كابل الألياف الضوئية

كابل الألياف الضوئية TOSLINK مع وصلة واضحة. تستخدم هذه الكابلات بشكل أساسي للاتصالات الصوتية الرقمية بين الأجهزة.

يعد كابل الألياف الضوئية، والمعروف أيضًا باسم كابل الألياف البصرية، مجموعة مماثلة للكابل الكهربائي ولكن تحتوي على واحد أوأكثر من الألياف التي تحمل الضوء تعهد باسم "الألياف الضوئية". تكون مكونات هذه الألياف مغلفة بشكل منفرد لكل ليف (جزء) بطبقة بلاستيكية ومحفوظة داخل انبوب واقي مناسب للبيئة التي يفترض أن يستخدم فيها الكابل. انواع مختلفة من الكابل يمكن استخدامها لاغراض متنوعة، على سبيل المثال؛ الاتصال عن بعد طويل المدى، أولتزويد شبكة نقل بيانات فائقة السرعة بين اجزاء مختلفة من مبنى/عدة مباني.

التصميم

كابل متعدد الألياف

يتكون كابل الألياف الضوئية من طبقة مركز وطبقة كسوة، تم انتقائها من اجل الانعكاسات الداخلية التامة الناتجة من اختلاف معامل الانعكاس بين الطبقتين. في الاستخدامات العملية، عادة ما يتم طلاء الكسوة بطبقة من بوليمر أكريليت أوبوليميد. يحمي هذا الطلاء الألياف من التلف ولكنه لا يساهم في خصائص توجية الموجات الضوئية (دليل الموجات البصرية). تحتوي الألياف المطلية بشكل منفرد لكل ليف (أوالألياف المؤلفة على شكل شرائط أوحزم) على طبقة صمغية متينة عازلة (راتنجية) أوأنبوب/أنابيب محورية تنبثق من حولها لتشكل المحور. تتم إضافة عدة طبقات من غلاف الحماية، اعتمادًا على طبيعة الاستخدام، ويتم تجميعها كلها لتكوين الكابل. يوضع في كابلات الألياف الصلبة بعض الأحيان زجاج ممتص للضوء (زجاج مظلم) بين حزم الألياف، وذلك لمنع الضوء المتسرب من الألياف من الدخول إلى آخر. وهذا يقلل من الحديث المتبادل (cross talk error: إحدى انواع الاخطاء في نقل البيانات) بين الألياف، أولتقليل التوهج في تطبيقات الألياف الضوئية لغايات التصوير.

* يسار: موصلات LC / PC * اليمين: موصلات SC / PC جميع الموصلات الأربعة لها أغطية بيضاء تغطي الحلقات.

للإستعمالات الداخلية، يتم وضع ليف ضوئي مغلف بشكل عام بجانب حزمة من الألياف المرنة التي تتمتع بقوة مماثلة للبوليمر مثل ألياف الأراميد (مثال: نسيج توارون أونسيج كيفلار)، داخل غلاف بلاستيكي خفيف الوزن لتشكيل كابل بسيط. جميع كابل مزود عند الأطراف بوصلة ألياف بصرية خاصة لكي تسمح بتوصيلها وفكها بسهولة من معدات الاستقبال والإرسال.

كابلات الألياف الضوئية في علبة تابعة لشركة تلسترا الأسترالية

التحقيق في خلل في علبة توزيع كابلات الألياف الضوئية، في الصورة تظهر الألياف الشعرية للكابلات مرئية بشكل واضح

مخطط لكابل ألياف ضوئية

لإستعمال في البيئات العسيرة، يتوجب إنشاء كابل أكثرمتانة. خلال إنشاء أنابيب الكابلات المرنة 'فضفاضة' الحركة، يتم تمديد الألياف بشكل حلزوني إلى أنابيب شبه صلبة. مما يسمح للكابل بالتمدد من غير تمدد الألياف بحد ذاتها، وبالتالي يقوم بحماية الألياف من قوى الشد أثناء التمديد والتمدد الناتج بسبب تغير درجات الحرارة. الكابل مرن الحركة يمكن حتىقد يكون بإحدى النوعين، إما جاف أومعبئ بالجل (الهلام)، النوع الأول يوفر حماية أقل من النوع المعبئ بالجل لكن تكلفته أوفر بشكل ملحوظ. بدلًا من استخدام الكابل مرن الحركة، يمكن غمر الألياف داخل غطاء من البوليمر الثقيل، أوكما يعهد عادة بانشاء عازل محكم (Tight buffer construction). يتوفر هذا الكابل بأنواع لاستعمالات متنوعة. ولكن اثنتين من أشهر هذه الانواع هوكابل "Breakout" و"Distribution"، يحتوي الأول بشكل أساسي على حبل تمزيق (ripcord)، اثنين من الأطراف المقويّة العازلة غير الموصلة (بالعادة تكون قضيب زجاج إيبوكسي)، غزل من ألياف الأراميد، وشريط عازل بسماكة ثلاثة مم مع طبقة إضافية من أليفار الكيفلار تغلف جميع ليف في الكابل. حبل التمزيق هوحبل موازي للكابل مسقطه تحت الغطاء من أجل عملية إزالة الغطاء. أما النوع الثاني فيحتوي على غلاف كيفلار شامل، وحبل تمزيق (ripcord)، وطبقة طلاء عازل 900 ميكرومتر تحيط بكل ليف. يتم تجميع وحدات الألياف هذه عادةً مع أجزاء فولاذية لقوة إضافية، ومرة أخرى مع لفة حلزونية للسماح للتمدد.

من أبرز الاهتمامات في الكابلات الخارجية "المعرضة للهواء" حماية الألياف من التلوث بالماء. ويتم ذلك عن طريق استخدام الحواجز الصلبة مثل الأنابيب النحاسية، وهلام طارد للماء أومسحوق يمتص الماء يحيط بالألياف.

أخيرًا، قد يحدث الكابل مدرعًا لحمايته من المخاطر البيئية، مثل أعمال البناء أوالحيوانات القاضمة. يتم تثبيت الكابلات البحرية بشكل أمتن في الأجزاء القريبة من الشاطئ لحمايتها من مراسي القوارب ومعدات الصيد وحتى من أسماك القرش، والتي قد تنجذب إلى الطاقة الكهربائية التي يتم نقلها لتزويد مضخمات الطاقة أوالمكررات في الكابل بالطاقة الكهربائية.

تأتي الكابلات الحديثة في مجموعة واسعة من الأغلفة والدروع، المصممة للتطبيقات مثل الدفن المباشر في الخنادق، والاستخدام المزدوج كخطوط طاقة، والهجريب في القناة، والانتنطق/التحويل إلى أعمدة الهاتف الجوي، وتوصيلات الغواصات، والتمديد في الشوارع المعبدة.

القدرة والسوق

في سبتمبر عام 2012، أظهرت شركة NTT اليابانية حتى كابل ألياف واحد كان قادرًا على نقل واحد بيتابت في الثانية (10¹⁵ بت/ثانية) على مسافة 50 كيلومتر.

كابلات الألياف الضوئية الحديثة يمكن ان تحتوي على الآف الألياف في كابل واحد مع إمكانية وصول سرعة النقل إلى أكثر من تيرابايت في الثانية الواحدة، في بعض الحالات فقط جزء صغير من الألياف في الكيببلات يمكن حتى تكون مضاءة (مستعملة) بالعمل، الشركات يمكن حتى تقوم ببيع الألياف غيرالمستعملة لشركات أخرى تود توفير خدمة اتصال داخل أوعبر المنطقة، هذه الشركات يمكن حتى تقوم بالإفراط في بناء شبكات أكبر من حاجتها بهدف تملك شبكة اتصال كبيرة من الألياف غير المستعملة (أوما يعهد بالألياف الداكنة) بغرض البيع مما يقلل من الحاجة الإجمالية للحفر وأخذ التصاريح من البلديات، كما أنهم من الممكن حتى يقوموا بتخفيض الاستثمارعمدًا (الإستثمار المتعمد) لمنع منافسيهم من الربح من استثمارهم.

الكابل المفرد أحادي المبتر الذي يحتوي على أكبرعدد ألياف الذي يتم تصنيعه عادة يحتوي على 864 ليف. ويتكون من 36 حزمة جميع منها تحتوي على 24 ليف ضوئي.

^ Posinna, Mariddetta (Apr 1, 2014). "different types of fiber optic cables". HFCL. مؤرشف من الأصل في 20 أبريل 2016. اطلع عليه بتاريخ 11 أبريل 2016.
^ "Light collection and propagation". National Instruments' Developer Zone. مؤرشف من الأصل في 22 ديسمبر 2015. اطلع عليه بتاريخ 08 أكتوبر 2015.

Hecht, Jeff (2002). Understanding Fiber Optics (الطبعة 4th). Prentice Hall. ISBN .
^ "Definition: rip cord". Its.bldrdoc.gov. مؤرشف من الأصل في 20 يناير 2012. اطلع عليه بتاريخعشرة ديسمبر 2011.
^ Chirgwin, Richard (Sep 23, 2012). "NTT demos petabit transmission on single fibre". The Register. مؤرشف من الأصل في 21 فبراير 2014. اطلع عليه بتاريخ 16 فبراير 2014.
^ "OFS 864-strand singlemode fiber cable datasheet" (PDF). مؤرشف من الأصل (PDF) في 25 أبريل 2016.