الألياف الضوئية في كابل المصعد

توضح هذه المقالة أنواع واستخدامات الألياف الضوئية للمصاعد وتشرح الفوائد المالية والتقنية ، فضلاً عن تحديات التثبيت المتصورة والفعلية. تطورت الحاجة إلى الاتصالات في المصاعد إلى ما هو أبعد من الحاجة إلى إخبار غرفة الماكينة بأي طابق تنتقل إليه. يتم نقل جميع مقاطع الفيديو ، والهواتف ، وإشارات التحكم والصوت عالية الدقة (ذات الاتجاهين و "موسيقى المصعد") بواسطة نوع من دائرة الاتصال المخصصة في كابل السفر.

تقليديًا ، كانت هناك ثلاثة أنواع من الكابلات المستخدمة لنقل الإشارات ، بما في ذلك:

• محوري ، يُستخدم بشكل أساسي للفيديو في الإنشاءات RG6 و RG11
• زوج محمي ، يستخدم بشكل أساسي في الاتصالات الهاتفية ويتألف عادة من 20 مقياس سلك أمريكي (AWG) نحاسي مع درع نحاسي مضفر
• الألياف الضوئية ، والتي يمكن أن تحمل أي عدد من إشارات الصوت والفيديو والصوت والبيانات الرقمية عبر مسافات كبيرة

كانت الكابلات المزدوجة المحورية والمغطاة موجودة منذ عقود وهي كميات معروفة لصناع المصاعد. إنها تنتهي بسهولة إلى الكاميرات التناظرية والهواتف ومكبرات الصوت. ومع ذلك ، يُطلب من الأجهزة الأحدث المستخدمة في المصاعد حمل المزيد والمزيد من الإشارات بمعدلات بيانات أعلى (عرض النطاق الترددي المتزايد). هم أيضا يعملون رقميا. في حين أن الكابلات المحورية والأزواج المحمية يمكن أن تحمل إشارات رقمية ، إلا أنها لا تفعل ذلك بكفاءة. تتميز الألياف الضوئية بنطاق ترددي كبير وهي مناسبة لنقل حركة مرور رقمية سريعة.

تشتهر الألياف الضوئية بأنها صعبة التركيب وباهظة الثمن في التشغيل. ومع ذلك ، فإن الاختراقات في الإلكترونيات منخفضة التكلفة (والتقدم العام للأجهزة الرقمية) ، بالإضافة إلى التحسينات في أجهزة التثبيت ، تجعل الآن الألياف الضوئية خيارًا جذابًا لاتصالات المصاعد.

إيثرنت و UTP وكابل السفر

إيثرنت هو المعيار لكابلات البيانات. يستخدم كل جهاز حديث تقريبًا بروتوكولات Ethernet للتواصل. تعمل Ethernet عادةً بسرعات 10 أو 100 ميجابت / ثانية (Base-T) عبر كبل ثنائي مجدول غير محمي (UTP) ، والمعروف عادةً بتصنيف فئته مثل Cat 5e أو Cat 6.

يستخدم UTP لنقل البيانات حتى 100 متر من جهاز إلى جهاز. يقوم UTP بذلك عن طريق التواء أسلاك نحاسية صلبة 24-AWG. تعد دقة هذا الالتواء ضرورية للأداء ، حيث إنها الآلية التي تقلل من الحديث المتبادل بين أزواج الأسلاك الأربعة التي يتكون منها الكبل. سيؤدي أي تفكك للأزواج إلى تدهور الإشارة. عندما يتم تثبيت UTP في شبكة مكتب ، يجب بذل الجهود لمنعه من التعلق أو التأرجح أو الانثناء مثل كابل السفر.

قد يتساءل المرء عما إذا كان يمكن استخدام UTP في كابل السفر. إنه أمر مشكوك فيه ، لأن الثني المستمر لكابل النقل يمكن أن يتسبب في فك الأزواج. في الوقت الحالي ، لا تسمح معايير الكود الكهربائي الوطني المحددة في المادتين 620.11 و 620.12 باستخدام سلك نحاسي أصغر من 20 AWG في كابل متنقل. ومع ذلك ، فإن الألياف الضوئية الكبلية جيدة لاستخدام كابل السفر وتوفر مجموعة من الفوائد.

كيف تعمل الألياف الضوئية

الألياف الضوئية عبارة عن خيط رفيع من الزجاج يوجه الضوء على طوله. مصدر الضوء ، مثل LED أو الليزر ، يضخ نبضات من الضوء في أحد طرفي الألياف. تحتوي الألياف على قلب ينقل الضوء وغطاء له معامل انكسار مختلف عن اللب الذي "يحتوي" على الضوء. تعمل الطلاءات المصنوعة من الأكريلات على بناء قوة الكابل ، ويغطي غلاف بلاستيكي يسمى عازلة محكمة على الألياف. يزيد المخزن المؤقت قطر الألياف ويسهل التعامل معه ، مع إضافة حماية ميكانيكية. قد يتم توصيل الألياف الضوئية لمزيد من القوة ، على الرغم من أن هذا ليس ضروريًا عادةً في تطبيقات المصاعد. لحمايتها بشكل أكبر أثناء الثني المستمر لكابل متنقل ، يتم تغطية الألياف المشدودة بغزل الأراميد عالي القوة وسترة مثبطة للهب بشكل عام.

تحتوي دائرة الألياف الضوئية النموذجية على جهاز إلكتروني ، مثل الكاميرا ، في نهاية الإرسال. يتم نقل الإشارات من الجهاز عبر كابل توصيل (عادةً ما يكون متحد المحور أو UTP) ويتم تحويلها إلى إشارات رقمية بصرية عن طريق محول كهربائي بصري. في الطرف المستقبل ، يتم تغيير الضوء مرة أخرى إلى إشارة إلكترونية متصلة بجهاز مثل الشاشة أو يتم إدخالها في نظام البيانات.

تتمثل ميزة الألياف الضوئية في قدرتها على حمل إشارات النطاق الترددي العالي (مثل التلفزيون عالي الدقة والدائرة المغلقة) عبر مسافات أكبر بكثير من أي كابل نحاسي. اعتمادًا على الأجهزة الإلكترونية المحددة ، يمكن إرسال المدخلات من عدة كاميرات ، والصوت عالي الدقة ، وهواتف الطوارئ ، وحتى القياس عن بُعد في الكابينة عبر واحد أو زوج من الألياف (الألياف). بالإضافة إلى ذلك ، فإن الألياف الضوئية محصنة ضد التداخل الكهربائي.

الوضع الفردي مقابل الوضع المتعدد

يُطلق على المسار الذي يسلكه الضوء عبر الألياف اسم "النمط". تتميز الألياف أحادية النمط بنواة ضيقة، يبلغ قطرها عادةً 6 ميكرومتر (أكبر قليلاً من قطر خلية الدم الحمراء)، مما يسمح للضوء بالانتشار في مسار واحد فقط. أما الألياف متعددة الأنماط، فلها نواة أكبر - تقليديًا 62.5 ميكرومتر، ولكن الأنواع الأحدث من الألياف تحتوي على نواة قطرها 50 ميكرومتر. تحتوي النواة الأكبر على ما يصل إلى 300 مسار ممكن لانتشار الضوء. على الرغم من أن الألياف متعددة الأنماط ليست بكفاءة الألياف أحادية النمط، إلا أنها أسهل في التعامل.

الألياف أحادية الوضع هي الأداء الأعلى للتقنيتين. يتم استخدامه بشكل عام في الاتصالات السلكية واللاسلكية للإرسال لمسافات طويلة ، حيث يمكن أن يحمل قدرًا كبيرًا من عرض النطاق الترددي عبر مسافات 70 كم قبل الحاجة إلى التكرار. تُستخدم أشعة الليزر القوية كمصدر للضوء لكابل أحادي الوضع عند أطوال موجية تبلغ 1,310،1,550-XNUMX،XNUMX نانومتر.

تعمل على مسافات أقصر (عادةً ، تُستخدم الألياف متعددة الأوضاع في مسارات أقصر تبلغ 1/4 أو 1/3 ميل) ، تستخدم الألياف متعددة الوسائط مصابيح LED وجوافًا رأسية ، وأشعة الليزر الباعثة للسطح كمصادر للضوء بطول موجة 850 نانومتر. حتى سنوات قليلة ماضية ، كان من الصعب تبرير تكلفة هذه الأجهزة الإلكترونية في المصاعد. ومع ذلك ، فقد أصبح سعر هذه الأجهزة والأجهزة المرتبطة بها أكثر منطقية ، مما يجعل النقل ذي النطاق الترددي العالي ممكنًا اقتصاديًا للمصاعد.

تعد Multimode من بين أنواع الألياف الموصى بها للمصاعد. إلى جانب التكلفة المنخفضة للإلكترونيات ، يسهل التعامل مع الألياف متعددة الأوضاع ويكون التوصيل أكثر تسامحًا. هذا لا يستبعد استخدام كابل أحادي الوضع. يحتوي الكبل المثبت في برج خليفة بدبي على 14 أليافًا متعددة الأوضاع وستة ألياف أحادية الوضع في كل من كبلاته العديدة ، على الرغم من عدم تنشيط الألياف أحادية الوضع ووضعها للاستخدام في المستقبل.

يمكن قياس نطاق تشغيل الألياف متعددة الأوضاع بمئات الأمتار ، وهو ما يتجاوز بكثير UTP أو أي نوع آخر من أنواع الكابلات النحاسية. كقاعدة عامة ، تقدم Draka Elevator Products 62.5 ميكرومتر من الألياف متعددة الأوضاع في كابلها المتنقل ، على الرغم من توفر الألياف مقاس 50 ميكرومتر كخيار. وتجدر الإشارة إلى أن الألياف 50 ميكرومتر تقدم أداءً أعلى ، مع معدلات بيانات تصل إلى 100 جيجابايت في الثانية (تسمى ألياف OM3 أو OM4 "المحسنة بالليزر") ، ولكن يجب أن تكون الألياف 62.5 ميكرومتر كافية لتطبيقات المصاعد.

الربط: التصورات والحقائق

إلى جانب التكلفة ، كان إدراك صعوبة توصيل الألياف عائقًا أمام تنفيذها. ومع ذلك ، فإن التحسينات في التكنولوجيا والتقنية جعلت هذه العملية أسهل. توجد عدة إصدارات من موصلات الألياف ، بعضها مصمم لتطبيقات محددة. وهي تتكون من حلقة ، تضع طرف الألياف بشكل مباشر وآمن عند نقطة الاتصال ، وطريقة من آلية القفل وجسم لحماية الألياف وسهولة التعامل معها. تضع معظم التصميمات نهاية الألياف في اتصال مباشر مع مدخلات أو إخراج الإلكترونيات الضوئية.

الموصلات الأكثر استخدامًا هي الموصلات ذات الطرف المستقيم (ST) والموصلات المربعة (SC). النوع ST هو موصل حربة أسطواني يلتوي في مكانه ويتم تثبيته بضغط الزنبرك. العيب هو أنه إذا تم سحب الكبل ، فهناك احتمال لانقطاع تدفق البيانات. يثبت SC في مكانه ويوفر فصلًا غير بصري ؛ ما لم يتم تحرير ذراع القفل على الموصل يدويًا ، فلا يمكن مقاطعة الاتصال. يقدم كلا النوعين نفس المستوى تقريبًا من الأداء البصري. 

تأتي الموصلات بشكل عام مع الألياف المرغوبة المثبتة بالداخل ونهاية الموصل مصقولة للحد الأدنى من فقدان الإشارة. تمتد عدة أقدام من الألياف من الموصل. يكون هذا الذيل بشكل عام ملحومًا أو "مقسمًا بالاندماج" بالألياف الموجودة في كابل السفر. يمكن إجراء لصق انصهار نظيف ومنخفض الفقد باستخدام المعدات والممارسات المناسبة.

يتضمن مخطط العملية الخطوات التالية:

• قم بفصل التخزين المؤقت من جزء صغير من الألياف الضوئية لكابل السفر لفضح الألياف.
• اشق طرف الألياف للحصول على قطع نظيف وعمودي.
• ضع كم من الألياف فوق الألياف المشقوقة.
• استخدم أداة الربط الانصهار لتوصيل طرف الألياف للموصل بنهاية الألياف للكابل المتنقل.
• عزز الوصلة بغطاء واقي.
• اختبر الاتصال بحثًا عن الفقد بمصدر الضوء ومقياس الطاقة.

للحصول على فيديو مفصل لعملية الربط ، قم بزيارة موقع الويب: www.youtube.com/watch؟v=L8iXJiBtvuI.

وصلات الربط الانصهار متاحة للإيجار أو الشراء. تتوفر مجموعات الأدوات ومجموعات الإنهاء الكاملة ودروس التدريب للربط الانصهار. من المهم ملاحظة أن الليزر ومصابيح LED تنتج ضوءًا قويًا بالأشعة تحت الحمراء. بالطريقة نفسها التي لا ينبغي لأحد أن يلمس بها سلكًا كهربائيًا حيًا ، لا ينبغي لأحد أبدًا أن ينظر مباشرة إلى الألياف الضوئية ، لأنها قد تسبب ضررًا شديدًا للعين.

خاتمة

تعد الألياف الضوئية طريقة مفيدة لنقل إشارات النطاق الترددي العالي ، وخاصة الفيديو ، من وإلى المصعد. الإلكترونيات الضرورية ميسورة التكلفة وموثوقة. الألياف المفضلة هي 62.5 ميكرومتر متعدد الأنماط ، على الرغم من أن 50 ميكرومتر بديل مقبول للتطبيقات عالية السرعة ، باستخدام موصلات SC أو ST. عملية الاتصال واضحة ومباشرة ويمكن إتقانها بسرعة.