تكنولوجيا نقل كابلات الألياف البصرية أكثر وأكثر نضجًا

وسائط الألياف الضوئية هي أي وسائط نقل للشبكة تستخدم بشكل عام الألياف الزجاجية أو البلاستيكية في بعض الحالات الخاصة ، لنقل بيانات الشبكة في شكل نبضات ضوئية.في غضون العقد الماضي ، أصبحت الألياف الضوئية نوعًا شائعًا بشكل متزايد من وسائط نقل الشبكة مع استمرار الحاجة إلى عرض نطاق ترددي أعلى وامتدادات أطول.

تختلف تقنية الألياف الضوئية في تشغيلها عن الوسائط النحاسية القياسية لأن عمليات الإرسال عبارة عن نبضات ضوئية "رقمية" بدلاً من انتقالات الجهد الكهربائي.ببساطة شديدة ، تقوم إرسالات الألياف الضوئية بتشفير الآحاد والأصفار الخاصة بنقل الشبكة الرقمية عن طريق تشغيل وإيقاف نبضات الضوء لمصدر ضوء الليزر ، بطول موجة معين ، عند ترددات عالية جدًا.عادةً ما يكون مصدر الضوء إما ليزرًا أو نوعًا ما من الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED).يومض الضوء من مصدر الضوء ويضيء ويطفأ في نمط البيانات التي يتم ترميزها.ينتقل الضوء داخل الألياف حتى تصل إشارة الضوء إلى وجهتها المقصودة ويتم قراءتها بواسطة كاشف ضوئي.

تم تحسين كابلات الألياف الضوئية لطول موجي واحد أو أكثر من الضوء.الطول الموجي لمصدر ضوء معين هو الطول المقاس بالنانومتر (أجزاء من المليار من المتر ، والمختصرة "نانومتر") ، بين قمم الموجة في موجة ضوئية نموذجية من مصدر الضوء هذا.يمكنك التفكير في الطول الموجي على أنه لون الضوء ، وهو يساوي سرعة الضوء مقسومًا على التردد.في حالة الألياف أحادية الوضع (SMF) ، يمكن إرسال العديد من الأطوال الموجية المختلفة للضوء عبر نفس الألياف الضوئية في أي وقت.يفيد هذا في زيادة سعة الإرسال لكابل الألياف الضوئية لأن كل طول موجي للضوء يمثل إشارة مميزة.لذلك ، يمكن نقل العديد من الإشارات عبر نفس خيط الألياف الضوئية.يتطلب ذلك العديد من أجهزة الليزر وأجهزة الكشف ويشار إليها باسم مضاعفة تقسيم الطول الموجي (WDM).

عادةً ما تستخدم الألياف الضوئية أطوال موجية تتراوح بين 850 و 1550 نانومتر ، اعتمادًا على مصدر الضوء.على وجه التحديد ، يتم استخدام الألياف متعددة الأوضاع (MMF) عند 850 أو 1300 نانومتر ويتم استخدام SMF عادةً في 1310 و 1490 و 1550 نانومتر (وفي أنظمة WDM ، بأطوال موجية حول هذه الأطوال الموجية الأولية).تعمل أحدث التقنيات على توسيع هذا إلى 1625 نانومتر لـ SMF الذي يتم استخدامه للجيل التالي من الشبكات الضوئية السلبية (PON) لتطبيقات FTTH (الألياف إلى المنزل).يعتبر الزجاج القائم على السيليكا أكثر شفافية عند هذه الأطوال الموجية ، وبالتالي يكون الإرسال أكثر كفاءة (هناك توهين أقل للإشارة) في هذا النطاق.كمرجع ، الضوء المرئي (الضوء الذي يمكنك رؤيته) له أطوال موجية تتراوح بين 400 و 700 نانومتر.تعمل معظم مصادر ضوء الألياف الضوئية في نطاق قريب من الأشعة تحت الحمراء (بين 750 و 2500 نانومتر).لا يمكنك رؤية ضوء الأشعة تحت الحمراء ، لكنه مصدر ضوئي فعال للغاية من الألياف البصرية.

عادةً ما تكون الألياف متعددة الأوضاع 50/125 و 62.5 / 125 في البناء.هذا يعني أن نسبة قطر اللب إلى الكسوة هي 50 ميكرون إلى 125 ميكرون و 62.5 ميكرون إلى 125 ميكرون.هناك عدة أنواع من كبلات تصحيح الألياف متعددة الأوضاع المتوفرة اليوم ، وأكثرها شيوعًا هي كبلات التصحيح متعددة الأوضاع sc ، LC ، ST ، FC ، إلخ.

تلميحات: يمكن أن تعمل معظم مصادر ضوء الألياف البصرية التقليدية فقط ضمن طيف الطول الموجي المرئي وعلى نطاق من الأطوال الموجية ، وليس بطول موجي واحد محدد.تنتج الليزر (تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المحفز للإشعاع) ومصابيح LED ضوءًا في طيف أكثر محدودية ، بل وطول موجي واحد.

تحذير: تعتبر مصادر ضوء الليزر المستخدمة مع كبلات الألياف الضوئية (مثل كبلات OM3) شديدة الخطورة على رؤيتك.يمكن أن يتسبب النظر مباشرة إلى نهاية الألياف الضوئية الحية في حدوث أضرار جسيمة لشبكية العين.يمكن أن تصبح أعمى بشكل دائم.لا تنظر أبدًا إلى نهاية كبل الألياف الضوئية دون أن تعرف أولاً أنه لا يوجد مصدر ضوء نشط.

يكون توهين الألياف الضوئية (SMF و MMF) أقل عند الأطوال الموجية الأطول.نتيجة لذلك ، تميل الاتصالات ذات المسافات الطويلة إلى الحدوث عند أطوال موجية 1310 و 1550 نانومتر فوق SMF.الألياف الضوئية النموذجية لها توهين أكبر عند 1385 نانومتر.هذه الذروة المائية ناتجة عن كميات صغيرة جدًا (في نطاق جزء لكل مليون) من المياه المدمجة أثناء عملية التصنيع.على وجه التحديد ، هو جزيء طرفي - OH (هيدروكسيل) الذي يصادف أن يكون له اهتزاز مميز عند الطول الموجي 1385 نانومتر.وبالتالي المساهمة في توهين عالي عند هذا الطول الموجي.تاريخيا ، كانت أنظمة الاتصالات تعمل على جانبي هذه الذروة.

عندما تصل نبضات الضوء إلى الوجهة ، يلتقط المستشعر وجود أو عدم وجود إشارة الضوء ويحول نبضات الضوء إلى إشارات كهربائية.كلما زادت تشتت الإشارة الضوئية أو واجهتها الحدود ، زاد احتمال فقدان الإشارة (التوهين).بالإضافة إلى ذلك ، فإن كل موصل من الألياف الضوئية بين مصدر الإشارة والوجهة يعرض إمكانية فقدان الإشارة.وبالتالي ، يجب تثبيت الموصلات بشكل صحيح عند كل اتصال.هناك عدة أنواع من موصلات الألياف البصرية المتاحة اليوم.الأكثر شيوعًا هي: موصلات ST و SC و FC و MT-RJ و LC.يمكن استخدام كل هذه الأنواع من الموصلات مع الألياف متعددة الأوضاع أو أحادية الوضع.

تستخدم معظم أنظمة نقل الألياف عبر LAN / WAN ليفًا واحدًا للإرسال وآخر للاستقبال.ومع ذلك ، تسمح أحدث التقنيات لجهاز إرسال الألياف الضوئية بالإرسال في اتجاهين عبر نفس حبلا الألياف (على سبيل المثال ،السلبي cwdm مسك الغزالباستخدام تقنية WDM).لا تتداخل الأطوال الموجية المختلفة للضوء مع بعضها البعض لأن الكواشف مضبوطة لقراءة أطوال موجية محددة فقط.لذلك ، كلما زادت الأطوال الموجية التي ترسلها عبر خيط واحد من الألياف الضوئية ، كلما احتجت إلى المزيد من أجهزة الكشف.