موزعات الألياف الضوئية: الأنواع والتطبيقات للشبكات المتقدمة

A موزع الألياف البصريةهو جهاز بصري سلبي يقسم إشارة بصرية واحدة إلى عدة مخرجات، مما يتيح توزيعًا فعالًا للإشارة. هذه الأجهزة، بما في ذلكموزع الألياف البصرية PLC, تلعب دورًا محوريًا في تحسين النطاق الترددي عن طريق تقسيم الإشارات إلى تكوينات مثل 1 × 2 أو 1 × 4 أو 1 × 8تدعم هذه الوظيفة مستخدمين متعددين ضمن شبكة واحدة، مما يجعلها ضرورية في الشبكات المتقدمة.

الطلب العالمي على موزعات الألياف الضوئية، وخاصةموزع الألياف البصرية متعدد الأوضاعيستمر في الارتفاع. تشير التقارير إلى أن سوق المقسمات البصرية سيشهدمن المتوقع أن ينمو حجم التجارة العالمية من 1.2 مليار دولار أمريكي في عام 2023 إلى 2.4 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2032، مما يعكس معدل نمو سنوي مركب بنسبة 8.2%. هذا النمو مدفوع بـالحاجة المتزايدة إلى الإنترنت عالي السرعة وتوسيع شبكات الجيل الخامس. يعتبر موزع الألياف الضوئية PLC، المعروف بدقته وموثوقيته، بالغ الأهمية بشكل خاص في الشبكات الضوئية السلبية (PON) والتطبيقات الحديثة الأخرى.

النقاط الرئيسية

• مقسمات الألياف الضوئيةتتشارك وحدات التحكم، مثل FBT وPLC، الإشارات في الشبكات. معرفة الاختلافات بينها تساعدك على اختيار الوحدة المناسبة.
• اختيارعبوة الفاصل الأيمنيمكن أن يعزز أداء الشبكة. خيارات مثل الألياف العارية، والكتل، والرفوف تناسب إعدادات مختلفة.
• تتيح مقسمات الألياف الضوئية توصيل مدخل واحد بمخرجات متعددة. هذا يُساعد الشبكات على النمو بتكلفة منخفضة دون تغييرات كبيرة.

أنواع موزعات الألياف الضوئية

تتوفر موزعات الألياف الضوئية بأنواع مختلفة، كل منها مصمم لتلبية متطلبات شبكات محددة. يساعد فهم الاختلافات بينها مهندسي الشبكات على اختيار الحل الأمثل لتطبيقاتهم.

موزعات الألياف البصرية FBT

مخروطي ثنائي مدمج (FBT)تُعدّ مقسمات الألياف الضوئية من أقدم أنواعها. تستخدم عملية دمج بسيطة لدمج الألياف الضوئية وتدريجها، مما يُوفر حلاً اقتصاديًا لتقسيم الإشارة. تُستخدم هذه المقسمات على نطاق واسع فيالمناطق الأقل نموًابسبب أسعارها المعقولة وتصميمها البسيط.

تُظهر مقسمات FBT تباينًا أعلى في فقدان الإدخال بين المنافذ مقارنةً بالأنواع الأخرى. تتراوح مقاييس أدائها، مثل فقدان الإرجاع والاتجاهية، بين50-55 ديسيبلومع ذلك، فهي أكثر حساسية لتقلبات درجات الحرارة، مما قد يؤثر على موثوقيتها في الظروف القاسية. ورغم هذه القيود، فإن بساطتها تجعلها مثالية للشبكات الريفية حيث قد لا تكون هناك حاجة إلى تقنيات متقدمة.

نوع الموزع	وصف	مناطق حصة السوق
مخروطي ثنائي مدمج (FBT)	البساطة والفعالية من حيث التكلفة، وهي شائعة في المناطق الريفية	المناطق الأقل نمواً

موزعات الألياف الضوئية PLC

تُمثل مُقسِّمات الألياف الضوئية بتقنية دوائر الموجات الضوئية المستوية (PLC) تقنيةً متقدمةً في توزيع الإشارات. تستخدم هذه المُقسِّمات أدلةً موجيةً مصنوعةً من أشباه الموصلات لتحقيق توزيع دقيق ومتساوٍ للإشارة عبر منافذ متعددة. تجعلها موثوقيتها وأدائها الخيار الأمثل للشبكات الحضرية والمناطق المتقدمة مثل أمريكا الشمالية وأوروبا.

تتفوق مقسمات PLC على مقسمات FBT في عدة مقاييس رئيسية. فهي توفر خسارة إدخال موحدة عبر جميع المنافذ، بقيم أقل عادةً من قيم مقسمات FBT. تتراوح خسارة العودة واتجاهيتها بين55-65 ديسيبلمما يضمن أدنى تسرب للإشارة وموثوقية أعلى. بالإضافة إلى ذلك، تتميز مقسمات PLC بانخفاض الفقد المعتمد على الاستقطاب (PDL) والفقد المعتمد على الطول الموجي (WDL)، مما يجعلها مناسبة للشبكات عالية السرعة والتطبيقات المتطلبة.

المعلمة	موزعات FBT	مقسمات PLC
خسارة الإدراج	تباين أعلى بين المنافذ	خسارة موحدة عبر جميع المنافذ
خسارة العودة	50-55 ديسيبل	55-60 ديسيبل
الاتجاهية	50-55 ديسيبل	55-65 ديسيبل
الاعتماد على الطول الموجي	معتدلة إلى عالية	منخفضة نسبيا
PDL (الخسارة المعتمدة على الاستقطاب)	أعلى (0.2-0.3 ديسيبل)	أقل (0.1-0.2 ديسيبل)
حساسية درجة الحرارة	أكثر حساسية	أقل حساسية

موزعات الألياف الضوئية حسب التغليف

تتوفر موزعات الألياف الضوئية بخيارات تغليف متنوعة تناسب بيئات التركيب المختلفة. تشمل أنواع التغليف الشائعة موزعات الألياف العارية، وموزعات الألياف الكتلية، وموزعات الألياف المثبتة على الرفوف. يتميز كل نوع من أنواع التغليف بمزايا فريدة حسب ظروف الاستخدام.

تتميز موزعات الألياف الضوئية العارية بصغر حجمها وخفة وزنها، مما يجعلها مثالية للتركيبات ذات المساحات المحدودة. توفر موزعات الكتل حماية أفضل للمكونات الضوئية، مما يضمن متانة عالية في البيئات القاسية. صُممت موزعات التركيب على الرفوف للشبكات واسعة النطاق، مما يوفر سهولة التكامل مع مراكز البيانات وأنظمة المؤسسات.

يعتمد اختيار التغليف المناسب على عوامل مثل حجم الشبكة، والظروف البيئية، ومتطلبات التركيب. على سبيل المثال، تُستخدم موزعات الألياف البصرية العارية غالبًا في أنظمة FTTH، بينما تُفضّل موزعات الألياف البصرية المثبتة على الرفوف في مراكز البيانات نظرًا لقابليتها للتوسع وسهولة إدارتها.

مميزات ومزايا موزعات الألياف الضوئية

الميزات الرئيسية لمقسمات الألياف البصرية FBT

تتميز مقسمات الألياف الضوئية FBT ببساطتها وفعاليتها من حيث التكلفة. تستخدم هذه المقسمات عملية اندماج لتدوير الألياف الضوئية، مما يتيح تقسيم الإشارة عبر عدة منافذ. يدعم تصميمها نطاقًا واسعًا من الأطوال الموجية، مما يجعلها متعددة الاستخدامات في مختلف التطبيقات. وقد أثبتت الاختبارات الحديثة متانتها في ظل ظروف محددة. على سبيل المثال:

غرض #	مجموعة الطلاء	عتبة الضرر
FBT-50NIR	600 – 1700 نانومتر	6 جول/سم² عند 1064 نانومتر، 10 نانوثانية، 10 هرتز، Ø0.515 مم
FBT-50MIR	1.0 – 6.0 ميكرومتر	الموجات المستمرة: 100 واط/سم² عند 2.1 ميكرومتر، Ø0.027 مم؛ النبضية: 0.5 جول/سم² عند 2.1 ميكرومتر، 30 نانوثانية، 167 هرتز
FBT-BSF-B	650 – 1050 نانومتر	7.5 جول/سم² عند 810 نانومتر، 10 نانوثانية، 10 هرتز، Ø0.133 مم
FBT-BSF-C	1050 – 1700 نانومتر	7.5 جول/سم² عند 1542 نانومتر، 10 نانوثانية، 10 هرتز، Ø0.189 مم

تجعل هذه الميزات مقسمات FBT مناسبة للشبكات في البيئات الأقل تطلبًا، حيث تكون القدرة على تحمل التكاليف والوظائف الأساسية هي الأولويات.

الميزات الرئيسية لمقسمات الألياف الضوئية PLC

مقسمات الألياف الضوئية PLCتقدم أداءً وموثوقيةً متقدمين. تضمن موجّهاتها الموجية المصنوعة من أشباه الموصلات توزيعًا موحدًا للإشارة، حتى عند نسب تقسيم أعلى. تقلل هذه التقنية من فقدان الإدخال والفقد الناتج عن الاستقطاب، مما يجعلها مثالية للشبكات الحديثة. بخلاف الطرق التقليدية، تحافظ مقسمات PLC على اتساق عالٍ في توزيع الطاقة، وهو أمر بالغ الأهمية لتطبيقات مثل نشر شبكات الجيل الخامس. تضمن قدرتها على تقسيم الإشارات دون تدهور الجودة نقلًا سلسًا للبيانات.

بالإضافة إلى ذلك، يُحسّن دمج الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في تصميم مُقسّمات PLC من وظائفها. تُمكّن هذه الابتكارات من مراقبة الأداء في الوقت الفعلي والصيانة التنبؤية، مما يُقلّل من وقت التوقف عن العمل وتكاليف التشغيل. يستفيد مُقدّمو الخدمات من هذه الميزات، إذ تُحسّن كفاءة الشبكة وموثوقيتها.

مزايا خيارات التغليف المختلفة

تتوفر موزعات الألياف الضوئية بخيارات تغليف متنوعة، كل منها مصمم خصيصًا لتلبية احتياجات التركيب المحددة. تتميز موزعات الألياف العارية بصغر حجمها وخفتها، مما يجعلها مثالية للبيئات محدودة المساحة. توفر موزعات الكتل حمايةً معززةً، مما يضمن المتانة في الظروف القاسية. أما الموزعات المثبتة على الرفوف، فهي مصممة للشبكات واسعة النطاق، مما يوفر سهولة التكامل مع مراكز البيانات وأنظمة المؤسسات.

يؤثر اختيار التغليف بشكل كبير على أداء الشبكة. على سبيل المثال:

ميزة	المساهمة في أداء الشبكة
تكوينات منفذ الإدخال/الإخراج	يقوم بتحديد عدد الإشارات المقبولة والمسارات التي تم إنشاؤها، مما يقلل من فقدان الإشارة ويزيد من الكفاءة.
خسارة الإدراج	تعمل الموزعات عالية الجودة على تقليل خسائر الإدخال، مما يضمن توزيع الإشارة بشكل موحد عبر جميع المنافذ.
أنواع المقسمات (FBT مقابل PLC)	توفر مقسمات PLC توحيدًا وموثوقية أفضل لنسب تقسيم أعلى، وهو أمر ضروري للشبكات الحديثة.

يضمن اختيار التغليف المناسب الأداء الأمثل والمتانة وقابلية التوسع، اعتمادًا على متطلبات الشبكة.

تطبيقات مقسمات الألياف الضوئية في الشبكات

مقسمات الألياف الضوئية في الشبكات الضوئية السلبية (PON)

تلعب مقسمات الألياف الضوئية دورًا حاسمًافي الشبكات الضوئية السلبية (PON)، تُمكّن هذه المُقسِّمات من توزيع الإشارة بكفاءة عبر نقاط نهاية متعددة. تضمن هذه المُقسِّمات توزيعًا موحدًا للإشارة وتُحافظ على انخفاض فقد الإدخال، مما يجعلها موثوقة للتطبيقات عالية النطاق الترددي. تسمح نسبة الفصل العالية لطرف خط بصري واحد (OLT) بالاتصال بالعديد من وحدات الشبكة الضوئية (ONUs). تُسهّل هذه الإمكانية اتصالات متعددة المستخدمين، مما يُعزز مرونة وقابلية توسع شبكات PON.