مقسمات الألياف الضوئية: أنواعها وتطبيقاتها في الشبكات المتقدمة

A مقسم الألياف الضوئيةهو جهاز بصري سلبي يقسم إشارة ضوئية واحدة إلى عدة مخارج، مما يتيح توزيع الإشارة بكفاءة. تشمل هذه الأجهزة ما يلي:مقسم الألياف الضوئية PLC, تلعب دورًا محوريًا في تحسين عرض النطاق الترددي من خلال تقسيم الإشارات إلى تكوينات مثل 1×2 أو 1×4 أو 1×8تدعم هذه الوظيفة عدة مستخدمين داخل شبكة واحدة، مما يجعلها ضرورية في الشبكات المتقدمة.

الطلب العالمي على مقسمات الألياف الضوئية، وخاصةًمقسم الألياف الضوئية متعدد الأوضاعويستمر هذا النمو. وتشير التقارير إلى أن سوق مقسمات الألياف الضوئية سيشهد ارتفاعاً مستمراً.من المتوقع أن يرتفع حجم السوق من 1.2 مليار دولار أمريكي في عام 2023 إلى 2.4 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2032، مما يعكس معدل نمو سنوي مركب قدره 8.2%.ويعود هذا النمو إلىتزايد الحاجة إلى الإنترنت فائق السرعة وتوسع شبكات الجيل الخامس. يعتبر مقسم الألياف الضوئية plc، المعروف بدقته وموثوقيته، بالغ الأهمية بشكل خاص في الشبكات الضوئية السلبية (PON) والتطبيقات الحديثة الأخرى.

أهم النقاط

• مقسمات الألياف الضوئيةتتشارك تقنيات مثل FBT وPLC الإشارات في الشبكات. معرفة الاختلافات بينها يساعدك على اختيار التقنية المناسبة.
• اختيارعبوة فاصلة يمينيمكن أن يعزز أداء الشبكة. خيارات مثل الألياف المكشوفة، والكتل، والتركيب على الرفوف تناسب إعدادات مختلفة.
• تتيح مقسمات الألياف الضوئية توصيل مدخل واحد بالعديد من المخارج. وهذا يساعد على توسيع الشبكات بتكلفة منخفضة دون تغييرات كبيرة.

أنواع مقسمات الألياف الضوئية

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

مقسمات الألياف الضوئية FBT

مخروطي مزدوج ملتحم (FBT)تُعدّ مُقسّمات الألياف الضوئية من أوائل أنواع المُقسّمات. وهي تستخدم عملية دمج بسيطة لدمج الألياف الضوئية وتضييقها، مما يُوفّر حلاً فعالاً من حيث التكلفة لتقسيم الإشارات. وتُستخدم هذه المُقسّمات على نطاق واسع فيالمناطق الأقل نمواًوذلك بسبب سعرها المعقول وتصميمها البسيط.

تُظهر مُقسّمات FBT تباينًا أكبر في فقد الإدخال بين المنافذ مقارنةً بالأنواع الأخرى. وتتراوح مقاييس أدائها، مثل فقد العودة والتوجيه، 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 التكنولوجيا المتقدمة ضرورية.

نوع الفاصل	وصف	مناطق الحصة السوقية
مخروطي مزدوج ملتحم (FBT)	البساطة والفعالية من حيث التكلفة، وهما سمتان شائعتان في المناطق الريفية	المناطق الأقل نمواً

مقسمات الألياف الضوئية PLC

تُمثل مُقسّمات الألياف الضوئية ذات الدوائر الضوئية المستوية (PLC) تقنيةً متطورةً في توزيع الإشارات. تستخدم هذه المُقسّمات موجهات موجية شبه موصلة لتحقيق تقسيم دقيق وموحد للإشارات عبر منافذ متعددة. بفضل موثوقيتها وأدائها المتميز، تُعدّ الخيار الأمثل للشبكات الحضرية والمناطق المتقدمة مثل أمريكا الشمالية وأوروبا.

تتفوق مقسمات PLC على مقسمات FBT في العديد من المقاييس الرئيسية. فهي توفر فقد إدخال موحدًا عبر جميع المنافذ، بقيم أقل عادةً من تلك الخاصة بمقسمات FBT. ويتراوح فقد العودة والتوجيهية فيها بين55-65 ديسيبلمما يضمن الحد الأدنى من تسرب الإشارة 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	مقسمات FBT	مقسمات PLC
فقد الإدخال	تباين أكبر بين الموانئ	خسارة متساوية في جميع الموانئ
خسارة العودة	50-55 ديسيبل	55-60 ديسيبل
التوجيه	50-55 ديسيبل	55-65 ديسيبل
الاعتماد على الطول الموجي	متوسط ​​إلى مرتفع	منخفض نسبياً
PDL (فقدان يعتمد على الاستقطاب)	أعلى (0.2-0.3 ديسيبل)	أقل (0.1-0.2 ديسيبل)
حساسية درجة الحرارة	مزيد من الحساسية	أقل حساسية

مقسمات الألياف الضوئية حسب التغليف

تتوفر مقسمات الألياف الضوئية بخيارات تغليف متنوعة لتناسب بيئات التركيب المختلفة. تشمل أنواع التغليف الشائعة مقسمات الألياف العارية، ومقسمات الألياف المدمجة، ومقسمات الألياف المثبتة على الرفوف. يوفر كل نوع من أنواع التغليف مزايا فريدة بناءً على سيناريو التطبيق.

تتميز مقسمات الألياف الضوئية المكشوفة بصغر حجمها وخفة وزنها، مما يجعلها مثالية للتركيبات ذات المساحة المحدودة. أما مقسمات الألياف الضوئية المجمعة، فتُوفر حماية أفضل للمكونات الضوئية، مما يضمن متانتها في البيئات القاسية. بينما صُممت مقسمات الألياف الضوئية المثبتة على الرفوف للشبكات واسعة النطاق، مما يُسهل دمجها في مراكز البيانات وأنظمة المؤسسات.

يعتمد اختيار التغليف المناسب على عوامل مثل حجم الشبكة والظروف البيئية ومتطلبات التركيب. على سبيل المثال، تُستخدم مقسمات الألياف الضوئية المكشوفة غالبًا في أنظمة FTTH، بينما تُفضل المقسمات المثبتة على الرفوف في مراكز البيانات نظرًا لقابليتها للتوسع وسهولة إدارتها.

ميزات ومزايا مقسمات الألياف الضوئية

الميزات الرئيسية لمقسمات الألياف الضوئية FBT

تُعرف مُقسّمات الألياف الضوئية FBT ببساطتها وفعاليتها من حيث التكلفة. تستخدم هذه المُقسّمات عملية دمج لتضييق الألياف الضوئية، مما يُتيح تقسيم الإشارة عبر مُخرجات مُتعددة. يدعم تصميمها نطاقًا واسعًا من الأطوال الموجية، مما يجعلها مُتعددة الاستخدامات في تطبيقات مُختلفة. تُبرز الاختبارات الحديثة متانتها في ظل ظروف مُحددة. 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	الموجة المستمرة: 100 واط/سم² عند 2.1 ميكرومتر، قطر 0.027 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

هذه الميزات تجعل أجهزة تقسيم FBT مناسبة للشبكات في البيئات الأقل تطلبًا، حيث تعتبر القدرة على تحمل التكاليف والوظائف الأساسية من الأولويات.

الميزات الرئيسية لمقسمات الألياف الضوئية PLC

مقسمات الألياف الضوئية PLCتوفر هذه التقنية أداءً متقدمًا وموثوقية عالية. تضمن الموجهات الموجية المصنوعة من أشباه الموصلات توزيعًا متجانسًا للإشارة، حتى مع نسب تقسيم عالية. تقلل هذه التقنية من فقد الإدخال والفقد الناتج عن الاستقطاب، مما يجعلها مثالية للشبكات الحديثة. على عكس الطرق التقليدية، تحافظ مقسمات PLC على تجانس عالٍ في توزيع الطاقة، وهو أمر بالغ الأهمية لتطبيقات مثل نشر شبكات الجيل الخامس. تضمن قدرتها على تقسيم الإشارات دون التأثير على الجودة نقلًا سلسًا للبيانات.

بالإضافة إلى ذلك، يُعزز دمج الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في تصميم مُقسِّمات PLC من وظائفها. تُتيح هذه الابتكارات مراقبة الأداء في الوقت الفعلي والصيانة التنبؤية، مما يُقلل من وقت التوقف عن العمل وتكاليف التشغيل. ويستفيد مُقدمو الخدمات من هذه الميزات، حيث تُحسِّن كفاءة الشبكة وموثوقيتها.

مزايا خيارات التغليف المختلفة

تتوفر مقسمات الألياف الضوئية بخيارات تغليف متنوعة، كل منها مصمم خصيصًا لتلبية احتياجات تركيب محددة. تتميز مقسمات الألياف المكشوفة بصغر حجمها وخفة وزنها، مما يجعلها مثالية للبيئات ذات المساحة المحدودة. أما مقسمات الألياف المدمجة، فتُوفر حماية مُعززة، مما يضمن متانتها في الظروف القاسية. في المقابل، صُممت مقسمات الألياف المثبتة على الرفوف للشبكات واسعة النطاق، مما يُسهل دمجها في مراكز البيانات وأنظمة المؤسسات.

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

ميزة	المساهمة في أداء الشبكة
إعدادات منافذ الإدخال/الإخراج	يحدد عدد الإشارات المقبولة والمسارات التي تم إنشاؤها، مما يقلل من فقدان الإشارة ويزيد من الكفاءة.
فقد الإدخال	تعمل أجهزة التوزيع عالية الجودة على تقليل فقد الإشارة، مما يضمن توزيعًا موحدًا للإشارة عبر جميع المنافذ.
أنواع أجهزة الفصل (FBT مقابل PLC)	توفر مقسمات PLC تجانسًا وموثوقية أفضل لنسب تقسيم أعلى، وهو أمر ضروري للشبكات الحديثة.

يضمن اختيار التغليف المناسب الأداء الأمثل والمتانة وقابلية التوسع، وذلك حسب متطلبات الشبكة.

تطبيقات مقسمات الألياف الضوئية في الشبكات

مقسمات الألياف الضوئية في الشبكات الضوئية السلبية (PON)

تلعب مقسمات الألياف الضوئية دورًا حاسمًافي شبكات الألياف الضوئية السلبية (PON)، تُمكّن هذه المُقسّمات من توزيع الإشارة بكفاءة عبر نقاط نهاية متعددة. وتضمن هذه المُقسّمات توزيعًا موحدًا للإشارة مع الحفاظ على فقد منخفض للإدخال، مما يجعلها موثوقة لتطبيقات النطاق الترددي العالي. كما تسمح نسبة الفصل العالية فيها لمحطة طرفية ضوئية واحدة (OLT) بالاتصال بالعديد من وحدات الشبكة الضوئية (ONUs). وتُسهّل هذه الإمكانية اتصالات المستخدمين المتعددين، مما يُعزز مرونة وقابلية توسع شبكات PON.