كيفية الاستفادة بشكل أفضل من الألياف الضوئية

أنظمة الألياف الضوئية
لفهم كيفية الاستفادة بشكل أفضل من الألياف البصرية وتعظيم خصائصها، من الضروري فهم خصائصها وأسباب فقدان الإرسال وحلولها.

تُعد خصائص فقدان الإرسال في الألياف الضوئية من أهم العوامل التي تحدد مسافة الإرسال واستقراره وموثوقيته. الشبكة الضوئيةتتعدد أسباب فقدان الإرسال في الألياف الضوئية. عند إنشاء وصيانة شبكات اتصالات الألياف الضوئية، تُعدّ أسباب فقدان الإرسال أثناء استخدام الألياف وكيفية تقليل هذه الخسائر من أهم الاعتبارات. وتنقسم خسائر الإرسال الناتجة عن استخدام الألياف الضوئية إلى فئتين رئيسيتين: خسائر التوصيل (الفقدان الذاتي للألياف، وفقدان وصلات الانصهار، وفقدان الوصلات) وخسائر غير التوصيل (فقدان الانحناء والخسائر الناتجة عن عوامل إنشائية أخرى وبيئة التطبيق).

1. فقدان الإشارة أثناء التوصيل وحلوله

1.1 فقدان التوصيل

يشمل فقدان وصل الألياف بشكل رئيسي ثلاثة أنواع: الفقدان المتأصل الناتج عن عوامل الألياف الداخلية وفقدان وصلة الاندماج وفقدان الوصلة الناتج عن عوامل داخلية.

(1) فقدان الألياف المتأصل: ينجم هذا بشكل رئيسي عن أربعة عوامل: عدم الاتساق وضع الألياف قطر المجال؛ عدم تطابق قطر لب الألياف؛ عدم استدارة المقطع العرضي للّب الألياف؛ وضعف التمركز بين لب الألياف والغلاف. ومن بين هذه العوامل، يُعدّ عدم اتساق قطر مجال الوضع الأكثر تأثيرًا. (2) فقدان الانصهار: ينتج فقدان الانصهار الجوهري بشكل رئيسي عن عدم المحاذاة المحورية؛ ميلان المحور (زاوية الانحناء)؛ انفصال السطح النهائي (الفجوة)؛ عدم اكتمال السطح النهائي للألياف؛ اختلاف معامل الانكسار؛ عدم نظافة السطح النهائي للألياف؛ وعوامل أخرى مثل مستوى مهارة المشغل، وإجراءات التشغيل، ونظافة أقطاب جهاز لحام الانصهار، وإعدادات معلمات الانصهار، ونظافة بيئة العمل.

(3) فقدان الموصل: يحدث فقدان الموصل الجوهري بشكل رئيسي بسبب رداءة جودة الموصل، وضعف الاتصال، وعدم النظافة، وبعض العوامل المشابهة لفقدان الانصهار (مثل عدم المحاذاة المحورية، وفجوة الوجه النهائي، وزاوية الانحناء، واختلاف معامل الانكسار، وما إلى ذلك).

1.2 حلول لفقدان الوصلات

(1) ينبغي اختيار ألياف بصرية عالية الجودة ذات خصائص متسقة في التصميم الهندسي والإنشاء والصيانة. كما ينبغي استخدام ألياف عارية عالية الجودة من علامات تجارية معروفة ومن نفس الدفعة على خط واحد قدر الإمكان لضمان تطابق خصائص الألياف بأكبر قدر ممكن، مما يقلل من تأثير قطر مجال النمط على فقدان اندماج الألياف. (2) كابل الألياف الضوئية يجب أن يتم التركيب بدقة وفقًا للوائح والمتطلبات.

عند تجهيز بكرات الكابلات، حاول استخدام بكرات كاملة (كل بكرة ≥ 500 متر) لتقليل عدد الوصلات. أثناء التمديد، التزم بدقة برقم البكرة وتسلسل النهاية لتقليل الفاقد.

(3) اختيار أفراد ذوي خبرة وتدريب جيد في مجال التوصيل والاختبار.

يؤثر مستوى مهارة فنيي التوصيل بشكل مباشر على فقد الإشارة أثناء التوصيل. يجب على فنيي التوصيل اتباع عملية توصيل الألياف الضوئية بالانصهار بدقة، والتحكم بدقة في فقد الإشارة عند الوصلة، ومراقبة عملية التوصيل باستمرار باستخدام مقياس انعكاس المجال الزمني البصري (OTDR) (فقد الإشارة ≤ 0.08 ديسيبل/وصلة). يجب إعادة لف أي وصلات لا تستوفي المتطلبات. عند استخدام مقياس OTDR، يجب قياس فقد الإشارة عند الوصلة من اتجاهين، وحساب متوسط ​​هاتين النتيجتين لتجنب الخطأ البشري الناتج عن قياسات OTDR أحادية الاتجاه. (4) التأكد من أن بيئة التوصيل تستوفي المتطلبات.

يُمنع منعاً باتاً التشغيل في الهواء الطلق في البيئات المتربة والرطبة. يجب الحفاظ على نظافة نقاط التوصيل والأدوات والمواد. يجب عدم السماح لموصلات الألياف الضوئية بالتعرض للرطوبة. كابل الألياف الضوئية يجب أن يكون المنتج المراد تقطيعه نظيفًا وخاليًا من الملوثات. بعد التقطيع، كابل الألياف الضوئية يجب عدم تعريضها للهواء لفترات طويلة، خاصة في البيئات المتربة والرطبة. إذا كانت درجة الحرارة المحيطة منخفضة للغاية، فيجب اتخاذ تدابير التدفئة اللازمة.

(5) تحضير سطح نهائي مثالي للألياف البصرية

يُعدّ تحضير طرف الألياف الضوئية الخطوة الأكثر أهمية في عملية وصل الألياف الضوئية. وتُعتبر جودة طرف الألياف الضوئية أحد أهم العوامل التي تُحدد فقد الإشارة أثناء الوصل. يجب أن يكون الطرف عالي الجودة مستويًا، وخاليًا من النتوءات والعيوب، وعموديًا على المحور. كما يجب ألا تتجاوز زاوية ميل طرف الألياف الضوئية 0.3 درجة، وأن يُشكّل سطحًا أملسًا ومستويًا كسطح المرآة، وأن يُحافظ عليه نظيفًا لتجنب تلوثه بالغبار. ينبغي اختيار قاطع ألياف عالي الجودة واستخدامه بشكل صحيح لقطع الألياف. تشمل عملية التنظيف والقطع والوصل... ألياف خام يجب أن تكون متصلة بإحكام ولا تتباعد كثيراً. تعامل مع الألياف الضوئية برفق لتجنب تلف أطرافها نتيجة احتكاكها بأجسام أخرى.

(6) الاستخدام الصحيح لجهاز لحام الألياف الضوئية

يُعد الاستخدام الصحيح لجهاز لحام الألياف الضوئية ضمانًا حاسمًا وحلقة وصل رئيسية في تقليل فقدان وصلات الألياف الضوئية.

① اتبع بدقة تعليمات التشغيل وإجراءات جهاز لحام الألياف الضوئية لتشغيله بشكل صحيح.

٢- ضع الألياف الضوئية بشكل صحيح. عند وضع الألياف في أخدود V الخاص بجهاز لحام الألياف، تعامل معها برفق. وذلك لأنه بالنسبة للألياف أحادية النمط ذات قطر النواة ١٠ نانومتر، إذا كان مطلوبًا فقد في اللحام أقل من ٠.١ ديسيبل، فيجب أن يكون الإزاحة القطرية لمحور الألياف أقل من ٠.٨ نانومتر.

③ اضبط معلمات الاندماج (تيار التفريغ المسبق، والوقت، وتيار التفريغ الرئيسي، ووقت التفريغ الرئيسي، وما إلى ذلك) بشكل صحيح ومعقول وفقًا لنوع الألياف.

④ أزل الغبار من جهاز لحام الألياف الضوئية فورًا أثناء الاستخدام وبعده (خاصةً الغبار وشظايا الألياف في المشابك والمرايا والأخدود على شكل حرف V). ⑤ يبلغ العمر الافتراضي لقطب لحام الألياف الضوئية حوالي 2000 دورة. بعد الاستخدام المطول، يتأكسد القطب، مما يؤدي إلى زيادة تيار التفريغ وفقدان اللحام. في هذه الحالة، يمكن إزالة القطب ومسحه برفق بقطعة قطن طبية ماصة مبللة بالكحول، ثم إعادة تركيبه على جهاز اللحام لتنظيفه من تيار التفريغ. إذا ظل تيار التفريغ مرتفعًا بعد عدة عمليات تنظيف، فيجب استبدال القطب.

(7) استخدم موصلات متحركة عالية الجودة ومؤهلة كلما أمكن ذلك، مع ضمان توافق أداء الموصل مع اللوائح ذات الصلة. يجب التحكم في فقد الإدخال للموصل المتحرك بحيث لا يتجاوز 0.3 ديسيبل/موصل (أو أقل من ذلك)، ويجب ألا يتجاوز الفقد الإضافي 0.2 ديسيبل/موصل.

(8) يجب توصيل الموصلات المتحركة بشكل صحيح وربطها بإحكام لمنع تسرب الضوء.

(9) تأكد من أن الموصل المتحرك نظيف.

أثناء أعمال الإنشاء والصيانة، احرص على تنظيف القابس والمحول (الحافة) وتأكد من نظافة غرفة الآلات وبيئة المعدات. تجنب تراكم الأوساخ والغبار على القابس والمحول (الحافة) لتقليل فقد الطاقة الناتج عن التشتت.