כבל סיבים אופטיים חיצוניים הוא כבל המשמש בסביבות חיצוניות להעברת אותות אופטיים. הוא נמצא בשימוש נרחב בתקשורת, רשתות וניטור. הנה הקדמה מפורטת:
תכונות מבניות
כבל סיב אופטי: כמרכיב הליבה, הוא אחראי על העברת אותות אופטיים. בהתבסס על סוג, ניתן לחלק אותו לסיבים- במצב יחיד וסיב רב-מצבי. סיב במצב יחיד- מתאים לתמסורת-למרחק-גבוהה; סיבים מרובי מצבים משמשים לעתים קרובות בתרחישי מהירות-קצרים,-נמוכים יחסית.
רכיבי חיזוק: מורכב בדרך כלל מחוט פלדה או סיב ארמיד בעל חוזק- גבוה, תפקידו הוא לשפר את החוזק המכני של הכבל האופטי, ולאפשר לו לעמוד בפני מתיחה, כיפוף וכוחות חיצוניים אחרים במהלך הנחת ושימוש, ולהגן על הסיב מפני נזק.
מעטה: למעטה של כבלים סיבים אופטיים חיצוניים יש מאפיינים שונים להסתגל לסביבות חיצוניות שונות. הוא עשוי בדרך כלל מחומר פוליאתילן (PE) או פוליוויניל כלוריד (PVC), בעל פונקציות כגון איטום, עמידות בפני לחות, הגנה מפני השמש, עמידות בפני קורוזיה והגנה על מכרסמים. עבור כבלים סיבים אופטיים המשמשים בסביבות מיוחדות מסוימות, למעטפת יש גם תכונות מעכבות בעירה ועמידות בטמפרטורה גבוהה/נמוכה.
חומר מילוי: מלא בין הסיב האופטי לנדן, הוא משמש כחומר עמיד למים וריפוד, מונע חדירת לחות לסיב ומפחית את ההשפעה של זעזועים חיצוניים.
סוגים
ישיר-כבל סיב אופטי קבור: סוג זה של כבל סיבים אופטיים קבור ישירות מתחת לאדמה, ומציע הסתרה ואבטחה טובים. המאפיין המבני שלו הוא נדן חיצוני עבה, לרוב עם שריון סרט פלדה כדי לשפר את העמידות בפני כוחות מכניים, כגון נזקים מכלי חפירה. מתאים לאזורים עם דרישות אסתטיות גבוהות ופעילות קרקע נמוכה, כמו פרברים ופארקי תעשייה.
כבל סיב אופטי אווירי: מוקם באוויר באמצעות עמודי שירות או מבנים כתמיכה. הוא מצויד בדרך כלל בקו מתלה, כאשר כבל הסיבים האופטיים תלוי על ידי ווים או התקני תיקון אחרים. סוג זה הוא פשוט יחסית להתקנה ועלויות נמוכות יותר, אך הוא רגיש לאסונות טבע (כגון רוחות חזקות ומכות ברקים). בשימוש נפוץ באזורים כפריים, אזורים הרריים ואזורים אחרים עם שטח פתוח ואזורים בנויים בדלילות-.
כבל סיב אופטי כפול-: מונח בתוך צינורות מותקנים- מראש, המגינים על כבל הסיבים האופטיים מפני נזק מכני חיצוני וגורמים סביבתיים. לכבלי סיבים אופטיים מסוג -צינור יש קוטר חיצוני קטן יחסית, מה שהופך אותם קלים לרוץ דרך צינורות ולחלוק צינורות עם כבלים אחרים (כגון כבלי חשמל וכבלי תקשורת), וחוסך מקום. הם מתאימים לאזורים עם תשתית תת-קרקעית מפותחת-, כגון רחובות עירוניים ואזורי מגורים.
פרמטרים של ביצועים
הנחתה: הכוונה היא למידת ההיחלשות של עוצמת האות האופטי לאחר שעברה מרחק מסוים בסיב האופטי, הנמדדת ב-dB/km. ככל שההנחתה נמוכה יותר, כך האות האופטי יכול לנוע רחוק יותר בסיב, ואיכות האות טובה יותר. עבור סיבים במצב יחיד, ההנחתה באורך גל של 1310nm היא בדרך כלל לא יותר מ-0.36dB/km, ובאורך גל של 1550nm, לא יותר מ-0.22dB/km; עבור סיבים מולטי-מודים, ההנחתה היא כ-3.0-3.5dB/km באורך גל של 850nm, וכ-0.6-0.8dB/km באורך גל של 1300nm.
רוחב פס: זה מציין את טווח התדרים של אותות אופטיים שהסיב האופטי יכול לשדר, נמדד ב-MHz·km או GHz·km. ככל שרוחב הפס גדול יותר, כך כמות הנתונים שהסיב יכול לשאת גדולה יותר וקצב השידור גבוה יותר. לסיבים מולטי-מודים יש בדרך כלל רוחב פס בין 100 ל-2000 מגה-הרץ·ק"מ, בעוד שסיבים במצב יחיד- יכולים להיות בעלי רוחב פס של עשרות גיגה-הרץ·ק"מ ואף יותר.
חוזק מתיחה: זה מתייחס לכוח המתיחה המקסימלי שסיב אופטי יכול לעמוד בו במהלך מתיחה, נמדד בניוטון (N). חוזק המתיחה משתנה בהתאם למפרט ולמבנה של כבלי סיבים אופטיים חיצוניים, אך בדרך כלל הוא אמור להיות מסוגל לעמוד בכוח מתיחה של לפחות 150-300 N כדי להבטיח שהוא לא נשבר עקב מתיחה במהלך ההתקנה והשימוש.
רדיוס כיפוף: זה מחולק לרדיוס כיפוף סטטי ורדיוס כיפוף דינמי. רדיוס הכיפוף הסטטי הוא רדיוס הכיפוף המינימלי המותר של הסיב האופטי במצב סטטי, בעוד שרדיוס הכיפוף הדינמי הוא רדיוס הכיפוף המינימלי המותר כאשר הסיב האופטי נתון לכוח חיצוני (כגון במהלך ההתקנה). רדיוס הכיפוף הסטטי של סיבים במצב יחיד הוא בדרך כלל לא פחות מ-15 מ"מ, ורדיוס הכיפוף הדינמי אינו פחות מ-30 מ"מ; רדיוס הכיפוף הסטטי של סיבים מולטי-מודים הוא בדרך כלל לא פחות מ-10 מ"מ, ורדיוס הכיפוף הדינמי הוא לא פחות מ-15 מ"מ.
שיקולי בחירה
דרישות מרחק וקצב שידור: קבע את מרחק השידור והקצב הנדרשים בהתבסס על תרחיש היישום בפועל. עבור שידור-למרחקים ארוכים,-גבוהים, כגון קווי מטען של תקשורת בין-עירונית, יש לבחור כבלי סיבים אופטיים במצב יחיד-. עבור יישומים-למרחקים קצרים,-נמוכים יותר, כגון רשתות ניטור קהילתיות, כבלי סיבים אופטיים מרובי מצב עשויים להתאים יותר.
גורמים סביבתיים: שקול את התנאים הסביבתיים הספציפיים של מיקום ההנחת, כגון טמפרטורה, לחות, תכונות הקרקע ונוכחות של הפרעות אלקטרומגנטיות חזקות. באזורים קרים, בחר בכבלי סיבים אופטיים בעלי עמידות טובה בטמפרטורה-נמוכה; בסביבות עם הפרעות אלקטרומגנטיות חזקות, בחר בכבלי סיבים אופטיים עם חסינות טובה להפרעות אלקטרומגנטיות.
דרישות ביצועים מכניים: בחר כבלים סיבים אופטיים בעלי תכונות מכניות מתאימות בהתבסס על שיטת הנחת וכוחות חיצוניים פוטנציאליים. כבלי סיבים אופטיים קבורים ישירים- זקוקים לעמידות חזקה בפני לחץ, מתח ועקיצות מכרסמים; כבלי סיבים אופטיים עיליים חייבים לעמוד ברוח ובכוח הכבידה; כבלי סיבים אופטיים מותקנים בצינורות- צריכים לשקול תאימות לתעלות וביצועי כיפוף כשהם מונחים בתוך תעלות.
ספירת ליבות הסיבים: קבע את ספירת ליבות הסיבים על סמך הצרכים בפועל. אם יש צורך לשדר אותות מרובים בו-זמנית או שמור מקום להרחבה עתידית, בחר בכבלים סיבים אופטיים עם ספירת ליבות גבוהה יותר. ספירות ליבות של כבלים סיבים אופטיים חיצוניים כוללים 4, 6, 8, 12 ו-24 ליבות.
הנחת אמצעי זהירות
תכנון ועיצוב: לפני ההנחה יש צורך בתכנית מפורטת לכל המסלול, כולל הכיוון, האורך והמכשולים שיש לעבור. שקול צרכי הרחבה עתידיים ושמור מספר מסוים של ליבות סיבים מיותרות. שמרו על מרחק בטוח ממתקנים תת קרקעיים אחרים (כגון כבלי חשמל וצינורות אספקת מים/ניקוז) כדי למנוע הפרעות ונזקים הדדיים.
בחירת שיטת הנחת: בחר שיטת הנחה מתאימה בהתבסס על סביבת האתר והתנאים בפועל. לקבורה ישירה, ודא שעומק הקבורה עומד בדרישות (בדרך כלל לא פחות מ-0.7 מ'), והנח שכבה של אדמה רכה או חול בעובי של לפחות 100 מ"מ מעל ומתחת לכבל הסיבים האופטיים כדי להגן עליו. להנחת מעליה, שימו לב למתח ולגובה של כבל המתלה כדי למנוע חסימת הולכי רגל וכלי רכב. להנחת תעלות, ודא שהצינור נקי וללא חפצים חדים כדי למנוע שריטות בכבל הסיבים האופטיים.
אמצעי הגנה: יש לנקוט באמצעי הגנה מיוחדים בעת חציית קטעים מיוחדים כגון מסילות ברזל, כבישים מהירים ונהרות. לדוגמה, בעת חציית מסילות ברזל וכבישים מהירים, ניתן להשתמש בשיטות כגון גיבוי צינורות או קידוח כיווני כדי להעביר את כבל הסיבים האופטיים דרך צינורות פלדה או פלסטיק להגנה; בעת חציית נהרות, ניתן להשתמש בהנחת תת-ימית, תוך שימוש בכבלי סיבים אופטיים משוריינים או אמצעי חיזוק אחרים כדי להבטיח את בטיחות הכבל האופטי.
זיהוי ורישום: במהלך תהליך ההנחת, יש לזהות בבירור את נקודת ההתחלה, נקודת הסיום, נקודות המפנה ונקודות ההסתעפות של הכבל האופטי ולשמור רשומות מפורטות. הזיהוי צריך לכלול מידע כגון דגם הכבל האופטי, ספירת הליבות והמסלול לתחזוקה וניהול עתידיים.