بنية الكبلات الضوئية وأنواعها
الليف ينقل الضوء؛ والكبل ينقل الليف عبر المجاري والتربة والهواء والمباني وصواني مراكز البيانات دون أن يجعله يشعر بالشد أو الماء أو القوارض أو النار. الكبل مجموعة من الطبقات، كل طبقة تحل مشكلة واحدة، وتختلف التصاميم في طريقة الجمع بين هذه الطبقات. تصف هذه الصفحة الطبقات، وعائلات الكبلات الرئيسية وأين تُستخدم كل منها، وتصنيفات مقاومة الحريق التي تحكم الكبل الداخلي، ورموز ألوان الألياف والأنابيب المستخدمة لتمييز الألياف، وكيفية قراءة صحيفة بيانات الكبل بحيث يتوافق الكبل والمسار وميزانية الوصلة.
الطبقات
| الطبقة | ما هي | ماذا تفعل |
|---|
| الليف المطلي | زجاج بقطر 125 µm مع طلاء أكريلاتي مزدوج حتى 250 أو 200 µm، ملوّن | المسار الضوئي (كيف يُصنع الليف) |
| الطبقة الواقية (Buffer) | الأنبوب الفضفاض (loose tube) — 12 أو 24 ليفًا تطفو في أنبوب بلاستيكي 2–3 mm مع هلام أو خيوط جافة مانعة للماء؛ الطبقة الملاصقة (tight buffer) — طبقة بلاستيكية 900 µm على كل ليف | الأنبوب الفضفاض يفصل الليف عن شد الكبل ودرجة حرارته (طول ليف زائد 0.1–0.5 %)؛ الطبقة الملاصقة تجعل الألياف قابلة للمناولة داخليًا |
| الشريط (Ribbon) | 4–24 ليفًا مرتبطة جنبًا إلى جنب في مصفوفة؛ الأشرطة القابلة للف مرتبطة بشكل متقطع | اللحام بالانصهار الجماعي، كثافة قصوى |
| عنصر التقوية المركزي | قضيب من ألياف زجاجية (FRP/GRP) أو سلك فولاذي | مقاومة الانبعاج، يتحمل الانضغاط وجزءًا من الشد |
| التجديل | الأنابيب والحشوات مجدولة حول القلب، عادة بنمط SZ المتعاكس | الوصول في منتصف الامتداد إلى أي أنبوب دون قطع البقية |
| عناصر التقوية المحيطية | خيوط أراميد، خيوط ألياف زجاجية، أسلاك فولاذية | تتحمل شد التركيب بحيث لا يتحمله الليف |
| منع تسرب الماء | هلام نفطي في الأنابيب والقلب، أو خيوط وأشرطة جافة فائقة الامتصاص | يمنع انتقال الماء على طول الكبل وتجمّده على الألياف |
| الدرع (Armour) | شريط فولاذي مموّج، درع من أسلاك فولاذية، أو خيوط ألياف زجاجية عازلة | السحق، القوارض، الدفن المباشر؛ الدرع العازل حيث يستبعد الصواعق أو الجهد المستحث استخدام المعدن |
| الغلاف (Jacket) | بولي إيثيلين (HDPE/MDPE) في الخارج، LSZH أو PVC في الداخل، بولي يوريثان أو نايلون للبيئات الخاصة | حماية ميكانيكية ومن الأشعة فوق البنفسجية والمواد الكيميائية؛ سلوك الحريق داخليًا |
| خيوط الشق، العلامات | خيوط نايلون تحت الغلاف؛ علامات مطبوعة للأمتار، النوع، العدد، التاريخ | الفتح دون سكين؛ التعريف وحساب الطول |
عائلات الكبلات
| العائلة | البنية | عدد الألياف | أين |
|---|
| الأنبوب الفضفاض المجدول | 6–12 أنبوبًا × 12 ليفًا مجدولة بنمط SZ حول عنصر مركزي، هلام أو جاف، غلاف واحد أو مزدوج | 12–288، حتى أكثر من 432 بأنابيب 24 ليفًا | الكبل الخارجي الافتراضي: المجاري، الدفن المباشر مع الدرع، التعليق الهوائي مع سلك حامل |
| الأنبوب المركزي (الأحادي) | أنبوب كبير واحد يضم كل الألياف، وعناصر التقوية في الغلاف | 2–96 | أعداد صغيرة، التوصيل والتوزيع، رخيص |
| الأنبوب الفضفاض الشريطي | رزم من أشرطة 12 ليفًا في أنابيب أو أنبوب مركزي | 144–1 728 | العمود الفقري للشبكات الحضرية، الربط البيني لمراكز hyperscale |
| الشريط القابل للف | أشرطة مرتبطة بشكل متقطع وملفوفة داخل أنابيب؛ ألياف 200 µm | 1 728–6 912 في 30–40 mm | الربط البيني لمراكز البيانات، المجاري الكثيفة |
| الكبل المصغّر | أنبوب فضفاض أو شريط صغير القطر بألياف 200 µm وغلاف رقيق | 12–288 في 4–10 mm، و432 في نحو 12 mm | يُنفخ داخل المجاري الصغيرة (5/3.5 إلى 16/12 mm)؛ يملأ 55–80 % من تجويف المجرى (التركيب) |
| التوزيع بالطبقة الملاصقة | ألياف 900 µm مع أراميد تحت غلاف LSZH واحد | 2–144 | العمود الفقري الداخلي، المصاعد الرأسية، لوحات التوصيل؛ يحتاج أطقم تفريع أو أذيال وصل |
| التفريع (Breakout) | كل ليف في كبل فرعي خاص به بقطر 2–3 mm | 2–24 | التوصيل المباشر بالموصلات، البيئات الداخلية القاسية، المسارات القصيرة |
| داخلي/خارجي | أنبوب فضفاض بغلاف LSZH وقلب جاف | 12–144 | كبل واحد من غرفة التفتيش إلى الرف دون لحام انتقالي |
| ADSS (ذاتي الحمل كلي العزل) | قلب أنبوب فضفاض، خيوط أراميد بمقاس يلائم الامتداد، غلاف مقاوم للتفريغ السطحي قرب الجهد العالي | 12–144 | ممرات خطوط الكهرباء؛ امتدادات 50–1 500 m؛ بلا أي معدن |
| OPGW (سلك التأريض الضوئي) | ألياف داخل أنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ ضمن خيوط فولاذية مكسوة بالألومنيوم | 12–144 | يحل محل سلك حماية الصواعق في خط الجهد العالي؛ العمود الفقري لشركات المرافق |
| الشكل الثماني (Figure-8) | كبل مصبوب مع سلك حامل فولاذي | 12–144 | نشر هوائي سريع على الأعمدة |
| كبل توصيل FTTH | مسطح 2 × 5 mm بقضيبَي FRP، أو دائري 3–5 mm؛ ألياف G.657 | 1–4 (12) | من العمود أو المجرى إلى المنزل؛ توصيل داخلي 2–3 mm؛ نوع «غير مرئي» 0.9 mm داخل الشقق |
| الكبل البحري | وحدة ألياف بأنبوب فولاذي، قبو أسلاك فولاذية، موصل نحاسي للطاقة، عزل بولي إيثيلين؛ مدرّع قرب الشاطئ | 4–24 زوجًا من الألياف | الأنظمة العابرة للقارات والساحلية |
| الهجين / المركّب | ألياف مع نحاس للطاقة أو كبل متحد المحور | أي عدد | رؤوس الراديو البعيدة، الكاميرات، موسّعات PoE |
| التكتيكي / القابل للنشر | بولي يوريثان معزّز، 2–12 ليفًا، موصلات بحزمة موسّعة أو LC معزّزة | 2–12 | البث، الاستخدام العسكري، الفعاليات المؤقتة |
| الكبل الجذعي المُنهى مسبقًا | 12–144 ليفًا منتهية بموصلات MPO/MTP مع مقابض سحب، مُختبرة في المصنع | 12–144 (حزم حتى 3 456) | مراكز البيانات — التركيب خلال ساعات، دون لحام ميداني (طوبولوجيات شبكة الألياف) |
تصنيفات مقاومة الحريق الداخلية
| النظام | التصنيفات | المعنى |
|---|
| الولايات المتحدة / NEC | OFNP (فراغ التهوية plenum، NFPA 262)، OFNR (المصعد الرأسي riser، UL 1666)، OFNG/OFN (عام، UL 1685)؛ OFC عندما يكون موصّلًا (معدن بالداخل) | أين يمكن للكبل أن يمر: مساحات مناولة الهواء، الفتحات الرأسية، الاستخدام العام |
| IEC / LSZH | IEC 60332-1-2 (لهب كبل مفرد)، 60332-3 (كبلات مجمّعة)، 61034 (كثافة الدخان)، 60754 (غاز الهالوجين الحمضي) | دخان منخفض، بلا هالوجين — الغلاف الداخلي الافتراضي خارج أمريكا الشمالية |
| الاتحاد الأوروبي / CPR (EN 50575) | الفئات الأوروبية Aca، B1ca، B2ca، Cca، Dca، Eca، Fca إضافة إلى دخان s1–s3، قطرات d0–d2، حموضة a1–a3 | إقرار إلزامي للكبل المُركَّب بشكل دائم منذ 2017؛ المتطلبات النمطية Cca-s1b,d1,a1 أو Dca |
| روسيا / الاتحاد الاقتصادي الأوراسي | رموز GOST 31565-2012: нг(A)، нг(A)-LS (دخان منخفض)، нг(A)-HF (بلا هالوجين ≈ LSZH)، нг(A)-FRLS / FRHF (مقاوم للحريق)، LTx (سمّية منخفضة) | أي نوع مسموح في أي فئة مبنى |
أغلفة البولي إيثيلين الخارجية قابلة للاشتعال ويجب أن تتوقف عند مدخل المبنى (عادة خلال 15 m أو عند أول نقطة لحام) ما لم يكن الكبل مصنّفًا مزدوجًا داخلي/خارجي.
رموز ألوان الألياف والأنابيب
| الموضع | لون TIA-598-C / IEC 60304 | الموضع | اللون |
|---|
| 1 | أزرق | 7 | أحمر |
| 2 | برتقالي | 8 | أسود |
| 3 | أخضر | 9 | أصفر |
| 4 | بني | 10 | بنفسجي |
| 5 | رمادي داكن (slate) | 11 | وردي (rose) |
| 6 | أبيض | 12 | فيروزي |
الألياف من 13 إلى 24 في أنبوب 24 ليفًا تكرر التسلسل مع خط تعقّب أسود (خط تعقّب أصفر على الليف الأسود). تتبع الأنابيب التسلسل نفسه؛ الحشوات طبيعية اللون أو رمادية. رقم الليف في الكبل = (رقم الأنبوب − 1) × 12 + موضع الليف. توجد مخططات أخرى — تسلسل DIN VDE 0888 الألماني (أحمر، أخضر، أزرق، أصفر، أبيض، رمادي، بني، بنفسجي، فيروزي، أسود، برتقالي، وردي) ومجموعات خاصة بالمُصنِّع بألياف غير ملوّنة في الكبلات الروسية والآسيوية — لذا يجب أن تذكر خطة اللحام أي مخطط يستخدمه الكبل (التوثيق ووضع العلامات).
ألوان الغلاف: أصفر لأحادي النمط، برتقالي لـOM1/OM2، فيروزي لـOM3/OM4، ليموني لـOM5، أسود للاستخدام الخارجي (أي نوع ليف)؛ الألوان الداخلية أعراف وليست معايير (العلامات ورموز الألوان).
قراءة صحيفة بيانات الكبل
| المعامل | القيم النمطية (أنبوب فضفاض خارجي) | لماذا هو مهم |
|---|
| نوع الليف وعدده | G.652.D / G.657.A1، 12–288؛ OM4 للاستخدام الداخلي | ميزانية الوصلة وخطة الموصلات (أنواع الألياف) |
| التوهين داخل الكبل | ≤ 0.36 dB/km عند 1310، ≤ 0.22 dB/km عند 1550 (كحد أقصى)؛ صمّم بهذه القيم لا بقيم الليف العاري | الليف داخل الكبل عند −40 °C ليس الليف نفسه على البكرة (ميزانية الوصلة) |
| قوة الشد | أثناء التركيب 1 500–2 700 N (ADSS من 10 إلى 30 kN حسب الامتداد)؛ طويلة المدى 600–1 000 N | حدود السحب والنفخ؛ يبقى انفعال الليف دون 0.2 % على المدى الطويل (الموثوقية والتقادم) |
| مقاومة السحق | 1 000–3 000 N لكل 100 mm (IEC 60794-1-21 E3) | الدفن المباشر، الصواني، المشابك |
| الصدم، الالتواء، الانحناء المتكرر | يجتاز وفق IEC 60794-1-2 | المناولة في الموقع |
| نصف قطر الانحناء الأدنى | 20 × القطر الخارجي تحت الشد، 10 × القطر الخارجي بعد التركيب (15 × / 10 × لبعض الأنواع) | انحناءات المجرى، مدخل العلبة، زوايا الصواني |
| درجة الحرارة | التركيب −10 … +50 °C؛ التشغيل −40 … +70 °C (متغيرات −60 °C للمناخات الشمالية)؛ التخزين −40 … +70 °C | التركيب في البرد يشقق الأغلفة؛ التشغيل في البرد يضيف فقد الانحناء الدقيق |
| تسرب الماء | ضغط عمود 1 m، لمدة 24 h، بلا تسرب على مسافة 3 m (IEC 60794-1-22 F5) | لا تزال العلب تحتاج إلى إحكام الغلق — الكبل يمنع التدفق الطولي فقط |
| القطر والوزن | 8–20 mm، 60–300 kg/km | امتلاء المجرى، أحجام البكرات، أحمال الأعمدة |
| الدرع والغلاف | CST، SWA، عازل؛ HDPE، LSZH، نايلون مضاد للنمل الأبيض | البيئة (التركيب) |
| تصنيف مقاومة الحريق | انظر أعلاه | المسار الداخلي |
| طول البكرة | 2–6 km نمطيًا، حتى 12 km للكبلات المصغّرة | عدد نقاط اللحام على المسار |
| المعايير | IEC 60794-3 (خارجي)، 60794-2 (داخلي)، 60794-4 (هوائي بمحاذاة خطوط الكهرباء)، 60794-5 (مجرى مصغّر)؛ Telcordia GR-20؛ GOST R 52266 في روسيا | ما يُكتب في كراسة المناقصة (خريطة المعايير) |
اختيار الكبل
| الحالة | اختر | تجنّب |
|---|
| مجرى، مسار طويل، نمو متوقع | أنبوب فضفاض مجدول 144–288، أو مجارٍ مصغّرة بكبلات مصغّرة منفوخة | كبل داخلي بطبقة ملاصقة في الخارج |
| الدفن المباشر | أنبوب فضفاض مدرّع (CST أو عازل)، غلاف مزدوج | كبل غير مدرّع في مناطق القوارض |
| بمحاذاة خطوط الجهد العالي أو عليها | ADSS بمقاس يلائم الامتداد والمجال الكهربائي، أو OPGW في موضع سلك الحماية | أي كبل معدني قرب الجهد العالي |
| الأعمدة، النشر السريع | الشكل الثماني أو ADSS بامتدادات قصيرة | ربط كبل داخلي بسلك حامل |
| من مدخل المبنى إلى الرف | أنبوب فضفاض جاف داخلي/خارجي بغلاف LSZH | كبل PE خارجي يمتد 50 m داخل مبنى |
| المصعد الرأسي والمسار الأفقي الداخلي | توزيع بطبقة ملاصقة LSZH/OFNR، بتصنيف plenum حيث يلزم | كبل مملوء بالهلام بشكل عمودي (الهلام ينزلق) |
| مركز البيانات بين الصفوف | كبلات جذعية MPO منتهية مسبقًا، شريط قابل للف بعدد عالٍ بين القاعات | لحام مئات الألياف ميدانيًا |
| آخر 50 m في FTTH | توصيل مسطح أو دائري بألياف G.657.A2/B3 | G.652 في انحناءات داخلية حادة |
| الاستخدام المؤقت القاسي | بولي يوريثان تكتيكي بموصلات معزّزة | كبلات توصيل عادية في الخارج |
في CodingBox
لا شيء في ذاكرة الوحدة يصف الكبل، لكن حقلين من حقولها يتفاعلان مع اختيار الكبل: تصنيفات طول الليف تفترض التوهين داخل كبل قياسي، وكود الموصل يجب أن يطابق طريقة إنهاء الكبل الجذعي — MPO للضوئيات المتوازية، LC للازدواج. يعرض CodingBox كليهما بحيث يُطلب الكبل واللوحة والوحدة كمنظومة واحدة (Check transceiver، كبلات التفريع وMPO).