في الاتصالات البصرية الحديثة, الألياف أحادية النمط (SMF) هو العمود الفقري الصامت الذي يحمل كميات هائلة من البيانات عبر المدن والمحيطات والقارات. وهو السبب الذي يجعلنا نستمتع بالإنترنت السريع ومكالمات الفيديو السلسة والاتصال العالمي. ولكن ليست كل الألياف أحادية النمط متشابهة - في الواقع، هناك عدة أنواع موحدة، كل منها مُحسَّن لمسافات وأطوال موجية وبيئات شبكية محددة.

إذا سبق لك أن صادفت ملصقات مثل G.652, G.655أو G.657A2 على مواصفات كابل الألياف، فأنت تنظر إلى المعايير الدولية المحددة من قبل ITU-T (الاتحاد الدولي للاتصالات - قطاع توحيد مقاييس الاتصالات). تصف هذه المعايير الخصائص البصرية والأداء ونطاق التطبيق لكل نوع من أنواع الألياف.

قد تبدو كل هذه الرموز مربكة للمبتدئين، ولكن بمجرد أن تفهم المعنى الكامن وراءها، ستجد أن لكل نوع من أنواع الألياف غرض واضح.

دليل كامل لأنواع الألياف البصرية أحادية الوضع

جدول المحتويات

ما هي الألياف أحادية الوضع؟

A ألياف ضوئية أحادية النمط مصممة لحمل الضوء في وضع إرسال واحد - مما يعني أن الضوء ينتقل الضوء مباشرةً إلى أسفل النواة دون انعكاسات متعددة. يبلغ قطر النواة عادةً حوالي 8-10 ميكرومتروالكسوة هي 125 ميكرومتر.

نظرًا لأن الضوء يتبع مسارًا واحدًا، يمكن للألياف أحادية النمط نقل البيانات عبر مسافات أطول وفي عرض نطاق ترددي أعلى من الألياف متعددة الأنماط. وهذا هو السبب في استخدامها في الشبكات الأساسية والاتصالات السلكية واللاسلكية طويلة المدى ووصلات مراكز البيانات عالية السرعة.

أطوال موجات الإرسال الشائعة هي 1310 نانومتر, 1550 نانومترو 1625 نانومتر، اعتمادًا على نوع الألياف وتصميم الشبكة.

مخطط كابل الألياف أحادية الوضع

لماذا توجد أنواع مختلفة من الألياف أحادية الوضع؟

كابل ألياف أحادي الوضع

لا يتم بناء جميع الشبكات بنفس الطريقة. فبعضها قصير وكثيف (مثل مراكز البيانات)، بينما يمتد بعضها الآخر لمئات الكيلومترات (مثل الكابلات البحرية). بمرور الوقت، طور المهندسون العديد من معايير الألياف أحادية النمط لتلبية الاحتياجات المختلفة - تقليل الفقد والتشتت وحساسية الانحناء.

وضع قطاع تقييس الاتصالات وتكنولوجيا المعلومات سلسلة من التوصيات - G.652, G.653, G.654, G.655, G.656و G.657 - يمثل كل منها تصميم مختلف من الألياف أحادية النمط.

على سبيل المثال:

  • G.652 هي الألياف أحادية النمط القياسية المستخدمة في معظم الشبكات.
  • G.655 مُحسَّن للإرسال عالي السرعة لمسافات طويلة.
  • G.657 غير حساس للانحناء، وهو مثالي للتركيبات الداخلية أو المدمجة.

دعنا نستكشف الأنواع الأكثر استخداماً بالتفصيل.

نظرة عامة سريعة: مقارنة بين الأنواع الشائعة للألياف أحادية الوضع الشائعة

قبل الغوص في كل نوع بالتفصيل، إليك جدول مقارنة سريع يوضح الاختلافات الرئيسية بين الأنواع الأكثر شيوعًا أنواع الألياف الضوئية أحادية النمط. تساعدك هذه النظرة العامة على معرفة كيفية وضع كل معيار من حيث الطول الموجي والتطبيق والأداء.

نوع الألياف معيار ITU-T الطول الموجي (الأطوال الموجية) الأمثل الميزة الرئيسية التطبيق النموذجي
G.652D
معيار SMF
1310-1310-1625 نانومتر
فقدان منخفض، ذروة الماء صفر في الذروة
شبكات المترو والوصول
G.655
NZ-DSF
1550-1625 نانومتر
التشتت المتحكم فيه ل DWDM
الإرسال لمسافات طويلة
G.656
مرفق الترددات الصغيرة والمتوسطة عريض النطاق
1460-1625 نانومتر
نطاق الطول الموجي الواسع
أنظمة العمود الفقري DWDM/CWDM الأساسية
G.657A1/A2/B3 G.657A1/A2/B3
مرفق الروابط الصغيرة والمتوسطة غير الحساس للانحناء
1310-1310-1625 نانومتر
فقدان الانحناء المنخفض
FTTH، ومراكز البيانات، والاستخدام الداخلي

يقدم هذا الجدول لمحة سريعة: G.652D يظل هو المعيار للاستخدام للأغراض العامة, G.655 و G.656 تتفوق في أنظمة المسافات البعيدة أو متعددة الأطوال الموجية، بينما G.657 صُممت الألياف للمرونة والتركيب المدمج.

G.652: الألياف أحادية النمط "القياسية"

صورة الألياف G652d

مصدر الصورة: كورنينج

إن الألياف G.652، وغالبًا ما يطلق عليه الألياف أحادية النمط القياسيةهو نوع الألياف الضوئية الأكثر استخدامًا والأكثر شهرة. وقد تم تعريفه لأول مرة في الثمانينات من القرن الماضي ولا يزال أساس شبكات الألياف الحديثة اليوم.

تم تحسين الألياف G.652 للتشغيل عند 1310 نانومترمع توهين وتشتت منخفضين للغاية حول هذا الطول الموجي. كما أنها متوافقة أيضًا مع 1550 نانومتر، على الرغم من أن التشتت اللوني أعلى عند هذه النقطة.

ومع مرور الوقت، ظهرت فئات فرعية مختلفة من G.652 - G.652A, G.652B, G.652Cو G.652D - كل منها يحسن الأداء بشكل طفيف. من بينها, G.652D هو الإصدار الأكثر شيوعًا وانتشارًا على نطاق واسع.

الألياف G.652D يدعم ذروة الصفر المائي أداء، مما يعني أنه يسمح بالإرسال السلس عبر 1310 نانومتر إلى 1625 نانومتر، ويغطي نطاقات الاتصالات التقليدية وتطبيقات النطاق العريض الأحدث.

وبعبارة أخرى:

  • G.652D = G.652 المحسّن G.652 مع دعم الطول الموجي الممتد وفقدان أقل لامتصاص الماء.
  • يشيع استخدامها في: شبكات المترو وشبكات الوصول والأنظمة الأساسية.

G.655: ألياف "التشتت غير الصفري"

صورة الألياف G655

مصدر الصورة: كورنينج

مع ازدياد مسافات الإرسال وارتفاع معدلات البيانات إلى عشرات الجيجابت في الثانية، واجه المهندسون تحديًا جديدًا - التشتت. هذا هو انتشار النبضات الضوئية عبر المسافة، مما يؤدي إلى تشويش إشارات البيانات والحد من الأداء.

لحل هذه المشكلة, الألياف G.655، والمعروف أيضًا باسم الألياف ذات التشتت غير الصفري المحول (NZ-DSF)تم تطويره. على عكس الألياف القديمة "صفرية التشتت"، يحافظ G.655 عمدًا على كمية صغيرة ولكن مضبوطة من التشتت عند 1550 نانومتر لتجنب التأثيرات غير الخطية أثناء الإرسال DWDM (تعدد تقسيم الطول الموجي الكثيف) لمسافات طويلة.

الميزات الرئيسية للألياف G.655:

  • مُحسّن لـ 1550 نانومتر و1625 نانومتر الأطوال الموجية.
  • يسمح الإرسال DWDM مع الحد الأدنى من تداخل الإشارة.
  • مستخدمة في شبكات المسافات الطويلة والشبكات الأساسية ذات السعة العالية.

بالمقارنة مع G.652D، يعمل G.655 بشكل أفضل على مدى مئات الكيلومترات، ولكنه أقل مرونة من حيث الانحناء، مما يجعله أقل ملاءمة للاستخدام الداخلي.

G.656: الألياف أحادية النمط "عريضة النطاق"

جاء بعد ذلك G.656مصممة لدعم نافذة إرسال أوسع للأنظمة عالية السعة. وهو يغطي نطاق 1460-1625 نانومترمما يوفر أداءً أفضل لأنظمة DWDM و CWDM (تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الخشن).

باختصار، تم تقديم G.656 من أجل شبكات المسافات الطويلة متعددة الأطوال الموجية حيث الكفاءة الطيفية والمسافة كلاهما مهمان. يساعد في الحفاظ على التوازن بين التوهين المنخفض والتشتت المتحكم فيه عبر نطاق واسع من الأطوال الموجية.

التطبيقات:

  • شبكات DWDM للمسافات الطويلة.
  • أنظمة العمود الفقري الضوئي التي تحمل قنوات متعددة عالية السرعة.

G.657: الألياف "غير الحساسة للانحناء"

الألياف البصرية g657A1/A2/B3

مصدر الصورة: كورنينج

بينما تم تصميم G.652 و G.655 لمسارات الكابلات المفتوحة والعريضة، فإن التركيبات الحديثة - مثل المباني السكنية ومراكز البيانات - غالبًا ما تتطلب أليافًا يمكن أن تنحني حول الزوايا الضيقة. وهنا يأتي دور الألياف G.657 يأتي في.

G.657 يُعرف باسم ألياف أحادية النمط غير حساسة للانحناءمصممة للحفاظ على مستوى منخفض من الفقد حتى عند الانحناء بحدة. ويتضمن تصميمها الأساسي ملفًا معدلاً لمؤشر الانكسار يحبس الضوء بكفاءة أكبر، مما يمنع التسرب تحت ضغط الانحناء.

هناك عدة أنواع فرعية من ألياف G.657، بما في ذلك G.657A1, G.657A2و G.657B3لكل منها مستويات مختلفة من المرونة والتوافق مع G.652D.

دعنا نلقي نظرة فاحصة عليها في القسم التالي.

الأنواع الفرعية G.657: شرح الأنواع الفرعية A1 وA2 وB3

من بين جميع معايير الألياف أحادية النمط G.657 الأكثر تطورًا - فقد تم تصميمه خصيصًا لحل مشكلة حديثة جدًا: تركيب المساحات الضيقة. في حين أن جميع ألياف G.657 غير حساس للانحناء، يوفر كل نوع فرعي (A1 و A2 و B3) مرونة مختلفة وتوافقًا مع الألياف G.652D القياسية.

النوع الفرعي نصف قطر الانحناء (نموذجي) التوافق الميزة الرئيسية التطبيقات الشائعة
G.657A1
≥10 مم
متوافق تمامًا مع G.652D
تحمّل معتدل للانحناءات
شبكات الألياف الضوئية فائقة السرعة (FTTH)، وشبكات الوصول
G.657A2
≥ 7.5 مم
متوافق تمامًا مع G.652D
مرونة أعلى للتوجيه الضيق
أسلاك داخلية ومنافذ حائطية
G.657B3
≥ 5 مم
التوافق الجزئي
الحد الأقصى لتحمل الانحناء
أسلاك التوصيل ومراكز البيانات

بعبارات بسيطة:

  • G.657A1 هو أكثر الألياف غير الحساسة للانحناءات للأغراض العامة - ترقية مباشرة من G.652D.
  • G.657A2 يوفر أداء ثني أكثر إحكامًا، مما يجعله مثاليًا لبناء الأسلاك والحاويات المدمجة.
  • G.657B3 مرنة للغاية ومناسبة للتطبيقات الضيقة للغاية مثل أسلاك توصيل الألياف وصناديق التوصيل والواجهات البصرية.

وكلما كان الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء أصغر، زادت حرية التصميم بالنسبة للقائمين بالتركيب - خاصة في FTTH (توصيل الألياف الضوئية إلى المنزل) و مركز البيانات البيئات التي تكون فيها المساحة محدودة.

مذكرة موجزة عن نظام التشغيل 1 ونظام التشغيل 2

عند اختيار الألياف أحادية الوضع، قد ترى أيضًا مصطلحات مثل نظام التشغيل 1 و نظام التشغيل 2. هذه ليست تسميات ITU-T ولكن تصنيفات ISO/IEC التي تصف الأداء في ظل ظروف مختلفة.

  • نظام التشغيل 1: مصممة لـ التطبيقات الداخليةمثل أسلاك التوصيل أو الكبلات الضيقة. وهي تدعم عادةً مسافات تصل إلى 10 كم عند 1310 نانومتر بتوهين ≤1.0 ديسيبل/كم.
  • نظام التشغيل 2: تستخدم لـ تطبيقات خارجية أو لمسافات طويلةمثل الأنابيب السائبة أو الألياف المنفوخة. تتميز بتوهين أقل بكثير - حوالي 0.4 ديسيبل/كيلومتر عند 1310 نانومتردعم حتى 200 كم في بعض الأنظمة.

باختصار، يعد نظام التشغيل OS1 هو الأفضل للمسافات القصيرة والكابلات الداخلية، بينما تم تحسين نظام التشغيل OS2 للشبكات طويلة المدى أو الشبكات الخارجية.
معظم الألياف G.652D و G.657 تقع في نظام التشغيل 2 بسبب دعمها الممتد للطول الموجي الممتد وأداءها المنخفض الخسارة.

مسافة نقل الألياف أحادية الوضع

يتم تحسين أنواع الألياف أحادية الوضع المختلفة لمسافات ونوافذ الطول الموجي المختلفة. فيما يلي عرض مبسط:

نوع الألياف الطول (الأطوال الموجية) التشغيلية نطاق المسافة النموذجية التطبيق
G.652D
1310-1310-1625 نانومتر
حتى 80 كم
شبكات المترو والوصول
G.655
1550-1625 نانومتر
حتى 200 كم فأكثر
أنظمة DWDM DWDM طويلة المدى
G.656
1460-1625 نانومتر
80-150 كم
أنظمة متعددة الأطوال الموجية
G.657A1/A2/B3 G.657A1/A2/B3
1310-1310-1625 نانومتر
10-60 كم
FTTH، FTTB، التوجيه الداخلي

بالطبع، تعتمد مسافة الإرسال الفعلية على العديد من العوامل - ميزانية الطاقة الضوئية وجودة الربط وفقدان الموصل وحساسية المعدات. لكن هذه الأرقام العامة تعطي فكرة عن مدى ملاءمة كل نوع من الألياف لطبقات الشبكة المختلفة:

  • G.652D → الشامل
  • G.655/G.656 → المتخصصون في المسافات الطويلة
  • G.657 → الخيار المرن والمتحمل للانحناءات ل "الميل الأخير"

اختيار نوع الألياف المناسب

إن اختيار نوع الألياف أحادية الوضع المناسب لا يتعلق فقط بالمسافة - بل يتعلق أيضًا بما يلي بيئة التركيب و تصميم الشبكة.

أنواع موصلات الألياف المختلفة

على سبيل المثال

  • في شبكات المترو والشبكات الأساسية, G.652D يظل المعيار العالمي بفضل توازنه بين الأداء والتكلفة.
  • بالنسبة لـ أنظمة DWDM للمسافات الطويلة, G.655 أو G.656 تعتبر الألياف مثالية، مما يقلل من التأثيرات غير الخطية والتشتت على مدى مئات الكيلومترات.
  • بالنسبة لـ FTTH، والتوجيه الداخلي، والرفوف عالية الكثافة, G.657A2 أو B3 تألق الألياف - مما يوفر مرونة وأقل خسارة في الانحناء.

في ينغفنغ كوميونيكيشنزنحن نفهم كيف يتفاعل كل نوع من أنواع الألياف مع المكونات البصرية مثل الموصلات والمحولات وأجهزة الإغلاق وأسلاك التوصيل. تكمن خبرتنا في تصميم وتصنيع حلول توصيل الألياف الضوئية التي تضمن الأداء الأمثل - سواء أكانت شبكتك تستخدم G.652D للمسارات الطويلة أو G.657A2 للتركيبات الضيقة.

الأسئلة الشائعة: أنواع الألياف أحادية الوضع

ما هو النوع الأكثر شيوعاً من الألياف أحادية النمط؟

النوع الأكثر استخدامًا اليوم هو G.652Dنظرًا لانخفاض توهينها المنخفض وأداء ذروة الماء الصفري عبر 1310-1625 نانومتر.

تم تحسين G.652 لشبكات المترو وشبكات المسافات القصيرة، بينما تم تصميم G.655 للإرسال لمسافات طويلة مع تشتت متحكم فيه لأنظمة DWDM.

وهذا يعني أن الألياف يمكن ثنيها في منحنيات أكثر إحكامًا دون فقدان كبير للإشارة - وهي ميزة للألياف G.657A1/A2/B3 المستخدمة في التطبيقات الداخلية وتطبيقات FTTH.

ليس بالضبط. يشير نظام التشغيل 1 ونظام التشغيل 2 إلى تصنيفات الأداء العامة (التوهين والتطبيق بشكل أساسي)، في حين أن G.652 و G.655 وما إلى ذلك هي معايير الاتحاد الدولي للاتصالات التي تحدد تصميم الألياف والمعلمات البصرية.

نعم، ولكن التوافق يعتمد على قطر مجال الوضع وخصائص التشتت. إن G.652D و G.657A1/A2 متوافقان تمامًا، ولكن خلط G.652 مع G.655 أو G.656 يتطلب هندسة دقيقة لتجنب عدم تطابق الأداء.

الخلاصة

من G.652D إلى G.657B3يمثل كل نوع من أنواع الألياف أحادية الوضع توازنًا مصممًا بعناية بين المسافة والتشتت والمرونة. ويساعد فهم الاختلافات بينهما مخططي الشبكات والقائمين على التركيب على اختيار الألياف المناسبة للوظيفة المناسبة - سواء كان اتصالاً أساسياً طويل المدى، أو وصلة مترو حضرية، أو وصلة نهائية إلى منزل أو مكتب.

لقد أدى التطور من الألياف أحادية الوضع القياسية إلى التصاميم غير الحساسة للانحناء إلى جعل الألياف البصرية أكثر قابلية للتكيف وسهولة الوصول إليها أكثر من أي وقت مضى. وبينما لا تركز شركة YingFeng Communication على إنتاج الألياف الضوئية الخام، فإن خبرتنا تكمن في طبقة الاتصال - التأكد من أن كل موصل ومحول وسلك توصيل في شبكتك يوفر الأداء الذي تم تصميم الألياف من أجله.

من خلال الجمع بين النوع الصحيح من الألياف والمكونات السلبية الموثوقة، يمكنك إنشاء شبكة ليست سريعة ومستقرة فحسب، بل وجاهزة للمستقبل أيضًا.