فقدان الألياف البصرية

فقدان الألياف البصرية

فقدان الألياف البصرية، بصفتنا موردًا لمنتجات الألياف البصرية، ربما يكون السؤال الأكثر شيوعًا حول اختبار كابلات الألياف البصرية هو: "ما هو الحد الأقصى للتوهين المقبول؟ " لسوء الحظ، الإجابة هي: "هذا يعتمد". ولكن على ماذا يعتمد؟

فقدان الألياف البصرية

هذا لأن ذلك يعتمد على من يقوم بالاختبار وعلى مرحلة المشروع الذي يتم اختبار كابل الألياف البصرية من أجله. معظم عملائنا هم عمال تركيب يتقاضون أجورهم مقابل تركيب الكابلات وإكمالها واعتمادها. ونتيجة لذلك، لا يكون لديهم بالضرورة رؤية لما يتوقعه العميل النهائي من الكابلات بمجرد الانتهاء من عملهم. ما لم تكن خططهم تحتوي على توثيق للتوهين المقبول (الفقد البصري)، فالأمر متروك للمركب لتحديد القيمة الصحيحة بناءً على تفاصيل كل وصلة تم اختبارها. إذا كان العميل النهائي يرغب في تشغيل تطبيق إيثرنت 10 جيجابت، على سبيل المثال، يمكن للقائم بالتركيب الرجوع إلى المعايير الخاصة بهذا التطبيق لتحديد الخسارة المقبولة.

وأخيراً، إذا كان نوع وطراز المعدات التي سيتم تركيبها معروفين، فمن الممكن استخدام وثائق هذه الأجهزة لحساب الفقد البصري المقبول للنظام. نادراً ما يكون فني الأسلاك على علم بنوع المعدات التي سيتم استخدامها. ولذلك، عادةً ما تُترك هذه الطريقة عادةً لمُتكامل الشبكة أو المستخدم النهائي.

باختصار، هناك ثلاث طرق رئيسية يمكن استخدامها لتحديد التوهين المقبول لوصلة الألياف الضوئية.

  1. حسابات الميزانية الضوئية بناءً على خصائص الكابلات المثبتة، دون النظر إلى التطبيقات أو الأصول
  2. حدود الخسارة بناءً على تطبيقات معينة، عادةً ما تكون Ethernet.
  3. حسابات الميزانية على أساس المعدات النشطة التي سيتم دمجها في الشبكة.

سننظر في كل حالة من هذه الحالات بالتفصيل حتى تتمكن من تحديد الحدود المقبولة للتخفيف في جميع الحالات.

 

توصيل الأسلاك وفقًا للميزانية البصرية - فقدان الألياف البصرية

تستخدم معظم شركات الأسلاك هذه الطريقة لتحديد الفقد المقبول لاعتماد الأسلاك بعد اكتمال التركيب. باستخدام مقياس ضوئي ومصدر ضوء أو OLTS (مجموعة قياس التوهين البصري)، يمكن إجراء شهادة المستوى الأول مقابل الحدود المعيارية للكابل والموصلات. تسرد كل من معايير الكابلات TIA وISO حدود الفقد المقبولة لمكونات الألياف البصرية ويمكن استخدام هذه القيم لحساب ميزانية الفقد. وتتمثل الميزة في أن عامل التركيب لا يحتاج إلى أي معرفة عن الشبكة التشغيلية المستقبلية لحساب ميزانية الفقد.

تسرد المواصفة القياسية IEC 14763-3 والمواصفة القياسية ISO 11801 معايير أداء الإرسال التالية للألياف الضوئية.

(*) تشير إلى النسبة المئوية للموصلات التي تستوفي معيارًا محددًا

إن حساب الميزانية الضوئية للكابلات باستخدام الجدول أعلاه بسيط للغاية. ولتسهيل العملية، تحتوي أجهزة اختبار IDEAL مثل LanTEK III المزودة بوحدات FiberTEK III على حاسبة مدمجة لميزانية الفقد تسمح للمستخدم بإدخال القيم بشكل فردي وتحديد إجمالي حد الفقد تلقائيًا.

خذ على سبيل المثال كابل بسيط متعدد الأنماط طوله 90 مترًا وفقًا لمعيار ISO 118101، مع لوحة توصيل على جانب واحد ومخرج مساحة عمل على الجانب الآخر.

 

استخدام الحدود الخاصة بالتطبيق

أسرع طريقة لتحديد ميزانية الخسارة هي معرفة التطبيق الذي يجب أن تدعمه الألياف. في هذه الحالة، يكفي ببساطة الرجوع إلى متطلبات كل تطبيق.

هناك العديد من المصادر المتاحة التي تسرد المتطلبات المختلفة للتطبيقات المختلفة. ستجد مقتطفًا من معيار TIA-568.0-D الذي يسرد متطلبات بعض تطبيقات الإيثرنت الشائعة.

يسلط الجزء الأصفر أعلاه الضوء على متطلبات 1000BASE-SX Ethernet (1 جيجابت/ثانية بأطوال موجية قصيرة). يتم سرد الحد الأقصى لتوهين القناة وطولها لكل نوع من الألياف المدعومة. في هذه الحالة، بالنسبة للألياف OM1 62.5 / 125، يبلغ الحد الأقصى للخسارة المصرح بها 2.6 ديسيبل والحد الأقصى للمسافة المدعومة 275 مترًا.

عند استخدام الألياف OM2 50/125، تزداد الخسارة والمسافة إلى 3.6 ديسيبل و550 مترًا على التوالي.

تسهل هذه المواثيق تقدير ميزانيات الخسارة طالما أن التطبيق الذي سيتم إطلاقه على الألياف معروف.

لحسن الحظ، تقوم بعض أجهزة التصديق على الوصلة الليفية مثل LanTEK III / FiberTEK III بدمج قاعدة بيانات بهذه القيم بحيث يمكن للمستخدم ببساطة اختيار المعيار المناسب بحيث يتم تكوين الحدود المسموح بها تلقائيًا.

 

حساب الميزانيات الضوئية وفقًا للأصول المثبتة في المستقبل

وأخيراً، عندما تكون خصائص معدات الشبكة النشطة معروفة، يمكن استخدام متطلبات هذه الأخيرة لتحديد الميزانية الإجمالية.

يحتوي كل أصل مثل وحدات الإرسال والاستقبال SFP أو GBIC على مواصفات لطاقة الخرج والحد الأدنى من حساسية جهاز الاستقبال. تسمح هذه البيانات بمعرفة الحد الأقصى للخسارة التي يمكن أن يتحملها الرابط لكي يعمل بشكل صحيح.

تتميز طاقة خرج جهاز الإرسال بأداء إشارة TX المرسلة. يتم التعبير عن هذه المواصفات بوحدة ديسيبل ميلي واط أو ميجاوات (وليس بالديسيبل). سيكون للأصل النموذجي طاقة خرج تبلغ حوالي -20 ديسيبل ميلي واط. لا تنزعج من الإشارة السالبة، فهي لا تعني طاقة سالبة. في الواقع، يُشار إلى 0 ديسيبل ميلي واط (ميلي واط) من الطاقة، وقيمة dBm السالبة تعني ببساطة أقل من 1 ميجاوات.

ملاحظة: dBm هي وحدة طاقة مطلقة. في الديسيبل نقارن القدرة من مستوى إلى آخر، فهي نسبية.

يتسم جهاز الاستقبال عموماً بخاصيتين: حساسية جهاز الاستقبال وديناميكيته.

تتوافق حساسية جهاز الاستقبال مع الحد الأدنى للإشارة القابلة للاكتشاف (أقل من ذلك ستفقد الإشارة) وتمثل الديناميكيات نطاق الحساسية التي يدعمها جهاز الاستقبال دون أن تعميه.

على سبيل المثال، يمكن لجهاز استقبال بحساسية -30 ديسيبل ميلي واط ونطاق ديناميكي 20 ديسيبل اكتشاف التدفق البصري على مدى يتراوح بين -10 و -30 ديسيبل ميلي واط.

يجب أن يساعدك الرسم البياني أدناه على تصور السيناريو.

 

أود هنا أن أطلعكم على الأسئلة والأجوبة المتداولة المتعلقة بفقدان الألياف البصرية على النحو التالي. ثم سنناقش بعد ذلك المزيد عن فقدان الألياف البصرية

  • ما هي خسائر الألياف البصرية؟

والإجابة المختصرة هي أن خسائر الموصلات وخسائر الإدراج هي العوامل الرئيسية في الألياف الضوئية، وهي خسائر الطاقة الضوئية الناتجة عن إدخال جهاز في خط نقل أو ألياف ضوئية. تبلغ خسائر الموصلات متعددة الأنماط من 0.2 إلى 0.5 ديسيبل (0.3 عام).

  • ما الذي يسبب الفقد في الألياف البصرية؟

يحدث فقدان الألياف الضوئية الداخلي، الذي يشار إليه عمومًا باسم التوهين الداخلي، بسبب كابل الألياف الضوئية نفسه. هناك مصدران للتوهين. أحدهما هو انبعاث الضوء والآخر هو التشتت. يعد امتصاص الضوء تفسيرًا مهمًا لفشل الألياف البصرية أثناء الإرسال البصري.

  • ما هو فقدان الديسيبل المقبول للألياف؟

بالنسبة للألياف أحادية الوضع، تبلغ الخسارة حوالي 0.5 ديسيبل لكل كم لمصادر 1310 نانومتر، و0.4 ديسيبل لكل كم لمصادر 1550 نانومتر. (1.0 ديسيبل/كم للمباني/0.5 ديسيبل/كم في أي من الطول الموجي للمصنع الخارجي كحد أقصى وفقًا لـ EIA/TIA 568) وهو ما يساوي تقريبًا خسارة 0.1 ديسيبل لكل 600 (200 متر) لكل 1310 نانومتر، 0.1 ديسيبل لكل 750 قدم (250 متر) لكل 1300 نانومتر.

  • كيف تحسب فقدان الألياف البصرية؟

لحساب الفقد في كابل الألياف الضوئية، اضرب الطول مضروبًا في التوهين عند كل طول موجي: 0.3 كم × 3.5 ديسيبل/كم @ 850 نانومتر = 1.05 ديسيبل فقد و0.3 كم × 1.5 ديسيبل/كم @ 1300 نانومتر = 0.45 ديسيبل فقد. بالنسبة لفقدان الموصل، 3 موصلات × 0.75 ديسيبل = 2.25 ديسيبل.

  • ما هي القراءة الجيدة للديسيبل الليفي؟

سيتم تحديد النطاق المقاس بواسطة طاقة خرج المصدر في الجهاز وحساسية الكاشف. وبالنسبة للألياف متعددة الأنماط، فإن جهاز OLTS الذي يستخدم مصدر LED يقيس عادةً على نطاق يتراوح بين 0 و30 ديسيبل، وهو أكثر من كافٍ لمعظم أنظمة الكابلات متعددة الأنماط التي تقل خسارتها عن 10 ديسيبل.

  • ما هي ميزانية فقدان الألياف؟

يساء أحيانًا فهم كلمتي "ميزانية الطاقة" و"ميزانية الخسارة". فميزانية الطاقة تتعلق بكمية فشل محطة كابل الألياف البصرية التي يمكن أن تتحملها وصلة البيانات (من جهاز الإرسال إلى جهاز الاستقبال) لكي تعمل بشكل صحيح. ميزانية الفشل هي مقدار الخسارة التي يجب أن تتحملها محطة الكابل إذا تم بناؤها بشكل صحيح.