كابل الألياف الضوئية الخارجي هو كابل يستخدم في البيئات الخارجية لنقل الإشارات الضوئية. يتم استخدامه على نطاق واسع في الاتصالات والشبكات والمراقبة. وهنا مقدمة مفصلة:
الميزات الهيكلية
كابل الألياف الضوئية: باعتباره المكون الأساسي، فهو مسؤول عن نقل الإشارات الضوئية. واستنادًا إلى النوع، يمكن تقسيمها إلى-ألياف أحادية الوضع وألياف متعددة الأوضاع. الألياف ذات الوضع الواحد- مناسبة للنقل لمسافات طويلة-وسرعة عالية-؛ غالبًا ما يتم استخدام الألياف متعددة الأوضاع في سيناريوهات المسافات-القصيرة والسرعة المنخفضة نسبيًا.
مكونات التقوية: تتكون عمومًا من أسلاك فولاذية عالية القوة- أو ألياف أراميد، وتتمثل وظيفتها في تعزيز القوة الميكانيكية لكابل الألياف الضوئية، مما يمكنه من مقاومة الشد والانحناء والقوى الخارجية الأخرى أثناء التركيب والاستخدام، مما يحمي الألياف من التلف.
الغلاف: يتميز غلاف كابلات الألياف الضوئية الخارجية بخصائص مختلفة للتكيف مع البيئات الخارجية المختلفة. عادة ما تكون مصنوعة من مادة البولي إيثيلين (PE) أو مادة البولي فينيل كلورايد (PVC)، ولها وظائف مثل العزل المائي، ومقاومة الرطوبة، والحماية من الشمس، ومقاومة التآكل، وحماية القوارض. بالنسبة لكابلات الألياف الضوئية المستخدمة في بعض البيئات الخاصة، يتميز الغلاف أيضًا بخصائص مقاومة للهب-ودرجات الحرارة العالية/المنخفضة.
مادة الحشو: مملوءة بين الألياف الضوئية والغلاف، وهي بمثابة عامل مقاوم للماء وتوسيد، مما يمنع الرطوبة من اختراق الألياف ويقلل من تأثير الصدمات الخارجية.
أنواع
-كابلات الألياف الضوئية المباشرة المدفونة: يتم دفن هذا النوع من كابلات الألياف الضوئية مباشرة تحت الأرض، مما يوفر إخفاءً وأمانًا جيدًا. السمة الهيكلية لها هي غلاف خارجي سميك، غالبًا ما يكون مزودًا بدرع شريطي فولاذي لتعزيز مقاومة القوى الميكانيكية، مثل التلف الناتج عن أدوات الحفر. مناسبة للمناطق ذات المتطلبات الجمالية العالية والنشاط الأرضي المنخفض مثل الضواحي والمجمعات الصناعية.
كابلات الألياف الضوئية الهوائية: يتم تركيبها في الهواء باستخدام أعمدة الكهرباء أو المباني كدعامات. وعادة ما تكون مجهزة بخط تعليق، مع تعليق كابل الألياف الضوئية بواسطة خطافات أو أجهزة تثبيت أخرى. هذا النوع سهل التركيب نسبيًا وتكاليفه أقل، ولكنه عرضة للكوارث الطبيعية (مثل الرياح القوية والصواعق). يُستخدم بشكل شائع في المناطق الريفية والمناطق الجبلية والمناطق الأخرى ذات التضاريس المفتوحة والمناطق ذات المباني المتفرقة-.
كابلات الألياف الضوئية-المزدوجة: يتم وضعها داخل قنوات-مثبتة مسبقًا، والتي تحمي كابل الألياف الضوئية من التلف الميكانيكي الخارجي والعوامل البيئية. تتميز كابلات الألياف الضوئية من نوع القناة- بقطر خارجي صغير نسبيًا، مما يجعلها سهلة التشغيل عبر القنوات ومشاركة القنوات مع الكابلات الأخرى (مثل كابلات الطاقة وكابلات الاتصالات)، مما يوفر المساحة. وهي مناسبة للمناطق التي تتمتع-ببنية تحتية متطورة للقنوات تحت الأرض، مثل الشوارع الحضرية والمناطق السكنية.
معلمات الأداء
التوهين: يشير إلى درجة ضعف شدة الإشارة الضوئية بعد أن تقطع مسافة معينة في الألياف الضوئية، تقاس بالديسيبل/كم. كلما انخفض التوهين، زادت قدرة الإشارة الضوئية على الانتقال في الألياف، وكانت جودة الإشارة أفضل. بالنسبة للألياف ذات الوضع الفردي -، لا يزيد التوهين عند الطول الموجي 1310 نانومتر بشكل عام عن 0.36 ديسيبل/كم، وعند الطول الموجي 1550 نانومتر، لا يزيد عن 0.22 ديسيبل/كم؛ بالنسبة للألياف متعددة الأوضاع، يبلغ التوهين حوالي 3.0-3.5 ديسيبل/كم عند الطول الموجي 850 نانومتر، وحوالي 0.6-0.8 ديسيبل/كم عند الطول الموجي 1300 نانومتر.
عرض النطاق الترددي: يشير إلى نطاق تردد الإشارات الضوئية التي يمكن أن ترسلها الألياف الضوئية، ويقاس بالميغاهرتز·كم أو غيغاهرتز·كم. كلما زاد عرض النطاق الترددي، زادت كمية البيانات التي يمكن أن تحملها الألياف، وارتفع معدل النقل. عادةً ما يكون للألياف متعددة الأوضاع عرض نطاق يتراوح بين 100 و2000 ميجاهرتز·كم، في حين أن الألياف ذات الوضع الواحد-يمكن أن يكون لها عرض نطاق يصل إلى عشرات جيجاهرتز·كم أو حتى أعلى.
قوة الشد: يشير هذا إلى أقصى قوة شد يمكن أن تتحملها الألياف الضوئية أثناء التمدد، ويتم قياسها بالنيوتن (N). تختلف قوة الشد وفقًا لمواصفات وهيكل كابلات الألياف الضوئية الخارجية، ولكن يجب أن تكون بشكل عام قادرة على تحمل ما لا يقل عن 150-300 نيوتن من قوة الشد لضمان عدم كسرها بسبب التمدد أثناء التثبيت والاستخدام.
نصف قطر الانحناء: ينقسم إلى نصف قطر الانحناء الثابت ونصف قطر الانحناء الديناميكي. نصف قطر الانحناء الثابت هو الحد الأدنى المسموح به لنصف قطر الانحناء للألياف الضوئية في حالة ثابتة، في حين أن نصف قطر الانحناء الديناميكي هو الحد الأدنى المسموح به لنصف قطر الانحناء عندما تتعرض الألياف الضوئية لقوة خارجية (مثل أثناء التثبيت). لا يقل نصف قطر الانحناء الثابت للألياف أحادية النمط - بشكل عام عن 15 مم، ونصف قطر الانحناء الديناميكي لا يقل عن 30 مم؛ لا يقل نصف قطر الانحناء الثابت للألياف متعددة الأوضاع بشكل عام عن 10 مم، ونصف قطر الانحناء الديناميكي لا يقل عن 15 مم.
اعتبارات الاختيار
متطلبات مسافة ومعدل الإرسال: حدد مسافة ومعدل الإرسال المطلوبين بناءً على سيناريو التطبيق الفعلي. بالنسبة إلى النقل -المسافات الطويلة والسرعة العالية-، مثل خطوط الاتصالات الرئيسية بين المدن، يجب تحديد -كابلات الألياف الضوئية أحادية الوضع. بالنسبة إلى التطبيقات ذات -المسافات القصيرة والسرعة المنخفضة-، مثل شبكات مراقبة المجتمع، قد تكون كابلات الألياف الضوئية متعددة الأوضاع أكثر ملاءمة.
العوامل البيئية: مراعاة الظروف البيئية المحددة لموقع الرصف مثل درجة الحرارة والرطوبة وخصائص التربة ووجود تداخل كهرومغناطيسي قوي. في المناطق الباردة، اختر كابلات الألياف الضوئية ذات المقاومة الجيدة لدرجات الحرارة المنخفضة-؛ في البيئات ذات التداخل الكهرومغناطيسي القوي، اختر كابلات الألياف الضوئية التي تتمتع بحصانة جيدة من التداخل الكهرومغناطيسي.
متطلبات الأداء الميكانيكي: اختيار كابلات الألياف الضوئية ذات الخصائص الميكانيكية المناسبة بناءً على طريقة التمديد والقوى الخارجية المحتملة. تحتاج كابلات الألياف الضوئية المباشرة-المدفونة إلى مقاومة قوية للضغط والتوتر ولدغات القوارض؛ يجب أن تتحمل كابلات الألياف الضوئية العلوية الرياح والجاذبية؛ تحتاج كابلات الألياف الضوئية المركبة على القنوات- إلى مراعاة التوافق مع القنوات وأداء الانحناء عند وضعها داخل القنوات.
عدد الألياف الأساسية: تحديد عدد الألياف الأساسية بناءً على الاحتياجات الفعلية. إذا كانت هناك حاجة إلى إرسال إشارات متعددة في وقت واحد أو إذا تم حجز مساحة للتوسع المستقبلي، فاختر كابلات الألياف الضوئية ذات عدد النواة الأعلى. تتضمن الأعداد الأساسية لكابلات الألياف الضوئية الخارجية الشائعة 4 و6 و8 و12 و24 مركزًا.
وضع الاحتياطات
التخطيط والتصميم: قبل التنفيذ، من الضروري وضع خطة تفصيلية للمسار بأكمله، بما في ذلك الاتجاه والطول والعوائق التي سيتم تجاوزها. ضع في اعتبارك احتياجات التوسع المستقبلية واحتفظ بعدد معين من نوى الألياف الزائدة عن الحاجة. حافظ على مسافة آمنة من المرافق الأخرى الموجودة تحت الأرض (مثل كابلات الطاقة وأنابيب إمدادات المياه/الصرف الصحي) لتجنب التداخل والأضرار المتبادلة.
اختيار طريقة التمديد: حدد طريقة التمديد المناسبة بناءً على بيئة الموقع والظروف الفعلية. بالنسبة للدفن المباشر، تأكد من أن عمق الدفن يلبي المتطلبات (بشكل عام لا يقل عن 0.7 متر)، ووضع طبقة من التربة الناعمة أو الرمل بسماكة 100 ملم على الأقل أعلى وأسفل كابل الألياف الضوئية لحمايته. بالنسبة للتركيبات العلوية، انتبه إلى شد كابل التعليق وارتفاعه لتجنب إعاقة حركة المشاة والمركبات. عند وضع مجاري الهواء، تأكد من أن القناة نظيفة وخالية من الأشياء الحادة لمنع خدش كابل الألياف الضوئية.
تدابير الحماية: يجب اتخاذ تدابير وقائية خاصة عند عبور أقسام خاصة مثل السكك الحديدية والطرق السريعة والأنهار. على سبيل المثال، عند عبور السكك الحديدية والطرق السريعة، يمكن استخدام طرق مثل رفع الأنابيب أو الحفر الاتجاهي لتشغيل كابل الألياف الضوئية من خلال الأنابيب الفولاذية أو البلاستيكية للحماية؛ عند عبور الأنهار، يمكن استخدام التمديد تحت الماء، وذلك باستخدام كابلات الألياف الضوئية المدرعة أو غيرها من تدابير التعزيز لضمان سلامة كابل الألياف الضوئية.
التحديد والتسجيل: أثناء عملية التمديد، يجب تحديد نقطة البداية ونقطة النهاية ونقاط التحول ونقاط الفروع لكابل الألياف الضوئية بوضوح وحفظ السجلات التفصيلية. يجب أن يتضمن التعريف معلومات مثل نموذج كابل الألياف الضوئية وعدد النواة ومسار الصيانة والإدارة المستقبلية.