ما هو التوهين
التوهين هو انخفاض القدرة الضوئية مع انتقال الضوء عبر الليف، ويُعبَّر عنه بالديسيبل. ولأن الديسيبل لوغاريتمي، تُجمع الفقد على طول الوصلة جمعًا بسيطًا: قسم كابل وبضع وصلات لحام وزوجا موصلات يمكن جمعها لإعطاء الفقد الكلي بين المرسل والمستقبل. وللكابل، يُذكر الرقم لكل كيلومتر، بوحدة dB/km، عند أطوال موجية محددة. فالفقد 3 dB يعني ذهاب نحو نصف الضوء؛ و10 dB يعني بقاء نحو العُشر.
داخل الزجاج، يأتي الفقد أساسًا من التشتت والامتصاص، وكلاهما يعتمد على الطول الموجي. ولهذا يُسعَّر الليف الأحادي النمط عند 1310 و1550 nm، وكثيرًا 1383 و1625 nm، والمتعدد الأنماط عند 850 و1300 nm. وفوق الفقد الجوهري تأتي آثار التركيب: انحناءات كبيرة حيث يُلف الليف بإحكام زائد، وانحناءات صغيرة حيث يُضغط، والفقد عند كل وصلة. فالجزء الجوهري يحدده صانع الليف؛ والباقي يحدده تصميم الكابل والمركّب.
أي الأرقام تنتمي إلى ورقة المواصفات
غالبًا ما يُعرض على المشتري رقم توهين واحد في رسالة بيع. ومن الجدير معرفة مصدر الأرقام الصادقة، وهناك ثلاثة أنواع:
| المصدر | القيم | كيفية الاستخدام |
|---|---|---|
| حدود الليف المكابل في جداول G.652 (أحادي النمط) | 0.4 dB/km من 1310 إلى 1625 nm؛ 0.3 dB/km عند 1550 nm | سقف مرجعي للليف G.652.D المكابل |
| قيم التخطيط الأقدم في TIA-568 (الليف المكابل) | متعدد الأنماط 3.5 dB/km عند 850 nm و1.5 dB/km عند 1300 nm؛ أحادي النمط 1.0 dB/km داخلي و0.5 dB/km خارجي | تخطيط محافظ عند غياب مواصفة كابل |
| ورقة بيانات صانع الكابل وتقرير البكرة | وفق ورقة البيانات، لكل ليف، لكل طول موجي | القيم التي يُقبل الطلب ضدها |
الاثنان الأولان مرجعان؛ والثالث هو ما تشتريه. يكتب المكتب أقصى توهين لكل طول موجي من ورقة البيانات المؤكدة في ورقة المواصفات ويفحص تقارير البكرات ضدها قبل الشحن. والرقم الذي يظهر على موقع ولا يظهر في ورقة البيانات أو تقرير الاختبار لا قيمة تعاقدية له.
وصلات اللحام والموصلات
كل وصلة لحام اندماج وكل زوج موصلات ملمومة يضيف فقدًا. فقيم التخطيط الأقدم في TIA-568 تسمح 0.3 dB لكل وصلة لحام و0.75 dB لكل زوج موصلات ملموم؛ واستخدم مواصفة صانع الكابل أو صانع المكون حيثما توفرت. واللحامات الميدانية الجيدة عادة أدنى بكثير من قيمة التخطيط، لكن قيمة التخطيط موجودة لتظل الوصلة عاملة عندما لا تكون بعضها كذلك.
للموصلات، تعرِّف IEC 61753-1 فئات فقد الإدخال كقيم إحصائية على لُمم عشوائية. فالأحادي النمط، الفئة B تعني متوسطًا لا يزيد عن 0.12 dB، مع 97% من اللُمم على الأقل لا تزيد عن 0.25 dB؛ والفئة C تعني متوسطًا لا يزيد عن 0.25 dB. وتجلس فئات فقد الإرجاع بجوارها: الفئة 1، 60 dB ملمومًا على الأقل، تقابل التلميع APC، والفئة 2، 45 dB على الأقل، تقابل UPC. ويتوسع دليل فقد الإدخال لحبال التوصيل ودليل UPC مقابل APC في ذلك.
ميزانية فقد بسيطة
تضيف ميزانية الفقد الفقد المتوقعة وتقارنها بما تستطيع وحدات الإرسال والاستقبال تحمله. المثالان أدناه يستخدمان قيم المرجع أعلاه فقط لإظهار الطريقة؛ أما التصميم الحقيقي فيستخدم أوراق بيانات الكابل والموصلات ووحدات الإرسال المختارة، والهامش الذي يطلبه مالك الشبكة.
| البند | مسار أحادي النمط 12 km عند 1310 nm | وصلة OM4 300 m عند 850 nm |
|---|---|---|
| الكابل | 12 km x 0.4 dB/km = 4.8 dB | 0.3 km x 3.5 dB/km = 1.05 dB |
| وصلات اللحام | 6 x 0.3 dB = 1.8 dB | لا شيء |
| أزواج الموصلات | 2 x 0.75 dB = 1.5 dB | 2 x 0.75 dB = 1.5 dB |
| الفقد الكلي المتوقع | 8.1 dB | 2.55 dB |
| المقارنة بـ | ميزانية قدرة الوحدة ناقص الهامش، وفق ورقة البيانات | ميزانية فقد الوحدة ومدى وصول OM4، وفق ورقة البيانات |
ينتج عن ذلك درسان. ففي مسارات الأحادي النمط الطويلة يسيطر فقد الكابل، فمواصفة توهين الكابل وعدد وصلات اللحام هما من يقودان الميزانية؛ وعند 1550 nm يستخدم المسار نفسه 0.3 dB/km ويخرج أدنى. وفي وصلات المتعدد قصيرة، تسود الموصلات، والحد عادة عرض النطاق ومدى وصول الوحدة لا الفقد؛ ويشرح دليل الأحادي النمط مقابل المتعدد لماذا تُعرَّف درجات OM بعرض النطاق.
ما يرفع الفقد بعد مغادرة الكابل المصنع
كابل اجتاز اختبار بكرة قد ينتج رغم ذلك وصلة سيئة. والأسباب الشائعة ميكانيكية وتقع في الموقع. فالألياف الملفوة بإحكام زائد في علب الوصلات وعلب الجدران تضيف فقد انحناء كبير، ويظهر أكثر عند 1550 و1625 nm؛ وليف G.657 غير الحساس للانحناء يقلصه لكنه لا يلغي الحاجة إلى مسارات سليمة. والكابلات المسحوبة فوق تصنيف شدّها أو المضغوطة تحت المشابك وأربطة الكابلات تضيف فقد انحناء صغير أو عيوبًا نقطية. وأوجه الموصلات المتسخة سبب متكرر للفقد العالي في الوصلات القصيرة، وتنظيف الموصل وفحصه قبل اللُم يستغرق ثوانٍ.
ومناولة البكرات مهمة أيضًا. فبكرة تسقط من شاحنة أو تُخزَّن على حافة حافتها قد تتلف طبقاتها الخارجية، وطرف كابل متروك بلا ختم قد يلتقط ماء. يطلب المكتب من المصانع ختم الطرفين، وترك طرف داخلي يمكن الوصول إليه للاختبار، وتسجيل رقم البكرة في كل تقرير، حتى يمكن تتبع نتيجة ميدانية إلى سجل المصنع. ويستطيع المقاولون حينئذ مقارنة مسارات OTDR الميدانية بمسارات المصنع للبكرة نفسها ورؤية سريعة عمّا إذا نشأ الفقد قبل التسليم أو بعده.
كيف يُقاس الفقد ويُقبل
في المصنع، يقاس التوهين لكل ليف على كل بكرة، عادة بجهاز OTDR الذي يكشف كذلك العيوب النقطية على الطول. وفي الميدان، تُختبر الوصلة المركبة من طرف إلى طرف بمصدر ضوء ومقياس قدرة، وبجهاز OTDR للمسارات الأطول. وحيث تُلحم ألياف بأقطار حقل نمط مختلفة، مثل جذع G.652.D بفرعي G.657، قد تُظهر قراءات OTDR أحادية الاتجاه مكاسب زائفة أو فقدًا مبالغًا فيه عند الوصلات؛ والاختبار من الطرفين والمتوسط هو الممارسة المعتادة. ويسرد دليل تقارير اختبار OTDR ما يحتويه تقرير بكرة، وتشرح صفحة الاختبارات والفحص كيف يفحص المكتب التقارير قبل الشحن.
وعند كتابة RFQ، اذكر الأطوال الموجية التي تستخدمها الشبكة، وأقصى توهين لكل طول موجي ستقبله للكابل، وأطوال البكرات، وصيغة التقرير التي تحتاجها. ونموذج عرض السعر فيه حقول لكل منها.