كابل الألياف الضوئية 101: ما هو؟ كيف تعمل؟ كيف تختار الكابل المناسب؟
مايو 24, 2021
تم تصنيع كابل الألياف الضوئية لتلبية مواصفات أداء البصريات أو الميكانيكية أو البيئة. هو كبل اتصال يمكن استخدامه بشكل منفصل أو في مجموعات باستخدام واحد أو أكثر من الألياف الضوئية في الكبل كوسيط إرسال.
يتكون الهيكل الأساسي لكابل الألياف الضوئية بشكل عام من قلب الكابل ، وسلك فولاذي مقوى ، وحشو وغمد ، ومكونات أخرى مثل طبقة حجب الماء ، وطبقة عازلة ، وسلك معدني عازل وما إلى ذلك. لا يوجد معدن مثل الذهب والفضة وفي كابل الألياف البصرية ، وليس له قيمة إعادة التدوير بشكل عام.
تاريخ كابل الألياف
في عام 1976 ، قام معهد أبحاث بيل بالولايات المتحدة ببناء أول نظام تجريبي لاتصالات الألياف الضوئية في أتلانتا ، باستخدام 144 كابلًا من الألياف البصرية من إنتاج شركة ويسترن إلكتريك. في عام 1980 ، بدأ استخدام كبلات الألياف الضوئية التجارية المصنوعة من الألياف الضوئية متعددة الأوضاع في خطوط جذع المكاتب الداخلية وعدد قليل من خطوط المسافات الطويلة في المدينة. بدأ استخدام كابل الألياف الضوئية التجاري المصنوع من الألياف الضوئية أحادية الوضع في خطوط المسافات الطويلة في عام 1983. في عام 1988 ، تم بنجاح وضع أول كابل ألياف ضوئية بحري عبر المحيط الأطلسي يربط الولايات المتحدة ببريطانيا وفرنسا ، وسرعان ما تم بناء أول كابل ألياف ضوئية بحري عبر المحيط الأطلسي.
في عام 1978 ، طورت الصين كابل الألياف البصرية للاتصالات الخاص بها ، والذي يعتمد على الألياف الضوئية متعددة الأوضاع ، والهيكل الأساسي محفور بطبقة. تم إجراء الاختبارات الميدانية في شنغهاي وبكين ووهان. بعد ذلك بوقت قصير ، تم استخدامه كخط رئيسي داخلي في شبكة الهاتف المحلية. بعد عام 1984 ، تم استخدامه تدريجياً في خطوط المسافات الطويلة وبدأ في استخدام الألياف الضوئية أحادية الوضع.
يتمتع كابل الألياف البصرية للاتصالات بقدرة نقل أكبر من الكابلات النحاسية ، بمسافة طويلة ، وحجم صغير ، ووزن خفيف ولا يوجد تداخل كهرومغناطيسي. منذ عام 1976 ، تطورت لتصبح العمود الفقري للخط الرئيسي لمسافات طويلة ، وخط الجذع الحضري ، والاتصالات البحرية وعبر المحيطات تحت البحر ، وشبكة المنطقة المحلية وخطوط نقل الشبكة الخاصة ، وبدأت تتطور إلى مجال النطاق العريض لشبكة توزيع حلقة المستخدم الحضرية توفر الشبكة الرقمية للخدمات المتكاملة خطوط نقل.
تصنيع الكابلات الضوئية
تنقسم عملية تصنيع كابل الألياف الضوئية عمومًا إلى العمليات التالية:
اختيار الألياف الضوئية. حدد الألياف الضوئية بخصائص نقل ممتازة وتوتر مؤهل.
صباغة الالياف الضوئية. يجب استخدام مخطط كروماتوجرام كامل قياسي لتحديد الهوية ، والتي يجب ألا تتلاشى أو تنتقل عند درجة حرارة عالية.
النتوء. باستخدام معامل مرونة عالي وبلاستيك ذو معامل تمدد منخفض ليتم بثقه في أنبوب حجم معين ، ووضع الألياف الضوئية في مركب حشو مقاوم للرطوبة ومقاوم للماء. ثم قم بتخزينه لعدة أيام (لا تقل عن يومين).
الجدل. يتم تجديل العديد من الأنابيب السائبة المصنوعة من الألياف الضوئية المبثوقة مع وحدة التعزيز.
الغلاف الخارجي. أضف طبقة من الغمد إلى قلب كابل الألياف البصرية المجدول.
هيكل الكابل
يتكون كابل الألياف الضوئية من ثلاثة أجزاء: قلب الكابل وعناصر التسليح والغمد. نوعان من الهيكل الأساسي للكابل هما الهيكل الأساسي المفرد والهيكل متعدد النواة. بالنسبة لنوع الكابلات متعدد النواة ، يمكننا الفصل باستخدام أنبوب موحد الأنبوب وأنبوب فضفاض مجدول. هناك نوعان من الهياكل المقواة مثل المدرعة وغير المدرعة. يمكن أن يكون للغمد كثافة ومواد مختلفة وفقًا لبيئة التطبيق. هناك طبقة مانعة للماء ، طبقة عازلة ، سلك معدني معزول ومكونات أخرى حسب الطلب.
نوع كابل الألياف
وفقًا لأداء الإرسال والمسافة والغرض المختلفين ، يمكن تقسيم كابل الألياف الضوئية إلى كابل الألياف البصرية للمستخدم وكابل الألياف البصرية للهاتف المحلي وكابل الألياف البصرية لمسافات طويلة وكابل الألياف الضوئية البحرية.
وفقًا للأنواع المختلفة من الألياف الضوئية المستخدمة في كبل الألياف الضوئية ، يمكن تقسيمها إلى كابل ألياف ضوئية أحادي الوضع وكابل ألياف بصرية متعدد الأوضاع.
وفقًا لعدد نوى الألياف في كابل الألياف الضوئية ، يمكن تقسيمها إلى كابل ألياف ضوئية بسيط وكابل ألياف بصرية مزدوج.
وفقًا لطرق التكوين المختلفة للتعزيز ، يمكن تقسيم كبل الألياف الضوئية إلى كبل ألياف بصرية مكون من مكونات التعزيز المركزي ، وكابل ألياف بصرية مكون من مكونات التعزيز الموزعة ، وكابل ألياف بصرية لمكون تقوية غمد وكابل ألياف بصرية خارجي شامل.
وفقًا للظروف المختلفة لموصل النقل والوسيط ، يمكن تقسيم كبل الألياف الضوئية إلى جميع كبلات الألياف البصرية العازلة للكهرباء وكابل الألياف البصرية العادي وكابل الألياف البصرية المدمج (يستخدم بشكل أساسي لخط اتصالات شبكة السكك الحديدية الخاصة).
وفقًا لطرق التمديد المختلفة ، يمكن تقسيم كابل الألياف الضوئية إلى كابل الألياف البصرية للقناة ، وكابل الألياف الضوئية المباشر للدفن ، وكابل الألياف البصرية الجوي ، وكابل الألياف البصرية تحت الماء.
وفقًا للهيكل المختلف ، يمكن تقسيم كابل الألياف الضوئية إلى كابل مسطح وكابل مجدول بطبقة وكابل هيكلي وكابل مدرع وكابل مستخدم عالي الكثافة.
نوع الاتصال
نوع اتصال كبل الألياف الرئيسي هو الاتصال الدائم واتصال الطوارئ وتوصيل النشاط.
اتصال دائم بالألياف الضوئية (يسمى أيضًا الاندماج)
في هذا الصدد ، يتم دمج نقطتي توصيل لليفين بصريين ومتصلين عن طريق التفريغ. يتم استخدامه في الاتصال البعيد المدى ، الاتصال الثابت الدائم أو شبه الدائم. الميزة الرئيسية لهذا الاتصال هي أن توهين الاتصال هو الأدنى بين جميع أنواع الاتصال ، حيث تبلغ القيمة النموذجية 0.01 ~ 0.03 ديسيبل / نقطة. لكن هناك حاجة إلى معدات خاصة (آلة لحام اللحام) والموظفين المحترفين للعمل عند الاتصال ، كما تحتاج نقطة الاتصال إلى صندوق خاص للحماية.
اتصال الطوارئ (يسمى أيضًا بالذوبان البارد)
يستخدم توصيل الطوارئ بشكل أساسي الطرق الميكانيكية والكيميائية لإصلاح وربط ألياف بصرية معًا. السمة الرئيسية لهذه الطريقة هي أن الاتصال سريع وموثوق ، والتوهين النموذجي للاتصال هو 0.1 ~ 0.3 ديسيبل / نقطة. لكن الاستخدام طويل المدى لنقطة الاتصال سيكون غير مستقر ، وسيزداد التوهين بشكل كبير ، لذلك لا يمكن استخدامه إلا في وقت قصير لحالات الطوارئ.
اتصال النشاط
الاتصال المحمول هو نوع من المحطات أو المحطات المتصلة بكابلات الألياف باستخدام أجهزة توصيل مختلفة من الألياف الضوئية (موصلات ومحولات). نوع الاتصال هذا مرن وبسيط ومريح وموثوق. غالبًا ما يستخدم في أسلاك شبكة الكمبيوتر في المباني. التوهين النموذجي هو 1 ديسيبل / مشترك.
كيفية اختيار كابل الألياف الضوئية
إلى جانب عدد نوى الألياف وأنواع الألياف الضوئية ، يتم اختيار الغلاف الخارجي وفقًا لبيئة التطبيق.
عندما يتم دفن الكابل البصري الخارجي مباشرة ، يجب اختيار كابل الألياف البصرية المدرع. عندما يتم وضعه في مكان علوي ، يمكن اختيار الكبل بسلكين أو أكثر من سلك التقوية.
عند اختيار كابلات الألياف المستخدمة في المباني ، يجب مراعاة خصائص مثبطات اللهب والسموم والدخان. يمكن استخدام بلينوم في خطوط الأنابيب أو مناطق التهوية القسرية. مثبطات اللهب ، وغير سامة وخالية من الدخان (الكابلات الصاعدة) ضرورية في البيئة المكشوفة.
يمكن استخدام كابل التوزيع في التوزيع الرأسي في المبنى. يمكن استخدام كابل الألياف الفاصلة في الكابلات الأفقية.
إذا كانت مسافة الإرسال في حدود 2 كم ، فيمكن اختيار كابل الألياف البصرية متعدد الأوضاع ، ويمكن استخدام كبل الألياف الضوئية أحادي الوضع أو المرحل لأكثر من 2 كم.
جودة الكابلات
كوسيلة نقل لنظام اتصالات الألياف الضوئية ، تؤثر جودة كابل الألياف الضوئية بشكل مباشر على العملية الكاملة لشبكة الاتصالات. لتحديد ما إذا كان كابل الألياف البصرية ذو نوعية جيدة ، هناك أجزاء مختلفة سنحتاج إلى استكشافها ، مثل الألياف الضوئية والغلاف الخارجي وعضو القوة ، إلخ. فيما يتعلق بمراقبة جودة كبلات الألياف الضوئية وقوائم المراجعة ، يمكنك الحصول على جميع التفاصيل المتعلقة بجودة الكابلات.
حد الشد والسحق
| Fiber optic cable type | Allowable tensile (N) | Allowable crush (N/100mm) | ||
|---|---|---|---|---|
| short-term | long-term | short-term | long-term | |
| Duct and non self-supporting | 1500 | 600 | 1000 | 300 |
| Direct buried | 3000 | 1000 | 3000 | 1000 |
| Special direct buried | 10000 | 4000 | 5000 | 3000 |
| Underwater (20000N) | 20000 | 10000 | 5000 | 3000 |
| Underwater (40000N) | 40000 | 20000 | 8000 | 5000 |
بناء الكابلات
أهم شيء لتمديد الكابلات لمسافات طويلة هو اختيار مسار مناسب. أقصر طريق ليس بالضرورة هو الأفضل. يجب النظر في ملكية الأرض وإمكانية البناء أو الدفن. وعندما يدور كابل الألياف الضوئية ، يجب أن يكون نصف قطر الدوران أكبر بـ 20 مرة من قطر كابل الألياف الضوئية نفسه.
كابل الألياف الضوئية الجوي
طريقة تعليق الخط بسيطة وتجارية ، وتستخدم على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم ، ولكنها تستغرق وقتًا طويلاً لإضافة التركيبات وترتيبها.
الطريقة العلوية لتعليق الأسلاك المعلقة أكثر استقرارًا وأقل أعمال الصيانة. لكن هناك حاجة إلى اللفاف الخاص.
يتطلب الهوائي ذاتي الدعم متطلبات عالية للقطب ، ويصعب بناؤه وصيانته ، وبتكلفة عالية.
يضاف جهاز التوجيه عند عمود توجيه الكبل عند التركيب ، ويجب تجنب الكبل من السحب. عند سحب كابل الألياف الضوئية ، يحاول تقليل الاحتكاك. يجب ترك كل عمود بجزء من كابل الألياف الضوئية للتوسع.
انتبه إلى التأريض الموثوق به للأجسام المعدنية في كابلات الألياف الضوئية. خاصة في المناطق الجبلية ومناطق شبكة الكهرباء ذات الجهد العالي ومناطق العواصف الرعدية ، عادة ما توجد 3 نقاط تأريض لكل كيلومتر ، ويتم استخدام كابلات الألياف الضوئية غير المعدنية.
كابل الألياف البصرية المجاري
قبل البناء ، تحقق من احتلال خط الأنابيب ، ونظف الأنابيب الفرعية البلاستيكية وضعها في مكانها ، ثم ضعها في خط الجر.
يجب حساب طول التخطيط. ويجب توفير طول محجوز كافٍ. انظر الجدول التالي للحصول على التفاصيل:
| Natural bending length increase (m/km) | Inner turning length increase (m/hole) | Joints overlapping length (m/side) | Indoor reserved length (m) |
|---|---|---|---|
| 5 | 0.5~1 | 8~10 | 15~20 |
يجب ألا يكون طول التمديد في كل مرة طويلاً جدًا (بشكل عام 2 كم) ، ويجب إجراء السحب من المنتصف إلى كلا الجانبين.
يجب ألا تزيد قوة الجر بشكل عام عن 120 كجم. ويجب أن يسحب الجزء الأساسي المقوى من كابل الألياف البصرية. يجب معالجة الحماية المقاومة للماء لمحطة كابل الألياف الضوئية بشكل صحيح.
يجب أن يكون مكان توصيل الكبل وخرجه مزودًا بجهاز توصيل موازٍ ، ولا يُسمح بسحب الكابل مباشرة على الأرض.
يجب أيضًا أن يتم تأريض كابل الألياف الضوئية للقناة بشكل موثوق.
كابل الألياف البصرية للدفن المباشر
يجب حفر عمق خندق كابل الألياف الضوئية المدفون مباشرة وفقًا للمعايير.
| Laying section and soil quality | Buried depth (m) |
|---|---|
| Common soil and hard soil | ≥1.2 |
| Gravel soil, semi stone soil, weathered stone | ≥1.0 |
| Full stone, flowing sand | ≥0.8 |
| Suburbs and towns | ≥1.2 |
| Urban sidewalk | ≥1.0 |
| Side ditch of highway: Stone (hard stone and soft stone) | Side ditch of highway: Stone (hard stone and soft stone) |
| Side ditch of highway: Other soil | 0.8 below the design depth of side ditch |
| Road curb | ≥0.8 |
| Side ditch of highway: Stone (hard stone and soft stone) | ≥1.2 |
| Side ditch of highway: Stone (hard stone and soft stone) | ≥1.2 |
| Rivers | According to the requirements of underwater fiber optic cable |
يمكن وضع مجاري الهواء فوقها أو حفرها ودمجها حيث لا يمكن حفر الخندق.
يجب أن يكون قاع الخندق ناعمًا وثابتًا. يمكن تعبئة جزء من الرمل أو الأسمنت أو الدعامة مسبقًا إذا لزم الأمر.
يمكن استخدام الجر اليدوي أو الميكانيكي للوضع ، ولكن يجب الانتباه إلى الدليل والتزييت.
يجب تغطية التربة ودكها في أسرع وقت ممكن بعد الرصف.
كابل الألياف البصرية الداخلي
عند وضع الكبل عموديًا ، يجب إيلاء اهتمام خاص لتحمل كبل الألياف الضوئية. بشكل عام ، يجب تثبيت كابل الألياف الضوئية مرة كل طابقين.
يتم إضافة أنبوب بلاستيكي بمدخل وقائي عند مرور الكابل عبر الجدران أو الأرضيات. تملأ الأنبوب بحشو مثبط للهب.
يمكن أيضًا وضع كمية معينة من الأنابيب البلاستيكية مسبقًا في المبنى. عندما يتم ضبط كابل الألياف الضوئية ليتم وضعها ، يمكن تركيب كابل الألياف الضوئية بطريقة الجر أو الفراغ.
كشف الألياف الضوئية
الغرض الرئيسي من اكتشاف الألياف الضوئية هو ضمان جودة نظام الاتصال وتقليل عوامل الفشل ومعرفة نقاط الخطأ في حالة الفشل. هناك العديد من طرق الكشف ، والتي تنقسم بشكل أساسي إلى قياس يدوي بسيط وقياس بأداة دقيقة.
قياس يدوي بسيط
تُستخدم هذه الطريقة عمومًا لاكتشاف تشغيل وإيقاف الألياف الضوئية بسرعة ولتمييز الألياف أثناء البناء. يتم إدراكه من خلال مصدر ضوء بسيط يقود الضوء المرئي من أحد طرفي الألياف ويراقب أي ضوء من الطرف الآخر. على الرغم من أن هذه الطريقة بسيطة ، إلا أنها لا تستطيع التحقق من ضعف الألياف ونقطة توقفها من الناحية الكمية.
قياس أداة الدقة
يمكن اختبار توهين الألياف الضوئية والتوهين المشترك باستخدام مقياس القدرة الضوئية أو OTDR. وحتى موقع نقطة قطع الألياف الضوئية يمكن قياسه. يمكن استخدام هذا القياس للتحليل الكمي لأسباب فشل شبكة الألياف الضوئية وتقييم جودة المنتجات في الشبكة.
احتياطات
بعد استلام كابل الألياف الضوئية ، يجب على المستخدم التحقق من شهادة كابل الألياف الضوئية والبيانات الضوئية مع كابل الألياف الضوئية. التحقق من رقم أسطوانة الكبل ، والطراز ، ورقم النواة والطول ، والتحقق مما إذا كانت العبوة الخارجية بها أي تلف.
يجب استخدام جزء من حبل الجر للتوصيل مع تقوية الكبل عند وضع كابل الألياف. وسيتم تثبيته بغطاء كابل أو شريط مع غلاف الكابل. إذا كان كابل الألياف البصرية مجاري الهواء ، فيجب إضافة رأس جر دوار خاص بين حبل الجر وتقوية الكابل. لأنه لا يُسمح بسحب الغلاف الخارجي لكابل الألياف الضوئية للجر مباشرة.
لتمديد الكابلات بطول 2 كم فأكثر لا يجوز وضعها من البداية حتى النهاية في وقت واحد. يوضع كابل الألياف الضوئية في منتصف المقطع ويوضع على شكل 8 باتجاه كلا الطرفين
عند تفريغ كابل الألياف الضوئية من السيارة ، من الأفضل استخدام رافعة شوكية أو رافعة لوضع الكابل برفق على الأرض من السيارة
في البناء الميداني ، عند تفريغ كبل الألياف الضوئية من السيارة ، يُنصح بوضع لوحة مسطحة بين منصة السيارة والأرض ، وتشكيل منحدر 45 درجة والمرور عبر الفتحة الوسطى لأسطوانة كابل الألياف الضوئية بحبل. يسحب الأشخاص طرفي الحبل على السيارة ، وتتدحرج أسطوانة كابل الألياف أسفل منحدر اللوحة. يتم تكديسها بشكل صارم ووضعها أفقيًا عند التفريغ. يحظر إسقاط الكبل البصري عموديًا من مكان مرتفع ووضعه مع تأثير قوي على الكابل لإحداث ضرر.
عند الحاجة إلى دحرجة أسطوانة الكابلات ، يجب دحرجتها في اتجاه سهم الدوران المحدد في أسطوانة الكابل. والدحرجة لمسافات طويلة غير مسموح بها.
يجب إجراء فحص أسطوانة الكابل المفرد قبل البناء. مثل جودة الغلاف الخارجي ومؤشر التوهين
يجب ألا تتجاوز قوة الشد القصوى لمجرى الهواء أو الكابل الهوائي 1500 نيوتن ، ويجب ألا يتجاوز التوتر الأقصى لكابل الألياف البصرية المدفون المباشر 3000 نيوتن.
أثناء إنشاء وتخطيط كابل الألياف الضوئية ، لا يُسمح بانحناء الكبل أو تشكيله بزاوية قائمة 90 درجة. الانحناء الديناميكي (أثناء البناء مثلاً) ، بالنسبة لكابلات مجاري الهواء والكابلات الهوائية ، يجب أن يكون نصف قطر الانحناء أكبر من 20 مرة من القطر الخارجي لكابل الألياف الضوئية. بالنسبة لكابل الألياف البصرية المدفون مباشرة ، يجب أن يكون نصف قطر الانحناء أكبر من 25 مرة من قطر الكابل الخارجي. عند إجراء التمديد ، يجب أن يكون نصف قطر الانحناء للقناة والكابل الجوي أكبر من 10 أضعاف قطر هذا الكابل. بالنسبة لكابل الألياف الضوئية المدفون مباشرة ، يجب أن يكون نصف قطر الانحناء أكبر من 12.5 ضعف قطر الكابل. لا تقم بثني كبل الألياف الضوئية كثيرًا بحيث لا يتسبب في حدوث “إبزيم ميت”
يجب ألا تتجاوز قوة الشد لبناء كبلات الألياف الضوئية القوة قصيرة المدى المسموح بها (الكبل الجوي والقناة الهوائية: 1500 نيوتن) ؛ كابل الألياف الضوئية المدفون المباشر: 3000N ؛كابل الألياف البصرية ADSS: 20٪ RTS. ويجب ألا تتجاوز القوة طويلة المدى المسموح بها أثناء التشغيل والاستخدام (600N لكابل مجاري الهواء والكابل الجوي ، وكابل الألياف البصرية المدفون مباشرة 1000N ؛ وكابل الألياف البصرية ADSS: MAT). يجب أن يتم إنشاء كابل الألياف الضوئية تحت إشراف الفنيين المؤهلين المناسبين.
من المهم جدًا وضع كابلات الألياف الضوئية بالطريقة الصحيحة. سيؤدي البناء غير السليم بسهولة إلى زيادة التوهين ، وعمر الخدمة الأقصر ، والألياف المكسورة ، والغمد المكسور ، وكسر الدروع ، وما إلى ذلك. الكابل ، وخاصة كابل التغذية ، ذو قطر كبير وكتلة ثقيلة. من الضروري استخدام قوس لدعم أسطوانة الكبل عند وضعها. ولف أسطوانة الكابل أثناء سحب الكابل. إذا كان كبلًا مفكوكًا بدون أسطوانة كبلية ، فمن الضروري ترتيب الأسلاك بعد تقويمها. يجب أن يكون موظفو الكابل مجهزين بجهاز اتصال لاسلكي للبقاء على اتصال. للتأكد من عدم قدرة الكابل على الحركة ، لن يسحبه الآخرون بقوة غاشمة. يجب أن نستمر بعد أن يتم تقويم كابل الألياف ببطء. هذا لضمان أن كابلات الألياف البصرية “الهشة” موضوعة بأمان.
توني لاو هو المدير الفني والمؤسس المشارك في HOC. يحب الكتابة عن محتوى اتصالات الألياف الضوئية ، وهو متخصص في كابلات الألياف البصرية، حلول تسليم المفتاح FTTH ، ADSS كابل، وشبكات ODN.
شاركها مع
احصل على اقتباس سريع
منتجات ذات صله
هنا تستحق القراءة أكثر
