كابلات الإضاءة الضوئية: الدليل العملي للمشتري والمهندس

تواجه كل خلية صغيرة من خلايا 5G مثبتة على سطح أو عمود في الشارع نفس التحدي الهندسي: فهي تحتاج إلى بيانات عالية السرعة ومصدر طاقة موثوق - غالبًا في قناة واحدة. يؤدي تشغيل كابلات الألياف والطاقة المنفصلة إلى مضاعفة أعمال التركيب، ومضاعفة متطلبات القناة، ومضاعفات مشاكل الصيانة لسنوات. الكابلات الضوئية المركبة يحل هذه المشكلة عن طريق دمج كلتا الوظيفتين في هيكل واحد مدمج. إليك ما يحتاج المهندسون وفرق المشتريات إلى معرفته قبل تحديده أو تحديد مصادره.

ما هو الكابل المركب الإلكتروني البصري في الواقع؟

يجمع الكابل المركب الإلكتروني البصري الألياف الضوئية وموصلات الطاقة النحاسية داخل غلاف واحد. وحدات الألياف - عادة 250 ميكرومتر من الألياف أحادية الوضع الموضوعة في أنابيب فضفاضة مملوءة بمادة هلامية مقاومة للماء - تتعامل مع نقل الإشارة بسرعات من فئة جيجابت. تحمل الموصلات النحاسية طاقة التيار المستمر، عادةً بجهد يتراوح من 48 فولت إلى 400 فولت تيار مستمر، اعتمادًا على بنية الإمداد عن بعد.

يستخدم قلب الكابل FRP (البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية) أو عضو القوة المركزية الفولاذية. يتم ربط الأنابيب السائبة وموصلات الطاقة حولها لتشكل مقطعًا عرضيًا دائريًا ومدمجًا. طبقة من حشو مانع للماء تغلق الفجوات، ويغلف شريط فولاذي مصفح مزدوج الجوانب (PSP) التجميع، ويتم الانتهاء من الهيكل بأكمله بغطاء خارجي من PE أو LSZH. والنتيجة هي كابل قوي ميكانيكيًا يتعامل مع قسوة التركيب الخارجي مع حماية الألياف الضوئية الدقيقة بالداخل.

أين يتم نشرها ولماذا

حالة الاستخدام السائدة هي التوصيل الأمامي اللاسلكي - على وجه التحديد، توصيل وحدة النطاق الأساسي (BBU) بوحدات الراديو عن بعد (RRU) في بنيات المحطات الأساسية الموزعة. في نظام إمداد الطاقة عن بعد بالتيار المستمر، تقوم غرفة المعدات المركزية بتعزيز 48 فولت تيار مستمر إلى ما يقرب من 200-400 فولت، وتنقله عبر الموصلات النحاسية للكابل إلى الموقع البعيد، ثم تخفضه مرة أخرى لتشغيل وحدة RRU. تحمل الألياف الضوئية الموجودة في نفس الكابل بيانات CPRI أو eCPRI بين BBU وRRU في وقت واحد. يحل سحب كابل واحد محل ما يمكن أن يكون تشغيلتين منفصلتين.

بالإضافة إلى البنية التحتية اللاسلكية، تتضمن بيئات النشر الشائعة ما يلي:

• تركيبات الألياف الحضرية إلى الغرفة (FTTR). - حيث يخدم كبل واحد كلاً من البيانات داخل المبنى وإمدادات الجهد المنخفض لأجهزة نقطة النهاية
• شبكات الأمن والمراقبة - تتلقى الكاميرات الموجودة في المواقع البعيدة اتصال الفيديو عبر الألياف وطاقة 48 فولت من تشغيل واحد
• المراقبة الصناعية — أجهزة الاستشعار وعقد الحوسبة الطرفية في المصانع أو المحطات الفرعية حيث تعد مناعة EMI للوصلة الليفية أمرًا بالغ الأهمية
• بناء الاتصالات الريفية - رحلات طويلة المدى إلى القرى أو المباني المجتمعية حيث يؤدي تقليل عدد الكابلات إلى تقليل تكلفة المواد والعمالة

تستحق حالة الاستخدام الصناعي اهتمامًا خاصًا. على عكس كابلات البيانات النحاسية، فإن مكون الألياف الضوئية محصن ضد التداخل الكهرومغناطيسي - وهي ميزة كبيرة في البيئات التي تحتوي على الآلات الثقيلة، أو المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي، أو محركات الأقراص ذات التردد المتغير. تعرف على المزيد حول كيفية تعزيز الكابلات المركبة الإلكترونية الضوئية للموثوقية في البيئات الصناعية.

المواصفات الرئيسية التي يجب تقييمها عند تحديد المصادر

ليست كل الكابلات المركبة قابلة للتبديل. هذه هي المعلمات التي تؤثر بشكل جوهري على أداء النظام:

• عدد الألياف ونوعها: تستخدم معظم عمليات نشر الاتصالات أليافًا أحادية الوضع G.652D. تحقق من أن العدد يتطابق مع ميزانية زوج الألياف الأمامية - 2 أو 4 أو 6 أو 8 ألياف هي تكوينات شائعة.
• المقطع العرضي للموصل: يحدد حجم موصل الطاقة (بالمم²) فقدان المقاومة على طول التشغيل. موصل 1.5 مم² يحمل 48 فولت تيار مستمر لمسافة تزيد عن 500 متر يفقد جهدًا أكبر بكثير من موصل 2.5 مم² عند نفس التيار. قم بمطابقة مواصفات الموصل مع ميزانية الطاقة لديك، وليس فقط تصنيف الجهد.
• تصنيف الجهد: تتعامل الأنواع القياسية مع ما يصل إلى 400 فولت تيار مستمر. قد تتطلب أنظمة الإمداد عن بعد ذات الجهد العالي (HVDC) كابلات مصنفة لفئة عزل أعلى - تأكد من ذلك مع الشركة المصنعة لمعدات إمداد الطاقة.
• مادة غمد: سترة PE تناسب الدفن الخارجي القياسي والجري الجوي. يعد LSZH (منخفض الهالوجين والدخان) إلزاميًا في الأماكن المغلقة والأنفاق والمباني وفقًا لمعظم قوانين السلامة من الحرائق.
• نوع الدرع: يوفر درع PSP (الشريط الفولاذي المموج) مقاومة للقوارض وحماية من السحق للدفن المباشر. بالنسبة للنشر الجوي، تحقق مما إذا كان التصميم يتضمن سلك مراسلة أو تم تصنيفه للدعم الذاتي.
• نطاق درجة حرارة التشغيل: يجب أن تعمل الكابلات الخارجية عبر نطاق درجة الحرارة المحيطة الكامل لمنطقة التثبيت. تعد المواصفات التي تتراوح من -40 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية نموذجية لمتغيرات البيئة القاسية.

كمرجع، تحكم سلسلة IEC 60794 إجراءات الاختبار الميكانيكية والنقل والبيئية لكابلات الألياف الضوئية بما في ذلك الأنواع المركبة الهجينة - وهو معيار مفيد عند مراجعة أوراق بيانات الموردين.

اعتبارات التثبيت التي غالبًا ما يتم التغاضي عنها

تقدم الكابلات المركبة متطلبات الانضباط المزدوج في الموقع: يحتاج الطاقم إلى كفاءة ربط الألياف ومهارات الإنهاء الكهربائي. غالبًا ما يتم التعامل مع هذه الأمور من قبل فرق تجارية مختلفة، ويعد ضعف التنسيق بينها مصدرًا شائعًا للتأخير.

الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء غير قابل للتفاوض. تميل الكابلات المركبة إلى أن يكون لها نصف قطر انحناء أدنى أكبر من كابلات الألياف النقية بسبب الموصلات النحاسية المضافة. إن تجاوزها أثناء السحب - حتى للحظات حول انحناء القناة - يمكن أن يؤدي إلى تشقق الألياف وإنتاج طفرات في فقدان الإدخال والتي تظهر فقط أثناء اختبار OTDR بعد اكتمال التثبيت. ضع علامة على نصف قطر الانحناء على نقاط دخول القناة قبل بدء السحب.

يعتبر تخفيف الضغط عند نقاط النهاية أكثر أهمية مما هو عليه مع الكابلات النحاسية فقط. عند كل طرف، يجب فصل الحمل الميكانيكي على عضو القوة عن توصيلات الألياف ونهايات الطاقة. استخدم وصلة الكابل أو صندوق الإدخال المحدد من قبل الشركة المصنعة — حيث تعد الترتيبات المرتجلة مصدرًا موثوقًا لمشاكل الموثوقية على المدى الطويل.

وأخيرًا، قم باختبار كل من المسارات الضوئية والكهربائية بشكل مستقل قبل التشغيل. OTDR الألياف من طرف إلى طرف لتأكيد فقدان الوصلات والموصل ضمن المواصفات. قم باختبار عزل الموصل لاستبعاد أي شقوق في الغلاف أثناء التثبيت. إن إصلاح المشكلات التي يتم اكتشافها قبل تشغيل المعدات أرخص بكثير من إصلاح الأخطاء التي يتم اكتشافها بعد وقوعها.

اختيار نوع الكابل المناسب: GYTS مقابل GYXTY

يظهر متغيران شائعان في معظم كتالوجات الموردين للتطبيقات المركبة الخارجية. يستخدم نوع GYTS درعًا من الشريط الفولاذي المموج وهو مناسب للدفن المباشر وتركيب القنوات والبيئات التي تتعرض فيها للمخاطر الميكانيكية. يستخدم النوع GYXTY تكوينًا غير معدني أو درع أخف، مما يجعله أخف وزنًا وأسهل في التعامل معه أثناء عمليات الانتقال الجوية أو الداخلية والخارجية حيث يكون وزن الدرع عائقًا. كلاهما متاح من الشركات المصنعة مثل Hawell في تكوينات قياسية ومخصصة لعدد الألياف - راجع مجموعة منتجات الكابلات الضوئية الخارجية للمواصفات ذات الصلة.

إذا كان المشروع يتضمن أيضًا بنية تحتية لخطوط الكهرباء، فمن الجدير بالذكر ذلك حلول الأسلاك الأرضية الضوئية التي تدمج الألياف في موصلات الطاقة العلوية تلبية حاجة مختلفة ولكن ذات صلة - خاصة لاتصالات خطوط النقل ذات الجهد العالي.

الخط السفلي العملي

لا يعد الكابل المركب الإلكتروني البصري هو الحل المناسب لكل مشروع. إذا كانت الطاقة والبيانات تمر بالفعل عبر مسارات مختلفة، أو إذا كان جهد الطاقة مرتفعًا جدًا بالنسبة لمعدل عزل الكابل، فستظل الكابلات المنفصلة هي الإجابة الصحيحة. ولكن بالنسبة لشبكة 5G الأمامية، وFTTR، والمراقبة عن بعد، والمراقبة الصناعية حيث يكون التشغيل المتكامل الفردي ممكنًا، فإنها تقلل باستمرار من تكلفة التركيب، واستخدام القناة، وتعقيدات الصيانة على المدى الطويل. حدده بشكل صحيح — بحيث يطابق نوع الألياف، والمقطع العرضي للموصل، والغمد، والدرع مع بيئة النشر الفعلية — ويعمل بشكل موثوق طوال فترة الخدمة التي تزيد عن 20 عامًا والتي تتطلبها تركيبات البنية التحتية هذه.