ينقل الكبل البصري أحادي الوضع وضعًا واحدًا ويبلغ قطر مقطعه ≈ 9.5 نانومتر. في المقابل، يمكن أن يكون كابل الألياف الضوئية أحادي الوضع مزودًا بتشتت غير متحيز ومُزاح وغير صفري.

الألياف الضوئية كابل متعدد الأوضاعينقل MM العديد من الأوضاع ويبلغ قطره 50 أو 62.5 نانومتر.

للوهلة الأولى، يشير الاستنتاج إلى أن كابل الألياف الضوئية متعدد الأوضاع أفضل وأكثر كفاءة من كابل الألياف الضوئية SM. علاوة على ذلك، غالبًا ما يتحدث الخبراء لصالح MM على أساس أنه نظرًا لأن الكابل البصري متعدد الأوضاع يوفر أولوية أداء متعددة مقارنةً بـ SM، فهو أفضل من جميع النواحي.

وفي الوقت نفسه، سوف نمتنع عن مثل هذه التقييمات التي لا لبس فيها. البيانات الكمية ليست الأساس الوحيد للمقارنة، وفي كثير من الحالات يفضل كابل الألياف الضوئية أحادي الوضع.

الفرق الرئيسي بين كابلات SM وMM هو الأبعاد. يحتوي الكابل الضوئي SM على ألياف ذات سمك أصغر (8-10 ميكرون). وهذا يحدد قدرتها على إرسال موجة بطول واحد فقط على طول الوضع المركزي. سمك الألياف الرئيسية في كابل MM أكبر بكثير، 50-60 ميكرون. وبناءً على ذلك، يمكن لمثل هذا الكابل أن ينقل في نفس الوقت عدة موجات بأطوال مختلفة عبر عدة أوضاع. ومع ذلك، فإن المزيد من الأوضاع تقلل من قدرة كابل الألياف الضوئية.

تتعلق الاختلافات الأخرى بين الكابلات أحادية الوضع ومتعددة الأوضاع بالمواد التي صنعت منها ومصادر الضوء المستخدمة. يحتوي الكابل الضوئي أحادي الوضع على قلب وغلاف مصنوعين من الزجاج فقط، كما يحتوي على ليزر كمصدر للضوء. يمكن أن يحتوي كابل MM على غلاف وقضيب زجاجي أو بلاستيكي، ومصدر الضوء الخاص به هو LED.

كابل ضوئي أحادي الوضع 9/125 ميكرون

يتميز الكابل البصري أحادي الوضع 8 ألياف من النوع 9 125 بتصميم معياري أحادي الأنبوب. توجد أدلة الضوء في الأنبوب المركزي المملوء بمادة كارهة للماء مع هلام. يحمي الحشو بشكل موثوق الألياف من أنواع مختلفة من التأثيرات الميكانيكية، بالإضافة إلى أنه يزيل آثار التغيرات في درجات الحرارة بيئة خارجية. للحماية من القوارض وغيرها من التأثيرات المماثلة، يتم استخدام جديلة إضافية من الألياف الزجاجية.

في جوهر الأمر، فإن تطوير وإنتاج كابل الألياف الضوئية 9125 يأتي في إطار البحث حل مثاليمشاكل تقليل التشتت البصري (حتى الصفر) عند جميع الترددات التي سيعمل بها الكابل. يؤثر عدد كبير من الأوضاع سلبًا على جودة الإشارة، ولا يحتوي الكبل أحادي الوضع في الواقع على وضع واحد، بل عدة أوضاع. عددهم أقل بكثير مما هو عليه في الوضع المتعدد، ولكنه أكبر من واحد. يؤدي تقليل تأثير التشتت البصري إلى تقليل عدد الأوضاع، وبالتالي تحسين جودة الإشارة.

توفر معظم معايير الألياف الضوئية المستخدمة في كابلات 9125 تشتتًا صفريًا عبر نطاق تردد ضيق. وبالتالي، بالمعنى الحرفي، يكون الكابل أحادي الوضع فقط مع موجات ذات طول محدد. ومع ذلك، تستخدم تقنيات تعدد الإرسال الحالية مجموعة من الترددات الضوئية لاستقبال ونقل العديد من قنوات الاتصال الضوئية ذات النطاق العريض في وقت واحد.

يتم استخدام كابل الألياف الضوئية أحادي الوضع 9 125 داخل المباني وعلى الطرق الخارجية. يمكن دفنه في الأرض أو استخدامه ككابل علوي.

كابل ضوئي متعدد الأوضاع 50/125 ميكرون

كابل ألياف بصرية 50/125 (OM2) متعدد الأوضاع، يستخدم في الشبكات الضوئية بسرعات 10 جيجابايت مبنية على ألياف متعددة الأوضاع. وفقًا للتغييرات التي تم إجراؤها على مواصفات ISO/IEC 11801، يوصى في مثل هذه الشبكات باستخدام نوع جديد من كبل سلك التصحيح من فئة OMZ بحجم قياسي يتراوح بين 50-125.

الكبل البصري 50 125 OMZ، الموافق لتطبيقات شبكة 10 جيجابت إيثرنت، مخصص لنقل البيانات بأطوال موجية تبلغ 850 نانومتر أو 1300 نانومتر، والتي تختلف في الحد الأقصى لقيم التوهين المسموح بها. يستخدم لتوفير الاتصالات في نطاق التردد 1013-1015 هرتز.

تم تصميم الكبل البصري متعدد الأوضاع 50 125 لأسلاك التوصيل والأسلاك في مكان العمل، ويستخدم فقط في الداخل.

يدعم الكابل نقل البيانات لمسافات قصيرة وهو مناسب للإنهاء المباشر. يتوافق هيكل الألياف الضوئية القياسية متعددة الأوضاع G 50/125 (G 62.5/125) ميكرومتر مع المعايير: EN 188200؛ VDE 0888 الجزء 105؛ إيك "إيك 60793-2"؛ التوصية ITU-T G.651.

يتمتع MM 50/125 بميزة مهمة وهي انخفاض الخسائر والحصانة المطلقة ضد أنواع مختلفة من التداخل. يتيح لك ذلك إنشاء أنظمة تحتوي على مئات الآلاف من قنوات الاتصال الهاتفي.

أنواع الألياف المستخدمة

في إنتاج كابلات SM وMM، يتم استخدام الألياف أحادية الوضع ومتعددة الأوضاع من الأنواع التالية:

• أحادي الأسلوب، توصية ITU-T G.652.B (مميزة بالنوع "E")؛
• الوضع الفردي، توصية ITU-T G.652.С، D (تم وضع علامة عليها بالنوع "A")؛
• أحادي الأسلوب، توصية ITU-T G.655 (مميزة بالنوع "H")؛
• أحادي الأسلوب، توصية ITU-T G.656 (مميزة بالنوع "C")؛
• متعدد الأوضاع، بقطر أساسي يبلغ 50 ميكرون، وفقًا لتوصية ITU-T G.651 (تم تمييزه بالنوع "M")؛
• متعدد الأوضاع، بقطر أساسي يبلغ 62.5 ميكرون (مميز بالنوع "B")

يجب أن تتوافق المعلمات البصرية للألياف الموجودة في الطبقة العازلة مع مواصفات الشركات الموردة.

معلمات الألياف الضوئية:

اكتب أوب رموز الموضع 3.4 من الجدول 1 TU	المتعدد		وضع فردي
	م	في	ه	أ	ن	مع
توصية قطاع تقييس الاتصالات	G.651	—	G.652B	G.652C(د)	G.655	G.656
الخصائص الهندسية
قطر الغلاف العاكس، ميكرون	125 ± 1	125 ± 1	125 ± 1	125 ± 1	125 ± 1	125 ± 1
القطر فوق الطبقة الواقية، ميكرومتر	250 ± 15	250 ± 15	250 ± 15	250 ± 15	250 ± 15	250 ± 15
عدم استدارة الغلاف العاكس، %، لا أكثر	1	1	1	1	1	1
عدم التركيز الأساسي، ميكرومتر، لا أكثر	1,5	1,5	—	—	—	—
القطر الأساسي، ميكرون	50 ± 2.5	62.5 ± 2.5
وضع قطر المجال، ميكرون، عند الطول الموجي: 1310 نانومتر 1550 نانومتر	— —	— —	9.2 ± 0.4 10.4 ± 0.8	9.2 ± 0.4 10.4 ± 0.8	— 9.2 ± 0.4	— 7.7 ± 0.4
عدم تركيز مجال الوضع، ميكرومتر، لا أكثر	—	—	0,8	0,5	0,8	0,6
خصائص النقل
الطول الموجي التشغيلي، نانومتر	850 و 1300	850 و 1300	1310 و 1550	1275 ÷ 1625	1550	1460 ÷ 1625
معامل التوهين OB، ديسيبل/كم، لا أكثر، عند الطول الموجي: 850 نانومتر 1300 نانومتر 1310 نانومتر 1383 نانومتر 1460 نانومتر 1550 نانومتر 1625 نانومتر	2,4 0,7 — — — — —	3,0 0,7 — — — — —	— — 0,36 — — 0,22 —	— — 0,36 0,31 — 0,22 —	— — — — — 0,22 0,25	— — — — 0,35 0,23 0,26
الفتحة العددية	0.200 ± 0.015	0.275 ± 0.015	—	—	—	—
عرض النطاق الترددي، ميغاهيرتز × كم، وليس أقل، عند الطول الموجي: 850 نانومتر 1300 نانومتر	400 ÷ 1000 600 ÷ 1500	160 ÷ 300 500 ÷ 1000	— —	— —	— —	— —
معامل التشتت اللوني ps/(nm×km)، لا أكثر، في نطاق الطول الموجي: 1285÷1330 نانومتر 1460÷1625 نانومتر (G.656) 1530÷1565 نانومتر (G.655) 1565÷1625 نانومتر (G.655) 1525÷1575 نانومتر	— — — — —	— — — — —	3,5 — — — 18	3,5 — — — 18	— — 2,6 — 6,0 4,0 — 8,9 —	— 2,0 — 8,0 4,0 — 7,0 — —
الطول الموجي صفر التشتت، نانومتر	—	—	1300 ÷ 1322	1300 ÷ 1322	—	—
ميل خاصية التشتت في منطقة طول موجة التشتت صفر، في نطاق الطول الموجي، ps/nm²×km، لا أكثر	0,101	0,097	0,092	0,092	0,05	—
الطول الموجي المقطوع (في الكابل)، نانومتر، لا أكثر	—	—	1270	1270	1470	1450
معامل تشتت وضع الاستقطاب عند طول موجي 1550 نانومتر، ps/km، لا أكثر	—	—	0,2	0,2	0,2	0,1
زيادة في التوهين بسبب الانحناء الكبير (100 دورة × Ø 6O مم)، ديسيبل: 1550 = 1550 نانومتر/1625 نانومتر			0,5	0,5	0,5	0,5

خصائص وأنواع الألياف الضوئية

G.652 - ألياف قياسية أحادية الوضع

إنها الألياف الضوئية أحادية الوضع الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في الاتصالات.

تعمل الألياف المتدرجة ذات الوضع الواحد غير المشتت كمكون أساسي لنظام الاتصالات الضوئية ويتم تصنيفها وفقًا لمعيار G.652. النوع الأكثر شيوعا من الألياف، الأمثل لنقل الإشارات عند طول موجة 1310 نانومتر. الحد الأعلى لطول موجة النطاق L هو 1625 نانومتر. متطلبات الانحناء الكلي - نصف قطر الشياق 30 مم.

يقسم المعيار الألياف إلى أربع فئات فرعية A، B، C، D.

ألياف G.652. A يلبي المتطلبات اللازمة لنقل تدفقات المعلومات من مستوى STM 16 - 10 جيجابت/ثانية (إيثرنت) حتى 40 كم، وفقًا للتوصيتين G.691 وG.957، بالإضافة إلى مستوى STM 256، وفقًا لـ G. 691.

تلبي الألياف G.652.B المتطلبات اللازمة لنقل تدفقات المعلومات حتى STM 64 وفقًا للتوصيتين G.691 وG.692، وSTM 256 وفقًا للتوصيتين G.691 وG.959.1.

تسمح الألياف G.652.C وG.652.D بالإرسال في نطاق طول موجي ممتد يتراوح بين 1360-1530 نانومتر، كما أنها تقلل من التوهين عند "ذروة الماء" ("ذروة الماء" التي تفصل نوافذ الشفافية في نطاق المرور للوصلة المفردة -وضع الألياف في نطاقات 1300 نانومتر و 1550 نانومتر). بخلاف ذلك، فهي تشبه G.652.A وG.652.B.

G.652.A/B يكافئ OS1 (التصنيف ISO/IEC 11801)، G.652.C/D يكافئ OS2.

يؤدي استخدام ألياف G.652 بسرعات إرسال أعلى عبر مسافات تزيد عن 40 كيلومترًا إلى تناقض بين معايير الأداء ومعايير الألياف أحادية الوضع ويتطلب معدات طرفية أكثر تعقيدًا.

G.655 - الألياف ذات التشتت غير الصفري (NZDSF)

تم تحسين الألياف المتحولة ذات التشتت غير الصفري أحادية الوضع NZDSF لتحمل أطوال موجية متعددة (تعدد إرسال WDM وDWDM عالي الكثافة) بدلاً من طول موجة واحد فقط. ألياف كورنينج محمية بطبقة مزدوجة من الأكريليت CPC، مما يضمن الموثوقية والأداء العالي. القطر الخارجي للطلاء 245 ميكرون.

تم تصميم الألياف ذات التشتت غير الصفري (NZDSF) للاستخدام في العمود الفقري للألياف الضوئية وشبكات الاتصالات واسعة النطاق باستخدام تقنيات DWDM. تحافظ هذه الألياف على معامل تشتت لوني محدود عبر النطاق البصري المستخدم في تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (WDM). تم تحسين ألياف NZDSF للاستخدام في نطاق الطول الموجي من 1530 نانومتر إلى 1565 نانومتر.

تحتوي الألياف الضوئية من الفئة G.655.A على معلمات تضمن استخدامها في الأنظمة أحادية القناة ومتعددة القنوات المزودة بمكبرات صوتية (التوصيات G.691 وG.692 وG.693) وفي شبكات النقل الضوئية (التوصية G. 959.1). تعمل الأطوال الموجية العاملة والتشتت في الألياف من هذه الفئة الفرعية على الحد من قوة إشارة الإدخال واستخدامها في الأنظمة متعددة القنوات.

الألياف الضوئية من الفئة G.655.B تشبه G.655.A. ولكن اعتمادًا على الطول الموجي للتشغيل وخصائص التشتت، قد تكون قوة إشارة الإدخال أعلى من G.655.A. تضمن متطلبات تشتت وضع الاستقطاب تشغيل أنظمة مستوى STM-64 على مسافة تصل إلى 400 كم.

تشبه فئة الألياف G.655.C الفئة G.655.B، إلا أن المتطلبات الأكثر صرامة فيما يتعلق بتشتت وضع الاستقطاب تسمح باستخدام أنظمة مستوى STM-256 (التوصية G.959.1) على هذه الألياف الضوئية أو تزيد من نطاق الإرسال لأنظمة STM-64.

G.657 - ألياف أحادية الوضع مع انخفاض فقدان الانحناء عند نصف قطر صغير

يتم استخدام إصدار الألياف الضوئية عالي المرونة G.657 على نطاق واسع في الكابلات الضوئية للتركيب في شبكات المباني متعددة الطوابق والمكاتب وما إلى ذلك. تتطابق ألياف G.657.A تمامًا في خصائصها البصرية مع ألياف G.652.D القياسية وفي الوقت نفسه تحتوي على نصف نصف القطر المسموح بهعند التمديد – 15 ملم. يتم استخدام ألياف G.657.B على مسافات محدودة ولها خسائر انحناء منخفضة بشكل خاص.

تتميز الألياف الضوئية أحادية الوضع بفقدان انحناء منخفض، وهي مخصصة في المقام الأول لشبكات FTTH في المباني متعددة الشقق، وتكون مزاياها واضحة بشكل خاص في الأماكن الضيقة. يمكنك العمل باستخدام الألياف القياسية G.657 تقريبًا كما لو كنت تعمل باستخدام كابل نحاسي.

بالنسبة للألياف G.657.A يتراوح من 8.6 إلى 9.5 ميكرومتر، وبالنسبة للألياف G.657.B يتراوح من 6.3 إلى 9.5 ميكرومتر.

تم تشديد معايير الخسائر على الانحناءات الكبيرة بشكل كبير، نظرًا لأن هذه المعلمة حاسمة بالنسبة لـ G.657:

عشر لفات من G.657.A ليف ملفوف على شياق نصف قطره 15 مم يجب ألا تزيد التوهين بأكثر من 0.25 ديسيبل عند 1550 نانومتر. دورة واحدة من نفس الألياف الملفوفة على شياق يبلغ قطره 10 مم، بشرط عدم تغيير المعلمات الأخرى، لا ينبغي أن تزيد من التوهين بأكثر من 0.75 ديسيبل.

يجب ألا تؤدي عشر لفات من الفئة الفرعية G.657.B على شياق يبلغ قطره 15 مم إلى زيادة التوهين بأكثر من 0.03 ديسيبل عند طول موجة يبلغ 1550 نانومتر. دورة واحدة على شياق يبلغ قطره 10 مم أكثر من 0.1 ديسيبل، ودورة واحدة على شياق يبلغ قطره 7.5 مم أكثر من 0.5 ديسيبل.

قامت المنظمة الدولية للمعايير (ISO) واللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) بنشر المعيار ISO/IEC 11801 - " تكنولوجيا المعلومات- أنظمة الكابلات الهيكلية لمباني العملاء"

يحدد المعيار هيكل ومتطلبات تنفيذ شبكة الكابلات العالمية، بالإضافة إلى متطلبات أداء خطوط الكابلات الفردية.

يميز معيار خطوط Gigabit Ethernet القنوات الضوئية حسب الفئة (على غرار فئات الخطوط النحاسية). تدعم OF300 وOF500 وOF2000 تطبيقات الطبقة الضوئية على مسافات تصل إلى 300 و500 و2000 متر.

فئة القناة	توهين قناة MM (ديسيبل/كم)		توهين قناة SM (ديسيبل/كم)
	850 نانومتر	1300 نانومتر	1310 نانومتر	1.550 نانومتر
OF300	2.55	1.95	1.80	1.80
OF500	3.25	2.25	2.00	2.00
OF2000	8.50	4.50	3.50	3.50

بالإضافة إلى فئات القنوات، يحدد الإصدار الثاني من هذه المواصفة القياسية ثلاث فئات من الألياف MM - OM1 وOM2 وOM3 - وفئة واحدة من الألياف SM - OS1. يتم التمييز بين هذه الفئات من خلال التوهين ومعامل النطاق العريض.

يمكن لجميع الخطوط التي يقل طولها عن 275 مترًا أن تعمل باستخدام بروتوكول 1000Base-Sx. يمكن تحقيق أطوال تصل إلى 550 مترًا باستخدام بروتوكول 1000Base-Lx بالتزامن مع إدخال شعاع الضوء المتحيز (تكييف الوضع).

فئة القناة	إيثرنت سريع	جيجابت إيثرنت		10 جيجابت إيثرنت
	100 قاعدة ت	1000 قاعدة إس إكس	1000 قاعدة إل إكس	10 جيجابايت-SR/SW
OF300	OM1	OM2	OM1*، OM2*	OM3
OF500	OM1	OM2	OM1*، OM2*	OS1 (OS2)
OF2000	OM1	-	OM2 بلس، OMZ	OS1 (OS2)

*) تكييف الوضع

تتمتع الألياف متعددة الأوضاع OM4 بعامل عرض نطاق أدنى يبلغ 4700 ميجاهرتز × كم عند 850 نانومتر (مقارنة بألياف OM3 التي تبلغ 2000 ميجاهرتز × كم) وهي نتيجة لأداء ألياف OM3 الأمثل لتحقيق معدلات بيانات تبلغ 10 جيجابت/ثانية على مسافة 550 نانومتر. أشار معيار شبكة IEEE 802.3ab 40 و100 Gigabit Ethernet الجديد إلى أن النوع الجديد من الألياف متعددة الأوضاع OM4 يسمح بنقل 40 و100 Gigabit Ethernet عبر مسافات تصل إلى 150 مترًا. من المقرر استخدام ألياف فئة OM4 في المستقبل مع معدات بسرعة 40 جيجابت في الثانية وعلى نطاق واسع في معدات مراكز البيانات.

OM 1 وOM2 – ألياف قياسية متعددة الأوضاع ذات نوى 62.5 و50 ميكرون على التوالي.

تم استخدام الكابلات وأسلاك التصحيح والأسلاك التوصيلية ذات الألياف متعددة الأوضاع من النوع OM1 62.5/125 ميكرومتر وOM2 50/125 ميكرومتر منذ فترة طويلة في SCS لضمان نقل البيانات بسرعات عالية وعلى مسافات طويلة نسبيًا، وهي مطلوبة في الطرق السريعة. الأكثر أهمية المعلمات الوظيفيةالألياف MM هي عامل التوهين وعرض النطاق الترددي. يتم تعريف كلا المعلمتين للأطوال الموجية 850 نانومتر و1300 نانومتر، حيث تعمل معظم معدات الشبكة النشطة.

إنها ألياف ضوئية متعددة الأوضاع مصممة خصيصًا لشبكات Gigabit و10 Gigabit Ethernet، وهي متاحة فقط بحجم أساسي يبلغ 50 ميكرون.

OM4 - جيل جديد من الألياف الضوئية متعددة الأوضاع ذات نواة 50 ميكرون "محسنة بالليزر".

نوع الألياف متعدد الأوضاع OM4 - متوافق تمامًا حاليًا المعايير الحديثةألياف مصممة لمراكز البيانات ومزارع خوادم الجيل التالي. يمكن استخدام الألياف الضوئية OM4 للخطوط الأطول في شبكات بيانات الجيل الجديد مع أعلى أداء لنقل البيانات. هذه الألياف هي نتيجة لمزيد من التحسين لخصائص ألياف OM3، مما يعطي خصائص الألياف التي تتيح معدلات نقل بيانات تبلغ 10 جيجابت/ثانية على مسافة 550 مترًا. تتميز ألياف OM4 بحد أدنى فعال من عرض النطاق الترددي المشروط البالغ 4700 ميجاهرتز كم عند 850 نانومتر (مقارنة بألياف OM3 البالغة 2000 ميجاهرتز كم).

يعود تاريخهم إلى عام 1960، عندما تم اختراع الليزر الأول. في الوقت نفسه، ظهرت الألياف الضوئية نفسها بعد 10 سنوات فقط، واليوم هي كذلك الأساس الماديالإنترنت الحديث.

الألياف الضوئية المستخدمة لنقل البيانات لها بنية مشابهة بشكل أساسي. يقع الجزء الناقل للضوء من الألياف (اللب أو اللب أو اللب) في المنتصف، مع وجود مخمد (يُسمى أحيانًا الكسوة) حوله. وتتمثل وظيفة المثبط في إنشاء واجهة بين الوسائط ومنع الإشعاع من مغادرة القلب.

كل من القلب والمخمد مصنوعان من زجاج الكوارتز، ومعامل الانكسار للقلب أعلى قليلاً من المثبط لتحقيق ظاهرة الانعكاس الداخلي الكلي. لهذا، هناك ما يكفي من الفارق في المئات - على سبيل المثال، يمكن أن يكون للنواة معامل انكسار n 1 = 1.468، ويمكن أن يكون للمثبط قيمة n 2 = 1.453.

يبلغ القطر الأساسي للألياف أحادية الوضع 9 ميكرون، والألياف المتعددة الأوضاع - 50 أو 62.5 ميكرون، في حين أن قطر المثبط لجميع الألياف هو نفسه وهو 125 ميكرون. يظهر هيكل أدلة الضوء للمقياس في الرسم التوضيحي:

ملف تعريف معامل الانكسار المتدرج (خطوة- فِهرِس الفيبر) - أبسط طريقة لتصنيع أدلة الضوء. وهو مقبول بالنسبة للألياف أحادية الوضع، حيث يُفترض تقليديًا أن هناك "وضعًا" واحدًا فقط (مسار انتشار الضوء في القلب). ومع ذلك، تتميز الألياف ذات مؤشر الدرجات المتعددة بالتشتت العالي الناتج عن وجود كمية كبيرةالوضع، مما يؤدي إلى تشتت الإشارة، ويحد في النهاية من المسافة التي يمكن أن تعمل فيها التطبيقات. يسمح مؤشر الانكسار المتدرج بتقليل تشتت الوضع. بالنسبة للأنظمة متعددة الأوضاع، يوصى بشدة باستخدام ألياف مؤشر متدرجة. (متدرج- فِهرِس الفيبر) ، حيث لا يكون للانتقال من القلب إلى المخمد "خطوة"، ولكنه يحدث تدريجيًا.

المعلمة الرئيسية التي تميز التشتت، وبالتالي قدرة الألياف على دعم التطبيقات عبر مسافات معينة هي معامل النطاق العريض. حاليًا، يتم تقسيم الألياف متعددة الأوضاع وفقًا لهذا المؤشر إلى أربع فئات، بدءًا من OM1 (الذي لا ينصح باستخدامه في الأنظمة الجديدة) إلى الفئة الأكثر إنتاجية OM4.

فئة الألياف	حجم الأساسية / المثبط، ميكرومتر	عامل النطاق العريض, وضع OFL، ميغاهيرتز كم		ملحوظة
		850 نانومتر	1300 نانومتر
				تستخدم للتوسع سابقا الأنظمة المثبتة. لا ينصح باستخدامه على الأنظمة الجديدة.
				يستخدم لدعم التطبيقات بأداء يصل إلى 1 جيجابت في الثانية عبر مسافات تصل إلى 550 مترًا.
				تم تحسين الألياف لاستخدام مصادر الليزر. في وضع RML، يبلغ عرض النطاق الترددي عند 850 نانومتر 2000 ميجاهرتز كم. يتم استخدام الألياف لدعم التطبيقات بأداء يصل إلى 10 جيجابت في الثانية على مسافات تصل إلى 300 متر.
				تم تحسين الألياف لاستخدام مصادر الليزر. في وضع RML، يبلغ عرض النطاق الترددي عند 850 نانومتر 4700 ميجاهرتز كم. يتم استخدام الألياف لدعم التطبيقات بأداء يصل إلى 10 جيجابت في الثانية على مسافات تصل إلى 550 مترًا.

تنقسم الألياف أحادية الوضع إلى فئات OS1 (ألياف تقليدية تستخدم للإرسال بأطوال موجية تبلغ 1310 نانومتر أو 1550 نانومتر) وOS2، والتي يمكن استخدامها لنقل النطاق العريض عبر النطاق بأكمله من 1310 نانومتر إلى 1550 نانومتر، مقسمة إلى قنوات نقل ، أو حتى نطاق أوسع، على سبيل المثال، من 1280 إلى 1625 نانومتر. في المرحلة الأولى من الإنتاج، تم تسمية ألياف OS2 باسم LWP (قليل ماء قمة) للتأكيد على أنها تقلل من قمم الامتصاص بين نوافذ الشفافية. يوفر النقل واسع النطاق في الألياف أحادية الوضع عالية الأداء سرعات نقل تزيد عن 10 جيجابت في الثانية.

كابلات الألياف الضوئية أحادية الوضع ومتعددة الأوضاع: قواعد الاختيار

نظرًا للخصائص الموصوفة للألياف متعددة الأوضاع وأحادية الوضع، إليك بعض الإرشادات لاختيار نوع الألياف اعتمادًا على أداء التطبيق والمسافة التي يجب أن يعمل خلالها:

بالنسبة للسرعات التي تزيد عن 10 جيجابت في الثانية، اختر أليافًا أحادية الوضع بغض النظر عن المسافة

بالنسبة لتطبيقات 10 جيجابت والمسافات التي تزيد عن 550 مترًا، تعد الألياف أحادية الوضع أيضًا الاختيار الأمثل

لتطبيقات 10 جيجابت ومسافات تصل إلى 550 مترًا، من الممكن أيضًا استخدام الألياف متعددة الأوضاع OM4

من أجل 10 تطبيقات جيجابت ومسافات تصل إلى 300 متر، من الممكن أيضًا استخدام الألياف متعددة الأوضاع OM3

لتطبيقات 1 جيجابت والمسافات التي تصل إلى 600-1100 متر، يمكن استخدام الألياف متعددة الأوضاع OM4

لتطبيقات 1 جيجابت والمسافات التي تصل إلى 600-900 متر، يمكن استخدام الألياف متعددة الأوضاع OM3

بالنسبة لتطبيقات 1 جيجابت والمسافات التي تصل إلى 550 مترًا، من الممكن استخدام الألياف متعددة الأوضاع OM2

يتم تحديد تكلفة الألياف الضوئية إلى حد كبير حسب القطر الأساسي، لذا فإن الكابل متعدد الأوضاع، مع تساوي جميع الأشياء الأخرى، يكون أكثر تكلفة من الكابل أحادي الوضع. وفي الوقت نفسه، تعد المعدات النشطة للأنظمة أحادية الوضع، بسبب استخدام مصادر الليزر عالية الطاقة (على سبيل المثال، ليزر Fabry-Perot)، أكثر تكلفة بكثير من المعدات النشطة للأنظمة متعددة الأوضاع، التي تستخدم إما غير مكلفة نسبيًا أجهزة الليزر الباعثة للسطح VCSEL أو حتى مصادر LED الأرخص. عند تقدير تكلفة النظام، من الضروري أن تأخذ في الاعتبار تكاليف كل من البنية التحتية للكابلات والمعدات النشطة، ويمكن أن تكون الأخيرة أعلى بكثير.

اليوم، هناك ممارسة لاختيار الكابل البصري حسب نطاق الاستخدام. يتم استخدام الألياف أحادية الوضع:

في خطوط الاتصالات الكابلية البحرية وعبر المحيطات؛

وفي الخطوط الأرضية للمسافات الطويلة؛

في خطوط المزودين، وخطوط الاتصال بين عقد المدينة، وفي القنوات البصرية المخصصة لمسافات طويلة، وفي الطرق السريعة إلى معدات المشغل الاتصالات المتنقلة;

في الأنظمة تلفزيون الكابل(في المقام الأول OS2، نقل النطاق العريض)؛

في أنظمة GPON مع توصيل الألياف إلى مودم ضوئي موجود لدى المستخدم النهائي؛

في SCS على الطرق السريعة التي يزيد طولها عن 550 مترًا (عادةً بين المباني)؛

في SCS تخدم مراكز البيانات، بغض النظر عن المسافة.

تستخدم الألياف متعددة الأوضاع بشكل أساسي:

في SCS على الطرق السريعة داخل المبنى (حيث تكون المسافات عادة 300 متر) وفي الطرق السريعة بين المباني، إذا كانت المسافة لا تتجاوز 300-550 مترًا؛

في المقاطع الأفقية من SCS وفي أنظمة FTTD ( الفيبر- ل- ال- مكتب)، حيث يقوم المستخدمون بتثبيت محطات العمل باستخدام بطاقات الشبكة الضوئية متعددة الأوضاع؛

وفي مراكز البيانات بالإضافة إلى الألياف أحادية الوضع؛

في جميع الحالات التي تسمح فيها المسافة باستخدام الكابلات متعددة الأوضاع. على الرغم من أن الكابلات نفسها أكثر تكلفة، إلا أن التوفير في المعدات النشطة يعوض هذه التكاليف.

يمكننا أن نتوقع أنه في السنوات القادمة، ستحل ألياف OS2 تدريجياً محل OS1 (يتم إيقافها)، وستختفي ألياف 62.5/125 ميكرومتر في الأنظمة متعددة الأوضاع، حيث سيتم استبدالها بالكامل بألياف 50 ميكرومتر، ربما من ألياف OM3-. فئات OM4.

اختبار الكابلات الضوئية أحادية الوضع ومتعددة الأوضاع

بعد التثبيت، تخضع جميع الأجزاء البصرية المثبتة للاختبار. تم أخذ القياسات فقط معدات خاصة، تتيح لنا ضمان خصائص الخطوط والقنوات المثبتة. للحصول على شهادة SCS، يتم استخدام الأجهزة ذات مصادر الإشعاع المؤهلة في أحد طرفي الخط وأجهزة القياس في الطرف الآخر. يتم إنتاج هذه المعدات بواسطة Fluke Networks وJDSU وPsiber؛ تحتوي جميع هذه الأجهزة على قواعد محددة مسبقًا للفقد البصري المسموح به وفقًا لمعايير الاتصالات TIA/EIA وISO/IEC وغيرها. يتم فحص الخطوط الضوئية الأطول باستخدام أجهزة قياس الانعكاسات الضوئية، مع النطاق الديناميكي المناسب والدقة.

أثناء مرحلة التشغيل، تتطلب جميع الأجزاء الضوئية المثبتة معالجة دقيقة واستخدامًا منتظمًا للقطاعات الخاصة مناديل التنظيف والعصي ومنتجات التنظيف الأخرى.

غالبا ما تكون هناك حالات عندما تتلف الكابلات الموضوعة، على سبيل المثال، عند حفر الخنادق أو عند التنفيذ أعمال الترميمداخل المباني. في هذه الحالة، للعثور على موقع الفشل، تحتاج إلى مقياس انعكاس أو جهاز تشخيص آخر يعتمد على مبادئ قياس الانعكاس وإظهار المسافة إلى نقطة الفشل (الشركات المصنعة مثل Fluke Networks، EXFO، JDSU، NOYES (FOD) ، Greenlee Communication وآخرون لديهم نماذج مماثلة).

متوفر في السوق نماذج الميزانيةتم تصميمه بشكل أساسي لتحديد مكان الضرر (اللحامات الضعيفة، والفواصل، والانحناءات الكبيرة، وما إلى ذلك). غالبًا ما يكونون غير قادرين على إجراء تشخيصات تفصيلية للخط البصري، وتحديد جميع أوجه عدم تجانسه وإنشاء تقرير بشكل احترافي. وبالإضافة إلى ذلك، فهي أقل موثوقية ودائمة.

على العكس من ذلك، فإن المعدات عالية الجودة موثوقة وقادرة على التشخيص FOCLبأدق التفاصيل، قم بإنشاء جدول صحيح للأحداث، وقم بإنشاء تقرير قابل للتحرير. هذا الأخير مهم للغاية لإصدار الشهادات للخطوط الضوئية، لأنه في بعض الأحيان توجد وصلات ملحومة ذات خسائر منخفضة بحيث لا يتمكن مقياس الانعكاس من تحديد مثل هذا الاتصال. ولكن لا يزال هناك لحام، ويجب عرضه في التقرير. في هذه الحالة برمجةيسمح لك بفرض حدث على مخطط الانعكاس وقياس الخسائر عليه يدويًا.

تتمتع العديد من الأدوات الاحترافية أيضًا بالقدرة على توسيع الوظائف عن طريق إضافة خيارات: مجهر فيديو لفحص أطراف الألياف، ومصدر ليزر ومقياس طاقة، وهاتف بصري، وما إلى ذلك.

ليس من السهل مفاجأة شخص ما هذه الأيام بالألياف الضوئية في منزلك أو عملك أو حتى شقتك. تنتشر تقنيات نقل البيانات عبر خطوط اتصالات الألياف الضوئية بسرعة هائلة. ويجري باستمرار تركيب الكابلات الضوئية الجديدة وتحديثها لتحل محل الكابلات الموجودة. الكابلات النحاسية(تقنية DSL التي عفا عليها الزمن)، إلى البصرية.

كثيرا ما نسمع أسئلة حول هذا الموضوع خطوط الألياف الضوئيةمجال الاتصالات. أريد في هذه المقالة الإجابة على أحد الأسئلة المتداولة حول الفرق بين الكابلات الضوئية أحادية الوضع ومتعددة الأوضاع بكلمات بسيطة يمكن للمستخدم النهائي فهمها.

إذن ما هي الموضة وماذا تعني؟ الأنماط هي أنواع التذبذبات الكهرومغناطيسية التي تنتشر في الألياف الضوئية. كل وضع له مرحلته الخاصة وسرعة المجموعة. تشير سرعة المجموعة إلى سرعة نقل الطاقة، وتشير سرعة الطور إلى سرعة حركة طور الموجة. إذا أخذنا المثال العادي موجات كهرومغناطيسية، إذن كل من سرعات الطور والمجموعة تساوي سرعة الضوء، لكن في كابل الألياف الضوئية تختلف السرعات وتعتمد على تردد ذبذبات الموجة، وعلى قطر الألياف، وعلى المواد التي يتكون منها الكابل مصنوع. وبسبب هذه المجموعات من خصائص الكبلات يحدث التشتت (تشتت الوضع).

استنادًا إلى تعريف الوضع، تسمح ألياف MultiMode MM بتوفير إشارات ضوئية متعددة. الوضع الفردي (SingleMode MM) - يسمح بمرور إشارة واحدة فقط من خلاله.

يبدو أن الألياف متعددة الأوضاع لها ميزة على الألياف أحادية الوضع، لكن هذا للوهلة الأولى فقط. للوضع المتعدد عيب مهم: تشتت الوضع العالي.

يبلغ قطر قلب الألياف للكابل متعدد الأوضاع 50 ميكرون أو أكثر. يسمح هذا العرض بتغذية عدة أوضاع في ليف واحد، ولكنه يزيد أيضًا من احتمالية انعكاس الضوء من السطح الخارجي للنواة، مما يؤدي إلى توهين الإشارة. وفقا لذلك، لتوفير إشارة لمسافات طويلة، فإن استخدام مثل هذا الكابل ممكن فقط إذا تم زيادة عدد الراسبين، مما يزيد بشكل كبير من تكلفة المشروع. سرعة نقل البيانات هي 2.5 جيجابايت/ثانية

بالنسبة للكابل أحادي الوضع، يبلغ القطر الأساسي 10 ميكرون أو أقل. وفي الألياف بهذا القطر، تقل احتمالية التشتت بشكل كبير، مما يسمح بنقل البيانات عبر مسافات طويلة. تسمح الألياف أحادية الوضع بنقل البيانات بسرعة 10 جيجابت / ثانية. ولكن في الوقت نفسه، تعد الكابلات أحادية الوضع ومعدات التبديل الخاصة بها أكثر تكلفة. كما أن الوصلات الملحومة أحادية الوضع أكثر حساسية لجودة اللحام.

أين وما هي الألياف الأفضل للاستخدام؟ في كثير من الأحيان الألياف المتعددة الوسائطتستخدم للتنظيم أحجام صغيرةضمن مبنى واحد أو المباني المجاورة (حوالي 500 متر). تُستخدم الألياف أحادية الوضع لتوصيل المباني البعيدة، على سبيل المثال، لتنظيم نظام مراقبة بالفيديو داخل منطقة أو مدينة أو حتى طريق سريع (1000 متر أو أكثر).

تنقسم ألياف زجاج الكوارتز، التي تستخدم على نطاق واسع في أنظمة الاتصالات، إلى فئتين رئيسيتين - الوضع الفردي (SM - الوضع الفردي) والوضع المتعدد (MM - الوضع المتعدد). ولكلا النوعين مميزات وعيوب يجب مراعاتها عند تصميم خط الاتصال. مخصص للألياف الضوئية متعددة الأوضاع. تمت مناقشة القضايا الأساسية للاتصالات عبر الألياف الضوئية (مفهوم الألياف الضوئية وخصائصها الرئيسية ومفهوم الوضع...) في المقالة "".

هيكل الألياف أحادية الوضع وخصائص نقل الإشعاع البصري

الألياف أحادية الوضع ، كما يوحي الاسم، قادر على نشر وضع رئيسي (أساسي) واحد فقط للإشعاع البصري عند الطول الموجي العامل. يتم تحقيق التشغيل أحادي الوضع نظرًا لقطر النواة الصغير جدًا (عادةً 7-10 ميكرومتر). ينتشر الوضع الأساسي بالقرب من المحور المركزي للألياف، بينما ينتشر جزء من الطاقة الضوئية في الكسوة، مما يزيد من متطلبات الخصائص البصرية للكسوة. لأخذ هذه الميزة في الاعتبار، لوصف الألياف الضوئية أحادية الوضع، بالإضافة إلى القطر الأساسي، يتم استخدام معلمة مثل قطر بقعة الوضع ، والذي يعرف بأنه قطر الدائرة التي تتناقص فيها قوة الإشعاع بعامل e. بمعنى آخر، ينتشر معظم الإشعاع البصري داخل هذه الدائرة. (رسم بياني 1). من الواضح أن قطر نقطة الوضع أكبر قليلاً من قطر النواة.

أرز. 1. مفهوم وضع البقعة

بالنسبة للألياف الضوئية أحادية الوضع، يتم تقديم المعلمة أيضًا قطع الطول الموجي . إذا كان الطول الموجي للانبعاث أقل من الطول الموجي المقطوع، تبدأ عدة أوضاع في الانتشار في الألياف، أي أنها تصبح متعددة الأوضاع. من المهم أن يؤخذ هذا في الاعتبار عند اختيار الطول الموجي للتشغيل. في الألياف القياسية ذات الوضع الواحد، يبلغ طول موجة القطع 1260 نانومتر. أطوال موجات التشغيل النموذجية لألياف السيليكا أحادية الوضع هي 1310 و1550 نانومتر (نوافذ الشفافية الثانية والثالثة، التوهين أقل من 0.4 ديسيبل/كم، انظر الشكل 2).

أرز. 2. التوهين في ألياف السيليكا أحادية الوضع

الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في الاتصالات السلكية واللاسلكية هو ألياف الكوارتز أحادية الوضع التي تبلغ نسبة قطرها الأساسي إلى الكسوة 9/125 ميكرون. كما هو الحال مع الألياف متعددة الأوضاع، يتم تغليف الألياف أحادية الوضع بطبقة واقية أولية يبلغ قطرها حوالي 250 ميكرون (تتوفر أحجام أخرى).

الاختلافات من الألياف متعددة الأوضاع

في الألياف أحادية الوضع، لا يوجد تشتت بين الأوضاع، أي توسيع الإشارة بمرور الوقت بسبب الاختلافات في سرعة انتشار الوضع. لذلك، تتميز الألياف أحادية الوضع بعرض نطاق ترددي كبير جدًا (عشرات وحتى مئات T هرتز * كم). تحتوي الألياف القياسية أحادية الوضع على مؤشر انكسار متدرج.

يكون مقدار التوهين في الألياف الضوئية أحادية الوضع أقل بعدة مرات منه في الألياف الضوئية متعددة الأوضاع وأقل بحوالي 1000 مرة من التوهين في كبل زوج مجدول من Cat6 (بيانات بتردد 500 ميجاهرتز).

وبالتالي، تتيح لك الألياف أحادية الوضع نقل المعلومات عبر مسافات طويلة جدًا (تصل إلى 300 كم) بسرعة عالية دون ترحيل (استعادة) الإشارة، ويتم تحديد خصائص الإرسال بشكل أساسي من خلال خصائص المعدات النشطة.

من ناحية أخرى، تتطلب الألياف أحادية الوضع دقة كبيرة عند إدخال الإشعاع وعند توصيل الألياف الضوئية ببعضها البعض، مما يزيد من تكلفة مكونات الألياف الضوئية المستخدمة (المعدات النشطة، توصيل المنتجات) ويعقد عملية التركيب والصيانة من الخطوط.

التاريخ والتصنيف

ظهرت أول ألياف أحادية النمط في أوائل الثمانينات، ونظرًا لخصائص نقلها الممتازة، بدأ استخدامها بنشاط في خطوط الاتصالات لمسافات طويلة. وفي الوقت نفسه، استمر استخدام الألياف متعددة الوسائط للإرسال لمسافات قصيرة، مثل شبكات المناطق المحلية. بمرور الوقت، وبسبب انخفاض تكلفة كل من الألياف نفسها ومكوناتها، بدأت الألياف أحادية الوضع تكتسب شعبية متزايدة في شبكات المسافات الطويلة. وبالتالي، تعد ألياف الكوارتز أحادية الوضع اليوم هي النوع الأكثر شيوعًا من الألياف الضوئية لنقل المعلومات.

بالنسبة للألياف متعددة الأوضاع، أصبح من التقليدي تقسيمها إلى 4 فئات (OM1، OM2، OM3، OM4)، وفقًا لمعيار ISO/IEC 11801. بالنسبة للألياف أحادية الوضع، يوجد تقسيم مماثل، لكنه بعيد كل البعد عن ذلك. واضح جدا.

يصف المعيار الدولي ISO/IEC 11801 والمعيار الأوروبي EN 50173، الصادران في عام 1995، نوعًا واحدًا فقط من الألياف أحادية الوضع، وهو OS1 (الوضع البصري الفردي). وكانت قيمة التوهين المحددة لها 1 ديسيبل/كم عند الطول الموجي 1310 و1550 نانومتر. مع زيادة سرعة ومدى نقل المعلومات، أصبح من الواضح أن الألياف الضوئية مع هذا التوهين لم تعد تلبي المتطلبات اللازمة. لذلك، ظهرت فئة جديدة من الألياف أحادية الوضع، تسمى OS2، والتي كان لديها توهين أقل من 0.4 ديسيبل/كم، وكانت هذه الألياف الضوئية ذات ذروة مائية منخفضة (زيادة التوهين عند 1383 نانومتر، انظر الشكل 2). تم تحديد معلمات التوهين للألياف الموجودة في الكابل. كان الرأي التقليدي هو أنه يجب استخدام OS1 في الكابلات العازلة الضيقة للتركيبات الداخلية، ويجب استخدام OS2 في الكابلات الأنبوبية السائبة للتركيبات الخارجية.

وبعد ذلك، أعيد إصدار معايير ISO/IEC وEN عدة مرات، وظهرت اختلافات فيها في وصف ألياف OS1 وOS2. وقد أدى هذا إلى حدوث ارتباك في هذه المفاهيم. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الألياف أحادية الوضع مع توهين قدره 1 ديسيبل / كم لا يتم إنتاجها عمليًا اليوم. ولذلك، في جوهرها، ليست هناك حاجة لمثل هذا التصنيف. في كثير من الأحيان، يقوم مصنعو الألياف والكابلات أحادية الوضع بتعيين منتجاتهم على أنها OS2.

بعد ذلك، ظهرت عدة أنواع أخرى من ألياف الكوارتز أحادية الوضع، والتي تختلف خصائصها بشكل ملحوظ. تم وصف هذه الألياف في معايير ITU-T G.652-657 وIEC 60793-2-50 وTIA-492CA/TIA-492EA. دعونا نلاحظ بعض هذه الأصناف ذات الأهمية العملية في مجال الاتصالات. على وجه التحديد، سوف نستخدم توصيات قطاع تقييس الاتصالات (ITU-T)، والتي تُستخدم غالبًا فيما يتعلق بالألياف الضوئية أحادية الوضع.

أنواع الألياف أحادية الوضع

1. الألياف ذات الوضع الواحد غير المتشتت، G.652

النوع الأكثر شيوعًا من الألياف أحادية الوضع مع نقطة تشتت لونية صفر عند 1300 نانومتر. ويميز المعيار بين أربع فئات فرعية (أ، ب، ج، د)، تختلف في خصائصها. تجدر الإشارة بشكل خاص إلى ألياف G.652.C وG.652.D - فهي تتمتع بتوهين منخفض عند طول موجة يبلغ 1383 نانومتر، أي في منطقة "ذروة الماء"، وبالتالي يمكن استخدامها في أنظمة CWDM. وتسمى هذه الألياف أيضًا "ذات الطول الموجي الكامل".

2. ألياف منقولة أحادية الوضع بدون تشتت، G.653
(ZDSF - الألياف ذات التشتت الصفري)

من خلال تغيير ملف تعريف معامل الانكسار، يمكنك نقل نقطة التشتت الصفري إلى نافذة الشفافية الثالثة (1550 نانومتر)، مما يسمح لك بزيادة نطاق إرسال الإشارة عند التشغيل في هذا النطاق.

3. ألياف أحادية الوضع مع طول موجي مقطوع متحول، G.654

هذا النوع من الألياف لديه نقطة تشتت صفر عند 1300 نانومتر. ومع ذلك، نظرًا لقطر النواة الأكبر قليلاً، يتم تحويل الطول الموجي المقطوع ومنطقة التوهين الأدنى إلى منطقة الطول الموجي البالغة 1550 نانومتر. يمكن استخدام هذه الألياف الضوئية للإرسال الرقمي عبر مسافات طويلة، على سبيل المثال، في أنظمة الاتصالات الأرضية بعيدة المدى والكابلات البحرية الأساسية المزودة بمكبرات صوت بصرية.

4. ألياف منقولة ذات تشتت غير صفري أحادية الوضع، G.655
(NZDSF - الألياف المتحولة ذات التشتت غير الصفري)

مصمم للإرسال بأطوال موجية قريبة من 1550 نانومتر ومُحسّن لأنظمة DWDM. القيمة المطلقة لمعامل التشتت اللوني في هذه الألياف أكبر من قيمة معينة غير صفرية في مدى الطول الموجي من 1530 نانومتر إلى 1565 نانومتر. يمنع التشتت غير الصفري التأثيرات غير الخطية، والتي تكون ضارة بشكل خاص لأنظمة DWDM.

5. تحويل التشتت غير الصفري إلى ألياف أحادية الوضع لنقل النطاق العريض، G.656

مثل الألياف G.655، لديها معامل تشتت لوني غير صفري، ولكن في نطاق الطول الموجي 1460-1625 نانومتر، لذلك فهي مناسبة تمامًا لكل من أنظمة DWDM وCWDM.

6. الألياف أحادية الوضع، غير حساسة لفقدان الانحناء الكلي، G.657 (غير حساسة للانحناء)

بجانب الخواص البصرية، تلعب دورا هاما و الخصائص الميكانيكيةالألياف الضوئية، وخاصة حساسيتها للانحناء. هذا مهم بشكل خاص عند وضعه في الداخل، حيث تحتاج الألياف غالبًا إلى الثني. يميز معيار G.657 عدة فئات فرعية من الألياف أحادية الوضع، والتي تختلف في الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء ومقدار الخسارة المقابل (في دورة واحدة أو أكثر).

معايير الألياف الضوئية الموصوفة لا تستبعد بعضها البعض دائمًا. على سبيل المثال، تتوافق ألياف SMF-28® Ultra الشهيرة من شركة Corning مع معايير G.652.D وG.657.A1. وفي الوقت نفسه، هناك حالات لا تتوافق فيها الألياف الضوئية بأنواعها المختلفة مع بعضها البعض.

المكونات النشطة

نظرًا لأن الألياف أحادية الوضع لها قطر أساسي صغير، يتم استخدام أشعة ليزر أشباه الموصلات الموجهة بشكل ضيق والتي تعمل في نوافذ الشفافية الثانية والثالثة من ألياف الكوارتز كمصادر للإشعاع. عادة يتم استخدام الأنواع التالية من الليزر:

1) ليزر فابري بيرو (FP - فابري-بيرو) - أبسط نوعليزر أشباه الموصلات، يتميز بعرض طيف واسع (2 نانومتر). يؤدي الطيف الواسع إلى زيادة تأثير التشتت اللوني، مما يحد من مسافة إرسال الإشارة.

2) الليزر مع توزيعها تعليق (DFB - التغذية المرتدة الموزعة) لديه تصميم يساعد على تقليل عرض طيف الإشعاع إلى 0.1 نانومتر، مما يسمح باستخدام مثل هذا الليزر في الأنظمة ذات السرعة العالية والممتدة.

3) الليزر المشكل خارجيا (EML - ليزر معدل خارجيًا). تنتمي الأنواع السابقة من الباعثات إلى فئة الليزر ذات التعديل الداخلي (المباشر)، حيث يتم تعديل قوة الإشعاع مباشرة بواسطة تيار إمداد الليزر. في الأنظمة التي يكون فيها استقرار الطول الموجي للإشعاع أمرًا مهمًا (على سبيل المثال، في الأنظمة عالية السرعة وأنظمة WDM)، يتم استخدام ليزر DFB، الذي يتم تعديل إشعاعه جهاز خارجيالمغير.

تطبيق الألياف أحادية الوضع

لذا، فإن استخدام ألياف الكوارتز أحادية الوضع يجعل من الممكن نقل إشارة معلومات لعشرات وحتى مئات الكيلومترات بسرعة عالية (عشرات جيجابت/ثانية).

بالإضافة إلى ذلك، كما هو مذكور أعلاه، يمكن استخدام بعض أنواع الألياف أحادية الوضع في الشبكات ذات تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (CWDM، DWDM)، عندما ينتشر الإشعاع عند عدة أطوال موجية في نفس الوقت على طول ليف بصري واحد، وفي كلا الاتجاهين (الشكل 3) . يتيح لك ذلك زيادة سرعة النقل وحجم المعلومات المرسلة إلى حد أكبر. هناك حالة خاصة لاستخدام تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي وهي سلبية الشبكة الضوئية(PON)، حيث يتم نقل المعلومات بثلاثة أطوال موجية (1310، 1490، 1550 نانومتر).

أرز. 3. القنواتكودم وDWDM وطيف توهين الألياف أحادي الوضع (الخط الصلب - الألياف القياسية ذات ذروة الماء عند 1383 نانومتر، الخط المنقط - ألياف ذروة الماء المنخفضة)

________________________________________________________________

على الرغم من التنوع الكبير في كابلات الألياف الضوئية، إلا أن الألياف الموجودة بها هي نفسها تقريبًا. علاوة على ذلك، هناك عدد أقل بكثير من الشركات المصنعة للألياف (أشهرها كورنينج، ولوسنت، وفوجيكورا) مقارنة بمصنعي الكابلات.

بناءً على نوع التصميم، أو بالأحرى حجم النواة، يتم تقسيم الألياف الضوئية إلى أحادية الوضع (SM) ومتعددة الأوضاع (MM). بالمعنى الدقيق للكلمة، ينبغي استخدام هذه المفاهيم فيما يتعلق بالطول الموجي المحدد المستخدم، ولكن بعد النظر في الشكل 8.2، يصبح من الواضح أنه في المرحلة الحالية من تطور التكنولوجيا لا يمكن أخذ ذلك في الاعتبار.

أرز. 8.3. الألياف الضوئية أحادية الوضع ومتعددة الأوضاع

في حالة الألياف متعددة الأوضاع، يكون القطر الأساسي (عادةً 50 أو 62.5 ميكرومتر) أكبر بمقدار أمرين تقريبًا من الطول الموجي للضوء. وهذا يعني أن الضوء يمكن أن ينتقل عبر الألياف عبر عدة مسارات (أوضاع) مستقلة. من الواضح أن الأوضاع المختلفة لها أطوال مختلفة، وسيتم "انتشار" الإشارة عند جهاز الاستقبال بشكل ملحوظ في الوقت المناسب.

ولهذا السبب، لم يتم استخدام نوع الكتب المدرسية من الألياف المتدرجة (الخيار 1)، مع معامل انكسار ثابت (كثافة ثابتة) على كامل المقطع العرضي للنواة، لفترة طويلة بسبب تشتت الوضع الكبير.

تم استبداله بألياف متدرجة (الخيار 2)، والتي تتميز بكثافة غير متساوية للمادة الأساسية. يوضح الشكل بوضوح أن أطوال مسار الأشعة تقل بشكل كبير بسبب التجانس. على الرغم من أن الأشعة التي تنتقل بعيدًا عن محور الألياف تقطع مسافات أكبر، إلا أنها تتمتع أيضًا بسرعة انتشار أعلى. يحدث هذا بسبب حقيقة أن كثافة المادة من المركز إلى نصف القطر الخارجي تتناقص وفقًا لقانون القطع المكافئ. وتنتشر موجة الضوء بشكل أسرع، كلما انخفضت كثافة الوسط.

ونتيجة لذلك، يتم تعويض المسارات الأطول بسرعة أكبر. مع الاختيار الناجح للمعلمات، يمكن تقليل الفرق في وقت الانتشار. وبناءً على ذلك، فإن تشتت الألياف المتدرجة من وضع إلى آخر سيكون أقل بكثير من تشتت الألياف ذات الكثافة الأساسية الثابتة.

ومع ذلك، بغض النظر عن مدى توازن الألياف متعددة الأوضاع المتدرجة، لا يمكن التخلص من هذه المشكلة تمامًا إلا باستخدام ألياف ذات قطر أساسي صغير بدرجة كافية. حيث، عند الطول الموجي المناسب، سوف ينتشر شعاع واحد.

في الواقع، يبلغ قطر قلب الألياف الشائعة 8 ميكرون، وهو قريب جدًا من الطول الموجي الشائع الاستخدام وهو 1.3 ميكرون. ويظل التشتت بين الترددات مع مصدر إشعاع غير مثالي، ولكن تأثيره على نقل الإشارة أقل بمئات المرات من التشتت بين الأوضاع أو المواد. وبناء على ذلك، و الإنتاجيةيوجد كبل أحادي الوضع أكثر بكثير من الكبل متعدد الأوضاع.

كما هو الحال غالبًا، فإن نوع الألياف عالي الأداء له عيوبه. بادئ ذي بدء، بالطبع، هذه تكلفة أعلى بسبب تكلفة المكونات ومتطلبات جودة التثبيت.

فاتورة غير مدفوعة. 8.1. مقارنة بين التقنيات أحادية الوضع ومتعددة الأوضاع.

خيارات	وضع فردي	المتعدد
الأطوال الموجية المستخدمة	1.3 و 1.5 ميكرومتر	0.85 ميكرومتر، وفي كثير من الأحيان 1.3 ميكرومتر
التوهين، ديسيبل / كم.	0,4 - 0,5	1,0 - 3,0
نوع الارسال	الليزر، في كثير من الأحيان LED	الصمام الثنائي الباعث للضوء
سمك الأساسية.	8 ميكرون	50 أو 62.5 ميكرومتر
تكلفة الألياف والكابلات.	حوالي 70% من الوسائط المتعددة	-
متوسط ​​تكلفة محول زوج ملتوي Fast Ethernet.	$300	$100
نطاق نقل إيثرنت سريع.	حوالي 20 كم	ما يصل إلى 2 كم
نطاق نقل أجهزة Fast Ethernet المصممة خصيصًا.	أكثر من 100 كم.	ما يصل إلى 5 كم
سرعة النقل الممكنة.	10 جيجابايت أو أكثر.	ما يصل إلى 1 جيجابايت. على طول محدود
منطقة التطبيق.	الاتصالات السلكية واللاسلكية	الشبكات المحلية

أنواع وأنواع الموصلات

دعونا نفكر في الاتصالات القابلة للفصل. إذا كان حد النطاق للخطوط الكهربائية عالية السرعة المعتمدة على الزوج الملتوي يعتمد على الموصلات، فإن الخسائر الإضافية التي تقدمها في أنظمة الألياف الضوئية تكون صغيرة جدًا. يبلغ التوهين فيها حوالي 0.2-0.3 ديسيبل (أو عدة بالمائة).

لذلك، من الممكن تمامًا إنشاء شبكات طوبولوجية معقدة دون استخدام المعدات النشطة، وذلك عن طريق تبديل الألياف على الموصلات التقليدية. مزايا هذا النهج ملحوظة بشكل خاص في شبكات الميل الأخير القصيرة ولكن الواسعة. من المريح جدًا تحويل زوج واحد من الألياف لكل منزل من العمود الفقري المشترك، وربط الألياف المتبقية في صندوق التوصيل "للمرور".

ما هو الشيء الرئيسي اتصال قابل للفصل؟ وبطبيعة الحال، الموصل نفسه. وتتمثل وظائفها الرئيسية في تثبيت الألياف في نظام التمركز (الموصل)، وحماية الألياف من التأثيرات الميكانيكية والمناخية.

المتطلبات الأساسية للموصلات هي كما يلي:

· إدخال الحد الأدنى من التوهين والانعكاس الخلفي للإشارة؛

· الحد الأدنى من الأبعاد والوزن مع قوة عالية؛

· عملية طويلة الأمد دون تدهور المعلمات.

· سهولة التثبيت على الكابل (الألياف)؛

· من السهل الاتصال وقطع الاتصال.

اليوم، هناك عشرات الأنواع من الموصلات معروفة، ولا يوجد نوع واحد يمكن أن يركز عليه تطوير الصناعة ككل بشكل استراتيجي. لكن الفكرة الرئيسية لجميع خيارات التصميم بسيطة وواضحة تمامًا. من الضروري محاذاة محاور الألياف بدقة والضغط على نهاياتها بإحكام ضد بعضها البعض (إنشاء اتصال).

أرز. 8.6. مبدأ تشغيل موصل الألياف الضوئية من النوع الدبوس

يتم إنتاج الجزء الأكبر من الموصلات وفقًا لتصميم متماثل، عند استخدام عنصر خاص - قارنة التوصيل (الموصل) لتوصيل الموصلات. اتضح أنه يتم أولاً تثبيت الألياف وتمركزها في طرف الموصل، ثم تتمركز الأطراف نفسها في الموصل.

وبالتالي، يمكن ملاحظة أن الإشارة تتأثر بالعوامل التالية:

· الخسائر الداخلية – الناتجة عن التفاوتات في الأبعاد الهندسية للألياف الضوئية. هذه هي الانحراف المركزي والإهليلجي للنواة، والفرق في الأقطار (خاصة عند توصيل الألياف من أنواع مختلفة)؛

· الخسائر الخارجية والتي تعتمد على جودة الوصلات. تنشأ بسبب الإزاحة الشعاعية والزاوية للنصائح، وعدم توازي الأسطح الطرفية للألياف، والفجوة الهوائية بينها (خسائر فريسنل)؛

· الانعكاس العكسي. ينشأ بسبب وجود فجوة هوائية (انعكاس فريسنل لتدفق الضوء في الاتجاه المعاكس عند الواجهة الزجاجية والهواء والزجاج). وفقًا لمعيار TIA/EIA-568A، يتم تطبيع معامل الانعكاس الخلفي (نسبة قوة تدفق الضوء المنعكس إلى قوة الضوء الساقط). يجب ألا يكون أسوأ من -26 ديسيبل للموصلات أحادية الوضع، وليس أسوأ من -20 ديسيبل للأوضاع المتعددة؛

· التلوث، والذي بدوره يمكن أن يسبب الخسارة الخارجية والانعكاس الخلفي.