في الاتصالات الضوئية الحديثة، تلعب الألياف أحادية النمط (SMF) دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في ربط المدن ومراكز البيانات والمنازل من خلال نقل عالي السرعة ومنخفض الخسارة.

على مدار العقدين الماضيين، تطورت معايير الألياف أحادية النمط بشكل كبير - من G.652D التقليدي إلى G.657A1 و G.657A2 المتقدمين.
في حين أن G.652D كانت تهيمن على الشبكات العالمية في السابق، فقد تحول السوق الآن نحو أنواع من الألياف أكثر مرونة وسهولة في التركيب وأكثر مرونة وأكثر حساسية للانحناءات.

واليوم، تعتمد الغالبية العظمى من المشاريع الجديدة - من الألياف الضوئية إلى المنزل (FTTH) إلى الوصلات البينية لمراكز البيانات - بشكل أساسي على G.657A1 و G.657A2، والتي تعتبر الآن المعايير السائدة للألياف أحادية النمط.

جدول المحتويات

G.652D: المعيار السابق للألياف أحادية الوضع

تعد الألياف G.652D أحد أكثر معايير قطاع تقييس الاتصالات استخدامًا في تاريخ الألياف البصرية. وقد تم تصميمه للبث لمسافات طويلة ومنخفضة التوهين وأصبح المعيار العالمي للعمود الفقري للاتصالات.

الخصائص التقنية:

  • مُحسّن للإرسال عند الأطوال الموجية 1310 نانومتر و1550 نانومتر.
  • يتميز بتصميم منخفض الذروة المائية، مما يقلل من التوهين حول منطقة 1383 نانومتر، مما يتيح استخدامًا أوسع للطول الموجي.
  • يوفر فقدان إشارة منخفض للغاية - عادةً 0.35 ديسيبل/كم عند 1310 نانومتر و0.20 ديسيبل/كم عند 1550 نانومتر.

المزايا:

  • عملية تصنيع ناضجة وتكلفة إنتاج منخفضة وموثوقية عالية.
  • مثالية للشبكات الرئيسية الخارجية، وشبكات المناطق الحضرية (MANs)، والاتصالات بعيدة المدى.

القيود والتحول في السوق:

  • أكبر عيب في G.652D هو ضعف أداء الانحناء. فعند ثنيه بإحكام شديد، يزداد فقدان الإشارة بشكل كبير.
  • مع تزايد الطلب على تركيبات FTTH وتوجيه مراكز البيانات المدمجة، لم يعد بإمكان G.652D تلبية احتياجات المرونة الحديثة.
  • ونتيجة لذلك، يتم استخدامه الآن في الغالب في المشاريع القديمة أو خطوط العمود الفقري الخارجية، بينما تهيمن الألياف من السلسلة G.657A على عمليات النشر الجديدة.

ظهور سلسلة G.657: حساسة للانحناء وموجهة نحو المستقبل

تم تقديم معيار G.657 من قبل ITU-T لمعالجة قيود الألياف G.652 وخاصة في البيئات ذات المساحات الضيقة. على عكس الألياف التقليدية، فإن الألياف G.657 غير حساسة للانحناء، مما يعني أنه يمكن تركيبها بأنصاف أقطار انحناء صغيرة جدًا دون التسبب في خسارة مفرطة.

وهي تنقسم إلى فئتين رئيسيتين:

  • الألياف G.657A (A1 و A2): متوافقة مع G.652D؛ تُستخدم على نطاق واسع في شبكات FTTH وشبكات مراكز البيانات.
  • الألياف G.657B: مُحسّنة لأداء الانحناء الشديد ولكنها غير متوافقة تمامًا مع أنظمة G.652D.

من بينها، أصبح G.657A1 و G.657A2 هما السائدان في هذا المجال، حيث يوفران توازنًا مثاليًا بين الأداء والمرونة والفعالية من حيث التكلفة.

G.657A1: التوازن بين التوافق والأداء

الميزات التقنية:

  • الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء: 10 مم (أفضل بكثير من G.652D).
  • متوافق تمامًا مع G.652D من حيث الخصائص البصرية والموصلات.
  • توهين منخفض، وقوة ميكانيكية عالية، وأداء مستقر على المدى الطويل.

التطبيقات النموذجية:

  • العمود الفقري لشبكات FTTH وشبكات التوزيع.
  • ألياف الدخول إلى المباني، وشبكات الوصول، ولوحات تصحيح مركز البيانات.
  • مثالية للمشاريع التي تتطلب كلاً من التوافق مع الإصدارات السابقة و تحمل الانحناء المعتدل.

المركز السوقي:

G.657A1 معترف به الآن كبديل قياسي لـ G.652D في معظم تركيبات الشبكة. وهو يوفر أداء نقل مماثل مع توفير مرونة أفضل وتركيب أسهل في الأماكن الضيقة. ونظرًا لأنه يوازن بين الأداء والتكلفة، يظل G.657A1 أكثر أنواع الألياف أحادية النمط استخدامًا اليوم.

G.657A2: مصممة للمساحات الضيقة والانحناء الشديد

مع توسع شبكات الألياف بشكل أعمق في المنازل والبيئات المدمجة، تم تطوير G.657A2 لتلبية هذه المتطلبات بأداء انحناء فائق.

الميزات التقنية:

  • الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء: يصل إلى 7.5 مم (أو حتى أصغر في بعض الإصدارات).
  • خسائر منخفضة للغاية في الانحناء الكلي والجزئي.
  • يحافظ على استقرار إرسال الإشارة حتى عند لفها أو لفها داخل صناديق الإنهاء.

التطبيقات النموذجية:

  • وصلات طرفية FTTH، ومنافذ حائطية، وواجهات بصرية.
  • أسلاك التوصيل وأسلاك التوصيل والتوجيه الداخلي المحكم.
  • المناطق التي يجب ثني الألياف فيها بشكل حاد أو توجيهها عبر مساحات محدودة.

التكلفة واتجاه السوق:

  • نظرًا لمتطلبات تصميم الكسوة والتصنيع الأكثر تعقيدًا، فإن G.657A2 أغلى قليلاً من G.657A1.
  • ومع ذلك، فإن مزايا تركيبه تجعله الخيار المفضل لعمليات نشر الألياف في الأماكن المغلقة والميل الأخير.
  • تستخدم الآن العديد من منتجات الألياف الحديثة - مثل أسلاك التوصيل وكابلات الإسقاط - G.657A2 كمواصفات افتراضية.

ملخص المقارنة:

الميزة G.657A1 G.657A2
الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء
10 مم
7.5 ملم
التوافق مع G.652D
متوافق تماماً
متوافق جزئياً
ثني الأداء
ممتاز
متفوقة
التكلفة
أقل
أعلى قليلاً
الاستخدام النموذجي
العمود الفقري، الوصول
داخلي، طرفي، سلك التوصيل

وباختصار، يوفر G.657A2 أقصى قدر من المرونة، مما يجعله مثاليًا للتركيبات الحديثة عالية الكثافة والمحدودة المساحة.

ألوان سترة الألياف: أصفر للوضع الواحد

في معايير تعريف الألياف الدولية، تساعد ألوان غلاف الكابل في التمييز بين أنواع الألياف:

  • ألياف أحادية النمط - أصفر
  • متعدد الأنماط OM1/OM1/OM2 - برتقالي
  • متعدد الأنماط OM3/OM4 - أكوا (أخضر فاتح أو أزرق)

تشير السترات الصفراء إلى أن الألياف مُحسّنة للأطوال الموجية 1310 نانومتر و1550 نانومتر، وهي نوافذ التشغيل القياسية للإرسال أحادي النمط.
يسهل هذا الاصطلاح اللوني التعرف على الألياف بسرعة في لوحات التوصيل أو مواقع التركيب.

OS1 و OS2: المصطلحات الإقليمية وما يعادلها

في بعض الأسواق، لا سيما في أمريكا الشمالية، يتم تصنيف الألياف أحادية النمط على أنها OS1 وOS2 بموجب معيار IEC 60793-2-50.
على الرغم من اختلاف التسمية، إلا أن أداء الألياف الأساسي مشابه لمعايير ITU-T.

ماذا تعني؟

  • OS1: الألياف أحادية النمط الداخلية التقليدية، التي تُستخدم عادةً في الكابلات الداخلية الضيقة ذات التوهين ≤ 1.0 ديسيبل/كم عند 1310 نانومتر.
  • OS2: ألياف أحادية النمط منخفضة الخسارة، مصنفة في الهواء الطلق، عادةً ≤ 0.4 ديسيبل/كم عند 1310 نانومتر، مناسبة للإرسال لمسافات طويلة وعالية السرعة.

المراسلات مع أنواع ITU-T:

فئة IEC معادل ITU-T الخصائص
نظام التشغيل 1
G.652A/B/D
ألياف أحادية الوضع الداخلي القياسية
نظام التشغيل 2
G.652D / G.657A1 / G.657A2
ألياف منخفضة الخسارة وغير حساسة للانحناءات

اختلافات الاستخدام الإقليمي:

  • في الولايات المتحدة الأمريكية، يشيع استخدام OS1/OS2 في المواصفات وملصقات المنتجات.
  • في أوروبا وآسيا، تشير الصناعة في كثير من الأحيان مباشرة إلى G.652D و G.657A1 و G.657A1 و G.657A2، باتباع اصطلاحات التسمية المتعارف عليها في قطاع تقييس الاتصالات.
  • من الناحية الفنية، يصف كلا النظامين نفس فئات الأداء - يكمن الاختلاف فقط في المصطلحات وليس في السلوك البصري.
  •  

اختيار الألياف أحادية الوضع المناسبة: الأداء مقابل التكلفة

يعتمد اختيار النوع المناسب من الألياف أحادية الوضع على ظروف التركيب وقيود المساحة ومتطلبات التوافق:

  • G.652D: مناسب للشبكات القديمة والوصلات الخارجية الطويلة؛ بأقل تكلفة ولكن بمرونة محدودة.
  • G.657A1: مثالي للمشاريع التي تحتاج إلى التوافق مع أنظمة G.652 الحالية.
  • G.657A2: الأفضل للمساحات الضيقة، ومحطات FTTH، والتوجيه الداخلي عالي الكثافة.

بالنسبة للشبكات الحديثة، أصبح G.657A1 و G.657A2 الخيارين الفعليين، حيث يجمعان بين الخسارة المنخفضة والمرونة العالية والموثوقية طويلة الأجل.

الخاتمة: من G.652D إلى G.657A2 - عصر الألياف أحادية الوضع المرنة

يمثل التطور من الألياف من السلسلة G.652D إلى الألياف من السلسلة G.657A تحولاً كبيرًا في فلسفة تصميم الاتصالات البصرية -
من إعطاء الأولوية للتوهين المنخفض إلى التركيز على مقاومة الانحناء والقدرة على التكيف.

  • أرسى G.652D أساس الإرسال البصري العالمي.
  • جمع G.657A1 بين التوافق والمرونة معًا.
  • دفع G.657A2 الألياف أحادية النمط إلى عصر جديد من الاتصال المدمج والمرن والسهل التركيب.

واليوم، لا تحمل الألياف أحادية النمط الصفراء المألوفة اليوم الضوء عبر القارات فحسب، بل تمثل أيضًا سعي الصناعة إلى إيجاد حلول اتصال أسرع وأكثر موثوقية وذكاءً.