كيفية تقوية كابل الألياف الضوئية

يتم توفير تقوية خارجية أو داخلية غير معدنية عالية القوة ومقاومة للحرارة العالية لكابلات الألياف الضوئية وقد يكون التعزيز بأشكال مختلفة مثل الشعيرات المنتشرة داخليًا، والألياف الشبكية المنسوجة الخارجية وشريط الالتفاف الحلزوني وما إلى ذلك، وهو مصنوع من ألياف بلورية مفردة عالية القوة ويفضل أن تكون من الياقوت وتتميز بلورات التقوية غير الموصلة بكثافة منخفضة، ومقاومة عالية للكسر وتفي بمتطلبات مستشعر الألياف الضوئية البيئية الشديدة ومتطلبات نقل البيانات.

ما هو كابل الألياف الضوئية

إنّ كابل الألياف الضوئية عبارة عن كمية معينة من قلب كابل الألياف، وبعض الغلاف الخارجي المطلي لتحقيق خط اتصال لنقل الإشارات الضوئية، كما يعتبر كابل الألياف الضوئية اليوم أداة نقل شبكة المعلومات المتنوعة لمجتمع المعلومات.

إذا تمت الإشارة إلى “الإنترنت” على أنّه “طريق المعلومات الفائق السرعة”، فإن شبكة كابلات الألياف الضوئية هي حجر الأساس لطريق المعلومات السريع أي شبكة الكبلات هي التوجيه المادي للإنترنت، كما أنّه بمجرد تدمير الكابلات وسدها يتم تدمير اتجاه “الطريق السريع للمعلومات”.

من خلال الإرسال البصري للمعلومات بالإضافة إلى الهاتف المعتاد والتلكس والفاكس الخارجي وعدد كبير من لحظة إرسال الإشارات التلفزيونية، يلعب الكابل دورًا مهمًا في مجتمع المعلومات اليوم فبمجرد تلف الكابل من السهل جعل الاتصال لنقل المعلومات لا يعمل بشكل صحيح ممّا يؤثر على العمل والحياة.

أساسيات تقوية كابل الألياف الضوئية

في مجال الألياف الضوئية يتم تجميع مجموعة من الألياف الزجاجية الفردية أو الخيوط معًا لتشكيل أنبوب ضوئي أو مجموعة ألياف بصرية، والألياف الضوئية المستخدمة لإنتاج مثل هذه الأنابيب أو المصفوفات الضوئية مرنة بالضرورة بحيث تكون قادرة على الانحناء لتجنب العوائق والتوافق مع التضاريس، بحيث يمكن أن تمتد إلى المناطق النائية.

تتكون أنابيب الإضاءة أو قد تتكون من مواد زجاجية أو بلاستيكية وفي كلتا الحالتين تتكون الألياف الفردية أو الخيوط من نواة مركزية لها مؤشر انكسار محدد وكسوة خارجية أو غمد يحيط باللب، وله مؤشر أقل من انكسار من القلب، وبسبب الاختلاف في مؤشر الانكسار بين اللب والكسوة يتم الاحتفاظ بأشعة الضوء التي تدخل اللب في أحد طرفي الألياف داخل القلب، وتنتشر بطول الألياف عن طريق سلسلة من الانعكاسات عند حدود اللب أو الكسوة والخروج عند الطرف المقابل.

ومع ذلك في حالة تحميل الضغط على المدى الطويل من المستحسن لتجنب الفشل الساكن في أن تظل الألياف الزجاجية غير مرهقة أو مضغوطة بشكل خفيف للغاية، مع الضغط طويل المدى على جزء صغير من إجهاد التمزق الأولي قدر الإمكان ليحقق، وتمتلك خيوط الياقوت أو خيوط بلورية مفردة أخرى لها خصائص متناسبة مجموعة فريدة في تقوية كابلات الألياف الضوئية.

مشاكل كابل الألياف الضوئية

1- طريق الاختيار العلمي

يقوم الكابل الجوي العادي بتشغيل الأعضاء الرئيسيين لقوة الشبكات الضوئية، ولجعل تشغيل الكابل آمنًا ومستقرًا يجب أولاً اختيار مسار مناسب بعد الإنشاء، ولكن أيضًا يقوم موظفو الصيانة بفحص وصيانة الكابلات بانتظام من أجل ضمان التشغيل المستقر لكابل الألياف الضوئية في المستقبل، كما يجب أن يحاول مسار كابل الألياف الضوئية على طول الطريق السريع باتجاه الخارج، ولكن أيضًا مراعاة العوامل البيئية الأخرى.

2- فقدان كابل الألياف الضوئية وحلولها

استقرار وموثوقية الألياف الضوئية وخصائص فقدان الإرسال هو تحديد أحد أهم عوامل فقدان نقل الألياف الضوئية لمسافة انتقال الألياف الضوئية، وهي أسباب كثيرة في بناء وصيانة شبكة اتصالات الألياف الضوئية والجدير بالملاحظة هو سبب فقدان نقل الألياف وكيفية تقليل هذه الخسائر، كما ينتج فقدان النقل بشكل أساسي عن استخدام فقدان لصق الألياف أي المتأصل في خسائر ربط الألياف وفقدان لصق الأنشطة، وخسارة غير اللصق الناتجة عن فقدان فقد الانحناء وعوامل البناء الأخرى وبيئة التطبيق.

كيفية توصيل كابلات الألياف الضوئية متعددة النواة

يتضمن الموصل الذي يحتوي على الأقل من الألياف متعددة النوى (MCF) وطريقة إرفاق (MCF) داخل الموصل كم خلال إدخال نهاية أولى من (MCF) في حلقة الموصل، وبعد ذلك يتم تدوير نهاية (MCF) داخل الحلقة حتى يكون أول نواة قمر صناعي مختار من (MCF) في محاذاة أولى بالنسبة إلى ميزة للموصل، وقد تكون السمة علامة أو مسافة بادئة أو نتوء على حلقة أو حامل طويق أو ظرف موصل.

كما يتم لصق (MCF) داخل حلقة الموصل وفي حالة الموصل من نوع الصفيف يمكن إضافة الأطراف الأولى من (MCFs) الأخرى إلى الحلقة وتسجيلها بالنسبة إلى نفس ميزة الموصل، كما قد يتم تسجيل النهايات الثانية لواحد أو أكثر من (MCFs) بالنسبة إلى نفس الميزة للموصل الثاني.

قد يتم تقطيع كل ليف ضوئي من كابل الألياف الضوئية ماديًا إلى ليف بصري لكابل آخر أو إلى معدات الشبكة عن طريق الربط الميكانيكي أو الصهر الحراري، ومع ذلك إنّ كابل الألياف الضوئية سيتم إنهاؤه بواحد أو أكثر من موصلات الألياف البصرية؛ لتوفير سلك تصحيح من الألياف الضوئية أو كابل توصيل ويمكن استخدام موصل الألياف الضوئية لتوصيل كابل الألياف الضوئية بكابل ألياف بصرية آخر أو بمعدات الشبكة.

عندما تشتمل كابلات الألياف الضوئية على مجموعة من الألياف الضوئية فقد يتم تقسيم أحد طرفي كابل الألياف الضوئية أو كلاهما إلى وحدات فرعية، أي مقاطع كبل أصغر تشتمل كل منها على مجموعة فرعية من الألياف الضوئية موصلات بشكل فردي، وبدلاً من ذلك يمكن استخدام موصلات صفيف الألياف لتوصيل كابلات الألياف الضوئية متعددة الألياف.

ملاحظة:“MCF” هي اختصار لـ “Multi-core fiber”.

مبدأ توصيل كابلات الألياف الضوئية متعددة النواة

عادةً ما تقوم موصلات مصفوفة الألياف هذه بمحاذاة الألياف الضوئية في تكوين جنبًا إلى جنب أو طبقات مكدسة من الألياف الضوئية جنبًا إلى جنب؛ للترابط مع الألياف الضوئية المحاذاة بالمثل في موصل الألياف البصرية المتزاوج، ونظراً لأنّ شبكات الاتصالات مطلوبة والتي ستدعم معدلات بيانات أعلى وأعلى فهناك طلب على كابلات الألياف الضوئية التي ستدعم معدلات البيانات الأعلى هذه.

إحدى الطرق التي تم اقتراحها لتلبية الطلب على زيادة عرض النطاق الترددي للاتصالات هي نشر كابلات الألياف الضوئية التي تستخدم الألياف الضوئية “متعددة النواة”، وتشير الألياف الضوئية متعددة النواة إلى الألياف الضوئية التي تتضمن أكثر من نواة واحدة تُستخدم لنقل إشارات الاتصالات الضوئية، كما تشتمل الألياف الضوئية متعددة النواة على نواة مركزية ومجموعة من نوى الأقمار الصناعية.

قد يكون للنواة المركزية نفس قطر نوى القمر الصناعي أو قد يكون لها قطر مختلف ويحيط الكسوة بالنواة المركزية والنواة الدائرية، والكسوة لها معامل انكسار أقل من اللب المركزي وطبقة عازلة تحمي النوى والكسوة من الرطوبة أو التلف المادي، ونظراً لأنّ الألياف الضوئية متعددة النواة لها عدد كبير من النوى يعمل كل منها كوسيط إرسال منفصل.

في النهاية، يحتاج تصميم وتخطيط الكابلات وخبرة البناء إلى الاستمرار في استكشاف وتجميع المزيد من التحسين في برنامج بناء كابلات الألياف الضوئية، ويتم القضاء على العيوب عن طريق تشغيل كابلات الألياف الضوئية بعد تخطيطها.