أنواع الألياف: أحادي النمط G.65x، درجات متعددة الأنماط، ألياف خاصة
«الليف أحادي النمط» عائلة لا منتجًا واحدًا: فتوصيات ITU-T من G.652 إلى G.657 تصف ألياف تختلف في التشتت والقطع وتحمّل الانحناء والفقد والمساحة الفعالة، وقد تحتوي البنية الواحدة على ثلاثة منها ملحومة معًا. وللألياف متعددة الأنماط سلّمها الخاص من الفئات، وبعد النوعين تقع الألياف الخاصة — معوِّضة التشتت، والمطعَّمة بالإربيوم، والحافظة للاستقطاب، والمجوَّفة القلب — وهذه تظهر داخل الأنظمة لا داخل المجاري. هذه الصفحة فهرس شامل: ما هو كل نوع، وأهم معاملاته، وأين يُستخدم، وماذا يحدث عند التقاء الأنواع في نقطة لحام، وكيف تتعرف على ما هو مركّب بالفعل.
الألياف أحادية النمط وفق توصيات ITU-T
| النوع | الاسم | MFD عند 1310 / 1550 nm | طول موجة التشتت الصفري λ₀ | D عند 1550 nm | التوهين 1310 / 1550 | نصف قطر الانحناء (الأدنى) | الاستخدام |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| G.652.A/B | SMF القياسي (قديم) | 8.6–9.5 / ~10.4 µm | 1300–1324 nm | ≈ 17 ps/(nm·km) | ≤ 0.5 / ≤ 0.4 (B: 0.35 / 0.22)؛ ذروة ماء عند 1383 | 30 mm | بنية ما قبل 2000؛ تجنّب نطاق E |
| G.652.C/D | SMF منخفض ذروة الماء — الخيار الافتراضي | 8.6–9.2 / ~10.4 µm | 1300–1324 nm | ≈ 17 | ≤ 0.4 / ≤ 0.3 (نموذجيًا 0.33 / 0.19)؛ 1383 ≤ 0.4 | 30 mm | من شبكات الوصول إلى 400ZR؛ نطاق CWDM كاملًا قابل للاستخدام |
| G.653 | مُزاح التشتت (DSF) | ~8 µm | ≈ 1550 nm | ≈ 0 | 0.35 / 0.22 | 30 mm | خطوط طويلة المدى أحادية القناة عند 1550 في تسعينيات القرن الماضي؛ غير مناسب لـ DWDM (اختلاط الموجات الرباعي) |
| G.654.A–E | مزاح نقطة القطع، منخفض الفقد، قلب من السيليكا النقية | ~10.5–12.5 µm | ≈ 1300 | ≈ 17–22 | — / 0.15–0.19 | 30 mm | الأنظمة البحرية (A–D)؛ وG.654.E الأرضي طويل المدى لـ 400G وما فوق (مساحة فعالة كبيرة، ولاخطية منخفضة) |
| G.655 | مُزاح التشتت غير الصفري (NZ-DSF: LEAF، TrueWave) | ~8.4–9.6 µm | خارج نطاق C | +2 … +10 (أو سالبة) | 0.35 / 0.22 | 30 mm | خطوط 10G DWDM طويلة المدى في عقد 2000؛ D الصغير يكبح FWM مع الحد من التشتت |
| G.656 | NZ-DSF عريض النطاق | ~8 µm | < 1460 | +2 … +14 عبر 1460–1625 | 0.35 / 0.22 | 30 mm | DWDM عبر نطاقات S+C+L |
| G.657.A1 / A2 | مقاوم للانحناء، متوافق مع G.652.D | 8.6–9.2 µm | كما في G.652.D | ≈ 17 | كما في G.652.D | 10 / 7.5 mm | توصيلات FTTH المنزلية، والاستخدام الداخلي، والألواح الكثيفة؛ يُلحم بـ G.652 بفقد ≤ 0.05 dB |
| G.657.B2 / B3 | مقاوم للانحناء، وليس بالضرورة متوافقًا مع G.652 | 6.3–9.5 µm | — | — | كما في G.652.D | 7.5 / 5 mm | داخل المباني، وعلب النهايات؛ احتمال عدم تطابق MFD مع G.652 (0.1–0.3 dB) |
تعريفات المعاملات الأساسية: كيف ينتقل الضوء، التشتت وعرض النطاق.
فئات الألياف متعددة الأنماط
| الفئة (ISO/IEC 11801) | IEC 60793-2-10 | TIA | القلب | EMB عند 850 nm | عرض نطاق OFL عند 850 / 1300 | التوهين عند 850 / 1300 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| OM1 | A1b | 492AAAA | 62.5 µm | — (200 MHz·km OFL) | 200 / 500 | 3.5 / 1.5 |
| OM2 | A1a.1 | 492AAAB | 50 µm | — (500 OFL) | 500 / 500 | 3.5 / 1.5 |
| OM3 | A1a.2 | 492AAAC | 50 µm | 2 000 | 1 500 / 500 | 3.0 / 1.5 |
| OM4 | A1a.3 | 492AAAD | 50 µm | 4 700 | 3 500 / 500 | 3.0 / 1.5 |
| OM5 | A1a.4 | 492AAAE | 50 µm | 4 700 (850), 2 470 (953) | 3 500 / 500 | 3.0 / 1.5 |
OM3/OM4/OM5 هي ألياف «مُحسَّنة لليزر»: يُقاس مخطط معامل انكسارها بفرق تأخر الأنماط (DMD) لضمان عرض النطاق مع VCSEL. أما OM1/OM2 فحُدِّدت من أجل LED (حقن فائض، OFL). مديات الإرسال: جداول مدى الإرسال.
الألياف الخاصة
| الليف | ما المميز فيه | أين تجده |
|---|---|---|
| معوِّض التشتت (DCF) | D ≈ −80 … −150 ps/(nm·km)، قلب صغير، فقد أعلى (0.5 dB/km) | بكرات DCM في مواقع مضخمات 10G DWDM (التشتت) |
| المطعَّم بالإربيوم (EDF) | أيونات Er³⁺ في القلب؛ كسب بين 1530 و1565 nm عند الضخ عند 980/1480 nm | داخل مضخمات EDFA (التضخيم) |
| الحافظ للاستقطاب (PM) | قضبان إجهاد (PANDA، bow-tie) تحافظ على محوري الاستقطاب | داخل وحدات الإرسال والاستقبال المتماسكة، والمجسّات، ومجمِّعات الضخ |
| الحساس للضوء | تطعيم بـ Ge/B لشبكات براغ المكتوبة بالأشعة فوق البنفسجية | مرشحات FBG، وDCM، والمجسّات |
| بمساحة فعالة كبيرة | A_eff تتراوح 110–150 µm² مقابل 80 | G.654.E للخطوط الطويلة: لاخطية أقل (التأثيرات اللاخطية) |
| المجوَّف القلب (HCF) | الضوء في الهواء: كمون أقل بنحو 30% (≈ 3.3 مقابل 4.9 µs/km)، ولاخطية منخفضة جدًا، وفقد أصبح < 0.2 dB/km | وصلات التداول المالي، والخطوط الطويلة الناشئة؛ لحام خاص |
| متعدد الأنوية (MCF) | 2–7 أنوية داخل كسوة واحدة بقطر 125 µm (تعديد بتقسيم الفراغ) | الأنظمة البحرية الجديدة؛ يحتاج إلى أجهزة تجميع/توزيع (fan-in/fan-out) |
| قليل الأنماط | 2–6 أنماط موجَّهة تُستخدم كقنوات منفصلة | البحث؛ التعديد بتقسيم الأنماط |
| الليف الضوئي البلاستيكي (POF) | قلب PMMA بقطر 1 mm، عند 650 nm مرئي، وفقد أكثر من 100 dB/km | الشبكات المنزلية، والسيارات (MOST)، والوصلات الصناعية القصيرة |
| سيليكا مكسوة صلبة (HCS) بقطر 200 µm | قلب كبير، متين | الصناعة، والطب، والاستشعار |
| المقاوم للإشعاع، ومرتفع الحرارة | قلب من السيليكا النقية، وطلاءات خاصة | المنشآت النووية، وآبار الحفر، والطيران والفضاء |
عند التقاء الأنواع: اللحام والموصلات بين الألياف
| نقطة الوصل | فقد إضافي | ملاحظات |
|---|---|---|
| G.652.D ↔ G.652.D | 0 | مرجعي |
| G.652.D ↔ G.657.A1/A2 | ≤ 0.05 dB | مصمَّم ليكون متوافقًا |
| G.652.D ↔ G.657.B3 | 0.1–0.3 dB | عدم تطابق MFD؛ استخدم برنامج الألياف غير المتماثلة في جهاز اللحام |
| G.652 ↔ G.655 | 0.1–0.3 dB | MFD يبلغ 9.2 مقابل 8.4–9.6 µm؛ ويُظهر OTDR «كسبًا ظاهريًا» في اتجاه واحد |
| G.652 ↔ G.653 | 0.2–0.5 dB | إضافة إلى مشكلة DSF مع DWDM لاحقًا |
| G.652 ↔ G.654.E | 0.1–0.3 dB | MFD أكبر؛ يُستخدم أحيانًا ليف وسيط (جسر) |
| OM3 ↔ OM4 | ≈ 0 | الهندسة نفسها؛ عرض نطاق الوصلة = الفئة الأضعف |
| OM1 (62.5) ↔ OM2–OM5 (50) | 2–4 dB في اتجاه 62.5→50 | تجنَّبه كليًا |
| SMF ↔ MMF | ضوضاء نمطية / > 10 dB | لا تستخدمه أبدًا في وصلة دائمة (حالات عدم التطابق الفيزيائي) |
تقنية لحام الألياف غير المتماثلة: اللحام والإنهاء.
اختيار نوع الليف
| التطبيق | المُوصى به | السبب |
|---|---|---|
| داخل مبنى مركز البيانات ≤ 100–150 m | OM4 (أو OM5 إن كان SWDM مخططًا له) أو OS2 لضمان الاستمرارية المستقبلية | وحدات VCSEL رخيصة؛ وSMF يزيل سقف مدى الإرسال |
| الحرم الجامعي، والشبكة الحضرية، والوصول، وPON | G.652.D (OS2) | شامل الاستخدام، والأرخص، وتعمل معه كل الوحدات الضوئية |
| التوصيلات الداخلية، وعلب النهايات، والألواح الكثيفة | G.657.A2 | تحمّل الانحناء دون مشكلات توافق |
| الخطوط الطويلة الجديدة / DWDM لـ 400G وما فوق | G.654.E | هامش إضافي في الفقد واللاخطية |
| DWDM القائم على G.655 القديم | أبقِ عليه، لكن تحقق من خريطة التشتت لـ 100G وما فوق | يتعامل DSP المتماسك مع التشتت المتبقي |
| بنية G.653 القديمة | قناة واحدة أو متماسك فقط | يُفسد FWM نظام DWDM عند 1550 |
| الكمون فائق الانخفاض | المجوَّف القلب حيث تكون التكلفة معقولة | بتوفير 1.5 µs/km |
التعرف على الليف المركَّب
| المؤشر | الطريقة |
|---|---|
| الطباعة على غلاف الكبل | المُصنِّع، والنوع («G.652.D»، «SM 9/125»، «OM3 50/125»)، والسنة، وعلامات الأمتار |
| لون الغلاف (للاستخدام الداخلي) | أصفر لـ SMF؛ وبرتقالي لـ OM1/OM2؛ وفيروزي لـ OM3/OM4؛ وأخضر ليموني لـ OM5 (الوسوم ورموز الألوان) |
| التوثيق | مخططات التنفيذ الفعلي، ومخططات اللحام، وتقارير الاختبار (الصيانة والإصلاح) |
| OTDR | يختلف معامل الاستطارة الخلفية حسب النوع؛ وتشير «نقاط الكسب الظاهري» إلى الانتقالات؛ ويكشف التوهين عند 1383 nm الألياف السابقة لـ LWP |
| اختبار التشتت / PMD | يميّز محلل التشتت اللوني بين G.652 وG.653/G.655؛ واختبار PMD للبنية القديمة |
| حقبة التركيب | قبل 1995: تتوقع ذروة الماء، وPMD أعلى، واحتمال وجود G.653 على مسارات طويلة المدى |
في CodingBox
تُحدَّد الوحدات وفق أنواع الألياف عبر رموز التوافق وحقول الطول: فوحدة «SMF بمدى 10 km» تفترض تشتتًا وفقدًا من فئة G.652، ووحدة SR4 تفترض أمتار OM3/OM4 الخاصة بها. يعرض CodingBox هذه الحقول بحيث تلائم الوحدة الليف المركَّب فعليًا (Check transceiver، خريطة الذاكرة).
كيف تُنتَج هذه الألياف ولماذا تفاوتاتها على ما هي عليه — القضبان الأولية، والسحب، والطلاء، والاختبار الإثباتي: كيف تُصنع الألياف؛ والوثائق التي تقف خلف كل تسمية، من ITU-T G.65x إلى فئات IEC والمعايير الوطنية: خريطة المعايير.