خصائص الألياف: CD وPMD والتوهين الطيفي وORL والتأخير
اختبار الفقد يخبرك إن كان الليف يمرِّر الضوء. لكنه لا يخبرك إن كان الليف قادرًا على حمل 10G عبر 80 km، أو أربعين قناة DWDM، أو إشارة 400ZR — فهذه الأسئلة تتوقف على التشتت اللوني، وتشتت نمط الاستقطاب، والتوهين عبر النطاق كله، والانعكاسات، وأحيانًا الكمون. قياس هذه العوامل هو توصيف الألياف. تبيّن هذه الصفحة متى يلزم التوصيف، وأي اختبار يجيب عن أي سؤال، وكيف يُجرى كل قياس، وما يجب أن تكون عليه الأرقام لكل خدمة، وما تكشفه النتائج عن ليف قديم أو مجهول قبل إنفاق المال على وحدات الإرسال والاستقبال.
متى يلزم التوصيف
| الحالة | اختبارات إضافية إلى جانب اختبار الفقد القياسي وOTDR |
|---|---|
| مسار جديد، ≤ 10G، ≤ 40 km، G.652.D حديث | لا شيء — يكفي فقد المستوى 1 عند 1310/1550 nm وOTDR ثنائي الاتجاه (الاختبار والقياس) |
| 10G عبر 60–80 km، 10G DWDM بكشف مباشر | التشتت اللوني (الحد 1 000–1 600 ps/nm)، وORL |
| 40G القديم NRZ أو DPSK بكشف مباشر | PMD (حساس جدًا)، وCD مع تخطيط للتعويض |
| 100G+ المتماسك، 400ZR/ZR+ | الفقد وORL؛ وCD لتحديد نوع الليف (G.653/G.655 تغيّر خطة اللاخطية)؛ وPMD للتأكد من أنه ضمن نافذة DSP؛ والتوهين الطيفي لتسطح نطاق C؛ والكمون إن طلبته الخدمة |
| استئجار ليف معتم أو قبول زوج مستأجر | المجموعة الكاملة، بالاتجاهين، بثلاثة أطوال موجية، إضافة إلى تحديد نوع الليف وخريطة الانعكاسية وصور الوجه الطرفي — جواز سفر الليف |
| ليف قديم (رُكِّب قبل عام 2000) قبل الترقية | PMD أولًا (يمكن أن يكون العائق القاتل)، وCD لتحديد النوع، والتوهين الطيفي لذروة الماء والهيدروجين (الموثوقية والتقادم) |
| CWDM على كل القنوات الـ 18 | التوهين الطيفي 1 270–1 610 nm — ذروة الماء عند 1383 nm تحدّد مصير ثلاث قنوات |
| تراكبات PON (1490/1577/1625 nm) | التوهين عند هذه الأطوال الموجية، وORL ≥ 32 dB (الانعكاسات وفقد الانعكاس) |
| Fronthaul، مزامنة التوقيت | الكمون وعدم تناظر الطول بين ليفي الزوج — تعتمد عليه دقة PTP |
الاختبارات
| الاختبار | الطريقة | النتيجة | الجهاز النموذجي |
|---|---|---|---|
| التوهين الطيفي | مصدر واسع النطاق ومحلل طيف ضوئي، أو ليزر قابل للضبط بالمسح مع مقياس قدرة، أو OTDR متعدد الأطوال الموجية (1310/1383/1490/1550/1625/1650 nm) | dB/km مقابل الطول الموجي عبر 1 260–1 650 nm؛ ذروة الماء عند 1383 nm، والهيدروجين، وفقد الانحناء المرتفع نحو 1 625 nm، وتسطح نطاق C | محلل طيف ضوئي (OSA) مع مصدر، أو OTDR توصيفي |
| التشتت اللوني (CD) | إزاحة الطور أو إزاحة الطور التفاضلية (IEC 60793-1-42)، أو طريقة الأطوال الموجية الأربعة القائمة على OTDR بمطابقة منحنى التشتت | D(λ) بوحدة ps/(nm·km)، والطول الموجي للتشتت الصفري λ₀، والميل S₀، والتشتت الكلي للوصلة بوحدة ps/nm (التشتت وعرض النطاق) | محلل CD أو وحدة OTDR مع مصدر بعيد |
| تشتت نمط الاستقطاب (PMD) | تداخلي (TINTY/GINTY)، أو مسح الطول الموجي بمحلل ثابت، أو مصفوفة جونز؛ وP-OTDR الموزَّع لتحديد القطعة السيئة | PMD الكلي بوحدة ps (متوسط DGD) والمعامل بوحدة ps/√km؛ كمية إحصائية — كرّرها ودوِّن الحرارة | محلل PMD مع مصدر واسع النطاق مستقطَب عند الطرف البعيد |
| فقد الانعكاس الضوئي والانعكاسية | OCWR أو OTDR | ORL بوحدة dB، والانعكاسية لكل حدث | مقياس ORL، OTDR |
| فقد الإدخال | مصدر ضوء ومقياس قدرة عند كل طول موجي للخدمة، بالاتجاهين (المستوى 1) | dB لكل ليف | OLTS |
| الكمون والطول | طول من OTDR، أو مقياس كمون مع حلقة رجوع عند الطرف البعيد (الرحلة ذهابًا وإيابًا ÷ 2) | µs وأمتار؛ 4.9 µs/km؛ عدم التناظر بين ليفي الزوج من فرق الطول عند المعامل الانكساري نفسه | OTDR، جهاز اختبار إيثرنت بوظيفة قياس الكمون |
| تحديد نوع الليف | من λ₀ وD(1550) في اختبار CD، وخطوات التشتت الخلفي عند اللحامات، والسجلات | G.652 / G.653 / G.655 / G.654 / G.657، وحقبة التصنيع (أنواع الألياف) | محلل CD مع OTDR |
| عرض النطاق النمطي متعدد الأنماط | تأخير النمط التفاضلي / عرض النطاق النمطي الفعّال على عينة | تأكيد فئة OM | المختبر؛ نادرًا في الميدان |
الحدود لكل خدمة
أرقام نموذجية؛ والقيم الدقيقة تُؤخذ من وحدة الإرسال والاستقبال أو من المعيار.
| الخدمة | تحمّل التشتت اللوني | تحمّل PMD (متوسط DGD) | الفقد / ORL |
|---|---|---|---|
| 1G، 10G حتى 40 km (LR، ER) | غير مقيِّد على G.652 (40 km × 17 = 680 ps/nm، والحد ≈ 1 000–1 600) | ≤ 10 ps (10 % من مدة البت 100 ps) | الميزانية 6–15 dB؛ ORL ≥ 12 dB |
| 10G عبر 80 km (ZR) و10G DWDM بكشف مباشر | ≤ 1 600 ps/nm دون تعويض؛ 80 km × 17 = 1 360 ps/nm — هامش ضيّق | ≤ 10 ps | الميزانية 23–24 dB؛ ORL ≥ 24 dB |
| 40G القديم NRZ / DPSK | ≤ 60–100 ps/nm — يحتاج تعويض تشتت | ≤ 2.5 ps | ORL ≥ 24 dB |
| 100G المتماسك DP-QPSK | ± 50 000 ps/nm (آلاف الكيلومترات) | 25–30 ps فأكثر | مقيَّد بـ OSNR؛ ORL ≥ 24 dB (النقل المتماسك الطويل المدى) |
| 400ZR (OIF) | ± 2 400 ps/nm (≈ 120 km من G.652) | ≈ 10 ps | دون تضخيم: فقد ≤ 11 dB (≈ 40 km)؛ مع تضخيم: 120 km بـ OSNR ≥ 26 dB |
| 400ZR+، 800ZR | ± 20 000 … ± 50 000 ps/nm | متسامح | مقيَّد بـ OSNR |
| CWDM 10G، 18 قناة | كما في 10G لكل قناة | ≤ 10 ps | التوهين لكل قناة متضمنًا ذروة الماء (مضمّمات CWDM وميزانيتها) |
| GPON / XGS-PON | غير مقيِّد | غير مقيِّد | ميزانية الفئة (B+ 28، C+ 32، N1 29، N2 31، E1 33، E2 35 dB)؛ ORL ≥ 32 dB؛ الانعكاسية ≤ −35 dB |
حساب PMD: متوسط DGD = معامل PMD × √L. فليف G.652.D الحديث عند ≤ 0.1 ps/√km يعطي 1 ps عبر 100 km — لا أهمية له؛ وليف من عقد 1980 عند 1–2 ps/√km يعطي 10–20 ps عبر 100 km — وهو ما ينهي 10G NRZ على ذلك المسار ما لم يُستخدم المتماسك (الصيغ والحسابات).
قراءة النتائج: هوية الليف وعمره
| القياس | الاستنتاج |
|---|---|
| λ₀ = 1 300–1 324 nm، D(1550) = 16–18 ps/(nm·km) | G.652؛ ذروة منخفضة عند 1383 nm ← G.652.C/D، ومرتفعة ← G.652.A/B |
| D(1550) = 2–6 ps/(nm·km)، وλ₀ حول 1 450–1 520 nm | G.655 مزاح التشتت غير الصفري؛ تحقّق من الإشارة؛ يحتاج اختلاط الموجات الرباعي انتباهًا في DWDM الكثيف (التأثيرات اللاخطية) |
| D(1550) ≈ 0 | G.653 مزاح التشتت — لا DWDM في نطاق C دون تباعد قنوات غير متساوٍ أو استخدام نطاق L |
| D(1550) = 18–22 ps/(nm·km)، والتوهين ≈ 0.17 dB/km | G.654 ذو قلب سيليكا نقي |
| معامل PMD > 0.5 ps/√km | ليف من قبل نحو عام 1995؛ 10G فوق 100 km أمر محفوف بالمخاطر؛ والمتماسك مناسب |
| ذروة الماء عند 1383 nm فوق 0.5 dB/km | لا CWDM في نطاق E (قنوات 1 371–1 411 nm)؛ وكل ما عداه قابل للاستخدام |
| ميل التوهين يرتفع عن خط الأساس، وأسوأ ما يكون عند 1 383 وفوق 1 550 nm | تقادم بالهيدروجين أو الماء — قطعة يجب استبدالها |
| ارتفاع حاد في الفقد نحو 1 625–1 650 nm | انحناء كبير أو دقيق على طول المسار |
| عدم تناظر طول الزوج > 10–20 m | خطأ توقيت PTP بمقدار 50–100 ns ما لم يُعوَّض |
الإجراء والتقرير
| الخطوة | الممارسة |
|---|---|
| الإعداد | أجهزة عند الطرفين مع وحدة بعيدة أو طاقم ثانٍ؛ وكبلات مرجعية مفحوصة ومنظَّفة (فحص الوجه الطرفي وتنظيفه)؛ والليف معتم — إذ لا يمكن قياس CD وPMD عبر ليف حي |
| الظروف | دوِّن التاريخ والوقت والحرارة — فـPMD يتغيّر معها؛ واختبر كل ألياف الزوج والألياف الاحتياطية |
| الوقت | 30–60 دقيقة لكل ليف للمجموعة الكاملة مع طاقم متمرِّس |
| المخرجات | لكل ليف: الفقد عند كل الأطوال الموجية بالاتجاهين، وORL، ومنحنيات OTDR بالاتجاهين (.sor)، ومنحنى CD مع λ₀ والتشتت الكلي، وPMD، ومنحنى التوهين الطيفي، والكمون والطول، وخريطة الانعكاسية، وصور الوجه الطرفي؛ نجاح/رسوب مقابل الخدمة المستهدفة |
| التخزين | ملفات الجهاز الأصلية مع الإعدادات، لا PDF فقط (التوثيق والتوسيم) |
| المعايير | IEC 61280-4-2 (توهين وORL للوصلات أحادية النمط المُركَّبة)، IEC 61280-4-4 (PMD للوصلات المُركَّبة)، IEC 61280-4-1 (الوصلات متعددة الأنماط المُركَّبة)، IEC 60793-1-42 (CD)، TIA FOTP-175 (CD)، ISO/IEC 14763-3 وTIA-568.3-D (القبول) (خريطة المعايير) |
قائمة قبول الليف المعتم: نوع الليف مذكور ومؤكَّد بـCD؛ والفقد لكل كيلومتر عند 1310/1550/1625 ضمن العرض؛ وكل لحام ≤ 0.1 dB وكل موصل ≤ 0.5 dB بالاتجاهين؛ وORL ≥ 27 dB (≥ 32 dB لـPON)؛ وPMD ضمن حد الخدمة؛ والمنحنى الطيفي دون بصمة هيدروجين؛ والطول والكمون مسجَّلان؛ والتوثيق والإحداثيات مُسلَّمة.
في CodingBox
الوحدة المتماسكة توصِّف الليف مجانًا حالما تُضاء: إذ يقدِّم CMIS VDM تقارير عن التشتت اللوني وDGD وPDL وOSNR ومعدل تغيّر الاستقطاب كما يراها DSP. يعرض CodingBox أيّ من هذه المتغيرات تُعلن عنه الوحدة، ويقرأ صفحات DDM الخاصة بها، بحيث يمكن مقارنة تقرير تشغيل الليف مع رؤية الوحدة نفسها لتلك الوصلة — وأي تباين يشير إلى رقعة، أو موصل متسخ، أو تبديل ليف بعد المسح (مقاييس VDM وFEC، Check transceiver).