يُعد ربط الألياف الضوئية طريقة أساسية لربط ألياف بصرية بشكل دائم، ونظراً لأنّه يتم وضع الألياف الضوئية لمسافات طويلة والتي قد تصل إلى مئات الكيلومترات، فلا يمكن وضع خط واحد لمثل هذا مع المسافة ومن ثم يصبح من الضروري توصيل كابلين في نقاط معينة لزيادة امتداد الكابل.

 

ما هو ربط الألياف الضوئية؟

 

ربط الألياف الضوئية: هو طريقة لربط ألياف ضوئية بشكل دائم، وتصبح هذه العملية مهمة عندما يتم مد كابلات الألياف الضوئية لمسافات طويلة، ونظراً لأنّه لا يمكن الذهاب إلى الخط الطويل الفردي يتم بشكل عام ربط المزيد من كابلات الألياف الضوئية معاً من المصدر إلى الوجهة.

 

كما يتم أخذ الكثير من العناية في ربط الكابلات الليفية، وأنّه أثناء ربط الكابلات لا ينبغي أن يصل أي انقطاع في إرسال البيانات وستفقد الكابلات وظائفها ولن تكون ذات فائدة، ونظراً لأنّ نقل البيانات عبر الألياف الضوئية يتم بتردد عالٍ جداً في حين يجب ملاحظة ربط الكابلات للحفاظ على طيف التردد، وإلّا فقد يتسبب ذلك في فقدان الفعالية في نقل البيانات، كما يتم تصميم آلات خاصة للربط البصري.

 

المتطلبات الأساسية لربط الألياف الضوئية:

 

يجب أن يعمل ربط الألياف الضوئية إلى الحد الأدنى من الخسارة، كما أنّه أثناء ربط كابلات ليفية يجب أن يكون الخسارة في الاستمرارية عند الحد الأدنى، حيث يجب تجنب فقدان البيانات تماماً ويمكن تعويض الخسارة في مادة الكابل في الحساب الكلي.

 

1- سهولة التركيب:

 

يجب أن يكون التثبيت سهلاً، ويتم تدريب الأشخاص في هذا الجانب والتأكد من أنّه بعد التثبيت لا يتسبب في أي فقد للبيانات.

 

2- توهين منخفض:

 

لا ينبغي أن يسبب أي انخفاض في قوة الإشارة أو التردد، كما يجب أن تكون عملية الربط فعالة بدرجة كافية للحفاظ على توهين الإشارات المرسلة، ويؤدي ضعف قوة الإشارة إلى فقدان البيانات وضعف تعديل طرف الاستقبال، كما لا يمكن الحفاظ على المخففات في كل نقطة في امتداد طول الألياف الضوئية لتجنب نقل البيانات.

 

3- قوي ميكانيكياً:

 

يجب أن يكون تشبيك الكابلات قوياً ميكانيكياً، حيث في معظم الحالات يتم نقل الألياف لمسافات طويلة من أجل التمدد المادي، وفي مثل هذه السيناريوهات يجب ألّا تكون الكابلات هشة، وفي كل عملية نقل فإنّ أكثر النقاط ضعفاً هي مفاصل الربط، ومن ثم يتم التأكد من أنّ المفاصل قوية ميكانيكياً.

 

4- وزن أقل:

 

يجب ألّا يتسبب عامل الربط في زيادة الوزن إلى الكابل الكلي، لذلك يجب أن يكون الربط خفيف الوزن.

 

تقنيات الربط للألياف الضوئية:

 

1- الربط بالانصهار:

 

يتم ربط الألياف الضوئية بين قطبين كهربائيين، والمعدات الرئيسية المستخدمة لهذا الترتيب هي الألياف الضوئية ومشبك تثبيت وطلاء أولي تم تجريده مرة أخرى لإظهار الكسوة وكتل التركيب، وكما تم استخدام أداة على شكل حرف “V” بدلاً من كتل التركيب.

 

الغرض الرئيسي من الكتل المتصاعدة هو تثبيت الكابل أثناء الربط، كما يتم التأكد من أنّ الألياف مثبتة بسهولة في كتلة التركيب، حيث يتم وضع قطبين كهربائيين في الجزء العلوي والسفلي من الألياف وتتمثل الوظيفة الرئيسية للأقطاب الكهربائية في توفير الحرارة على سطح الكابل.

 

نظراً لتزويد الأقطاب الكهربائية بالحرارة يجب توفير الإمداد الكهربائي للأقطاب الكهربائية، كما إنّهم متحمسون بجهد مصدر التيار المستمر لتوليد الحرارة، وبسبب الحرارة المتولدة يتم تقطيع الألياف في المفصل.

 

النقاط المهمة الأخرى التي يجب ملاحظتها في الربط الانصهار هي أنّ طرفي الكابل يتم تنظيفهما وصقلهما في البداية وهذا يجعل عملية التتبيل سهلة، كما يتم وضع كابلات الألياف الضوئية على كتل التركيب ويجب التأكد من أنّ الألياف يجب أن يتم تثبيتها بقوة أثناء عملية الربط.

 

وإلّا لن يحدث التوزيع المنتظم للحرارة وسيتم تقطيع الألياف بشكل غير صحيح، كما قد يتسبب أيضاً في فقدان البيانات والتوهين، وتُستخدم المشابك لتثبيت الكابل بإحكام أثناء عملية الاندماج وتلك تسمى عقد المشابك، وفي بعض الحالات يتم استخدام مشابك التثبيت لإصلاحها في تركيبات الأدوات ثم يتم تطبيق الحرارة من الأقطاب الكهربائية على سطح الكابل لتوصيله.

 

1- مزايا الربط بالانصهار:

 

  • يعطي توهين منخفض، حيث بسبب التقنية الأولية أي الحرارة المستخدمة لربط الألياف يكون التوهين الناتج منخفضاً جداً، ونتيجةً لهذا فإنّ فقدان البيانات في الكابلات منخفض جداً أيضاً وهذا يحسن الكفاءة الكلية للنظام.

 

  • تعمل هذه الطريقة على تحسين الجودة الشاملة للمفصل، حيث يتم الحكم على الجودة من حيث كفاءة نقل البيانات وعامل التوهين.

 

  • يتسبب الانصهار أيضاً في صغر حجم اللصق، وهذا يزيد من القوة الميكانيكية الكلية للألياف وفي الواقع يقلل من الوزن وهي الخصائص المرغوبة للربط.

 

  • هذه الطريقة فعالة من حيث التكلفة وسهلة التركيب.

 

2- عيوب الربط بالانصهار:

 

  • أحد أكبر عيوب الربط بالانصهار “Fusion bonding” هو أنّ الحرارة قد تجعل الألياف الضوئية ضعيفة، وللتخلص من هذا العامل يتم التأكد من توزيع الحرارة بشكل موحد على سطح الكابل كما سيؤدي ذلك إلى تجنب إضعاف الكابل.

 

  • عيب آخر للربط الانصهار هو بعد عملية الربط، حيث قد تنخفض قوة الشد للألياف ويتم التغلب على هذا أيضاً من خلال التوزيع المنتظم للحرارة.

 

ثانياً: الربط الميكانيكي:

 

الربط الميكانيكي: هي طريقة الربط التي يتم فيها محاذاة الألياف ثم يتم تثبيتها في موضعها باستخدام أجهزة تحديد المواقع المختلفة، حيث في الأساس يتم ربط ألياف الضوئية من خلال محاذاة الكابلات أولاً ثم قفلها.

 

أنواع الربط الميكانيكي:

 

1- لصق الأنبوب الدقيق:

 

في هذه العملية يتم إدخال كابلين من الألياف في الأنبوب الدقيق وقفلهما، وقبل ذلك يجب تنظيف أطراف الألياف، ويحتوي اللصق على مركب له نفس معامل الانكسار مثل الألياف، لذلك يتم إدخال الليفين في الأنبوب ويتم تجعيد الغلاف الخارجي بسبب التموج والألياف ثابتة بالداخل.

 

2- لصق الأنبوب الفضفاض:

 

في هذه الطريقة يتم استخدام أنبوب مستطيل للربط، كما يتم استخدام مادة لاصقة لربط كابل الألياف وفي هذه العملية أيضاً يجب تلميع الأطراف قبل الربط، حيث سيكون للمادة اللاصقة نفس معامل الانكسار مثل الألياف.

 

3- طريقة “V Groove Splice”:

 

طريقة “V Groove Splice”: يُعرف أيضاً باسم لصق الأخدود السطحي، ولهذه العملية يتم أخذ معدن ذو أخدود على شكل حرف “V” ويتم أخذ أبعاد الأخدود بحيث يتم تثبيت الألياف بسهولة في الأخدود وبعد وضع الألياف يتم وضع مادة الإيبوكسي اللاصقة على أخدود “V” بحيث يتم ربط الألياف، وبعد وضع المادة اللاصقة ويتم لف أو محاذاة صفيحة معدنية على الأخرى بمساعدة أخدود ويتم ربط الألياف.

 

4- لصق البلاستيك:

 

لصق البلاستيك: هذه نسخة أخرى من لصق “V groove”، ويتم استخدام مادتين من اللدائن المرنة التي توفر ضغطًا على الألياف المحاذاة في الأخدود “V”.

 

5- لصق دبوس الدقة:

 

في لصق دبوس دقيق يتم استخدام أنبوب الانكماش الحراري لتثبيت ثلاثة دبابيس فولاذية معاً، كما يتم إدخال دبابيس الألياف في الفتحة بين المسامير الثلاثة، وباستخدام الايبوكسي المطابق للفهرس يتم الربط، ويتم تثبيت المسامير الثلاثة الفولاذية معاً باستخدام أنبوب الانكماش الحراري.

 

6- طريقة الدبابيس الأسطوانية:

 

في هذه العملية يتم استخدام دبابيس أسطوانية لتوجيه محاذاة الألياف الضوئية، باستخدام تقنية الزنبرك يتم ضغط الألياف في الأخدود، كما يستخدم راتنجات الايبوكسي للربط ويوفر الربيع دعامة للألياف بين المسامير الأسطوانية.