الانعكاسات ومعامل الانعكاس وفقد الانعكاس الضوئي

كل موضع يتغيّر فيه معامل الانكسار يُعيد جزءًا من الضوء نحو المرسل: أوجه الموصلات الطرفية، والفجوات الهوائية، ونقاط اللحام الميكانيكية، والكسور، والطرف البعيد من الألياف. كل انعكاس من هذه الانعكاسات صغير بمفرده؛ لكنها مجتمعة تحدّد فقد الانعكاس الضوئي للوصلة، وتزعزع استقرار الليزرات، وتضيف ضجيجًا تداخليًا إلى إشارات PAM4 والإشارات التناظرية، وتجعل منحنيات OTDR أصعب في القراءة. تتناول هذه الصفحة الفيزياء (انعكاس فرينل)، والطريقتين المستخدمتين في قياس الانعكاسات (الانعكاسية لحدث واحد، وفقد الانعكاس لوصلة كاملة)، والقيم النموذجية لكل عنصر، وما تشترطه المعايير حسب التقنية، وكيفية قياس الانعكاسات، وكيفية إبقائها منخفضة.

انعكاس فرينل

عند الحد الفاصل بين وسطين معامل انكسارهما n₁ وn₂، تكون النسبة المنعكسة عند السقوط العمودي R = ((n₁ − n₂) / (n₁ + n₂))².

الحد الفاصل	n₁ / n₂	النسبة المنعكسة	الانعكاسية
زجاج – هواء (وجه طرفي مفتوح ومسطح، أو كسر)	1.468 / 1.000	3.6 %	−14.4 dB (كثيرًا ما تُذكر −14.7 dB عند n = 1.45)
زجاج – ماء (علبة لحام مغمورة، أو كسر مبلل)	1.468 / 1.333	0.23 %	−26 dB
زجاج – هلام مطابق لمعامل الانكسار (لحام ميكانيكي)	1.468 / 1.46	0.0007 %	−51 dB
زجاج – زجاج، ليفان بمعامل انكسار مختلف قليلًا	1.4675 / 1.4681	4 × 10⁻⁸	−74 dB (غير مرئي)
زجاج – هواء عند وجه طرفي APC بزاوية 8°	—	3.6 % منعكسة، لكن بزاوية 16° عن المحور	أقل من −60 dB يعود مقترنًا إلى القلب

حيلة APC هندسية: الضوء لا يزال منعكسًا، لكنه يغادر القلب ويضيع في الغلاف بدلًا من أن يعود إلى الليزر.

الانعكاسية مقابل فقد الانعكاس

المصطلح	التعريف	الإشارة	القيمة النموذجية
الانعكاسية لحدث واحد	10 · log₁₀ (P_reflected / P_incident)	dB سالبة	−55 dB لزوج UPC نظيف
فقد الانعكاس لحدث واحد	القيمة نفسها بإشارة معكوسة	dB موجبة	55 dB
فقد الانعكاس الضوئي (ORL) لوصلة كاملة	10 · log₁₀ (P_in / ΣP_back) على امتداد الوصلة كلها، بما في ذلك التشتت الراجع من نوع رايلي	dB موجبة	25–45 dB
أرضية رايلي	التشتت الراجع من ليف أحادي النمط طويل بمفرده	—	ORL ≈ 31–33 dB عند 1550 nm، و≈ 29–31 dB عند 1310 nm
منفصل مقابل موزَّع	الموصلات ونقاط اللحام والكسور أحداث منفصلة؛ أما تشتت رايلي فموزَّع على طول الألياف	—	في الوصلة القصيرة ذات الأطراف المفتوحة تهيمن الأحداث المنفصلة

تُجمَع الانعكاسات كقدرة لا كديسيبلات: إجمالي القدرة المنعكسة الراجعة هو مجموع القدرات المنعكسة لكل حدث على حدة، لذلك يهيمن أسوأ حدث على قيمة ORL (الصيغ والحسابات).

الانعكاسية النموذجية للعناصر

العنصر / الحالة	القيمة النموذجية	ملاحظات
لحام بالانصهار	أقل من −70 dB	غير مرئي على OTDR — وهو المرجع
زوج موصلات UPC نظيف ومُوصَّل	−50 … −60 dB	المواصفة ≤ −50 dB؛ درجة فقد الانعكاس 2 حسب IEC 61753 = ≥ 45 dB
زوج موصلات APC مُوصَّل	−60 … −70 dB	المواصفة ≤ −60 dB؛ الدرجة 1 = ≥ 60 dB
موصل APC غير مُوصَّل (مفتوح)	−55 … −65 dB	الزاوية تُخرج الانعكاس من القلب
موصل UPC غير مُوصَّل (مفتوح، نظيف، مسطح)	−14.4 dB	أسوأ حدث شائع؛ غطاء الغبار لا يغيّر ذلك
تلميع PC / SPC القديم	−30 … −45 dB	منشآت عقد 1990
لحام ميكانيكي بالهلام	−40 … −60 dB	جفاف الهلام خلال 10–20 سنة → −30 dB وفقد متزايد
زوج UPC متسخ أو مخدوش	−25 … −40 dB	إضافة إلى فقد 0.5–3 dB (فحص الوجه الطرفي وتنظيفه)
فجوة هوائية في زوج مُوصَّل (نابض معطل، طول خاطئ للفيرول، حطام)	−14 … −30 dB	غالبًا متقطعة
كسر أو قطع مسطح	−14 … −20 dB	كسر مائل أو مسحوق: −30 … −50 dB أو يكاد لا يُذكر
فيرول PC موصول بفيرول APC	−20 … −35 dB	فقد 3–5 dB وتلف في الوجه الطرفي
مقسم، أو مرشح WDM، أو مخفِّف ثابت	−45 … −55 dB	حسب نشرة البيانات
مقبس وحدة الإرسال والاستقبال (الجذع الداخلي في الوحدة)	−35 … −50 dB	جذع مسطح؛ منفذ الوحدة المتسخ ينعكس مثل الموصل المتسخ
زوج موصلات متعددة الأنماط	−20 … −35 dB	وصلات VCSEL تتحمّل ذلك؛ تشترط المواصفات فقد انعكاس ≥ 20 dB

لماذا تضرّ الانعكاسات

الأثر	الآلية	من يتأثر
عدم استقرار الليزر	عودة الضوء إلى تجويف الليزر تسبب قفز النمط، واتساع عرض خط الإصدار، وارتفاع RIN → دفعات من الأخطاء	ليزرات Fabry-Pérot الأكثر تأثرًا؛ وحدات DFB/EML لـ LR/ER/ZR تتضمن عازلًا (30–40 dB) داخل TOSA؛ وVCSEL الأقل تأثرًا
التداخل متعدد المسارات (MPI)	يشكّل حدثا انعكاس نظامَ تداخل ضعيفًا: نسخة متأخرة من الإشارة تتداخل مع الإشارة الأصلية	PAM4 عند 400G/800G (تحدّ المواصفات الانعكاسية المنفصلة عند ≈ −35 dB)، والتلفزيون الكبلي التناظري CATV (يحتاج ≤ −55 dB)، والأنظمة المتماسكة أقل تأثرًا
التداخل القريب في أنظمة الليف الواحد	في BiDi وPON، ينعكس إرسالك (Tx) عند الموصل القريب مباشرة إلى استقبالك (Rx)؛ ومرشح WDM يعزل 30–40 dB فقط	وحدات BiDi ذات قدرة إرسال مرتفعة، ومنافذ OLT في PON، والموصلات القريبة المتسخة
ضجيج المستقبل في الوصلات التناظرية	يحوّل الضجيج التداخلي ضجيج طور الليزر إلى ضجيج شدة	RF-over-glass، وradio-over-fibre
إمكانية قراءة OTDR	مناطق ميتة خلف الذُّرى، والتشبع، والانعكاسات الشبحية	كل مستخدمي OTDR (قراءة منحنى OTDR)
الأنظمة المضخَّمة	الانعكاسات إلى مرحلة خرج EDFA تسبب إصدارًا ذاتيًا للّيزر وعدم استقرار؛ الموصلات الملوّثة عالية القدرة قد تُشعل احتراقًا متسلسلًا في الليف (fibre fuse)	Raman، ومضخمات EDFA المعزِّزة، وطبقة الفيديو المضافة في PON عند +17 dBm (السلامة والتعامل)

ما تشترطه المعايير

القيم هنا أرقام نموذجية من بنود المعايير؛ تحقق من الجدول الدقيق للمعيار الذي تبني عليه.

التقنية	اشتراط فقد الانعكاس	حد الانعكاسية لكل حدث منفصل
1000BASE-LX، و10GBASE-LR/ER (IEEE 802.3)	فقد انعكاس الكبلة ORL ≥ 12 dB	≤ −26 dB لكل حدث
100GBASE-LR4/ER4	ORL ≥ 21 dB	≤ −26 dB
400GBASE-DR4/FR4/LR4 (بتعديل PAM4)	ORL ≥ 21 dB	≤ −35 dB — بسبب MPI
10G DWDM بالكشف المباشر (ITU-T G.959.1 / G.698)	ORL ≥ 24 dB	≤ −27 dB
100G+ المتماسك، و400ZR	ORL ≥ 24 dB (متسامح عمليًا)	≤ −27 dB
GPON / XGS-PON ODN (ITU-T G.984.2، G.9807.1)	ORL ≥ 32 dB عند واجهتي OLT وONU	≤ −35 dB؛ ومع طبقة فيديو RF مضافة وAPC في كل مكان، ≤ −55 dB
التلفزيون الكبلي التناظري CATV، وRFoG	ORL ≥ 45–50 dB	≤ −55 … −60 dB (APC إلزامي)
قبول الكبلة البنيوية (TIA-568.3-D، ISO/IEC 14763-3)	ليس جزءًا من اختبار الفقد من المستوى Tier 1	يُقاس في اختبار OTDR من المستوى Tier 2 عند اشتراط ذلك؛ حدود المشروع النموذجية −40 dB لـ UPC، و−55 dB لـ APC

قياس الانعكاسات

الأداة	ما تقيسه	ملاحظات
OTDR	انعكاسية كل حدث من ارتفاع الذروة H فوق التشتت الراجع ومعامل التشتت الراجع K للنبضة المستخدمة: R = K + 10 · log₁₀(10^(H/5) − 1)	الذُّرى المشبعة (المقصوصة) تُقرأ بقيمة أقل من الحقيقية — استخدم نبضة أقصر؛ يحسب OTDR أيضًا قيمة ORL للوصلة كاملة
مقياس ORL / OCWR (مقياس الانعكاس الضوئي بالموجة المستمرة، IEC 61300-3-6)	إجمالي ORL للوصلة كما يُرى من طرف الدخل	بمرجعية طرف غير عاكس (لفة على بكرة أو سدادة APC)؛ اختبار سريع للنجاح/الفشل عند 27 أو 32 أو 45 dB
مقياس انعكاسية الموصلات	انعكاسية موصل واحد مقارنة بمرجع	المصنع والمختبر
منظار الفحص	يتنبأ بالانعكاسية من حالة الوجه الطرفي: الخدوش، والنقر، والتلوث	أرخص وسيلة فحص

إبقاء الانعكاسات منخفضة

الإجراء	السبب
استخدام APC في كل منشآت أحادي النمط لوصلات PON، والتناظرية، والمضخَّمة، وPAM4 طويلة المدى؛ وMPO أحادي النمط هو APC افتراضيًا	−60 dB بدلًا من −50 dB، وتبقى الأطراف المفتوحة غير ضارة
لا تترك أبدًا طرف UPC مفتوحًا في المسار	−14 dB من موصل احتياطي عند اللوحة أو ليف متفرع؛ أغلقه بسدادة أو استخدم APC
افحص ونظّف كل وجه طرفي قبل التوصيل	الأوساخ هي السبب الأول للانعكاسية فوق −40 dB
استخدم اللحام بالانصهار بدلًا من اللحام الميكانيكي للوصلات الدائمة	الهلام يجف؛ واللحام بالانصهار خالٍ من الانعكاس
لا تصل أبدًا PC/UPC بـ APC	انعكاس وفقد وتلف لكليهما
قلّل عدد أزواج الموصلات واستخدم أذيال توصيل ملحومة في اللوحات	أحداث أقل، وأزواج تداخل أقل
استخدم كبل إطلاق APC مع OTDR	ذروة إطلاق أصغر، ومنطقة ميتة أقصر
راعِ حدود الليزر: استخدم ليزرات FP فقط في الوصلات القصيرة ذات الموصلات النظيفة	لا عازل بالداخل

في CodingBox

تخبرك الوحدة بمدى حساسيتها: نوع الليزر في رموز التوافق (FP، DFB، EML، VCSEL)، وما إذا كانت الوحدة من نوع BiDi أحادي الليف بإرسال قوي. الوصلة التي تتذبذب مع أن مستويات القدرة ضمن الميزانية جيدًا تُعدّ مشتبهًا فيها من ناحية الانعكاسية، والإصلاح يكون من جهة المنشأة — APC، والتنظيف، وعدم ترك أطراف مفتوحة (Check transceiver، تذبذب الوصلة، الليزرات).

إذا وجدت معلومة غير دقيقة أو خطأً في هذه المادة، فحدِّد المقطع المعني واضغط Ctrl+Enter .