المعرفه

من وجهة نظر مدير الإنتاج، كل شيء في الشبكة الضوئية يبدأ من مكان واحد: قلب الألياف الضوئية - المنطقة الزجاجية الصغيرة التي ينتقل فيها كل الضوء والبيانات فعليًا. في هذه المقالة سأطلعك على ماهية النواة، ومدى اختلاف-الوضع الفردي عن النوى متعددة الأوضاع، وما تعنيه المواصفات الشائعة مثل "9/125" و"50/125" وكيفية التفكير في أعداد النواة عند اختيار الكابلات لـ FTTH أو مراكز البيانات أو شبكات المترو. هدفي بسيط: بعد القراءة، يجب أن تكون قادرًا على قراءة ورقة مواصفات الألياف بثقة واتخاذ قرارات أكثر استنارة لمشاريعك.

المفاهيم الأساسية للألياف البصرية: من الألياف إلى الكابلات

ما هو جوهر الألياف البصرية؟

في مصطلحات الكتب المدرسية، نواة الألياف الضوئية هي أسطوانة زجاجية أو بلاستيكية شفافة في منتصف الألياف التي توجه الإشارة الضوئية. إنه "الطريق السريع الخفيف" داخل الألياف.

وبعبارة أكثر بساطة: جميع بياناتك تتدفق صعودا وهبوطا في هذا الشريط الصغير كنبضات من الضوء. كل شيء خارج النواة موجود لمساعدة الضوء على الانتقال من طرف إلى آخر بأقل قدر ممكن من الخسارة والتشويه.

على الرغم من أنه يقوم بكل العمل، إلا أن القلب صغير للغاية - عادةً ما يكون عرضه بضعة ميكرومترات فقط (على سبيل المثال، حوالي 8-9 ميكرومتر في الألياف أحادية الوضع و50 أو 62.5 ميكرومتر في الألياف متعددة الأوضاع). ومع ذلك، فهو يحمل القدرة الكاملة للارتباط، سواء كان ذلك بسيطًااتصال FTTHإلى منزل أو مسار أساسي من فئة-تيرابت.

القلب والكسوة والطلاء و"قلب الكابل" - لا تخلط بينهم

لتجنب الالتباس، من المفيد فصل بعض الطبقات والمصطلحات:

• جوهر- المنطقة الوسطى التي توجه الضوء فعلياً. لديهاأعلى معامل الانكسارفي المقطع العرضي للألياف-.
• الكسوة- الطبقة الزجاجية المحيطة بالنواة. معامل انكساره أقل قليلاً من النواة، وهو ما يسمح للضوء بالانعكاس مرة أخرى إلى النواة.
• طلاء (طلاء أولي)– يتم وضع طبقة بوليمر حول الكسوة لحماية الزجاج من الرطوبة والانحناء الجزئي والأضرار الميكانيكية.

عندما نقول "ألياف" في الهندسة، فإننا نعني عادةالأساسية + الكسوة + طلاءمعًا كخيط واحد.

A قلب الكابلومع ذلك، هو شيء مختلف. ويشير إلىحزمة داخل كابل الألياف الضوئية: ألياف مغلفة متعددة بالإضافة إلى مواد مالئة وعناصر قوة وأحيانًا عناصر حجب الماء-، قبل إضافة الغلاف الخارجي.

ولهذا السبب، من الناحية العملية، عندما يتحدث شخص ما عن أ"كابل 12 نواة"، فهم يقصدون دائمًا تقريبًا"كابل يحتوي على 12 ليف"لا يعني ذلك أن كل ألياف تحتوي على 12 نواة بداخلها.

كيف تضيء الأدلة الأساسية: معامل الانكسار والانعكاس الداخلي الكلي

السبب الرئيسي وراء بقاء الضوء داخل النواة هو حولمعامل الانكسار. الزجاج الموجود في القلب مصنوع قليلاًمؤشر انكسار أعلىمن الزجاج الموجود في الكسوة المحيطة به.

عندما يصطدم الضوء المسافر في القلب بحدود الكسوة بزاوية ضحلة بما فيه الكفاية، يسبب هذا الاختلاف في المؤشرالانعكاس الداخلي الكلي. وبدلاً من التسرب، يرتد الضوء مرة أخرى إلى القلب ويستمر على طول الألياف، وينعكس مرارًا وتكرارًا حتى يصل إلى الطرف الآخر.

المعلمة ذات الصلة التي ستراها غالبًا في أوراق البيانات هيالفتحة العددية(غير متوفر). يصف NA حجم مخروط الضوء الذي يمكن أن يقبله القلب من مصدر أو موصل. بمعنى آخر، يخبرك بمدى "اتساع" زاوية الضوء التي يمكن أن تدخل إلى الألياف مع الاستمرار في توجيهها. سنعود إلى NA لاحقًا، لأنه يرتبط مباشرة بمدى سهولة دمج الضوء في الألياف وكيف يتصرف القلب في الروابط الحقيقية.

أنواع الألياف الضوئية الأساسية التي ستقابلها في الشبكات الحقيقية

حسب الوضع: الوضع الفردي-في مقابل المراكز متعددة الأوضاع

نوى الوضع -المفردة
في الألياف ذات الوضع الواحد-، يكون القلب صغيرًا جدًا - عادةً ما يكون حوله8–9 μmفي القطر - ومصممة بحيث يمكن لنمط انتشار واحد فقط للضوء أن ينتقل عبر الألياف. تعمل هذه الألياف عادة في1310 نانومتر و 1550 نانومتر(وأحيانًا 1625 نانومتر) في أنظمة الاتصالات.

ونظرًا لوجود وضع واحد فقط، فإنك تتجنب التشتت المشروط، لذا يمكن لمراكز الوضع الفردي-نقل الإشاراتعشرات إلى مئات أو حتى آلاف الكيلومتراتمع التضخيم السليم وإدارة التشتت. هم الاختيار الطبيعي لمعدلات بيانات عالية وDWDM (تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الكثيف)أنظمة. ستشاهد مراكز الوضع -المفردةشبكات المترو والشبكات الأساسية، والبنية الأساسية FTTH، والوصلات البينية لمراكز البيانات بعيدة المدى-، والعديد من روابط النقل 5G.

النوى المتعددة الأوضاع
عادةً ما تحتوي الألياف متعددة الأوضاع على نوى أكبر بكثير50 ميكرومتر أو 62.5 ميكرومترفي القطر. هذه المساحة الأكبر تسمحالعديد من أوضاع الضوء المختلفةللنشر في نفس الوقت. يتم استخدامها عادةً على مسافات أقصر مع مصادر إضاءة فعالة من حيث التكلفة-مثلVCSELs (سطح التجويف-العمودي-الذي ينبعث منه الليزر).

المقايضة-هي تلكتشتت مشروطيحد الحد الأقصى للمسافة بمعدل بيانات معين، ولكن ضمن هذه الحدود يمكن أن تكون تكلفة النظام الإجمالية أقل ويكون الاتصال أكثر مرونة. النوى متعددة الأوضاع تستخدم على نطاق واسعداخل المباني، في قاعات البيانات، بين الرفوف وداخل غرف المعدات، حيث تتراوح أطوال الوصلات غالبًا من بضعة أمتار إلى بضع مئات من الأمتار.

بواسطة ملف تعريف معامل الانكسار: الخطوة-الفهرس والمدرج-الفهرس

الخطوة-نوى الفهرس
في أالخطوة-فهرسالألياف، ومعامل الانكسار في جوهر هوموحدة تقريباعلى طول الطريق، ثم يسقط فجأة عند الحدود مع الكسوة - مثل "الخطوة".

فيوضع -مفردالألياف، يعمل ملف التعريف البسيط هذا بشكل جيد لأنه يتم دعم وضع واحد فقط، لذلك لا يمثل التشتت المشروط مشكلة.

فيالمتعددخطوة-مؤشرة الألياف، تنتقل العديد من الأوضاع بأطوال وسرعات مسارات مختلفة جدًا، مما يؤدي إلىتشتت مشروط كبيرويحد بشدة من عرض النطاق الترددي والمسافة. يتم استخدامها الآن بشكل رئيسي في التطبيقات المتعددة الأوضاع الأبسط أو ذات السرعة المنخفضة- أو ذات المدى القصير جدًا-.

نوى الفهرس المتدرجة-
في أمؤشر متدرج-.الألياف، ومعامل الانكسار هوالأعلى في المركزالأساسية وتدريجيايتناقص نحو الحافة. يؤدي هذا المظهر الجانبي السلس إلى انتقال الضوء بشكل أسرع في مسارات أطول بالقرب من الجزء الخارجي من النواة، مما يساعد على مساواة أوقات السفر في الأوضاع المختلفة.

والنتيجة هيتشتت مشروط أقل بكثيروبشكل ملحوظعرض نطاق ترددي أعلى على مسافة معينةمقارنةً بالألياف المتعددة الأوضاع-المدرجة. ولهذا السبب يتم استخدام تصميمات الفهرس المتدرجة- في الألياف الحديثة متعددة الأوضاع مثلOM3، OM4 وOM5، والتي تدعم الروابط عالية السرعة (10 جيجا، 40 جيجا، 100 جيجا وما فوق) عبر مئات الأمتار في مراكز البيانات وشبكات المؤسسات.

حسب المواد والتصاميم الأساسية الخاصة

النوى الزجاجية
تستخدم معظم ألياف الاتصالات واتصالات البياناتقلوب زجاج السيليكا. هذه العروضتوهين منخفض جدا، استقرار وتوافق ممتازان على المدى الطويل- مع أنظمة -القدرة العالية وأنظمة المسافات الطويلة-. تندرج تقريبًا جميع الألياف-ذات الوضع الفردي والألياف متعددة الأوضاع-عالية الأداء للوصول والشبكات المركزية والعمود الفقري وشبكات مراكز البيانات ضمن هذه الفئة.

الألياف الضوئية البلاستيكية (POF)
الألياف الضوئية البلاستيكيةاستخدام مواد البوليمر مثلPMMAباعتبارها جوهر. لديهم عادةقطر أكبر بكثيرمن الألياف الزجاجية وتوهينها أعلى مما يحد منهامسافة -قصيرةالتطبيقات. وتتمثل مزاياها في سهولة التعامل والمرونة والموصلات ذات التكلفة المنخفضة-، لذلك يتم استخدامهاالأجهزة الاستهلاكية وشبكات السيارات وأنظمة الإضاءة وبعض الوصلات الصناعيةحيث تكون المسافات متواضعة وتكون التكلفة أو القوة أكثر أهمية من الخسارة-المنخفضة للغاية.

التصاميم الأساسية الخاصة
هناك أيضًا العديد من المفاهيم الأساسية الخاصة التي تستهدف مشكلات محددة أو تطبيقات متقدمة:

ثني-النوى غير الحساسة- تستخدم هذه الألياف ملامح معدلة لمؤشر الانكسار حول القلبتقليل فقدان الانحناءمما يجعلها أكثر تحملاً للتوجيه الضيق في المباني والخزائن ومنشآت FTTH.

الألياف البلورية الضوئية والألياف-الأساسية المجوفة- هنا يشمل الهيكل الأساسي والمحيطفتحات الهواء أو مركز{0}مليء بالهواء، توجيه الضوء من خلال الهياكل المجهرية المعقدة بدلاً من قلب زجاجي صلب وحده. وهي موجودة بشكل رئيسي فيالبحث والاستشعار وبعض التطبيقات-ذات الأداء العالي أو التطبيقات المتخصصة، ليس في كابلات الاتصالات اليومية اليوم.

من المفيد التعرف على هذه المتغيرات، حتى لو كنت ستعمل بشكل أساسي في معظم شبكات العالم الحقيقي-.وضع زجاجي قياسي-أحادي ونوى متعددة الأوضاع متدرجة-..

حجم الألياف البصرية الأساسية والمعلمات البصرية الرئيسية

أقطار القلب والكسوة: الأحجام الشائعة

في معظم أوراق بيانات الألياف، ستشاهد تدوينات مثل9/125 μm, 50/125 μmأو62.5/125 μm. هذا التنسيق بسيط: الرقم الأول هوالقطر الأساسي، والرقم الثاني هوقطر الكسوة. في شبكات اليوم، تعتبر هندسة الوضع الفردي-النموذجية هي9/125 μm، في حين أن الألياف متعددة الأوضاع عادة ما تكون50/125 μmأو62.5/125 μm.

من الطبيعي أن يدعم النواة الأصغر عددًا أقل من مسارات الانتشار. في الحالة القصوى للألياف ذات الوضع الفردي-، تم تصميم البنية بحيث يمكن أن ينتقل وضع واحد فقط، مما يبسط سلوك التشتيت إلى حد كبير ويتيح النقل بمسافة -طويلة جدًا وبعرض نطاق-عالي. تقبل النواة الأكبر حجمًا، كما هو الحال في الألياف متعددة الأوضاع، مزيدًا من الضوء ويمكنها حمل العديد من الأوضاع. وهذا يجعل إطلاق الضوء أسهل ويمكن أن يقلل من تكلفة النظام في الروابط قصيرة المدى-، ولكنه يزيد أيضًا من التشتت النموذجي وبالتالي يميل إلى الحد من المسافة التي يمكن تحقيقها بمعدلات بيانات عالية.

NA، قطر حقل الوضع والتشتت – عرض عالي المستوى-.

يرتبط الحجم الأساسي ارتباطًا وثيقًا بالعديد من المعلمات البصرية التي ستقابلها غالبًا في المواصفات:الفتحة العددية (غير متوفر), قطر مجال الوضع (MFD)وتشتت. يصف NA مقدار مخروط الضوء الوارد الذي يمكن أن تقبله الألياف. تعني NA الأعلى أن النواة تكون أكثر "تسامحًا" عند اقتران الضوء من مصدر أو ألياف أخرى، ولكن في التصميمات متعددة الأوضاع، فهذا يعني عادةً أيضًا أوضاعًا أكثر دعمًا، والتي يمكن أن تزيد من التشتت المشروط.

تتم مناقشة "قطر حقل الوضع" بشكل أساسي للألياف ذات الوضع الواحد-. وهو يمثل العرض الفعال للمجال البصري في القلب، والذي لا يتطابق دائمًا مع قطر النواة الفعلي تمامًا. يعد MFD مهمًا لأنه يؤثر بشدة على فقدان الوصلة وفقدان إدخال الموصل: إذا كان هناك ليفان لهما قيم MFD مختلفة جدًا، فسيتم فقدان المزيد من الضوء عند المفصل حتى لو كانت المحاذاة المادية مثالية.

التشتت هو الاسم العائلي للتأثيرات التي تجعل النبضة الضوئية الحادة في البداية تنتشر أثناء انتقالها. جزء من هذا هوتشتت لوني، حيث تتحرك أطوال موجية مختلفة بسرعات مختلفة قليلاً عبر المادة الأساسية. يوجد أيضًا في الألياف متعددة الأوضاعتشتت مشروطلأن الأوضاع المختلفة تتبع مسارات مختلفة وتصل في أوقات مختلفة. تضع هذه الآليات معًا حدودًا عملية لمقدار النطاق الترددي الذي يمكن أن يحمله الرابط على مسافة معينة.

كيف يؤثر الحجم الأساسي على عرض النطاق الترددي والمسافة

وبالنظر إلى هذه المعلمات معًا،-تصبح المقايضة واضحة. أقلب وضع فردي صغير-.يوجه بشكل أساسي وضعًا واحدًا، ويحافظ على بنية الوسائط بسيطة ويسمح بإدارة التشتت، حتى تتمكن من تشغيل معدلات بيانات عالية جدًا على مسافات طويلة جدًا باستخدام المعدات المناسبة. أنواة متعددة الأوضاع أكبريدعم العديد من الأوضاع؛ وهذا يجعل ضوء الاقتران أسهل والمكونات أرخص بالنسبة للارتباطات القصيرة، ولكن التشتت المشروط يتراكم بسرعة ويحد من المدى الذي يمكنك من خلاله دفع معدلات بت أعلى.

ومن الناحية العملية أمسافة قصيرة بضع عشرات من الأمتار داخل أمركز البياناتيعد مكانًا مثاليًا للألياف متعددة الأوضاع ذات النوى مقاس 50 ميكرومتر، مما يوفر 10 جيجا أو 40 جيجا أو 100 جيجا بتكلفة معقولة. نفس معدل البيانات انتهىعشرات الكيلومترات في شبكة المترو أو العمود الفقرييتطلب الأمر دائمًا تقريبًا أنوية وضعية واحدة- مصممة لفقدان منخفض وتشتت يتم التحكم فيه بشكل جيد-، لأنه عندها فقط يمكن للإشارة البقاء على قيد الحياة عبر المسافة بجودة مقبولة.

الألياف البصرية الأساسية مقابل الكابل الأساسي: ماذا يوجد داخل كابل الألياف الضوئية؟

المصطلحات: "الأساسية" على مستوى الألياف ومستوى الكابل

قبل الحديث عن عدد "النوى" الموجودة في الكابل، من المفيد أن تكون واضحًا جدًا بشأن معنى الكلمةجوهريشير في الواقع إلى. فيمستوى الألياف، الجوهر الأليافهي المنطقة الصغيرة التي توجه الضوء- داخل ألياف ضوئية واحدة - الأسطوانة الزجاجية (أو البلاستيكية) التي وصفناها سابقًا، والمحاطة بالكسوة والطلاء. هذا هو المكان الذي ينتقل فيه الضوء والبيانات فعليًا.

فيمستوى الكابل، على المدىقلب الكابليعني شيئا مختلفا. وهنا يشير إلىحزمة كاملة داخل كابل الألياف الضوئية: جميع الألياف المطلية معًا، بالإضافة إلى الحشوات وأعضاء القوة والمكونات الداخلية الأخرى، قبل إضافة الغلاف الخارجي. في لغة الهندسة اليومية، عندما يقول شخص ما أ"كابل 12 نواة"، فهم يقصدون دائمًا تقريبًا"كابل يحتوي على 12 ليفًا في قلب الكابل"، لا يعني ذلك أن كل ألياف فردية تحتوي على 12 نواة. سوء الفهم الشائع هو الخلطالعد الأساسي(كم عدد الألياف الموجودة في الكابل) معالحجم الأساسي(قطر المنطقة الموجهة للضوء-في كل ليف)، لذلك من المفيد إبقاء هذين المستويين منفصلين بوضوح.

كيف يتم ترتيب الألياف في قلب الكابل

داخل قلب الكابل، يمكن ترتيب الألياف نفسها بعدة طرق مختلفة، اعتمادًا على التطبيق والبيئة. في أأنبوب فضفاضفي التصميم، يتم وضع مجموعة صغيرة من الألياف داخل أنبوب بلاستيكي مع بعض المساحة الحرة وغالبًا ما يكون مركب حشو. يمكن للألياف أن تتحرك قليلاً داخل الأنبوب، مما يساعدها على تحمل التغيرات في درجات الحرارة والضغط الميكانيكي، مما يجعل هذا الهيكل مناسبًا تمامًاالتركيبات الخارجية والمسافات الطويلة-..

في أمحكم-مخزن مؤقتًاالتصميم، كل ألياف محاطة بطبقة عازلة سميكة نسبيًا توفر حماية ميكانيكية إضافية وتسهل التعامل مع الألياف كوحدة فردية. يتم بعد ذلك تجميع هذه الألياف معًا لتكوين قلب الكابل. تعد الإنشاءات المخزنة - الضيقة شائعة فيالكابلات الداخلية وأسلاك التصحيح، حيث تكون المرونة وسهولة الإنهاء أمرًا مهمًا.

الخيار الثالث هوألياف الشريطيقترب. هنا، يتم وضع ألياف متعددة جنبًا إلى جنب في شريط مسطح، لتشكل "شريطًا"، ويتم تكديس أو لف العديد من الأشرطة لإنشاء أعداد عالية جدًا من الألياف في مقطع عرضي مضغوط-. تستخدم الكابلات الشريطية على نطاق واسع حيثكثافة ألياف عالية جدًا-ودمج سريع للكتلةمهمة، كما هو الحال في الشبكات الأساسية ومراكز البيانات الكبيرة أو بيئات المكاتب المركزية.

الحماية الميكانيكية والبيئية للنواة

وبعيدًا عن الألياف نفسها، يشتمل قلب الكابل أيضًا على العديد من العناصر التي تتمثل مهمتها الوحيدة في حماية الأداء البصري في ظل الظروف-الحقيقية.أعضاء القوة- على سبيل المثال، تتم إضافة قضبان FRP (البلاستيك المقوى بالألياف) أو الأسلاك الفولاذية - لتحمل أحمال الشد أثناء السحب والتركيب بحيث لا يتم الضغط على الألياف الموجودة في القلب بشكل زائد.مكونات الحشو وحجب الماء-.تساعد في الحفاظ على شكل الكابل، وتمنع حركة الألياف وتمنع هجرة المياه على طول الكابل في الطرق الخارجية.

حول القلب بأكمله، واحد أو أكثرالستراتمصنوعة من مواد مثلبيللاستخدام الخارجي أوLSZH (منخفض الهالوجين بدون دخان)أما بالنسبة إلى الأماكن الداخلية،-توفر البيئات الحرجة المتعلقة بالسلامة الطبقة النهائية من الحماية البيئية. تضمن هذه الهياكل الميكانيكية والوقائية معًا أن الألياف - والنوى الموجودة بداخلها - تحافظ على خصائصها البصرية حتى عندما يتم سحب الكابل عبر القنوات، أو ثنيه حول الزوايا، أو ضغطه في الصواني، أو تعرضه لتقلبات درجات الحرارة، أو تثبيته في ظروف رطبة.

أعداد الألياف الشائعة في الكابلات وتطبيقاتها

ماذا تعني الكابلات "4-core"، "12-core"، "144-core"؟

في لغة الهندسة اليومية، عندما يتحدث الناس عن أكابل ألياف بصرية "4-core" أو "144-core".، فهم يشيرون إليها دائمًا تقريبًاكم عدد الألياف التي يحتوي عليها الكابل. بمعنى آخر، "الكابل الأساسي X-" هو عادةً كابل مزود بـX ألياف قابلة للاستخدامفي قلب الكابل الخاص به. كل من هذه الألياف لها لب خاص بها، وتكسية وطلاء، ولكن رقم "العدد الأساسي" هو ببساطة حساب الألياف.

عندما تقوم بتصميم مسار، من المهم أن تفكر ليس فقط فيالألياف التي سوف تضيء للخدمات اليومولكن أيضًا حولألياف احتياطية. يمكن استخدام الألياف الاحتياطية لمسارات الحماية أو السعة المستقبلية أو كبدائل في حالة تلف أحد الألياف. لذلك يجب أن يغطي "العدد الأساسي" الذي تختارهألياف العمل + التكرار المخطط + الإرتفاع المعقولللتوسع.

أعداد الألياف النموذجية ومكان استخدامها

من الناحية العملية، تميل نطاقات معينة من عدد الألياف إلى الظهور مرارًا وتكرارًا لأنها تتوافق مع طبولوجيا الشبكة وأنماط النمو الشائعة. الأرقام الواردة أدناه ليست قواعد صارمة، ولكنها توفر إطارًا مرجعيًا مفيدًا.

ل1-2 ألياف

كنت تبحث عادة فيكابلات إسقاط FTTHوغيرها من الروابط البسيطة التي تشير إلى-الإشارة إلى-. يمكن لزوج واحد من الألياف توصيل منزل أو متجر صغير أو جهاز بعيد بنقطة التوزيع. في هذه الحالات، يكون المسار قصيرًا وعدد المستخدمين النهائيين صغيرًا جدًا، لذلك غالبًا ما تكون هناك حاجة قليلة للعديد من الألياف الإضافية في نفس الكابل.

ل4-12 ألياف

يخدم الكابل عادة أمبنى صغير، حرم جامعي صغير أو حلقة بسيطة. قد يغطي هذا بضعة طوابق في مكتب، أو عدة مباني مجاورة، أو موقع صناعي صغير. الألياف الإضافية تسمح بقليل منالتكرار والخدمات المستقبليةدون جعل الكابل كبيرًا جدًا أو باهظ الثمن.

في24-48 أليافيتراوح

أنت عادة في عالمالحرم الجامعي للمؤسسات والبناء-من أجل-بناء العمود الفقري، أو اتصالات بين أمركز بيانات صغير ونقطة تواجد المشغل. هنا، يتعين على الكابل في كثير من الأحيان دعم خدمات أو أقسام أو مستأجرين متعددين، وعادةً ما يقوم المشغلون بحجز الألياف لمسارات النسخ الاحتياطي والترقيات المستقبلية.

الانتقال إلى72-144 ألياف

غالبًا ما يكون الكابل جزءًا منشبكات تجميع المترو أو مواقع المشغلين POP أو الحرم الجامعي الكبير. عند هذا المستوى، تتقارب طرق الوصول المتعددة والحلقات واتصالات العملاء، لذلك هناك حاجة إلى عدد أكبر من الألياف لنقل حركة المرور الحالية وترك ما يكفي من الألياف الاحتياطية للتوسع لاحقًا.

في144-288 ألياف وما فوق

أنت عادة فيطرق المترو والعمود الفقري أو مجموعات مراكز البيانات الكبيرة أو قطاعات تغذية وتوزيع FTTH. قد يتعين على هذه الكابلات أن تدعم عدة آلاف من المستخدمين النهائيين أو العديد من المشغلين أو عدة أجيال من التكنولوجيا طوال عمرها. تتيح أعداد الألياف العالية جدًا إمكانية بناء سعة احتياطية وقدرة مستقبلية واسعة النطاق، ولكنها تتطلب أيضًا تخطيطًا دقيقًا للقنوات والصواني وإدارة الوصلات.

جدول ملخص: عدد الألياف مقابل سيناريوهات الاستخدام النموذجي

يمكنك التفكير في عدد الألياف والاستخدامات النموذجية في نظرة عامة بسيطة مثل هذا:

يعد هذا الجدول بمثابة دليل وليس معيارًا صارمًا، ولكنه يساعد في وضع مشروعك في الملعب الصحيح قبل القيام بالتصميم التفصيلي.

هل "المزيد من النوى" يعني دائمًا "الأفضل"؟

يوفر العدد الأساسي الأعلى كابلًاالمزيد من القدرة والمرونة المحتملة: يمكنك إضاءة المزيد من الخدمات أو توصيل المزيد من العملاء أو حجز المزيد من مسارات الحماية. ومع ذلك، فإنه يزيد أيضاالتكلفة وقطر الكابل والوزن وتعقيد التثبيت. قد يكون من الصعب سحب الكابلات السميكة والثقيلة عبر القنوات، كما يصعب إدارتها في المفاصل والرفوف، وقد تستهلك مساحة قيمة يمكن استخدامها لمسارات أخرى.

قد يؤدي الإفراط في-تحديد عدد الألياف "احتياطيًا" إلىالميزانية الضائعة ومساحة القناة الضائعةخاصة إذا لم يتم استخدام العديد من تلك الألياف مطلقًا. النهج الأكثر واقعية هو اختيار عدد أساسي يوازنالمتطلبات الحالية والنمو المتوقع والميزانية المتاحة. وبعبارة أخرى،العدد "الصحيح" من النوى أفضل من الحد الأقصى الممكن: يكفي لتصميمك وهامش أمان-معقول، ولكن ليس بالقدر الذي تدفعه مقابل السعة التي من غير المرجح أن تستخدمها على الإطلاق.

كيفية اختيار نوع الألياف الأساسية المناسب وعدد الألياف

الأسئلة الرئيسية قبل أن تقرر

قبل أن تختار نوع الألياف الأساسية أو عدد ألياف الكابل، من المفيد الإجابة على بعض الأسئلة الأساسية حول الشبكة التي تقوم ببنائها. أولاً،كم من الوقت هو الارتباط– عشرات الأمتار، بضعة كيلومترات، أو عشرات الكيلومترات؟ ثانية،ما هي معدلات البيانات التي تحتاجها الآن، وما الذي تتوقعه بشكل واقعي في السنوات الخمس إلى العشر القادمة؟؟ سيؤثر هذا بشدة على ما إذا كانت النوى ذات الوضع الفردي أو النوى متعددة الأوضاع أكثر منطقية.

أنت أيضا بحاجة إلى صورة واضحة للطوبولوجيا الشبكة: هل هي نقطة بسيطة-إلى-نقطة، أم حلقة ذات مسارات حماية، أم نجمة ذات محور مركزي؟ البيئة التثبيتيهم أيضًا: داخليًا أو خارجيًا، أو مجاري هواء، أو هوائيًا أو مباشرًا-مدفونًا، وما إذا كان هناكالسلامة من الحرائق أو متطلبات الكود المحليالتي تؤثر على تصميم الكابل. وأخيرا، عليك أن تقرركم التكرار والقدرة الاحتياطيةتريد: كم عدد الألياف اللازمة لخدمات العمل، وكم عددها للحماية، وكيف تخطط للتوسع لاحقًا - عن طريق إضاءة الألياف الاحتياطية، أو عن طريق سحب كابلات جديدة، أو عن طريق زيادة معدلات البت على الألياف الموجودة.

مثال السيناريو 1: FTTH في منطقة سكنية

في نموذجينشر FTTH لمنطقة سكنيةغالبًا ما يتم تقسيم الشبكة إلى عدة أجزاء: وحدة التغذية والتوزيع والإسقاط. تمتد كابلات التغذية من المكتب المركزي أو تصل إلى نقاط التوزيع؛ لديهم عادةمتوسطة إلى عالية من الألياف، في كثير من الأحيان24-144 أليافتتراوح اعتمادًا على عدد المنازل والفواصل التي ستخدمها. تقوم كابلات التوزيع بعد ذلك بتوجيه الألياف بالقرب من المباني أو الشوارع الفردية، مرة أخرى مع عدد معتدل من الألياف وبعض الطاقة الاحتياطية للنمو.

على حافة الشبكة،إسقاط الكابلاتربط المنازل أو الشقق الفردية بأقرب محطة. هذه عادة1-2 كابلات فايبرلأن كل منزل نادراً ما يحتاج إلى أكثر من زوج عمل بالإضافة إلى احتياطي بسيط. فكرة التصميم الرئيسية هيتركيز عدد الألياف في قطاعات التغذية والتوزيع، حيث يتم تجميع العديد من المستخدمين النهائيين، وللحفاظ على القطرات بسيطة وخفيفة الوزن. من الشائع الحجز عند المقسمات ونقاط التوزيععدد لا بأس به من الألياف الاحتياطيةبحيث يمكن إضافة عملاء جدد أو إعادة ترتيب المسارات دون سحب كابلات تغذية جديدة تمامًا.

مثال السيناريو 2: شبكة الحرم الجامعي للمؤسسات

لحرم المؤسسةمع وجود العديد من المباني وغرفة البيانات الرئيسية، يبدو الهيكل مختلفًا ولكن منطق التصميم متشابه. بين المباني، عادة ما تقوم بالتثبيتالكابلات الأساسية-ذات الوضع الفرديمع عدد الألياف في24-96 أليافالنطاق، اعتمادًا على عدد المباني وعدد المسارات المتنوعة ومستوى التكرار المطلوب. تحمل هذه الروابط البينية-حركة مرور مجمعة للعديد من الخدمات، لذلك يعد وجود ألياف احتياطية للروابط المستقبلية أو الأقسام الجديدة أو التطبيقات الجديدة أمرًا مهمًا.

داخل كل مبنى،الناهض العمودي أو الكابلات العمود الفقريقم بتوصيل إطار التوزيع الرئيسي بنقاط التوزيع الأرضية. هذه في كثير من الأحيان12-24 كابلات ليفية، ويمكن أن يكون وضعًا فرديًا-، أو أوضاعًا متعددة أو مزيجًا حسب المسافة والمعدات الموجودة. الهدف هو توفير ما يكفي من الألياف للأرضيات والشبكات الحالية مع ترك هامش مريح للمستأجرين الجدد، أو شبكات WLAN الإضافية أو أنظمة الأمان، أو الترقية إلى معدات ذات سرعة أعلى- لاحقًا، دون الحاجة إلى إعادة بناء الكابلات من الصفر.

مثال السيناريو 3: مركز البيانات والعمود الفقري للمترو

في وحول أمركز البيانات، ستشاهد غالبًا بيئتين مختلفتين تمامًا لمراكز الألياف. داخل المساحة البيضاء – بين الرفوف والصفوف – توجد روابطقصيرة وكثيفة جدا. هنا،-توجد كابلات رئيسية عالية الكثافة وتجميعات MTP/MPO معمراكز متعددة الأوضاع أو-أحادية الوضعتُستخدم لتوصيل المحولات والخوادم عبر مسافات تتراوح من بضعة أمتار إلى بضع مئات من الأمتار. يعتمد الاختيار بين الوضع المتعدد والوضع الفردي- على الوحدات الضوئية وخطط الترقية، ولكن يمكن أن يكون عدد الألياف لكل كابل مرتفعًا لدعم العديد من الروابط المتوازية في عامل شكل مضغوط.

لالتوصيل البيني لمركز البيانات (DC – DC) أو اتصالات DC – Metro، المسافات أطول بكثير. يتم استخدام هذه الروابط دائمًا تقريبًانواة الوضع -المفردةفي الكابلات معمتوسطة إلى عالية من الألياف، لدعم الخدمات ذات السعة العالية-والطرق المتنوعة والتكرار بين المواقع. عندما تخرج إلىشبكة المترو والعمود الفقري، كما ترى عادةًعدد -ألياف عالية-كابلات أحادية الوضع-.- 72، 144، 288 أليافًا أو أكثر - تحمل حركة المرور للعديد من العملاء والخدمات وأحيانًا العديد من المشغلين. في هذه المسارات، لا تعد الألياف الاحتياطية ترفًا ولكنها ضرورة، مما يضمن إمكانية التعامل مع الإصلاحات وإعادة التوجيه وتوسيع السعة المستقبلية دون تركيب كابلات جديدة باستمرار في القنوات والممرات المزدحمة بالفعل.

التعليمات

ما هو جوهر الألياف الضوئية بعبارات بسيطة، ولماذا هو مهم جدًا للارتباط؟

قلب الألياف الضوئية هو "الطريق" الزجاجي أو البلاستيكي الصغير الموجود في وسط الألياف حيث ينتقل الضوء فعليًا. كل ما ترسله عبر الرابط - الصوت والفيديو والبيانات - يتم نقله كضوء داخل هذه المنطقة الصغيرة. يحدد حجمها ومادتها وبنيتها المدى الذي يمكن أن تصل إليه الإشارة قبل أن تتدهور، ومدى سرعة الإرسال، ومدى استقرار الارتباط بمرور الوقت. باختصار، إذا لم يتم تصميم النواة وإنتاجها بشكل صحيح، فلن تتمكن أي بنية أو معدات للكابلات من إصلاح الأداء بشكل كامل.

ما الفرق بين "قلب الألياف" و"قلب الكابل"؟

A جوهر الأليافهي منطقة توجيه الضوء- داخل ألياف ضوئية واحدة، محاطة بغلاف وطبقة خارجية - وهي سمة من سمات خيط واحد. أقلب الكابلهي الحزمة بأكملها داخل كابل الألياف الضوئية: جميع الألياف النهائية مع الحشو وأعضاء القوة والعناصر الأخرى قبل الغلاف الخارجي. عندما يقول الناس "كابل ذو 12 مركزًا"، فإنهم يقصدون دائمًا كابلًا يحتوي على 12 أليافًا في قلب الكابل الخاص به. لذا يصف أحد المصطلحين المسار البصري داخل الألياف، ويصف الآخر عدد الألياف والمكونات الموجودة داخل الكابل.

ماذا تعني الأرقام مثل "9/125" و"50/125" فعليًا في مواصفات الألياف؟

تصف هذه الأرقامهندسةمن الألياف. الرقم الأول هوالقطر الأساسيبالميكرومتر (μm)، والرقم الثاني هوقطر الكسوة. لذا9/125 μmيعني نواة بحجم 9 ميكرومتر مع كسوة بحجم 125 ميكرومتر (الوضع الفردي النموذجي -)، بينما50/125 μmأو62.5/125 μmهي أحجام متعددة الأوضاع الشائعة. تساعدك معرفة هذه القيم على فهم ما إذا كانت الألياف ذات وضع فردي-أو متعدد الأوضاع وما إذا كانت تتطابق مع الموصلات وأجهزة الإرسال والاستقبال لديك.

ما الفرق العملي بين نواة الألياف ذات الوضع الفردي-والوضع المتعدد في الشبكات الحقيقية؟

تحتوي الألياف ذات الوضع الواحد- على نواة صغيرة جدًا وتحمل بشكل أساسي نمطًا واحدًا من الضوء، مما يسمح بمسافات طويلة جدًا ومعدلات بيانات عالية مع تشتت يتم التحكم فيه. يتم استخدامها لوصلات المترو والعمود الفقري وFTTH ومراكز البيانات الطويلة. تحتوي الألياف متعددة الأوضاع على نوى أكبر، ويمكنها حمل العديد من الأوضاع، كما أنها محسنة للارتباطات قصيرة المدى-مع بصريات أرخص، عادةً داخل مراكز البيانات والمباني. ومن الناحية العملية، يمكنك اختيار-الوضع الفردي عندما تحتاج إلى مسافة وسعة، والوضع المتعدد عندما تريد-ارتباطات قصيرة فعالة من حيث التكلفة مع كثافة منافذ عالية.

ما عدد النوى التي أحتاجها حقًا في كابل لمكتب صغير أو مبنى أو موقع؟

بالنسبة لمكتب صغير أو مبنى واحد، فإن العديد من التصميمات تناسب بشكل جيد4-12 ألياففي الكابل الوارد الرئيسي. وهذا يكفي عادةً لرابط واحد أو اثنين نشطين وبعض مسارات الحماية وعدد قليل من الألياف الاحتياطية للخدمات المستقبلية. إذا كان لديك عدة طوابق أو مستأجرين أو أنظمة مهمة، فإن الميل نحو الطرف الأعلى من هذا النطاق (على سبيل المثال . 12 الألياف) يوفر المزيد من المرونة. يجب أن يعتمد العدد الدقيق على عدد الروابط التي تحتاجها اليوم بالإضافة إلى رؤية واقعية للنمو خلال السنوات القليلة المقبلة.

هل يعني ارتفاع عدد النواة دائمًا أداءً أفضل، أم أنه قد يؤدي فقط إلى زيادة التكلفة والتعقيد؟

يمنحك العدد الأساسي الأعلى المزيد من السعة المحتملة والتكرار، لكنه يفعل ذلكلاتحسين أداء أي رابط تلقائيًا. ما يزيد بالتأكيد هوقطر الكابل والوزن والسعروغالبًا ما تكون المساحة المطلوبة في القنوات والصواني ومرفقات الوصلات. قد تؤدي الأعداد الأساسية العالية جدًا إلى جعل عملية التثبيت وإدارة الألياف أكثر تعقيدًا إذا كان التصميم لا يحتاج إليها حقًا. في معظم المشاريع، الخيار الأفضل ليس "أكبر عدد ممكن من الألياف"، بل عدد متوازن يغطي الألياف العاملة والحماية والنمو المستقبلي المعقول.

ما مقدار الألياف الاحتياطية (النوى الزائدة عن الحاجة) التي يجب أن أخطط لها عند تصميم مسار كابل جديد؟

لا توجد قاعدة واحدة، لكن معظم المصممين يخططون لذلكهامش واضح من الألياف الاحتياطيةأبعد من الحاجة المباشرة. كنقطة بداية بسيطة، يمكنك الحجز على الأقل20-30% ألياف إضافيةللنمو والإصلاح، وعلى الطرق الاستراتيجية أو العمود الفقري يمكن أن يكون أكبر بكثير. ومن الشائع أيضًا حجز مسار حماية كامل واحد على الأقل (زوج ثانٍ أو مجموعة ألياف) للوصلات الحرجة. يعتمد المبلغ الدقيق على مدى صعوبة إضافة كبلات جديدة لاحقًا ومدى أهمية وقت التشغيل وقابلية التوسع لهذا المسار.

إذا قمت بالترقية من 1 جيجابت/ثانية إلى 10/40/100 جيجابت/ثانية لاحقًا، فهل سأحتاج إلى نوع مختلف من الألياف الأساسية أو كابل جديد؟

يعتمد ذلك على ما تقوم بتثبيته اليوم. إذا كنت تستخدم بالفعلألياف أحادية الوضع-ذات جودة جيدة، يمكنك في كثير من الأحيان الترقية من 1G إلى 10G أو 40G أو أعلى ببساطة عن طريق تغيير أجهزة الإرسال والاستقبال، طالما أن فقدان الارتباط والتشتت ضمن حدود النظام الجديدة. لالألياف المتعددة الوسائط الأقدم(خاصة 62.5/125 ميكرومتر OM1/OM2)، قد يتطلب الانتقال إلى 40G/100G تشغيل ألياف جديدة أو مسافات أقصر، في حين أن الوضع المتعدد OM3/OM4 الحديث أو الوضع الفردي-أكثر ملاءمة للترقية-. تتمثل الإستراتيجية الأكثر أمانًا في اختيار أنواع الألياف المعروفة بدعم معدلات البت المستقبلية المحتملة، بحيث يمكن أن تركز الترقيات على الإلكترونيات بدلاً من إعادة بناء الكابلات.