسع للوصلات الأقصر عندما لا تكون هناك حاجة لعرض النطاق الترددي العالي. 
• أنابيب عازلة - الطلاءات البلاستيكية التي تحيط بخيوط الألياف للحماية. يمكن تجميع الألياف في أنابيب عازلة منفصلة للتنظيم والعزل. تحافظ الأنابيب العازلة أيضًا على الرطوبة بعيدًا عن الألياف. يتم استخدام تصميمات أنبوب فضفاض وأنبوب عازل ضيق. 
• أعضاء القوة - خيوط الأراميد أو قضبان الألياف الزجاجية أو الأسلاك الفولاذية المضمنة في قلب الكابل لتوفير قوة شد ومنع الضغط على الألياف أثناء التركيب أو تغيرات البيئة. تعمل عناصر القوة على تقليل الاستطالة وتسمح بتوتر شد أعلى عند تركيب الكابل.
• الحشو - حشوة أو حشو إضافي ، غالبًا ما يكون مصنوعًا من الألياف الزجاجية ، يُضاف إلى قلب الكابل لتوفير توسيد وتجعل الكابل مستديرًا. تشغل الحشوات مساحة ولا تضيف أي قوة أو حماية. يتم تضمينه فقط حسب الحاجة لتحقيق قطر الكابل الأمثل. 
• الغلاف الخارجي - طبقة من البلاستيك تحيط بقلب الكابل والحشو وأعضاء القوة. الغلاف يحمي من الرطوبة والتآكل والمواد الكيميائية والأضرار البيئية الأخرى. مواد الغلاف الشائعة هي HDPE و MDPE و PVC و LSZH. يستخدم الكبل المصنف في الهواء الطلق سترات أكثر سمكًا ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية مثل البولي إيثيلين أو البولي يوريثين. 
• درع - يضاف غطاء معدني إضافي ، عادة ما يكون من الصلب أو الألومنيوم ، فوق غلاف الكابل لتوفير أقصى حماية ميكانيكية ومن القوارض. يتم استخدام كبلات الألياف الضوئية المدرعة عند تركيبها في ظروف معاكسة معرضة للتلف المحتمل. يضيف الدرع وزنًا كبيرًا ويقلل من المرونة لذا يوصى به فقط عند الضرورة. 
• RIPCORD - سلك نايلون أسفل الغلاف الخارجي يسمح بإزالة الغلاف بسهولة أثناء الإنهاء والتوصيل. مجرد سحب حبل التمزق يقسم الغلاف دون إتلاف الألياف الموجودة تحته. لا يتم تضمين Ripcord في جميع أنواع كبلات الألياف الضوئية. 

 

ينتج عن التركيبة المحددة لمكونات البناء هذه كابل ألياف بصرية مُحسَّن لبيئة التشغيل المقصودة ومتطلبات الأداء. يمكن للمتكامل الاختيار من بين مجموعة من أنواع الكابلات لأي شبكة ألياف بصرية. 

 

مزيد من المعلومات: مكونات كبلات الألياف الضوئية: القائمة الكاملة وشرح

 

عندما ينتقل الضوء إلى قلب الألياف الضوئية ، فإنه ينعكس عن واجهة الكسوة بزوايا أكبر من الزاوية الحرجة ، ويتنقل باستمرار عبر الألياف. يسمح هذا الانعكاس الداخلي بطول الألياف بخسارة طفيفة للضوء على مسافات طويلة.

 

يحدد فرق معامل الانكسار بين اللب والغطاء ، المقاس بالفتحة العددية (NA) ، مقدار الضوء الذي يمكن أن يدخل الألياف وعدد الزوايا التي ستنعكس داخليًا. تسمح NA الأعلى بقبول أعلى للضوء وزوايا انعكاس ، وهي الأفضل للمسافات القصيرة ، في حين أن NA الأقل لها قبول أقل للضوء ولكن يمكنها الإرسال بأقل توهين على مسافات أطول.

 

تسمح خصائص بناء ونقل كابلات الألياف الضوئية بالسرعة التي لا مثيل لها وعرض النطاق الترددي والوصول إلى شبكات الألياف الضوئية. مع عدم وجود مكونات كهربائية ، توفر الألياف الضوئية منصة وصول مفتوحة مثالية للاتصالات الرقمية وتمكين التقنيات المستقبلية. إن فهم كيفية تحسين الضوء للسفر لأميال داخل ألياف زجاجية رقيقة مثل شعرة الإنسان هو المفتاح لإطلاق إمكانات أنظمة الألياف البصرية.

تاريخ كابلات الألياف البصرية

بدأ تطوير كابلات الألياف الضوئية في الستينيات مع اختراع الليزر. أدرك العلماء أن ضوء الليزر يمكن أن ينتقل عبر مسافات طويلة من خلال خيوط رفيعة من الزجاج. في عام 1960 ، وضع تشارلز كاو وجورج هوكام نظرية مفادها أنه يمكن استخدام الألياف الزجاجية لنقل الضوء عبر مسافات طويلة مع خسارة منخفضة. وضع عملهم الأساس لتكنولوجيا الألياف البصرية الحديثة.

 

في عام 1970 ، اخترع باحثو Corning Glass روبرت مورير ودونالد كيك وبيتر شولتز أول ألياف ضوئية بخسائر منخفضة بما يكفي لتطبيقات الاتصالات. مكّن إنشاء هذه الألياف البحث في استخدام الألياف الضوئية للاتصالات السلكية واللاسلكية. في العقد التالي ، بدأت الشركات في تطوير أنظمة اتصالات الألياف البصرية التجارية. 

 

في عام 1977 ، أرسلت شركة General Telephone and Electronics أول اتصال هاتفي مباشر عبر كابلات الألياف الضوئية في لونج بيتش ، كاليفورنيا. أظهرت هذه التجربة جدوى اتصالات الألياف البصرية. خلال الثمانينيات ، عملت الشركات التي تعمل على نشر شبكات ألياف بصرية بعيدة المدى على ربط المدن الرئيسية في الولايات المتحدة وأوروبا. بحلول أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات ، بدأت شركات الهاتف العامة في استبدال خطوط الهاتف النحاسية التقليدية بكابلات الألياف البصرية.

 

من بين المبتكرين والرواد الرئيسيين في تكنولوجيا الألياف البصرية ناريندر سينغ كاباني ، وجون إيتشي نيشيزاوا ، وروبرت مورير. يُعرف كاباني باسم "أبو الألياف البصرية" لعمله في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي في تطوير وتنفيذ تكنولوجيا الألياف البصرية. اخترع نيشيزاوا أول نظام اتصال بصري في عام 1950. قاد مورير فريق Corning Glass الذي اخترع أول ألياف ضوئية منخفضة الفقد تمكن من اتصالات الألياف البصرية الحديثة.  

 

أحدث تطوير كابلات الألياف الضوئية ثورة في الاتصالات العالمية ومكّن الإنترنت عالي السرعة وشبكات المعلومات العالمية التي نمتلكها اليوم. لقد ربطت تقنية الألياف الضوئية العالم من خلال السماح بنقل كميات هائلة من البيانات حول العالم في ثوانٍ.

 

في الختام ، من خلال سنوات من العمل من قبل العلماء والباحثين ، تم تطوير وتحسين كابلات الألياف الضوئية لنقل الإشارات الضوئية عبر مسافات طويلة. لقد أدى اختراعهم وتسويقهم إلى تغيير العالم من خلال تمكين طرق جديدة للاتصال العالمي والوصول إلى المعلومات.

اللبنات الأساسية لاتصال الألياف  

تتكون شبكة الألياف الضوئية في جوهرها من بضعة أجزاء أساسية ترتبط ببعضها البعض لإنشاء بنية تحتية لإرسال واستقبال البيانات عبر الإشارات الضوئية. المكونات الأساسية تشمل:   

 

• تحتوي كابلات الألياف الضوئية مثل الكابلات المدرعة الخفيفة من Unitube (GYXS / GYXTW) أو الكابلات المصغرة غير المعدنية من Unitube (JET) على خيوط رفيعة من مادة الألياف الزجاجية أو البلاستيكية وتوفر المسار الذي تنتقل خلاله الإشارات. تشمل أنواع الكابلات كبلات الألياف الضوئية أحادية الوضع ، وكابلات التوزيع المتعدد ، وكابلات الألياف الضوئية الهجينة. عوامل الاختيار هي وضع / عدد الألياف ، والبناء ، وطريقة التثبيت ، وواجهات الشبكة. الألياف الضوئية عبارة عن خيوط رفيعة ومرنة من الزجاج أو البلاستيك تعمل كوسيط لنقل الإشارات الضوئية عبر مسافات طويلة. وهي مصممة لتقليل فقد الإشارة إلى الحد الأدنى والحفاظ على سلامة البيانات المرسلة.
• مصدر الضوء: يستخدم مصدر الضوء ، عادةً الليزر أو LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء) ، لتوليد إشارات الضوء التي تنتقل عبر الألياف الضوئية. يجب أن يكون مصدر الضوء قادرًا على إنتاج ناتج ضوئي ثابت ومتسق لضمان نقل موثوق للبيانات.
• مكونات الاتصال: تقوم هذه المكونات بتوصيل الكابلات بالمعدات ، مما يسمح بالتصحيح. تعمل الموصلات مثل LC و SC و MPO على ربط خيوط الألياف بمنافذ وكابلات المعدات. المحولات مثل محول الألياف البصرية / شفة المقرنة / الموصل البصري السريع تربط الموصلات في لوحات التصحيح. أسلاك التصحيح المنتهية مسبقًا بالموصلات تنشئ روابط مؤقتة. ينقل الاتصال الإشارات الضوئية بين خيوط الكابلات والمعدات وأسلاك التصحيح على طول الرابط. تطابق أنواع الموصلات مع احتياجات التثبيت ومنافذ المعدات.  
• الموصلات: تُستخدم الموصلات لربط الألياف الضوئية الفردية معًا أو لتوصيل الألياف بمكونات الشبكة الأخرى ، مثل المحولات أو أجهزة التوجيه. تضمن هذه الموصلات اتصالاً آمنًا ودقيقًا للحفاظ على سلامة البيانات المرسلة.
• الأجهزة الموصلة: يتضمن ذلك الأجهزة مثل لوحات التوصيل ومرفقات لصق وصناديق الإنهاء. توفر مكونات الأجهزة هذه طريقة مريحة ومنظمة لإدارة وحماية الألياف الضوئية وتوصيلاتها. كما أنها تساعد في استكشاف الأخطاء وإصلاحها وصيانة الشبكة.
• توفر العبوات مثل خزانات الألياف القائمة بذاتها أو حاويات الألياف المثبتة على الحامل أو حاويات الألياف الجدارية حماية للتوصيلات البينية للألياف والألياف المتراخية / الحلقية مع خيارات للكثافة العالية. تخزن صواني الركود وموجهات الألياف أطوال الكابلات الزائدة. العبوات تحمي من المخاطر البيئية وتنظم كميات كبيرة من الألياف. 
• أجهزة الإرسال والاستقبال: تُعرف أجهزة الإرسال والاستقبال ، المعروفة أيضًا باسم الوحدات الضوئية ، بأنها الواجهة بين شبكة الألياف الضوئية وأجهزة الشبكات الأخرى ، مثل أجهزة الكمبيوتر أو المحولات أو أجهزة التوجيه. يقومون بتحويل الإشارات الكهربائية إلى إشارات ضوئية للإرسال والعكس صحيح ، مما يسمح بالتكامل السلس بين شبكات الألياف الضوئية والشبكات التقليدية القائمة على النحاس.
• أجهزة إعادة الإرسال / مكبرات الصوت: يمكن أن تتدهور إشارات الألياف الضوئية عبر مسافات طويلة بسبب التوهين (فقدان قوة الإشارة). تُستخدم أجهزة إعادة الإرسال أو مكبرات الصوت لتجديد الإشارات الضوئية وتعزيزها على فترات منتظمة لضمان جودتها وموثوقيتها.
• المحولات والموجهات: أجهزة الشبكة هذه مسؤولة عن توجيه تدفق البيانات داخل شبكة الألياف البصرية. تسهل المحولات الاتصال داخل الشبكة المحلية ، بينما تتيح أجهزة التوجيه تبادل البيانات بين الشبكات المختلفة. إنها تساعد في إدارة حركة المرور وضمان نقل البيانات بكفاءة.
• آليات الحماية: قد تتضمن شبكات الألياف الضوئية آليات حماية مختلفة مثل المسارات الزائدة عن الحاجة ، وإمدادات الطاقة الاحتياطية ، وتخزين البيانات الاحتياطية لضمان التوافر العالي وموثوقية البيانات. تساعد هذه الآليات في تقليل وقت تعطل الشبكة والحماية من فقدان البيانات في حالة حدوث أعطال أو أعطال.
• معدات الاختبار مثل OTDRs وعدادات الطاقة الضوئية تقيس الأداء لضمان نقل إشارة مناسب. تتحقق OTDRs من تثبيت الكبل وتحديد المشكلات. تتحقق عدادات الطاقة من الفقد عند التوصيلات. تساعد منتجات إدارة البنية التحتية في التوثيق ووضع العلامات والتخطيط واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.   

 

تعمل هذه المكونات معًا لإنشاء بنية تحتية قوية وعالية السرعة لشبكة الألياف البصرية ، مما يتيح نقل البيانات بشكل سريع وموثوق عبر مسافات طويلة.

 

يتيح الجمع بين المكونات جنبًا إلى جنب مع تقنيات التثبيت والإنهاء والربط والتثبيت المناسبة نقل الإشارات الضوئية للبيانات والصوت والفيديو عبر الحرم الجامعي والمباني ومعدات الشبكات. يحدد فهم متطلبات معدلات البيانات وميزانيات الخسارة والنمو والبيئة المجموعة المطلوبة من الكابلات والاتصال والاختبار والمرفقات لأي تطبيق للشبكات. 

خيارات كابل الألياف البصرية  

توفر كابلات الألياف الضوئية وسيط الإرسال المادي لتوجيه الإشارات الضوئية عبر مسافات قصيرة إلى طويلة. هناك عدة أنواع متاحة لتوصيل معدات الشبكات وأجهزة العميل والبنية التحتية للاتصالات. ستحدد عوامل مثل بيئة التثبيت ، ووضع الألياف وعددها ، وأنواع الموصلات ، ومعدلات البيانات ، بناء كبل الألياف الضوئية المناسب لكل تطبيق.  

 

تحتوي الكابلات النحاسية مثل كبل البيانات النحاسية CAT5E أو كبل البيانات النحاسية CAT6 على خيوط ألياف مجمعة مع أزواج نحاسية ، وهي مفيدة حيث يلزم الاتصال بالألياف والنحاس في تشغيل كابل واحد. تشمل الخيارات كبلات أحادية / مضغوطة ، وكابلات على الوجهين ، وتوزيع وكابلات.

 

تضمنت الكابلات المدرعة مواد تقوية مختلفة للحماية من التلف أو البيئات القاسية. تشمل الأنواع الكابلات المدرعة ذات الأنبوب الفضفاض المجدول (جيفتا53) أو الكابلات المدرعة الخفيفة ذات الأنبوب الفضفاض (GYTS / GYTA) بأنابيب مملوءة بالهلام وتعزيزات فولاذية لاستخدامات الحرم الجامعي. يوفر الدرع المتشابك أو الشريط الفولاذي المموج حماية قصوى من القوارض / الصواعق.  

 

تستخدم كابلات الإسقاط للتوصيل النهائي من التوزيع إلى المواقع. خيارات مثل كابل إسقاط من نوع القوس ذاتي الدعم (GJYXFCH) أو كابل إسقاط من نوع القوس (GJXFH) لا تتطلب دعم حبلا. كابل إسقاط من نوع القوس Strenath (GJXFA) عززت أعضاء القوة. كابل إسقاط من نوع القوس لمجاري الهواء (GJYXFHS) لتركيب القناة. تشمل الخيارات الجوية كابل الشكل 8 (GYTC8A) أو كل الكابلات الهوائية ذاتية الدعم العازلة (ADSS).

 

تشمل الخيارات الأخرى للاستخدام الداخلي كابل Unitube Light-armored (GYXS / GYXTW) ، كابل يونيتوب غير معدني صغير (طائرة نفاثة) أو كابل غير مصفح ذو قوة غير معدنية ذات قوة غير معدنية مجدولة (لطيف). تحتوي كابلات الألياف الضوئية الهجينة على الألياف والنحاس في سترة واحدة. 

 

يبدأ اختيار كبل الألياف الضوئية مثل كابل الإسقاط من النوع المقوس ذاتي الدعم (GJYXFCH) بتحديد طريقة التثبيت والبيئة ونوع الألياف والعدد المطلوب. يجب أن تتطابق المواصفات الخاصة ببناء الكبل ، وتصنيف اللهب / السحق ، ونوع الموصل ، وشد الشد مع الاستخدام والمسار المقصود. 

 

يتيح النشر السليم ، والإنهاء ، والربط ، والتركيب ، والاختبار لكابلات الألياف الضوئية بواسطة فنيين معتمدين عمليات إرسال عالية النطاق الترددي عبر شبكات FTTx والمترو والشبكات طويلة المدى. تعمل الابتكارات الجديدة على تحسين اتصال الألياف ، وزيادة كثافة الألياف في الكابلات المركبة الأصغر حجمًا وغير الحساسة للانحناء للمستقبل.

  

تحتوي الكابلات الهجينة على أزواج نحاسية وخيوط ليفية في غلاف واحد للتطبيقات التي تتطلب صوتًا وبيانات واتصالًا عالي السرعة. يختلف عدد النحاس / الألياف حسب الاحتياجات. تستخدم للتركيبات المنسدلة في وحدات MDU والمستشفيات والمدارس حيث يمكن تشغيل كابل واحد فقط.

 

الخيارات الأخرى مثل الشكل 8 والكابلات الهوائية المستديرة كلها عازلة للكهرباء أو بها عناصر مقاومة من الألياف الزجاجية / البوليمر للتركيبات الهوائية التي لا تحتاج إلى تعزيزات فولاذية. يمكن أيضًا استخدام تصميمات الأنبوب الفضفاض والقلب المركزي وكابلات الألياف الشريطية.

 

يبدأ اختيار كابل الألياف الضوئية بتحديد بيئة التثبيت ومستوى الحماية المطلوب ، ثم عدد الألياف والنوع المطلوب لدعم كل من متطلبات النطاق الترددي الحالية والمستقبلية. يجب أن تتطابق أنواع الموصلات ، وبناء الكابلات ، وتصنيف اللهب ، وتصنيف السحق / الصدمات ، ومواصفات سحب الشد مع المسار والاستخدام المقصود. إن اختيار شركة تصنيع الكابلات ذات السمعة الطيبة والمتوافقة مع المعايير والتحقق من تصنيف جميع خصائص الأداء بشكل صحيح لبيئة التثبيت سيضمن بنية تحتية للألياف عالية الجودة مع نقل إشارة مثالي. 

 

توفر كابلات الألياف الضوئية الأساس لبناء شبكات ألياف عالية السرعة ولكنها تتطلب فنيين مهرة ومعتمدين من أجل الإنهاء والربط والتركيب والاختبار المناسبين. عند نشرها مع مكونات اتصال عالية الجودة في بنية تحتية جيدة التصميم ، تتيح كابلات الألياف الضوئية عمليات نقل عالية النطاق الترددي عبر شبكات المترو والشبكات طويلة المدى وشبكات FTTx مما أحدث ثورة في الاتصالات لتطبيقات البيانات والصوت والفيديو في جميع أنحاء العالم. تستمر الابتكارات الجديدة حول الكابلات الأصغر ، والكثافة العالية للألياف ، والتصميمات المركبة ، والألياف غير الحساسة للثني في تحسين اتصال الألياف في المستقبل.

 

قد تهمك أيضًا:

 

• استيراد كابلات الألياف الضوئية من الصين: الإرشادات وأفضل النصائح
• 4 أفضل مصنعي كابلات الألياف البصرية في تركيا لمتابعة
• أفضل 5 مورد لكابلات الألياف البصرية في الفلبين
• أفضل 5 مصنعي كابلات الألياف البصرية في ماليزيا

توصيل الألياف البصرية

توفر مكونات الاتصال وسيلة لربط كابلات الألياف الضوئية بمعدات الشبكات وإنشاء اتصالات التصحيح من خلال اللوحات والأشرطة. تتيح خيارات الموصلات والمحولات وأسلاك التصحيح والحواجز ولوحات التصحيح الروابط بين المعدات وتسمح بإعادة التكوين للبنى التحتية للألياف حسب الحاجة. يتطلب اختيار الاتصال مطابقة أنواع الموصلات مع أنواع خيوط الكابلات ومنافذ المعدات ، ومواصفات الخسارة والمتانة مع متطلبات الشبكة واحتياجات التثبيت.

 

الموصلات: تنهي الموصلات خيوط الألياف لربط الكابلات بمنافذ المعدات أو الكابلات الأخرى. الأنواع الشائعة هي:

 

• LC (موصل لوسنت): 1.25mm حلقة زركونيا. للوحات التصحيح ومحولات الوسائط وأجهزة الإرسال والاستقبال. خسارة منخفضة وعالية الدقة. تزاوج مع موصلات LC. 
• SC (موصل المشترك): 2.5mm الطويق. قوي ، للروابط الأطول. تزاوج مع موصلات SC. لشبكات الحرم الجامعي والاتصالات والصناعية.
• ST (نصيحة مستقيمة): 2.5mm الطويق. تتوفر مقاطع مفردة أو مزدوجة. معيار الاتصالات لكن بعض الخسارة. تزاوج مع موصلات ST. 
• MPO (دفع متعدد الألياف): موصل ذكر الألياف الشريطية للبصريات المتوازية. 12 نوعًا من الألياف أو 24 خيارًا من الألياف. لمراكز البيانات عالية الكثافة ، 40G / 100G Ethernet. تزاوج مع موصلات أنثى MPO. 
• MTP - تباين MPO بواسطة US Conec. متوافق مع MPO.
• SMA (مصغر أ): 2.5mm الطويق. لمعدات الاختبار والأجهزة والأجهزة الطبية. لا يستخدم عادة لشبكات البيانات.

 

اقرأ أيضا: دليل شامل لموصلات الألياف البصرية

 

يتم تركيب الحواجز في المعدات واللوحات ومنافذ الحائط لتوصيل الموصلات بأمان. تتضمن الخيارات تكوينات بسيطة أو مزدوجة أو صفيف أو مخصصة مع منافذ الموصل الأنثوي للتوافق مع أسلاك التصحيح أو كبلات التوصيل من نفس نوع الموصل.

 

تربط المحولات موصلين من نفس النوع. تكون التكوينات بسيطة ، ومزدوجة ، و MPO ، ومخصصة للكثافة العالية. قم بالتركيب في لوحات التصحيح المصنوعة من الألياف أو إطارات التوزيع أو أغطية منافذ الحائط لتسهيل التوصيلات المتقاطعة وإعادة التشكيل. 

 

تعمل أسلاك التوصيل المنتهية مسبقًا بالموصلات على إنشاء روابط مؤقتة بين المعدات أو داخل لوحات التوصيل. متوفر في الكابلات أحادية الوضع أو متعددة الأوضاع أو مركبة لنطاقات مختلفة. أطوال قياسية من 0.5 إلى 5 أمتار مع أطوال مخصصة حسب الطلب. اختر نوع الألياف والبناء وأنواع الموصل لتتناسب مع احتياجات التثبيت. 

 

توفر لوحات التصحيح إمكانية الاتصال بخيوط الألياف في موقع مركزي ، مما يتيح التوصيلات المتقاطعة والتحركات / الإضافات / التغييرات. تشمل الخيارات:

 

• لوحات التصحيح القياسية: من 1U إلى 4U ، أمسك من 12 إلى 96 ليفًا أو أكثر. خيارات محول LC ​​، SC ، MPO. لمراكز البيانات ، بناء الربط البيني. 
• لوحات التصحيح بزاوية: مماثل للمعيار ولكن بزاوية 45 درجة للرؤية / إمكانية الوصول. 
• أشرطة MPO / MTP: انتقل إلى لوحات التصحيح من 1U إلى 4U. يحتوي كل منها على 12 موصلات MPO من الألياف لتقسيمها إلى ألياف فردية باستخدام محولات LC / SC أو لربط عدة أحزمة MPO / MTP. كثافة عالية لشبكة إيثرنت 40G / 100G. 
• رفوف وإطارات توزيع الألياف: مساحة أكبر ، عدد منافذ أعلى من لوحات التصحيح. بالنسبة للوصلات المتقاطعة الرئيسية ، مكاتب telco / ISP المركزية.

 

لوحات تصحيح منزل حاوية الألياف ، وإدارة الركود وصواني لصق. خيارات التثبيت على الرف ، والتثبيت على الحائط ، والقائمة بذاتها مع عدد / بصمة منافذ مختلفة. الإصدارات الخاضعة للرقابة البيئية أو غير الخاضعة للرقابة. توفير التنظيم والحماية لوصلات الألياف. 

 

تنضم أحزمة MTP / MPO (جذوع) إلى موصلات MPO للإرسال المتوازي في روابط شبكة 40 / 100G. خيارات من أنثى إلى أنثى ومن أنثى إلى ذكر مع بنية مكونة من 12 ليفًا أو 24 ليفًا.

 

يعد النشر السليم لمكونات الاتصال عالية الجودة من قبل فنيين مهرة هو المفتاح لتحقيق الأداء الأمثل والموثوقية في شبكات الألياف. سيؤدي اختيار المكونات التي تتوافق مع احتياجات التثبيت ومعدات الشبكة إلى تمكين البنية التحتية عالية الكثافة مع دعم التطبيقات القديمة والناشئة. تعمل الابتكارات الجديدة حول عوامل الشكل الأصغر ، وزيادة كثافة الألياف / الموصلات والشبكات الأسرع على زيادة الطلب على اتصال الألياف ، مما يتطلب حلولًا قابلة للتطوير وتصميمات قابلة للتكيف. 

 

يمثل الاتصال لبنة أساسية لشبكات الألياف الضوئية ، مما يسمح بالواجهات بين تشغيل الكابلات والتوصيلات المتقاطعة ومعدات الشبكات. تحدد المواصفات المتعلقة بالفقد والمتانة والكثافة ومعدلات البيانات المجموعة الصحيحة من الموصلات والمحولات وأسلاك التصحيح واللوحات والأدوات لإنشاء روابط ليفية من شأنها أن تتسع لتلبي احتياجات النطاق الترددي في المستقبل.

أنظمة توزيع الألياف البصرية

تتطلب كابلات الألياف الضوئية حاويات وخزائن وإطارات لتنظيم وحماية وتوفير الوصول إلى خيوط الألياف. تشمل المكونات الرئيسية لنظام توزيع الألياف ما يلي:

 

1. حاويات الألياف - صناديق مقاومة للطقس موضوعة على طول مسار الكابل إلى وصلات المنزل ، وتخزين الكابلات المرتخية ، ونقاط الإنهاء أو الوصول. العبوات تحمي العناصر من الأضرار البيئية مع السماح بالوصول المستمر. تعتبر حاويات التثبيت على الحائط والتركيب على العمود شائعة. 
2. خزانات توزيع الألياف - تحتوي الخزانات على لوحات توصيل من الألياف الضوئية ، وصواني لصق ، وتخزين ألياف تراخي ، وكابلات توصيل لنقطة اتصال بيني. الخزانات متوفرة كوحدات داخلية أو خارجية / مقواة. توفر الخزانات الخارجية بيئة مستقرة للمعدات الحساسة في الظروف القاسية.
3. إطارات توزيع الألياف - وحدات توزيع أكبر تحتوي على العديد من لوحات التصحيح الليفية ، وإدارة الكابلات الرأسية والأفقية ، وخزائن التوصيل ، والكابلات لتطبيقات التوصيل المتقاطع عالية الكثافة من الألياف. تدعم إطارات التوزيع العمود الفقري ومراكز البيانات.
4. لوحات التصحيح الألياف - تحتوي الألواح على محولات ألياف متعددة لإنهاء خيوط كبلات الألياف وتوصيل كبلات التصحيح. تنزلق الألواح المحملة في خزانات وإطارات من الألياف لتوصيل الألياف وتوزيعها. لوحات المهايئ وألواح الكاسيت نوعان شائعان.  
5. صواني لصق - صواني معيارية تنظم وصلات الألياف الفردية للحماية والتخزين. توجد العديد من الصواني في خزانات وإطارات من الألياف. تسمح صواني لصق الألياف الزائدة بالبقاء بعد الربط لتحريك / إضافة / تغيير المرونة دون تكرار. 
6. مكبات سلاك - بكرات دوارة أو بكرات مثبتة في وحدات توزيع الألياف لتخزين أطوال كبلات الألياف الزائدة أو الاحتياطية. تمنع بكرات الركود الألياف من تجاوز الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء ، حتى عند التنقل في المساحات الضيقة للحاويات والخزائن. 
7. كابلات التصحيح - تنتهي أطوال حبال الألياف بشكل دائم عند كلا الطرفين بموصلات لتوفير وصلات مرنة بين لوحات التوصيل ومنافذ المعدات ونقاط النهاية الأخرى. تسمح كبلات التصحيح بإجراء تغييرات سريعة على الروابط الليفية عند الحاجة. 

 

تعمل مكونات اتصال الألياف الضوئية جنبًا إلى جنب مع العبوات والخزائن الواقية على إنشاء نظام متكامل لتوزيع الألياف عبر معدات الشبكات والمستخدمين والمرافق. عند تصميم شبكات الألياف ، يجب على المندمجين مراعاة احتياجات البنية التحتية الكاملة بالإضافة إلى كابل الألياف البصرية نفسه. يدعم نظام التوزيع المجهز بشكل صحيح أداء الألياف ويوفر الوصول والمرونة ويطيل عمر شبكات الألياف. 

تطبيقات كابلات الألياف البصرية 

أصبحت شبكات الألياف الضوئية العمود الفقري لأنظمة الاتصالات الحديثة ، مما يوفر سرعة عالية في نقل البيانات والاتصال في العديد من المجالات.

 

أحد أهم تطبيقات كابلات الألياف الضوئية هو البنية التحتية للاتصالات. أتاحت شبكات الألياف الضوئية اتصالات النطاق العريض عالية السرعة لخدمة الإنترنت والهاتف في جميع أنحاء العالم. يتيح النطاق الترددي العالي لكابلات الألياف الضوئية سرعة نقل الصوت والبيانات والفيديو. استثمرت كبرى شركات الاتصالات بكثافة في بناء شبكات الألياف البصرية العالمية.

 

أجهزة استشعار الألياف الضوئية لها استخدامات عديدة في الطب والرعاية الصحية. يمكن دمجها في الأدوات الجراحية لتوفير دقة وتصور وتحكم محسنين. تستخدم مستشعرات الألياف الضوئية أيضًا لمراقبة العلامات الحيوية للمرضى المصابين بأمراض خطيرة ويمكنها اكتشاف التغييرات غير المحسوسة لحواس الإنسان. يبحث الأطباء في استخدام مستشعرات الألياف البصرية للكشف عن الأمراض غير الغازية من خلال تحليل خصائص الضوء الذي ينتقل عبر أنسجة المرضى.

 

يستخدم الجيش كابلات الألياف الضوئية لتأمين الاتصالات وتقنيات الاستشعار. غالبًا ما تستخدم الطائرات والمركبات الألياف الضوئية لتقليل الوزن والتداخل الكهربائي. توفر جيروسكوبات الألياف الضوئية بيانات ملاحية دقيقة لأنظمة التوجيه. يستخدم الجيش أيضًا استشعار الألياف الضوئية الموزع لمراقبة مساحات كبيرة من الأرض أو الهياكل بحثًا عن أي اضطرابات قد تشير إلى نشاط العدو أو الضرر الهيكلي. تعتمد بعض الطائرات المقاتلة وأنظمة الأسلحة المتقدمة على الألياف البصرية. 

 

تستخدم إضاءة الألياف الضوئية كابلات الألياف الضوئية لنقل الضوء للتطبيقات الزخرفية مثل الإضاءة المزاجية في المنازل أو الأضواء في المتاحف. يمكن التلاعب بالضوء الساطع الموفر للطاقة إلى ألوان وأشكال وتأثيرات أخرى باستخدام المرشحات والعدسات. تولد إضاءة الألياف الضوئية أيضًا قدرًا ضئيلًا جدًا من الحرارة مقارنة بالإضاءة القياسية ، وتقلل من تكاليف الصيانة ، وتتمتع بعمر أطول بكثير.    

 

تستخدم مراقبة الصحة الإنشائية مستشعرات الألياف الضوئية لاكتشاف التغييرات أو الأضرار في المباني والجسور والسدود والأنفاق والبنية التحتية الأخرى. يمكن لأجهزة الاستشعار قياس الاهتزازات والأصوات وتغيرات درجة الحرارة والحركات الدقيقة غير المرئية للمفتشين البشريين لتحديد المشكلات المحتملة قبل الفشل التام. تهدف هذه المراقبة إلى تحسين السلامة العامة من خلال منع الانهيارات الهيكلية الكارثية. تعتبر مستشعرات الألياف الضوئية مثالية لهذا التطبيق نظرًا لدقتها ونقص التداخل ومقاومة العوامل البيئية مثل التآكل.     

بالإضافة إلى التطبيقات المذكورة أعلاه ، هناك العديد من حالات الاستخدام الأخرى حيث تتفوق الألياف البصرية في مختلف الصناعات والإعدادات ، مثل:

 

• شبكة موزعي الحرم الجامعي
• شبكة مراكز البيانات
• شبكة الألياف الصناعية
• الألياف إلى الهوائي (FTTA)
• شبكات FTTx
• شبكات 5G اللاسلكية
• شبكات الاتصالات
• شبكات تلفزيون الكابل
• وما إلى ذلك.

 

إذا كنت مهتمًا بالمزيد ، فمرحبا بكم في زيارة هذا المقال: تطبيقات كبلات الألياف الضوئية: القائمة الكاملة والشرح (2023)

مقارنة كابلات الألياف الضوئية مع الكابلات النحاسية 

عرض كابلات الألياف الضوئية فوائد كبيرة على الكابلات النحاسية التقليدية لنقل المعلومات. أبرز المزايا هي عرض النطاق الترددي العالي والسرعة الأسرع. خطوط نقل الألياف الضوئية قادرة على حمل بيانات أكثر بكثير من الكابلات النحاسية من نفس الحجم. يمكن لكابل الألياف الضوئية الفردي إرسال عدة تيرابتات من البيانات في الثانية ، وهو ما يكفي لعرض النطاق الترددي لدفق آلاف الأفلام عالية الدقة في وقت واحد. تسمح هذه الإمكانات للألياف الضوئية بتلبية الطلبات المتزايدة على اتصالات البيانات والصوت والفيديو.

 

تعمل كابلات الألياف الضوئية أيضًا على تمكين اتصال إنترنت أسرع وسرعات تنزيل للمنازل والشركات. بينما تقتصر سرعة التنزيل القصوى للكابلات النحاسية على حوالي 100 ميجابت في الثانية ، يمكن أن تتجاوز توصيلات الألياف الضوئية 2 جيجابت في الثانية للخدمة السكنية - أسرع 20 مرة. جعلت الألياف الضوئية الوصول إلى الإنترنت فائق السرعة واسع النطاق متاحًا على نطاق واسع في أجزاء كثيرة من العالم. 

 

تعتبر كابلات الألياف الضوئية أخف وزنًا وأكثر إحكاما ومتانة ومقاومة للعوامل الجوية من الكابلات النحاسية. لا تتأثر بالتداخل الكهرومغناطيسي ولا تتطلب أي إشارة تعزيز للإرسال عبر مسافات طويلة. تتمتع شبكات الألياف الضوئية أيضًا بعمر إنتاجي يزيد عن 25 عامًا ، وهو أطول بكثير من الشبكات النحاسية التي تحتاج إلى استبدال بعد 10-15 عامًا. نظرًا لطبيعتها غير الموصلة وغير القابلة للاحتراق ، فإن كابلات الألياف الضوئية توفر قدرًا أقل من مخاطر السلامة والحرائق.

 

بينما تميل كابلات الألياف الضوئية إلى تحمل تكاليف أولية أعلى ، فإنها توفر في كثير من الأحيان مدخرات على مدى عمر الشبكة في تقليل نفقات الصيانة والتشغيل بالإضافة إلى زيادة الموثوقية. كما انخفضت تكلفة مكونات الألياف الضوئية ووصلاتها بشكل حاد خلال العقود القليلة الماضية ، مما يجعل شبكات الألياف الضوئية خيارًا قابلاً للتطبيق من الناحية المالية لاحتياجات الاتصالات الكبيرة والصغيرة الحجم على حد سواء. 

 

باختصار ، بالمقارنة مع النحاس التقليدي ووسائط النقل الأخرى ، تتميز كابلات الألياف الضوئية بمزايا تقنية كبيرة لنقل المعلومات عالي السرعة والمسافات الطويلة والسعة العالية بالإضافة إلى الفوائد الاقتصادية والعملية لشبكات الاتصال والتطبيقات. أدت هذه السمات المتفوقة إلى الاستبدال الواسع للبنية التحتية النحاسية بالألياف الضوئية عبر العديد من الصناعات التكنولوجية.  

تركيب كابلات الألياف الضوئية

يتطلب تركيب كبلات الألياف الضوئية التعامل الصحيح والربط والتوصيل والاختبار لتقليل فقد الإشارة إلى الحد الأدنى وضمان الأداء الموثوق. تجمع الألياف الضوئية بين نوعين من الألياف عن طريق صهرها ودمجها بشكل مثالي لمواصلة نقل الضوء. الوصلات الميكانيكية ووصلة الانصهار هما طريقتان شائعتان ، حيث توفر وصلات الانصهار فقدانًا أقل للضوء. تستخدم مضخمات الألياف الضوئية أيضًا عبر مسافات طويلة لتعزيز الإشارة دون الحاجة إلى تحويل الضوء مرة أخرى إلى إشارة كهربائية.

 

موصلات الألياف الضوئية تستخدم لتوصيل وفصل الكابلات عند الوصلات وواجهات المعدات. يعد التثبيت الصحيح للموصلات أمرًا بالغ الأهمية لتقليل الانعكاس الخلفي وفقدان الطاقة. تشمل الأنواع الشائعة من موصلات الألياف الضوئية موصلات ST و SC و LC و MPO. يتم أيضًا تثبيت أجهزة إرسال واستقبال ومفاتيح ومرشحات وأجهزة تقسيم الألياف الضوئية عبر شبكات الألياف الضوئية لتوجيه الإشارات الضوئية ومعالجتها.      

 

تعتبر السلامة اعتبارًا مهمًا عند تركيب مكونات الألياف البصرية. يمكن أن يتسبب ضوء الليزر المنقول عبر كابلات الألياف الضوئية في حدوث تلف دائم للعين. يجب اتباع إجراءات حماية العين المناسبة والتعامل الدقيق. يجب تأمين وحماية الكابلات بشكل كافٍ لتجنب التشابك أو الالتواء أو الكسر الذي قد يجعل الكبل غير قابل للاستخدام. تتمتع الكابلات الخارجية بعزل إضافي مقاوم للعوامل الجوية ولكنها لا تزال تتطلب مواصفات تركيب مناسبة لتجنب الأضرار البيئية.

 

يتطلب تركيب الألياف الضوئية تنظيفًا وفحصًا واختبارًا شاملاً لجميع المكونات قبل النشر. حتى العيوب الصغيرة أو الملوثات الموجودة على الموصلات أو نقاط التوصيل أو أغطية الكابلات يمكن أن تعطل الإشارات أو تسمح بتدخل العوامل البيئية. يضمن اختبار الفقد البصري واختبار عداد الطاقة طوال عملية التثبيت أن النظام سيعمل بهوامش طاقة كافية للمسافة ومعدل البت المطلوب.    

 

يتطلب تركيب البنية التحتية للألياف الضوئية مهارات وخبرات فنية لإكمالها بشكل صحيح مع ضمان موثوقية عالية وتقليل المشكلات المستقبلية. تقدم العديد من شركات التكنولوجيا ومقاولي الكابلات خدمات تركيب الألياف البصرية للتعامل مع هذه المتطلبات الصعبة والتقنية لإنشاء شبكات الألياف الضوئية الكبيرة والصغيرة على حد سواء. باستخدام التقنيات والخبرة المناسبة ، يمكن أن توفر كابلات الألياف الضوئية نقل إشارة واضح لسنوات عديدة عند تركيبها بشكل صحيح. 

إنهاء كابلات الألياف الضوئية

إنهاء كابلات الألياف الضوئية يتضمن ربط الموصلات بخيوط الكبلات لتمكين الروابط بين معدات الشبكات أو داخل لوحات التوصيل. يتطلب إجراء الإنهاء الدقة والتقنية المناسبة لتقليل الخسارة وتحسين الأداء من خلال الاتصال. تتضمن خطوات الإنهاء الشائعة ما يلي:

 

1. قم بإزالة غلاف الكابل وأي تعزيز ، وفضح خيوط الألياف العارية. قم بقياس الطول الدقيق المطلوب وأعد إحكام إغلاق أي ألياف غير مستخدمة لتجنب التعرض للرطوبة / الملوثات.  
2. تحديد نوع الألياف (وضع فردي / متعدد الأوضاع) ومواصفات الحجم (SMF-28 ، OM1 ، إلخ). اختر موصلات متوافقة مثل LC أو SC أو ST أو MPO مصممة إما للوضع الفردي أو متعدد الأوضاع. تطابق أحجام حلقة الموصل مع أقطار الألياف. 
3. قم بتنظيف وقطع الألياف بالطول الدقيق المطلوب لنوع الموصل. قم بعمل جروح بعناية مع تجنب تلف الألياف. أعد تنظيف سطح الألياف لإزالة أي ملوثات. 
4. ضع مركب الإيبوكسي أو الألياف القابلة للتلميع (لـ MPO متعدد الألياف) على وجه نهاية حلقة الموصل. لا ينبغي رؤية فقاعات الهواء. بالنسبة للموصلات المصقولة مسبقًا ، ما عليك سوى تنظيف وفحص وجه نهاية الحلقة.
5. أدخل الألياف بعناية في حلقة الموصل تحت التكبير المناسب. يجب أن تدعم الطويق نهاية الألياف في وجهها النهائي. يجب ألا تبرز الألياف من الوجه النهائي.  
6. عالج الإيبوكسي أو مركب التلميع حسب التوجيهات. بالنسبة للإيبوكسي ، يستغرق معظمها من 10 إلى 15 دقيقة. قد يكون العلاج بالحرارة أو العلاج بالأشعة فوق البنفسجية مطلوبًا بدلاً من ذلك بناءً على مواصفات المنتج. 
7. افحص الوجه النهائي بتكبير عالي للتحقق من أن الألياف متمركزة وتبرز قليلاً من نهاية الحلقة. بالنسبة للموصلات المصقولة مسبقًا ، ما عليك سوى إعادة فحص الوجه النهائي بحثًا عن أي ملوثات أو تلف قبل التزاوج. 
8. اختبر الإنهاء المكتمل لضمان الأداء الأمثل قبل النشر. استخدم أداة اختبار استمرارية الألياف البصرية كحد أدنى لتأكيد إرسال الإشارة من خلال الاتصال الجديد. يمكن أيضًا استخدام OTDR لقياس الخسارة وتحديد أي مشكلات. 
9. حافظ على ممارسات التنظيف والفحص المناسبة لوجوه نهاية الموصل بعد التزاوج لتجنب فقد الإشارة أو تلف المعدات من الملوثات. يجب أن تحمي القبعات الموصلات غير المتزاوجة. 

 

من خلال الممارسة والأدوات / المواد المناسبة ، يصبح تحقيق عمليات إنهاء منخفضة الخسارة سريعًا ومتسقًا. ومع ذلك ، نظرًا للدقة المطلوبة ، يوصى بأن يكمل فنيو الألياف المعتمدون عمليات الإنهاء على روابط الشبكة ذات النطاق الترددي العالي كلما أمكن ذلك لضمان أقصى قدر من الأداء ووقت تشغيل النظام. المهارات والخبرة مهمة لاتصال الألياف. 

ربط كابلات الألياف الضوئية

في شبكات الألياف الضوئية ، يشير الربط إلى عملية ربط اثنين أو أكثر من كابلات الألياف الضوئية معًا. هذه التقنية تمكن انتقال سلس للإشارات الضوئية بين الكابلات ، مما يسمح بتوسيع أو إصلاح شبكات الألياف البصرية. يتم إجراء الربط بالألياف الضوئية بشكل شائع عند توصيل الكابلات المثبتة حديثًا أو تمديد الشبكات الحالية أو إصلاح الأجزاء التالفة. إنها تلعب دورًا أساسيًا في ضمان نقل البيانات بشكل موثوق وفعال.

 

هناك طريقتان رئيسيتان لربط كابلات الألياف الضوئية:

1. الربط الانصهار:

يتضمن الربط الانصهار الربط الدائم لاثنين من كابلات الألياف الضوئية عن طريق صهر ودمج وجوههما الطرفية معًا. تتطلب هذه التقنية استخدام أداة الربط الانصهار ، وهي آلة متخصصة تعمل على محاذاة وتذويب الألياف بدقة. بمجرد الذوبان ، يتم دمج الألياف معًا لتشكيل اتصال مستمر. يوفر الربط الانصهار فقدانًا منخفضًا للإدخال واستقرارًا ممتازًا على المدى الطويل ، مما يجعله الطريقة المفضلة للتوصيلات عالية الأداء.

 

عادةً ما تتضمن عملية الربط الانصهار الخطوات التالية:

 

• تحضير الألياف: يتم تجريد الطلاءات الواقية للألياف ، وتنظيف الألياف العارية لضمان ظروف الربط المثلى.
• محاذاة الألياف: تقوم أداة ربط الانصهار بمحاذاة الألياف عن طريق مطابقة النوى والكسوة والطلاء بدقة.
• الألياف الانصهار: يولد جهاز الربط قوسًا كهربائيًا أو شعاع ليزر لإذابة ودمج الألياف معًا.
• حماية لصق: يتم تطبيق غلاف أو حاوية واقية على المنطقة المقسمة لتوفير قوة ميكانيكية وحماية الوصلة من العوامل البيئية.

2. الربط الميكانيكي:

يتضمن الربط الميكانيكي ربط كابلات الألياف الضوئية باستخدام أجهزة المحاذاة الميكانيكية أو الموصلات. على عكس الربط الانصهار ، فإن الربط الميكانيكي لا يذوب ويصهر الألياف معًا. بدلاً من ذلك ، يعتمد على المحاذاة الدقيقة والموصلات المادية لإنشاء الاستمرارية البصرية. عادةً ما تكون الوصلات الميكانيكية مناسبة للإصلاحات المؤقتة أو السريعة ، لأنها توفر خسارة إدخال أعلى قليلاً وقد تكون أقل قوة من وصلات الانصهار.

 

تتضمن عملية الربط الميكانيكي عمومًا الخطوات التالية:

 

• تحضير الألياف: يتم تحضير الألياف عن طريق تجريد الطلاءات الواقية وشقها للحصول على أوجه نهائية مسطحة ومتعامدة.
• محاذاة الألياف: يتم محاذاة الألياف بدقة وتثبيتها معًا باستخدام أجهزة المحاذاة ، أو أكمام لصق ، أو الموصلات.
• حماية لصق: على غرار الربط الانصهار ، يتم استخدام غلاف أو حاوية واقية لحماية المنطقة المقسمة من العوامل الخارجية.

 

كل من الربط الانصهار والربط الميكانيكي لهما مزاياهما وقابليتهما للتطبيق على أساس المتطلبات المحددة لشبكة الألياف البصرية. يوفر الربط الانصهار اتصالاً أكثر ديمومة وموثوقية مع فقدان إدخال أقل ، مما يجعله مثاليًا للتركيبات طويلة الأجل والاتصالات عالية السرعة. من ناحية أخرى ، يوفر الربط الميكانيكي حلاً أسرع وأكثر مرونة للتوصيلات المؤقتة أو المواقف التي يتوقع فيها حدوث تغييرات أو ترقيات متكررة.

 

باختصار ، يعد ربط كابلات الألياف الضوئية تقنية مهمة لتوسيع أو إصلاح أو توصيل شبكات الألياف الضوئية. سواء باستخدام الربط الانصهار للتوصيلات الدائمة أو الربط الميكانيكي للإصلاحات المؤقتة ، فإن هذه الطرق تضمن نقلًا سلسًا للإشارات الضوئية ، مما يسمح باتصال بيانات فعال وموثوق به في مختلف التطبيقات. 

كابلات الألياف البصرية الداخلية مقابل الخارجية

1. ما هي كابلات الألياف الضوئية الداخلية وكيف تعمل

تم تصميم كابلات الألياف الضوئية الداخلية خصيصًا للاستخدام داخل المباني أو الأماكن الضيقة. تلعب هذه الكابلات دورًا مهمًا في توفير سرعة عالية لنقل البيانات والاتصال داخل البنى التحتية مثل المكاتب ومراكز البيانات والمباني السكنية. فيما يلي بعض النقاط الرئيسية التي يجب مراعاتها عند مناقشة كابلات الألياف الضوئية الداخلية:

 

• التصميم والبناء: تم تصميم كابلات الألياف الضوئية الداخلية لتكون خفيفة الوزن ومرنة وسهلة التركيب في البيئات الداخلية. تتكون عادة من قلب مركزي ، وتكسية ، وسترة خارجية واقية. يسمح اللب ، المصنوع من الزجاج أو البلاستيك ، بنقل إشارات الضوء ، بينما تساعد الكسوة على تقليل فقد الإشارة عن طريق عكس الضوء مرة أخرى إلى القلب. يوفر الغلاف الخارجي الحماية ضد الأضرار المادية والعوامل البيئية.
• أنواع كابلات الألياف الضوئية الداخلية: تتوفر أنواع مختلفة من كابلات الألياف الضوئية الداخلية ، بما في ذلك الكابلات محكمة الإغلاق ، والكابلات ذات الأنابيب السائبة ، والكابلات الشريطية. تحتوي الكابلات المحكمة على غلاف مباشر فوق خيوط الألياف ، مما يجعلها أكثر ملاءمة لتطبيقات المسافات القصيرة والتركيبات الداخلية. تحتوي الكابلات ذات الأنابيب الفضفاضة على أنابيب مملوءة بالهلام تغلف خيوط الألياف ، مما يوفر حماية إضافية للتطبيقات الخارجية والداخلية / الخارجية. تتكون الكابلات الشريطية من خيوط ليفية متعددة مكدسة معًا في تكوين يشبه الشريط المسطح ، مما يتيح عددًا كبيرًا من الألياف في شكل مضغوط.
• التطبيقات: تستخدم كابلات الألياف الضوئية الداخلية على نطاق واسع في العديد من التطبيقات داخل المباني. يتم نشرها بشكل شائع لشبكات المنطقة المحلية (LAN) لتوصيل أجهزة الكمبيوتر والخوادم وأجهزة الشبكة الأخرى. إنها تتيح نقل البيانات ذات النطاق الترددي العالي ، مثل دفق الفيديو ، والحوسبة السحابية ، وعمليات نقل الملفات الكبيرة ، بأقل زمن انتقال. تستخدم كابلات الألياف الضوئية الداخلية أيضًا في أنظمة الكابلات الهيكلية لدعم الاتصالات والاتصال بالإنترنت والخدمات الصوتية.
• مزايا: توفر كابلات الألياف الضوئية الداخلية العديد من المزايا مقارنة بالكابلات النحاسية التقليدية. لديهم سعة عرض نطاق أعلى بكثير ، مما يسمح بسرعات أكبر لنقل البيانات وتحسين أداء الشبكة. فهي محصنة ضد التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) وتداخل التردد اللاسلكي (RFI) لأنها تنقل الإشارات الضوئية بدلاً من الإشارات الكهربائية. تعد كابلات الألياف الضوئية أكثر أمانًا أيضًا ، حيث يصعب الوصول إليها أو اعتراضها دون التسبب في فقد ملحوظ للإشارة.
• اعتبارات التثبيت: تعتبر تقنيات التركيب المناسبة ضرورية لتحقيق الأداء الأمثل لكابلات الألياف الضوئية الداخلية. من المهم التعامل مع الكابلات بعناية لتجنب الانحناء أو الالتواء خارج نصف قطر الانحناء الموصى به. يُفضل استخدام البيئات النظيفة والخالية من الغبار أثناء التركيب والصيانة ، حيث يمكن أن تؤثر الملوثات على جودة الإشارة. بالإضافة إلى ذلك ، تضمن الإدارة المناسبة للكابلات ، بما في ذلك التوجيه ووضع العلامات وتأمين الكابلات ، سهولة الصيانة وقابلية التوسع.

 

بشكل عام ، توفر كابلات الألياف الضوئية الداخلية وسيلة موثوقة وفعالة لنقل البيانات داخل المباني ، مما يدعم الطلب المتزايد باستمرار على الاتصال عالي السرعة في البيئات الحديثة.

2. ما هي كابلات الألياف الضوئية الخارجية وكيف تعمل

تم تصميم كابلات الألياف الضوئية الخارجية ل تحمل الظروف البيئية القاسية وتوفير نقل موثوق للبيانات عبر مسافات طويلة. تُستخدم هذه الكابلات بشكل أساسي لتوصيل البنية التحتية للشبكة بين المباني والحرم الجامعي أو عبر مناطق جغرافية شاسعة. فيما يلي بعض النقاط الرئيسية التي يجب مراعاتها عند مناقشة كابلات الألياف الضوئية الخارجية:

 

• البناء والحماية: تم تصميم كابلات الألياف الضوئية الخارجية بمواد متينة وطبقات واقية لضمان مقاومتها للعوامل البيئية. تتكون عادةً من قلب مركزي ، وكسوة ، وأنابيب عازلة ، وأعضاء قوة ، وسترة خارجية. يتكون اللب والكسوة من الزجاج أو البلاستيك لتمكين نقل الإشارات الضوئية. تحمي الأنابيب العازلة خيوط الألياف الفردية ويمكن ملؤها بالهلام أو بمواد مانعة للماء لمنع تغلغل المياه. توفر عناصر القوة ، مثل خيوط الأراميد أو قضبان الألياف الزجاجية ، دعمًا ميكانيكيًا ، ويحمي الغلاف الخارجي الكابل من الأشعة فوق البنفسجية والرطوبة وتقلبات درجات الحرارة والأضرار المادية.
• أنواع كابلات الألياف الضوئية الخارجية: هناك أنواع مختلفة من كابلات الألياف الضوئية الخارجية المتاحة لتناسب متطلبات التركيب المختلفة. تُستخدم الكابلات ذات الأنابيب الفضفاضة بشكل شائع للتركيبات الخارجية لمسافات طويلة. لديهم خيوط ليفية فردية موضوعة داخل أنابيب عازلة للحماية من الرطوبة والضغوط الميكانيكية. تحتوي الكابلات الشريطية ، على غرار نظيراتها الداخلية ، على خيوط ليفية متعددة مكدسة معًا في تكوين شريط مسطح ، مما يسمح بكثافة ألياف أعلى في شكل مضغوط. تم تصميم الكابلات الهوائية للتركيب على الأعمدة ، بينما تم تصميم كابلات الدفن المباشر ليتم دفنها تحت الأرض دون الحاجة إلى قناة حماية إضافية.
• تطبيقات التثبيت في الهواء الطلق: يتم نشر كابلات الألياف الضوئية الخارجية في مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك شبكات الاتصالات بعيدة المدى ، وشبكات المناطق الحضرية (MANs) ، وعمليات نشر الألياف الضوئية للمنازل (FTTH). أنها توفر الاتصال بين المباني والحرم الجامعي ومراكز البيانات ، ويمكن استخدامها أيضًا لربط المناطق النائية أو إنشاء اتصالات ربط عالية السعة للشبكات اللاسلكية. تتيح كابلات الألياف الضوئية الخارجية نقل البيانات عالي السرعة وتدفق الفيديو والوصول إلى الإنترنت عبر مسافات طويلة.
• اعتبارات بيئية: يجب أن تتحمل كابلات الألياف الضوئية الخارجية العديد من التحديات البيئية. وهي مصممة لمقاومة درجات الحرارة القصوى والرطوبة والأشعة فوق البنفسجية والمواد الكيميائية. لقد تم تصميمها خصيصًا لتتمتع بقوة شد ممتازة ومقاومة للصدمات والتآكل وتلف القوارض. تُستخدم الكابلات المدرعة الخاصة أو الكابلات الهوائية المزودة بأسلاك نقل في المناطق المعرضة للإجهاد البدني أو حيث قد يتضمن التثبيت تعليقًا علويًا من الأعمدة.
• الصيانة والإصلاح: تتطلب كابلات الألياف الضوئية الخارجية عمليات فحص وصيانة دورية لضمان الأداء الأمثل. يعد التنظيف المنتظم وفحص الموصلات والتوصيلات ونقاط النهاية أمرًا ضروريًا. يجب تنفيذ تدابير الحماية ، مثل الاختبار الدوري لدخول المياه ومراقبة فقدان الإشارة ، لاكتشاف أي مشاكل محتملة. في حالة تلف الكبل ، يمكن استخدام عمليات الإصلاح التي تتضمن الربط الانصهار أو الربط الميكانيكي لاستعادة استمرارية الألياف الضوئية.

 

تلعب كابلات الألياف الضوئية الخارجية دورًا حيويًا في إنشاء اتصالات شبكة قوية وموثوقة عبر مسافات طويلة. إن قدرتها على تحمل الظروف البيئية القاسية والحفاظ على سلامة الإشارة تجعلها لا غنى عنها لتوسيع نطاق اتصال الشبكة إلى ما وراء المباني وعبر المناطق الخارجية الشاسعة.

3. كابلات الألياف البصرية الداخلية مقابل الخارجية: كيفية الاختيار

يعد اختيار النوع المناسب من كبلات الألياف الضوئية لبيئة التثبيت أمرًا بالغ الأهمية لأداء الشبكة وموثوقيتها وعمرها. تشمل الاعتبارات الرئيسية للكابلات الداخلية والخارجية ما يلي: 

 

• شروط التثبيت - تم تصنيف الكابلات الخارجية للتعرض للطقس وأشعة الشمس والرطوبة ودرجات الحرارة القصوى. يستخدمون سترات ومواد هلامية أكثر سمكًا ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية للحماية من اختراق الماء. لا تتطلب الكابلات الداخلية هذه الخصائص ولها أغطية أرق وغير مصنفة. سيؤدي استخدام كبل داخلي بالخارج إلى إتلاف الكابل بسرعة. 
• تصنيف المكونات - تستخدم الكابلات الخارجية مكونات تم تصنيفها خصيصًا للبيئات القاسية مثل عناصر مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ ، وخيوط الأراميد المانعة للماء ، والموصلات / الوصلات ذات الأختام الهلامية. هذه المكونات غير ضرورية للتركيب الداخلي وإهمالها في الأماكن الخارجية سيقلل بشدة من عمر الكابل.  
• قناة مقابل الدفن المباشر - قد تمر الكابلات الخارجية المثبتة تحت الأرض عبر قناة أو يتم دفنها مباشرة. تحتوي كابلات الدفن المباشر على سترات ثقيلة من البولي إيثيلين (PE) وغالبًا ما تشتمل على طبقة مدرعة شاملة لتوفير أقصى حماية عند الاتصال المباشر بالتربة. تحتوي الكابلات المصنفة بالمواسير على غلاف أخف ولا يوجد درع لأن القناة تحمي الكابل من الأضرار البيئية. 
• الجوي مقابل تحت الأرض - الكابلات المصممة للتركيب الهوائي لها تصميم على شكل رقم 8 وهو ذاتي الدعم بين الأعمدة. إنها تتطلب سترات مقاومة للأشعة فوق البنفسجية ومقاومة للظروف الجوية ولكن لا تتطلب دروعًا. تستخدم الكابلات الأرضية تصميمًا دائريًا ومضغوطًا وغالبًا ما تشتمل على مكونات مانعة للدروع والمياه للتركيب في الخنادق أو الأنفاق. لا يمكن للكابل الهوائي أن يتحمل ضغوط التركيب تحت الأرض. 
• تصنيف الحرائق - تتطلب بعض الكابلات الداخلية ، خاصة تلك الموجودة في أماكن مناولة الهواء ، سترات مقاومة للحريق وغير سامة لتجنب انتشار اللهب أو الأبخرة السامة في الحريق. هذه الكابلات منخفضة الدخان ، وخالية من الهالوجين (LSZH) أو مقاومة للحريق ، وخالية من الأسبستوس (FR-A) تنبعث منها القليل من الدخان ولا توجد منتجات ثانوية خطرة عند تعرضها للحريق. يمكن أن ينبعث من الكابلات القياسية أبخرة سامة ، لذا فإن الكابلات المقاومة للحريق أكثر أمانًا في المناطق التي يمكن أن تتأثر فيها مجموعات كبيرة من الأشخاص. 

 

انظر أيضا: كابلات الألياف البصرية الداخلية والخارجية: الأساسيات ، والاختلافات ، وكيفية الاختيار

 

يؤدي اختيار نوع الكبل الصحيح لبيئة التثبيت إلى الحفاظ على وقت تشغيل الشبكة وأدائها مع تجنب الاستبدال المكلف للمكونات المختارة بشكل غير صحيح. عادةً ما يكون للمكونات المصنفة في الهواء الطلق تكاليف أعلى ، لذا فإن قصر استخدامها على الأقسام الخارجية من الكابلات يساعد في تحسين الميزانية الإجمالية للشبكة. باستخدام الكبل المناسب لكل مجموعة من الظروف البيئية ، يمكن نشر شبكات الألياف البصرية الموثوقة حيثما دعت الحاجة.

تصميم شبكة الألياف البصرية الخاصة بك

تتطلب شبكات الألياف الضوئية تصميمًا دقيقًا لاختيار المكونات التي تناسب الاحتياجات الحالية مع التوسع في النمو المستقبلي وتوفير المرونة من خلال التكرار. تشمل العوامل الرئيسية في تصميم نظام الألياف ما يلي:

 

• نوع الألياف: اختر الألياف أحادية الوضع أو الألياف متعددة الوسائط. الوضع الفردي> 10 جيجابت في الثانية ، مسافات أطول. Multimode لـ <10 جيجابت في الثانية ، لفترات قصيرة. ضع في اعتبارك OM3 أو OM4 أو OM5 للألياف متعددة الأوضاع و OS2 أو OS1 للوضع المفرد. اختر أقطار الألياف التي تطابق الاتصال ومنافذ المعدات. خطط لأنواع الألياف حول المسافة وعرض النطاق الترددي واحتياجات ميزانية الخسارة. 
• طوبولوجيا الشبكة: الخيارات النموذجية هي من نقطة إلى نقطة (رابط مباشر) ، ناقل (متعدد النقاط: لصق البيانات في كبل بين نقاط النهاية) ، حلقة (متعددة النقاط: دائرة بنقاط نهاية) ، شجرة / فرع (خطوط فرعية هرمية) ، وشبكة (العديد من الروابط المتقاطعة) . اختر هيكلًا بناءً على متطلبات الاتصال والمسارات المتاحة ومستوى التكرار. توفر الهياكل الحلقية والشبكية معظم المرونة مع العديد من المسارات المحتملة. 
• عدد الألياف: اختر عدد خيوط الألياف في كل مسار كبل ، وحاوية ، ولوحة بناءً على الطلب الحالي وعرض النطاق الترددي / توقعات النمو المستقبلية. من الأكثر قابلية للتوسع لتثبيت الكابلات / المكونات ذات العدد الأكبر التي تسمح بها الميزانية حيث أن الربط بالألياف وإعادة التوجيه معقدان إذا كانت هناك حاجة إلى مزيد من الخيوط لاحقًا. بالنسبة إلى الروابط الأساسية الرئيسية ، تحسب ألياف الخطة حوالي 2-4 أضعاف متطلبات النطاق الترددي المقدرة على مدى 10-15 عامًا.  
• التدرجية: صمم البنية التحتية للألياف مع وضع الطلب على النطاق الترددي في الاعتبار في المستقبل. اختر المكونات التي تتميز بأكبر سعة ألياف عملية واترك مساحة للتوسع في العبوات والرفوف والمسارات. اشترِ فقط لوحات التصحيح وأشرطة الكاسيت والأدوات التي تحتوي على أنواع المحولات وعدد المنافذ المطلوبة للاحتياجات الحالية ، ولكن اختر معدات معيارية ذات مساحة لإضافة المزيد من المنافذ مع نمو النطاق الترددي لتجنب الاستبدالات باهظة الثمن. 
• وفرة: قم بتضمين الوصلات الزائدة في البنية التحتية للكابلات / الألياف حيث لا يمكن تحمل فترات التوقف (مستشفى ، مركز بيانات ، مرفق). استخدم طبولوجيا الشبكة ، أو التوجيه المزدوج (ارتباطات مزدوجة من موقع إلى شبكة) ، أو بروتوكولات الشجرة الممتدة عبر طوبولوجيا حلقة فعلية لحظر الارتباطات المتكررة وتمكين تجاوز الفشل التلقائي. بدلاً من ذلك ، قم بتخطيط مسارات ومسارات منفصلة للكابلات لتوفير خيارات اتصال مكررة بالكامل بين المواقع / المباني الرئيسية. 
• التنفيذ: العمل مع المصممين والقائمين بالتركيب المعتمدين من ذوي الخبرة في نشر شبكات الألياف. المهارات المتعلقة بإنهاء وتوصيل كابلات الألياف الضوئية واختبار الوصلات ومكونات التشغيل مطلوبة لتحقيق الأداء الأمثل. توثيق البنية التحتية بوضوح لأغراض الإدارة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.

 

للحصول على اتصال ليفي طويل الأجل فعال ، يعد التخطيط لتصميم قابل للتطوير ونظام عالي السعة يمكن أن يتطور جنبًا إلى جنب مع تقنيات الاتصالات الرقمية أمرًا أساسيًا. ضع في اعتبارك الاحتياجات الحالية والمستقبلية عند اختيار كابلات الألياف الضوئية ومكونات الاتصال والمسارات والمعدات لتجنب عمليات إعادة التصميم المكلفة أو اختناقات الشبكة نظرًا لزيادة متطلبات النطاق الترددي على مدار عمر البنية التحتية. من خلال تصميم مرن ومقاوم للمستقبل يتم تنفيذه بشكل صحيح من قبل محترفين ذوي خبرة ، تصبح شبكة الألياف الضوئية أصلًا إستراتيجيًا مع عائد كبير على الاستثمار.

تكوين كابلات الألياف الضوئية: أفضل النصائح والممارسات

فيما يلي بعض النصائح لأفضل ممارسات الألياف البصرية:

 

• اتبع دائمًا حدود نصف قطر الانحناء الموصى بها لنوع كابل الألياف البصرية المحدد. قد يؤدي ثني الألياف بإحكام شديد إلى إتلاف الزجاج وكسر الممرات البصرية. 
• حافظ على نظافة موصلات ومحولات الألياف البصرية. تعمل الوصلات المتسخة أو المخدوشة على تشتيت الضوء وتقليل قوة الإشارة. غالبًا ما يعتبر السبب الأول لفقدان الإشارة.
• استخدم منتجات التنظيف المعتمدة فقط. يعتبر كحول الأيزوبروبيل ومحاليل تنظيف الألياف البصرية المتخصصة آمنة لمعظم وصلات الألياف عند استخدامها بشكل صحيح. قد تؤدي المواد الكيميائية الأخرى إلى إتلاف أسطح الألياف والطلاء. 
• حماية كابلات الألياف الضوئية من الصدمات والكسر. يمكن أن يؤدي إسقاط الألياف أو قرصها إلى تكسير الزجاج ، أو تكسير الطلاء ، أو ضغط الكابل وتشويهه ، مما يتسبب في حدوث تلف دائم.
• الحفاظ على القطبية المناسبة في خيوط الألياف المزدوجة وجذوع MPO. استخدام قطبية غير صحيحة يمنع انتقال الضوء بين الألياف المقترنة بشكل صحيح. إتقان مخطط التوصيل A و B ومخططات تعدد المواضع لاتصالك. 
• قم بتسمية جميع كابلات الألياف الضوئية بشكل واضح ومتسق. مخطط مثل "Rack4-PatchPanel12-Port6" يسمح بالتعرف السهل على كل رابط ليفي. يجب أن ترتبط الملصقات بالوثائق. 
• قم بقياس الفقد واختبار جميع الألياف المثبتة باستخدام OTDR. تأكد من أن الخسارة عند مواصفات الشركة المصنعة أو أقل منها قبل بدء البث المباشر. ابحث عن الحالات الشاذة التي تشير إلى التلف أو التوصيلات السيئة أو الموصلات غير الصحيحة التي تحتاج إلى تصحيح. 
• تدريب الفنيين على تقنية الربط الانصهار المناسبة. يجب أن يعمل الربط الانصهارى على محاذاة نوى الألياف بدقة وأن يكون له هندسة تشققات جيدة عند نقاط الوصل من أجل الخسارة المثلى. ينتج عن التقنية الرديئة خسارة أعلى وأداء الشبكة المنخفض. 
• قم بإدارة ألياف الركود بشكل مسؤول باستخدام وحدات توزيع الألياف ومكبات الركود. ألياف الركود الزائدة المحشورة في العبوات موصلات / محولات السلالات ويصعب الوصول إليها أو تتبعها لاحقًا للتحركات / الإضافات / التغييرات. 
• قم بتوثيق جميع الألياف المثبتة بما في ذلك نتائج الاختبار ومواقع الركود وأنواع / فئات الموصل والقطبية. يتيح التوثيق سهولة استكشاف الأخطاء وإصلاحها والصيانة والتحديثات / التعديلات الآمنة للشبكات. غالبًا ما يعني الافتقار إلى السجلات البدء من الصفر. 
• خطة للتوسع وعرض النطاق الترددي أعلى في المستقبل. يتيح تثبيت المزيد من خيوط الألياف أكثر مما هو مطلوب حاليًا واستخدام قناة مع سلاسل سحب / أسلاك توجيهية ترقيات فعالة من حيث التكلفة لسرعة / سعة الشبكة على الطريق.

MPO / MTP كابلات الألياف البصرية

تُستخدم موصلات وتجميعات MPO / MTP في شبكات عدد الألياف العالية حيث يصعب إدارة الألياف / الموصلات الفردية ، مثل ارتباطات 100G + Ethernet و FTTA. تشمل مكونات MPO الرئيسية ما يلي:

1. الكابلات الرئيسية

تحتوي على 12 إلى 72 أليافًا منتهية على موصل MPO / MTP واحد في كل طرف. تستخدم FTTA للربط بين المعدات في مراكز البيانات ، وتقوم بتشغيل الأبراج ومرافق الموقع المشترك للناقل. السماح بكثافة ألياف عالية في وحدة واحدة قابلة للتوصيل. 

2. تسخير الكابلات

لديك موصل MPO / MTP واحد في أحد طرفيه وموصلات أحادية / مزدوجة متعددة (LC / SC) في الطرف الآخر. توفير الانتقال من توصيل الألياف المتعددة إلى توصيل الألياف الفردية. مثبتة بين الأنظمة القائمة على صندوق الأمتعة والمعدات مع موصلات المنفذ المنفصلة.

3. شرائط

محملة بوحدات محول تقبل MPO / MTP و / أو موصلات أحادية / مزدوجة لتوفير توصيل متقاطع معياري. يتم تركيب الكاسيتات في وحدات توزيع الألياف والإطارات ولوحات التوصيل. تستخدم لكل من شبكات الاتصال البيني والمتقاطعة. كثافة أعلى بكثير من لوحات المحولات التقليدية.

4. شق الجذع

احصل على موصل MPO في نهاية الإدخال بمخرجين MPO لتقسيم جذع واحد عالي الألياف إلى جذعين منخفضين من الألياف. على سبيل المثال ، مدخلات مكونة من 24 أليافًا مقسمة إلى مخرجات مكونة من 12 أليافًا لكل منهما. السماح بإعادة تكوين شبكات ربط MPO بكفاءة. 

5. وحدات محول MEPPI

انزلق إلى شرائط الكاسيت والألواح المحملة. تحتوي على محولات MPO في الخلف لقبول واحد أو أكثر من وصلات MPO ومحولات LC / SC متعددة في المقدمة والتي تقسم كل ألياف في روابط MPO. توفير واجهة بين قنوات MPO وتوصيل LC / SC بالمعدات. 

6. اعتبارات القطبية

تتطلب كابلات MPO / MTP الحفاظ على موضع الألياف الصحيح والقطبية عبر القناة للاتصال من طرف إلى طرف على المسارات البصرية الصحيحة. تتوفر ثلاثة أنواع من القطبية لـ MPO: النوع A - المفتاح لأعلى ، والنوع B - المفتاح لأسفل حتى المفتاح ، والنوع C - ألياف الصف الأوسط ، ألياف الصف غير المركزية المنقولة. يعد القطبية المناسبة من خلال البنية التحتية للكابلات أمرًا ضروريًا وإلا فلن تمر الإشارات بشكل صحيح بين المعدات المتصلة.

7. التوثيق والوسم

نظرًا لارتفاع عدد الألياف والتعقيد ، فإن تركيبات MPO تنطوي على مخاطر كبيرة من التكوين غير الصحيح مما يؤدي إلى استكشاف المشكلات وإصلاحها. يجب تسجيل التوثيق الدقيق لمسارات صندوق الأمتعة ونقاط إنهاء التسخير وتخصيصات فتحات الكاسيت واتجاه مقسم صندوق الأمتعة وأنواع القطبية على أنها مبنية للرجوع إليها لاحقًا. وضع العلامات الشامل أمر بالغ الأهمية أيضًا. 

اختبار كابلات الألياف الضوئية

لضمان تثبيت كابلات الألياف الضوئية وتشغيلها بشكل صحيح ، يجب إجراء العديد من الاختبارات بما في ذلك اختبار الاستمرارية والفحص النهائي واختبار الفقد البصري. تتحقق هذه الاختبارات من أن الألياف غير تالفة وأن الموصلات عالية الجودة وأن فقدان الضوء ضمن المستويات المقبولة لنقل الإشارات بكفاءة.

 

• اختبار الاستمرارية - يستخدم محدد موقع الخطأ البصري (VFL) لإرسال ضوء ليزر أحمر مرئي عبر الألياف للتحقق من وجود فواصل أو انحناءات أو مشكلات أخرى. يشير التوهج الأحمر في النهاية البعيدة إلى ألياف سليمة ومستمرة. 
• فحص الوجه النهائي - يستخدم مجسًا من الألياف المجهرية لفحص الوجوه النهائية للألياف والموصلات بحثًا عن الخدوش أو الحفر أو الملوثات. تعد جودة الوجه النهائي أمرًا بالغ الأهمية لتقليل فقد الإدخال والانعكاس الخلفي. يجب أن تكون الوجوه النهائية المصنوعة من الألياف مصقولة بشكل صحيح وتنظيفها وغير تالفة.
• اختبار الفقد البصري - يقيس فقد الضوء بالديسيبل (ديسيبل) بين الألياف والمكونات للتأكد من أنها أقل من الحد الأقصى المسموح به. تحتوي مجموعة اختبار الفقد البصري (OLTS) على مصدر ضوء ومقياس طاقة لقياس الفقد. يتم تحديد مستويات الخسارة بناءً على عوامل مثل نوع الكابل وطول الموجة والمسافة ومعيار الشبكة. يؤدي الخسارة المفرطة إلى تقليل قوة الإشارة وعرض النطاق الترددي.

 

يتطلب اختبار كبلات الألياف الضوئية عدة أدوات بما في ذلك:

 

• محدد موقع الخطأ البصري (VFL) - ينبعث ضوء الليزر الأحمر المرئي للتحقق من استمرارية الألياف وتتبع مسارات الألياف.
• مسبار مجهر الألياف - يكبر ويضيء واجهات الألياف النهائية بمعدل 200X إلى 400X للفحص.
• مجموعة اختبار الفقد البصري (OLTS) - يشمل مصدر ضوء مستقر ومقياس القدرة لقياس الخسارة بالديسيبل بين الألياف والموصلات والتوصيلات. 
• لوازم تنظيف الألياف - الأقمشة الناعمة ومناديل التنظيف والمذيبات والمسحات لتنظيف الألياف والوجوه النهائية بشكل صحيح قبل الاختبار أو التوصيل. الملوثات هي مصدر رئيسي للخسارة والأضرار. 
• كبلات الاختبار المرجعي - كبلات توصيل قصيرة لتوصيل معدات الاختبار بالكابلات قيد الاختبار. يجب أن تكون الكابلات المرجعية عالية الجودة لتجنب التداخل مع القياسات.
• أدوات الفحص البصري - مصباح يدوي ، borescope ، مرآة فحص تستخدم لفحص مكونات كابلات الألياف والتركيب بحثًا عن أي تلف أو مشاكل. 

 

مطلوب اختبار صارم لوصلات وشبكات الألياف البصرية للحفاظ على الأداء المناسب والامتثال لمعايير الصناعة. يجب إجراء الاختبار والفحص والتنظيف أثناء التثبيت الأولي ، أو عند إجراء التغييرات ، أو في حالة حدوث مشكلات في الضياع أو النطاق الترددي. الألياف التي تجتاز جميع الاختبارات ستوفر سنوات عديدة من الخدمة السريعة والموثوقة.

حساب ميزانيات فقدان الارتباط واختيار الكابلات

عند تصميم شبكة ألياف بصرية ، من المهم حساب خسارة الارتباط الإجمالية لضمان وجود طاقة كافية لاكتشاف الضوء عند الطرف المستقبل. تحتسب ميزانية فقدان الارتباط جميع حالات التوهين في الارتباط ، بما في ذلك فقد كابل الألياف وفقدان الموصل وفقدان الوصلة وأي خسائر أخرى للمكونات. يجب أن يكون إجمالي الخسارة في الارتباط أقل من الخسارة التي يمكن تحملها مع الحفاظ على قوة إشارة كافية ، والمعروفة باسم "ميزانية الطاقة".

 

يقاس فقدان الوصلة بالديسيبل لكل كيلومتر (ديسيبل / كم) للألياف المحددة وطول موجة مصدر الضوء المستخدم. قيم الخسارة النموذجية لأنواع الألياف وطول الموجة الشائعة هي: 

 

• الألياف أحادية الوضع (SM) @ 1310 نانومتر - 0.32-0.4 ديسيبل / كم      
• الألياف أحادية الوضع (SM) @ 1550 نانومتر - 0.25 ديسيبل / كم 
• الألياف متعددة الأوضاع (مم) @ 850 نانومتر - 2.5-3.5 ديسيبل / كم 

 

فقدان الموصل والوصلة هو قيمة ثابتة لجميع الروابط ، حوالي -0.5 ديسيبل لكل زوج موصل متزاوج أو وصلة لصق. يعتمد عدد الموصلات على طول الارتباط حيث أن الروابط الأطول قد تتطلب ربط أقسام متعددة من الألياف.  

 

يجب أن تأخذ ميزانية طاقة الارتباط في الحسبان نطاق قدرة جهاز الإرسال والاستقبال وهامش أمان الطاقة وأي خسارة إضافية من كبلات التصحيح أو مخففات الألياف أو المكونات النشطة. يجب أن يكون هناك قدر كافٍ من قدرة الإرسال وحساسية المستقبل للوصلة لكي تعمل بكفاءة مع بعض هامش الأمان ، عادةً حوالي 10٪ من الميزانية الإجمالية.

 

بناءً على ميزانية خسارة الارتباط ومتطلبات القدرة ، يجب اختيار نوع الألياف والمرسل / المستقبل المناسبين. يجب استخدام الألياف أحادية الوضع لمسافات طويلة أو نطاقات عالية نظرًا لخسارتها المنخفضة ، بينما يمكن أن يعمل الوضع المتعدد للروابط الأقصر عندما تكون التكلفة الأقل أولوية. ستحدد مصادر الضوء وأجهزة الاستقبال حجمًا أساسيًا من الألياف وطول موجة متوافقين. 

 

تتمتع الكابلات الخارجية أيضًا بمواصفات خسارة أعلى ، لذلك يجب تعديل ميزانيات فقد الارتباط للتعويض عند استخدام أقسام الكابلات الخارجية. اختر معدات وموصلات نشطة مصنفة في الهواء الطلق لتجنب الرطوبة والضرر الناتج عن الطقس في هذه الروابط. 

 

يمكن أن تدعم روابط الألياف الضوئية مقدارًا محدودًا من الخسارة مع استمرار توفير طاقة كافية لنقل إشارة قابلة للقراءة إلى جهاز الاستقبال. من خلال حساب خسارة الارتباط الإجمالية من جميع عوامل التوهين واختيار المكونات ذات قيم الخسارة المتوافقة ، يمكن تصميم ونشر شبكات ألياف بصرية فعالة وموثوقة. ستؤدي الخسائر التي تتجاوز ميزانية الطاقة إلى تدهور الإشارة أو حدوث أخطاء بتات أو فشل كامل في الارتباط. 

معايير صناعة الألياف البصرية 

معايير تقنية الألياف البصرية يتم تطويرها وصيانتها من قبل العديد من المنظمات ، بما في ذلك:

1. جمعية صناعة الاتصالات السلكية واللاسلكية (TIA)

يضع معايير لمنتجات الاتصال مثل كابلات الألياف الضوئية والموصلات والوصلات ومعدات الاختبار. تحدد معايير TIA متطلبات الأداء والموثوقية والسلامة. تشمل معايير الألياف الرئيسية TIA-492 و TIA-568 و TIA-606 و TIA-942.

 

• تيا-568 - يغطي معيار كابلات اتصالات المباني التجارية من TIA متطلبات الاختبار والتركيب للكابلات النحاسية والألياف في بيئات المؤسسات. يحدد TIA-568 أنواع الكابلات والمسافات والأداء والقطبية لوصلات الألياف. مراجع معيار ISO / IEC 11801.
• تيا-604-5-د - معيار قابلية التوصيل بين الألياف البصرية (FOCIS) الذي يحدد هندسة موصل MPO ، والأبعاد المادية ، ومعلمات الأداء لتحقيق إمكانية التشغيل البيني بين المصادر والكابلات. يشير FOCIS-10 إلى موصلات MPO ذات 12 ليفًا و FOCIS-5 ذات 24 ليفًا مستخدمة في البصريات المتوازية 40 / 100G وكابلات نظام MPO.

2- اللجنة الكهرتقنية الدولية (IEC)

تطوير معايير الألياف البصرية الدولية التي تركز على الأداء والموثوقية والسلامة والاختبار. IEC 60794 و IEC 61280 يغطيان مواصفات كابل الألياف البصرية والموصل.

 

• ISO / IEC 11801 - الكابلات الدولية العامة لمعايير أماكن العملاء. يحدد مواصفات الأداء لمختلف درجات الألياف (OM1 إلى OM5 متعدد الأوضاع ، OS1 إلى OS2 أحادي الوضع). تم اعتماد المواصفات في 11801 عالميًا والمرجع إليها بواسطة TIA-568.
• IEC 61753-1 - أجهزة ربط الألياف الضوئية ومعايير أداء المكونات السلبية. يحدد الاختبارات وإجراءات الاختبار لتقييم الأداء البصري لموصلات الألياف والمحولات وواقيات الوصلة وغيرها من التوصيلات السلبية المستخدمة في روابط الألياف. تمت الإشارة إليه بواسطة Telcordia GR-20-CORE ومعايير الكابلات.

3 - الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU)

وكالة تابعة للأمم المتحدة تضع معايير لتكنولوجيا الاتصالات ، بما في ذلك الألياف الضوئية. يوفر ITU-T G.651-G.657 مواصفات لأنواع الألياف أحادية الوضع وخصائصها.

  

4. معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE)

إصدار معايير تقنية الألياف الضوئية المتعلقة بمراكز البيانات ومعدات الشبكات وأنظمة النقل. يحدد IEEE 802.3 معايير شبكات إيثرنت الألياف البصرية.

 

• IEEE 802.3 - معيار Ethernet من IEEE الذي يستخدم كابلات الألياف الضوئية والواجهات. تم تحديد مواصفات الوسائط الليفية لـ 10GBASE-SR و 10GBASE-LRM و 10GBASE-LR و 40GBASE-SR4 و 100GBASE-SR10 و 100GBASE-LR4 بناءً على أنواع الألياف OM3 و OM4 و OS2. اتصال MPO / MTP المحدد لبعض الوسائط الليفية. 

5. رابطة صناعة الإلكترونيات (EIA)

يعمل مع TIA لتطوير معايير لمنتجات الاتصال ، مع EIA-455 و EIA / TIA-598 مع التركيز على موصلات الألياف البصرية والتأريض. 

6. Telcordia / بيلكور

يضع معايير لمعدات الشبكة وكابلات المصانع الخارجية وألياف الألياف الضوئية للمكاتب المركزية في الولايات المتحدة. يوفر GR-20 معايير موثوقية لكابلات الألياف الضوئية. 

 

• تيلكورديا GR-20-CORE - معيار Telcordia (المعروف سابقًا باسم Bellcore) الذي يحدد متطلبات كابلات الألياف الضوئية المستخدمة في شبكات الناقل والمكاتب المركزية والمصنع الخارجي. مراجع معايير TIA و ISO / IEC ولكنها تتضمن مؤهلات إضافية لنطاق درجة الحرارة وطول العمر وإنشاء كابل إسقاط واختبار الأداء. يزود مصنعي معدات الشبكات وشركات النقل بإرشادات مشتركة للبنية التحتية للألياف عالية الموثوقية.

7. نشرة روس

• نشرة روس 1715E-810 - مواصفات الألياف البصرية من Rural Utilities Service (RUS) توفر إرشادات لتصميم وتركيب واختبار أنظمة الألياف البصرية للمرافق. استنادًا إلى معايير الصناعة ولكنه يتضمن متطلبات إضافية حول حاويات حاويات الربط ، وأجهزة التركيب ، ووضع العلامات ، والربط / التأريض لبيئات شبكات المرافق

 

المعايير مهمة لشبكات الألياف البصرية لعدة أسباب: 

 

• التوافقية - يمكن أن تعمل المكونات التي تلبي نفس المعايير معًا بشكل متوافق ، بغض النظر عن الشركة المصنعة. تضمن المعايير أن تعمل أجهزة الإرسال والكابلات وأجهزة الاستقبال كنظام متكامل.
• الموثوقية - تحدد المعايير معايير الأداء وطرق الاختبار وعوامل الأمان لتوفير مستوى من الموثوقية لشبكات ومكونات الألياف. يجب أن تفي المنتجات بالحد الأدنى من نصف قطر الانحناء ، وسحب الشد ، ونطاق درجة الحرارة والمواصفات الأخرى لتكون متوافقة مع المعايير. 
• الجودة - يجب أن يلتزم المصنعون بالتصميم والمواد ومعايير التصنيع لإنشاء منتجات متوافقة. ينتج عن هذا جودة أعلى وأكثر اتساقًا لمنتجات الألياف البصرية. 
• الدعم الفني - ستتمتع المعدات والشبكات القائمة على المعايير المعتمدة على نطاق واسع بدعم أفضل على المدى الطويل وتوافر قطع غيار متوافقة. قد تصبح التكنولوجيا المسجلة الملكية أو غير القياسية عفا عليها الزمن.

 

مع استمرار شبكات وتقنيات الألياف الضوئية في التوسع عالميًا ، تهدف المعايير إلى تسريع النمو من خلال قابلية التشغيل البيني وزيادة الجودة والموثوقية ودعم دورة الحياة. بالنسبة لشبكات المهام الحرجة عالية الأداء ، تعد مكونات الألياف الضوئية المستندة إلى المعايير ضرورية. 

خيارات التكرار لشبكات الألياف البصرية 

بالنسبة للشبكات الهامة التي تتطلب أقصى وقت تشغيل ، يعد التكرار ضروريًا. تتضمن العديد من الخيارات لدمج التكرار في شبكات الألياف الضوئية ما يلي:

 

1. حلقات شبكة الشفاء الذاتي - ربط عقد الشبكة في طوبولوجيا حلقية بمسارين ليفيين مستقلين بين كل عقدة. إذا تم قطع أو تلف أحد مسارات الألياف ، فإن حركة المرور تعيد توجيهها تلقائيًا في الاتجاه المعاكس حول الحلقة. الأكثر شيوعًا في شبكات المترو ومراكز البيانات. 
2. طبولوجيا الشبكة - كل عقدة شبكة متصلة بالعقد المحيطة المتعددة ، مما يؤدي إلى إنشاء مسارات اتصال زائدة عن الحاجة. في حالة فشل أي مسار ، يمكن إعادة توجيه حركة المرور عبر العقد الأخرى. الأفضل لشبكات الحرم الجامعي حيث تكون احتياجات التوقف عالية. 
3. التوجيه المتنوع - تمر حركة البيانات الأولية والاحتياطية عبر مسارين مختلفين ماديًا من المصدر إلى الوجهة. إذا فشل المسار الأساسي ، تنتقل حركة المرور بسرعة إلى مسار النسخ الاحتياطي. يتم استخدام معدات مختلفة ومسارات الكابلات وحتى المسارات الجغرافية لتحقيق أقصى قدر من التكرار. 
4. ازدواجية المعدات - يتم نشر معدات الشبكة الهامة مثل المفاتيح وأجهزة التوجيه في مجموعات متوازية مع تكوينات معكوسة. إذا فشل أحد الأجهزة أو احتاج إلى صيانة ، فإن الوحدة المكررة تتولى على الفور صيانة تشغيل الشبكة. يتطلب مصادر طاقة مزدوجة وإدارة تكوين دقيقة. 
5. تنوع مسار الألياف - حيثما أمكن ، تتبع كابلات الألياف الضوئية للطرق الأولية والاحتياطية مسارات كابلات منفصلة بين المواقع. هذا يحمي من نقطة واحدة من الفشل في أي مسار واحد بسبب الضرر أو القضايا البيئية. يتم استخدام مرافق مدخل منفصلة إلى المباني وتوجيه الكابلات في أجزاء متنوعة من الحرم الجامعي. 
6. ازدواجية المرسل المستجيب - بالنسبة لشبكات الألياف التي تغطي مسافات طويلة ، يتم وضع مرسلات مستجيبات أو مُجددات مكبرة كل 50-100 كيلومتر تقريبًا للحفاظ على قوة الإشارة. تعمل أجهزة الإرسال والاستقبال الزائدة (حماية 1 + 1) أو المسارات المتوازية مع مرسلات مستجيبات منفصلة على كل مسار على تأمين الرابط ضد أعطال مكبر الصوت التي من شأنها أن تقطع حركة المرور. 

 

مع أي تصميم فائض ، يعد تجاوز الفشل التلقائي للمكونات الاحتياطية ضروريًا لاستعادة الخدمة بسرعة في سيناريو الخطأ. يراقب برنامج إدارة الشبكة بشكل نشط المسارات والمعدات الأولية ، ويطلق موارد النسخ الاحتياطي على الفور إذا تم اكتشاف عطل. يتطلب التكرار استثمارات إضافية ولكنه يوفر أقصى وقت تشغيل ومرونة لشبكات الألياف البصرية ذات المهام الحرجة التي تنقل الصوت والبيانات والفيديو. 

 

بالنسبة لمعظم الشبكات ، تعمل مجموعة من الاستراتيجيات الزائدة عن الحاجة بشكل جيد. قد تحتوي الحلقة الليفية على وصلات شبكية خارجها ، مع أجهزة توجيه ومفاتيح تشغيل متنوعة على مصادر طاقة متنوعة. يمكن أن توفر أجهزة الإرسال والاستقبال التكرار للروابط طويلة المدى بين المدن. مع التكرار الشامل في النقاط الإستراتيجية في الشبكة ، يتم تحسين الموثوقية الشاملة ووقت التشغيل لتلبية المتطلبات المتزايدة. 

تقديرات التكلفة لشبكات الألياف البصرية 

بينما تتطلب شبكات الألياف الضوئية استثمارات أولية أعلى من الكابلات النحاسية ، فإن الألياف توفر قيمة كبيرة على المدى الطويل من خلال الأداء العالي والموثوقية والعمر الافتراضي. تشمل تكاليف شبكات الألياف الضوئية ما يلي:

 

• تكاليف المواد - الكابلات والموصلات ومرفقات الوصلات ومعدات الشبكة والمكونات المطلوبة لشبكة الألياف البصرية. يعد كابل الألياف الضوئية أكثر تكلفة لكل قدم من النحاس ، حيث تتراوح من 0.15 دولار إلى أكثر من 5 دولارات للقدم حسب النوع. عادةً ما تكون لوحات التصحيح والمفاتيح وأجهزة التوجيه المصممة للألياف 2-3 أضعاف تكلفة الوحدات النحاسية المكافئة. 
• تكاليف التركيب - العمالة والخدمات اللازمة لتركيب البنية التحتية لكابلات الألياف الضوئية بما في ذلك سحب الكابلات والربط والإنهاء والاختبار واستكشاف الأخطاء وإصلاحها. تتراوح تكاليف التثبيت من 150 دولارًا إلى 500 دولار لكل إنهاء للألياف ، و 750 دولارًا - 2000 دولارًا لكل وصلة كابل ، و 15,000 دولار لكل ميل لتركيب الكابلات الخارجية. تزيد الشبكات المعقدة في المناطق المزدحمة أو التركيبات الهوائية من التكاليف. 
• التكاليف الجارية - مصاريف تشغيل وإدارة وصيانة شبكة الألياف الضوئية بما في ذلك طاقة المرافق ، ومتطلبات التبريد للمعدات النشطة ، واستئجار حق الوصول ، وتكاليف مراقبة الشبكة / أنظمة الإدارة. تتراوح عقود الصيانة السنوية لدعم البنية التحتية الحيوية بين 10-15٪ من تكاليف المعدات الأولية. 

 

في حين أن تكاليف المواد والتركيب الخاصة بالألياف أعلى ، فإن دورة حياة أنظمة الألياف الضوئية أطول بكثير. يمكن أن تعمل كبلات الألياف الضوئية لمدة 25-40 عامًا بدون استبدال مقابل 10-15 عامًا فقط للنحاس ، وتتطلب صيانة عامة أقل. يحتاج عرض النطاق الترددي أيضًا إلى الضعف كل 2-3 سنوات ، مما يعني أن أي شبكة تعتمد على النحاس ستتطلب استبدالًا كاملاً لترقية السعة خلال دورة حياتها القابلة للاستخدام. 

 

يوفر الجدول أدناه مقارنة بين تكاليف الأنواع المختلفة لشبكات الألياف الضوئية للمؤسسات:

 

نوع الشبكة	تكلفة المواد / قدم	تكلفة التركيب / قدم	العمر المتوقع
وضع واحد OS2	$ $-0.50 2	$5	25-40 سنوات
OM3 متعدد الأوضاع	$ $-0.15 0.75	$ $-1 3	10-15 سنوات
OS2 ث / 12 ألياف حبلا	$ $-1.50 5	$ $-10 20	25-40 سنوات
شبكة زائدة عن الحاجة	معيار 2-3x	معيار 2-3x	25-40 سنوات

 

بينما تتطلب أنظمة الألياف الضوئية قدرًا أكبر من رأس المال الأولي ، فإن الفوائد طويلة المدى في الأداء والاستقرار والفعالية من حيث التكلفة تجعل الألياف الخيار الأفضل للمؤسسات التي تتطلع إلى المستقبل لمدة تتراوح بين 10 و 20 عامًا. من أجل الاتصال المستقبلي ، والحد الأقصى من وقت التشغيل ، وتجنب التقادم المبكر ، تُظهر الألياف الضوئية تكلفة إجمالية أقل للملكية وعائدًا مرتفعًا على الاستثمار مع زيادة سرعة الشبكات وسعتها بمرور الوقت.

مستقبل كابلات الألياف الضوئية 

تستمر تقنية الألياف الضوئية في التقدم بسرعة ، مما يتيح مكونات وتطبيقات جديدة. تشمل الاتجاهات الحالية التوسع في شبكات الجيل الخامس اللاسلكية ، والاستخدام الأوسع لاتصال الألياف إلى المنزل (FTTH) ، ونمو البنية التحتية لمركز البيانات. تعتمد هذه الاتجاهات على شبكات الألياف الضوئية عالية السرعة وذات السعة العالية وستؤدي إلى مزيد من الابتكار في مكونات ووحدات الألياف الضوئية لتلبية متطلبات النطاق الترددي المتزايدة.

 

يتم تطوير موصلات ومفاتيح وأجهزة إرسال ومستقبلات ألياف بصرية جديدة للتعامل مع معدلات بيانات أعلى وكثافة اتصال أكبر. يتم تحسين المضخمات الضوئية ومصادر الليزر البديلة لتعزيز الإشارات عبر مسافات أطول بدون مكررات. ستؤدي الألياف الضيقة والألياف متعددة النواة داخل كابل واحد إلى زيادة عرض النطاق الترددي وسعة البيانات. تهدف التطورات في تقنيات الربط والاختبار والتنظيف إلى تقليل فقد الإشارة للحصول على أداء أكثر موثوقية.  

 

التطبيقات المستقبلية المحتملة لتكنولوجيا الألياف البصرية مثيرة ومتنوعة. يمكن أن تسمح مستشعرات الألياف الضوئية المتكاملة بمراقبة مستمرة للصحة ، والتنقل الدقيق ، وأتمتة المنزل الذكي. تستخدم تقنية Li-Fi الضوء من الألياف الضوئية ومصابيح LED لنقل البيانات لاسلكيًا بسرعات عالية. قد تستخدم الأجهزة الطبية الحيوية الجديدة الألياف البصرية للوصول إلى المناطق التي يصعب الوصول إليها في الجسم أو لتحفيز الأعصاب والأنسجة. يمكن للحوسبة الكمومية أيضًا أن تستفيد من روابط الألياف البصرية بين العقد.

 

قد تستخدم المركبات ذاتية القيادة جيروسكوبات الألياف البصرية وأجهزة الاستشعار للتنقل على الطرق. يمكن أن تؤدي التطورات في تكنولوجيا ألياف الليزر إلى تحسين تقنيات التصنيع المختلفة مثل القطع واللحام والنقش وكذلك أسلحة الليزر. يمكن أن تتضمن التكنولوجيا القابلة للارتداء وأنظمة الواقع الافتراضي / المعزز شاشات الألياف البصرية وأجهزة الإدخال للحصول على تجربة غامرة تمامًا. ببساطة ، تساعد قدرات الألياف البصرية على تعزيز الابتكار في كل مجال تكنولوجي تقريبًا.

 

نظرًا لأن شبكات الألياف الضوئية أصبحت متصلة بشكل متزايد ومتكاملة في البنية التحتية في جميع أنحاء العالم ، فإن الاحتمالات المستقبلية تكون تحويلية وغير محدودة تقريبًا. ستعمل التحسينات المستمرة في التكلفة والكفاءة والقدرة على تمكين تكنولوجيا الألياف الضوئية من الاستمرار في تحفيز التغيير وتعزيز الحياة في كل من المناطق المتقدمة والنامية في جميع أنحاء العالم. لم تتحقق بعد الإمكانات الكاملة للألياف الضوئية.

رؤى من الخبراء

توفر المقابلات مع متخصصي الألياف البصرية ثروة من المعرفة حول اتجاهات التكنولوجيا والممارسات الشائعة والدروس المستفادة من سنوات الخبرة. تسلط المقابلات التالية الضوء على النصائح لأولئك الجدد في الصناعة بالإضافة إلى مديري التكنولوجيا الذين يصممون أنظمة اتصال البيانات. 

 

مقابلة مع جون سميث ، RCDD ، مستشار أول ، Corning

 

س: ما هي اتجاهات التكنولوجيا التي تؤثر على شبكات الألياف؟

ج: نرى زيادة في الطلب على الألياف في مراكز البيانات والبنية التحتية اللاسلكية والمدن الذكية. يؤدي نمو النطاق الترددي مع فيديو 5G و IoT و 4K / 8K إلى زيادة نشر الألياف ... 

 

س: ما هي الأخطاء التي تراها كثيرًا؟

ج: الرؤية الضعيفة لوثائق الشبكة مشكلة شائعة. يؤدي الفشل في تسمية وتتبع لوحات تصحيح الألياف والوصلات البينية ونقاط النهاية بشكل صحيح إلى جعل التحركات / الإضافات / التغييرات تستغرق وقتًا طويلاً وأكثر خطورة ...  

 

س: ما هي النصائح التي تقدمها للقادمين الجدد إلى الصناعة؟

ج: التركيز على التعلم المستمر. احصل على شهادات تتخطى مستوى الدخول لترتقي بمهاراتك. حاول اكتساب الخبرة في كل من نشر الألياف النباتية داخل المصنع وخارجها ... مهارات الاتصال والتوثيق القوية مهمة بنفس القدر لمهنة تقنية. ضع في اعتبارك كلاً من تخصصات مركز البيانات والاتصالات / مزود الخدمة لتوفير المزيد من الفرص الوظيفية ...

 

س: ما هي أفضل الممارسات التي يجب على جميع الفنيين اتباعها؟

ج: اتبع معايير الصناعة لجميع إجراءات التثبيت والاختبار. الحفاظ على ممارسات السلامة المناسبة. قم بتسمية وتوثيق عملك بعناية في كل خطوة. استخدم أدوات ومعدات اختبار عالية الجودة مناسبة للوظيفة. حافظ على نظافة خيوط الألياف والموصلات بدقة متناهية - حتى الملوثات الصغيرة تسبب مشاكل كبيرة. ضع في اعتبارك كل من الاحتياجات الحالية بالإضافة إلى قابلية التوسع المستقبلية عند تصميم الأنظمة ...

وفي الختام

توفر كابلات الألياف الضوئية الأساس المادي لنقل البيانات عالي السرعة لتمكين عالمنا المتصل بشكل متزايد. أدت التطورات في الألياف الضوئية وتكنولوجيا المكونات إلى زيادة عرض النطاق الترددي وقابلية التوسع مع خفض التكاليف ، مما يسمح بتنفيذ أكبر عبر الاتصالات طويلة المدى ومركز البيانات وشبكات المدن الذكية.  

  

يهدف هذا المورد إلى تثقيف القراء حول أساسيات توصيل الألياف البصرية من المفاهيم الأساسية إلى ممارسات التثبيت والاتجاهات المستقبلية. من خلال شرح كيفية عمل الألياف الضوئية ، والمعايير والأنواع المتاحة ، وتكوينات الكابلات الشائعة ، يمكن لأولئك الجدد في هذا المجال فهم الخيارات لاحتياجات الشبكات المختلفة. توفر المناقشات حول تصميم الإنهاء والربط والمسار اعتبارات عملية للتنفيذ والإدارة.  

 

تسلط وجهات نظر الصناعة الضوء على التطبيقات الناشئة للألياف للاتصالات اللاسلكية 5G وإنترنت الأشياء والفيديو جنبًا إلى جنب مع المهارات والاستراتيجيات لدفع حياتك المهنية. بينما تتطلب شبكات الألياف الضوئية معرفة تقنية كبيرة ودقة في التصميم والنشر ، فإن مكافآت الوصول الأسرع إلى المزيد من البيانات عبر مسافات أطول تضمن استمرار نمو أهمية الألياف.

 

لتحقيق الأداء الأمثل لشبكة الألياف ، يتطلب اختيار المكونات المناسبة لعرض النطاق الترددي الخاص بك ومتطلبات المسافة ، والتثبيت بعناية لتجنب فقدان الإشارة أو تلفها ، وتوثيق البنية التحتية بالكامل ، والتخطيط المسبق لزيادة السعة ومعايير الكابلات الجديدة. ومع ذلك ، بالنسبة لأولئك الذين يتحلون بالصبر والقدرة على إتقان تعقيدها ، يمكن أن تمتد مهنة تركز على اتصال الألياف البصرية إلى عمليات الشبكة أو تصميم المنتج أو تدريب المواهب الجديدة عبر الصناعات المزدهرة. 

  

باختصار ، اختر حلول كابلات الألياف الضوئية المطابقة لشبكتك ومتطلبات المهارة. قم بتثبيت وإدارة وتوسيع روابط الألياف الخاصة بك بشكل صحيح للحصول على فوائد كبيرة مع الحد الأدنى من الاضطرابات. استمر في التعرف على الابتكارات التكنولوجية والتطبيقية لبناء قيمة استراتيجية. تدعم الألياف مستقبلنا ، مما يتيح تبادل المعلومات بشكل فوري بين المزيد من الأشخاص والأماكن والأشياء أكثر من أي وقت مضى. لتسليم البيانات بسرعة عالية عبر الاتصالات العالمية ، تسود الألياف السائدة الآن ولعقود قادمة.