كم عدد نوى الألياف التي أحتاجها؟ دليل عدد الألياف

يعتمد عدد نوى الألياف التي تحتاجها على ثلاثة أشياء: ما هي البصريات التي تستخدمها أجهزتك، وعدد الروابط النشطة التي تحتاج إلى دعمها، ومقدار المساحة التي تريدها للنمو المستقبلي. يستخدم رابط Ethernet المزدوج القياسي أليافين - أحدهما للإرسال والآخر للاستقبال. ولكن ليس كل رابط مزدوج. تعمل بعض أجهزة الإرسال والاستقبال ثنائية الاتجاه عبر وصلة واحدة وواجهات بصرية متوازية - مثلالوحدات المستندة إلى MPO/MTP-.يمكن أن تتطلب ثمانية أو اثني عشر أو أكثر من الألياف لكل اتصال. لذا فإن نقطة البداية الصحيحة هي دائمًا جهاز الإرسال والاستقبال والموصل، وليس الكابل.

يتناول هذا الدليل طريقة قابلة للتكرار لحساب عدد الألياف التي تحتاجها فعليًا - سواء كنت تقوم بتوصيل الأسلاك لمكتب صغير، أو عمود فقري لمبنى، أو اتصال بيني لمركز بيانات.

ماذا يعني عدد الألياف الأساسية؟

عدد الألياف الأساسية هو إجمالي عدد الألياف الضوئية الفردية المجمعة داخل سترة كبل واحدة. يحتوي الكابل ثنائي النواة-على ليفتين. كابل ذو 12 نواة يحمل اثني عشر. كابل ذو 48 نواة يحمل ثمانية وأربعين. يخبرك الرقم بعدد المسارات الضوئية المستقلة التي يوفرها الكابل.

هذا ليس نفس حجم الألياف الأساسية. الحجم الأساسي - المقاس بالميكرومتر - يشير إلى قطر كل مركز حمل للضوء- من الألياف.الألياف أحادية الوضعلديه نواة أصغر (حوالي 9 ميكرومتر)، بينماالألياف المتعددة الوسائطيستخدم نواة أكبر (50 ميكرومتر أو 62.5 ميكرومتر). يعد الاختيار بين الوضع الفردي والوضع المتعدد قرارًا منفصلاً عن اختيار عدد الألياف التي تدخل في الكابل.

البسيط والدوبلكس والألياف المتعددة: لماذا يهم

قبل أن تحسب أي شيء، عليك أن تعرف نوع الرابط الذي تقوم بإنشائه:

• روابط دوبلكساستخدم ليفين - أحدهما للإرسال (Tx) والآخر للاستقبال (Rx). هذا هو التكوين القياسي لمعظم اتصالات 1G و10G Ethernet التي تستخدمهاموصلات LCأوموصلات SC.
• الروابط البسيطة أو ثنائية الاتجاه (BiDi).تحمل كلاً من حركة الإرسال والاستقبال عبر ألياف واحدة باستخدامتعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي- داخل جهاز إرسال واستقبال BiDi. يؤدي هذا إلى تقليل عدد الخيوط إلى النصف ولكنه يتطلب بصريات متوافقة من كلا الطرفين.
• روابط بصرية -متوازيةاستخدام ألياف متعددة في وقت واحد. على سبيل المثال، يحدد معيار IEEE 802.3ba 40GBASE-SR4، الذي ينقل أكثر من أربعة ألياف ويستقبل أكثر من أربعة ألياف - ثمانية ألياف نشطة إجماليًا - من خلالموصل MPO/MTP. معيار 100GBASE-SR4 (المحدد فيإيي 802.3bm-2015) يستخدم أيضًا ثمانية ألياف نشطة عبر واجهة MPO-12.

إذا افترضت أن كل رابط يحتاج إلى ليفين بالضبط، فسيكون لديك عدد أقل من البيئات الضوئية المتوازية- وسيزيد عدد عمليات نشر BiDi. تحقق دائمًا من ورقة بيانات جهاز الإرسال والاستقبال أولاً.

كيفية تحديد عدد الألياف لديك: خطوة بخطوة

الخطوة 1: تحديد جهاز الإرسال والاستقبال ونوع الموصل

تحقق من وثائق المعدات الخاصة بكل منفذ تخطط للاتصال به. يحتاج 1G SFP مع واجهة LC المزدوجة إلى ألياف لكل رابط. يحتاج 40G QSFP + مع بصري SR4 إلى ثمانية ألياف لكل رابط من خلال موصل MPO. يحتاج BiDi SFP إلى واحد فقط. قم بتوثيق كل نوع رابط قبل الانتقال إلى الخطوة التالية.

الخطوة 2: عد روابط الألياف النشطة

قم بإدراج كل نقطة اتصال-إلى-نقطة في تصميمك - وليس فقط عدد الأجهزة. لا يتطلب المحول الذي يحتوي على 24 منفذًا 48 ليفًا تلقائيًا. قد تكون بعض المنافذ نحاسية، وبعضها الآخر قد يكون غير مستخدم، وغالبًا ما تحتوي الوصلات الصاعدة على بصريات مختلفة عن منافذ الوصول. قم بإحصاء التوصيلات المخططة الفعلية ومتطلبات الألياف الخاصة بها بشكل فردي.

على سبيل المثال: عشرة وصلات LC مزدوجة (20 أليافًا) بالإضافة إلى وصلتين صاعدين 40G SR4 (16 أليافًا) تساوي 36 أليافًا نشطة - وهو إجمالي قد تفوته إذا أحصيت اثني عشر جهازًا فقط وضربتها في اثنين.

الخطوة 3: إضافة ألياف الغيار

إن بناء مصنع كابلات بطاقة إنتاجية صفرية أمر محفوف بالمخاطر. يمكن أن تتلف الألياف أثناء التثبيت أو الصيانة المستقبلية. الجمعية الألياف البصرية (FOA)توصي بتضمين ألياف إضافية عند تحديد الكابل لمراعاة تلف التثبيت والإضافات المستقبلية. تشير إرشادات تصميم الشبكة الخاصة بـ FOA على وجه التحديد إلى أن شراء الكابل الذي يحتوي على عدد قليل من الألياف الإضافية يسمح بإتلاف نقاط التوصيل أو الإنهاء دون التسبب في إعادة صياغة كبيرة.

الهدف العملي الشائع هو الحفاظ على الاستخدام الأولي بنسبة 70-80% أو أقل من إجمالي عدد جدائل الكابل، مع ترك 20-30% للنمو أو-إعادة التوجيه أو الإصلاح.

الخطوة 4: قم بالتقريب إلى عدد الكابلات القياسي

يتم تصنيع كابلات الألياف بأعداد جدائل قياسية - عادةً 2، 4، 6، 8، 12، 24، 48، 72، 96، و144. عادةً ما يتم إنشاء كابلات الأنابيب السائبة - حول مجموعات أنابيب مكونة من 12 ليفًا، ويتم تنظيم الكابلات الشريطية عادةً في شريط مكون من 12 ليفًا. تم تصميم اتصال MPO/MTP حول واجهات مكونة من 8 ألياف و12 ليفًا، مما يجعل مضاعفات 12 عملية بشكل خاص للكابلات الهيكلية.

بمجرد معرفة عدد الألياف النشطة بالإضافة إلى قطع الغيار، قم بالتقريب إلى العدد القياسي التالي الذي يمكن أن تدعمه أجهزة الإنهاء ولوحات التوزيع الخاصة بك. غالبًا ما يؤدي اختيار عدد غير -معياري إلى تأخير تحديد المصادر ومضاعفات الإنهاء.

الخطوة 5: عامل في قيود المسار والهجرة المستقبلية

قد يظل عدد الكابلات الكافي تقنيًا خيارًا سيئًا-على المدى الطويل. ضع في الاعتبار ما إذا كان سيتم فتح القناة أو المسار مرة أخرى - إذا تمت جدولة أعمال التثبيت بالفعل وكان المسار به مساحة، فإن الانتقال إلى العدد القياسي التالي غالبًا ما يكون أكثر فعالية من حيث التكلفة-من سحب كابل ثانٍ لاحقًا.

ضع في اعتبارك أيضًا سيناريوهات الترحيل. إذا كان تصميمك الحالي يستخدم وصلات مزدوجة 10G ولكن من المحتمل إجراء ترقية مستقبلية إلى بصريات متوازية 40G أو 100G، فإن اختيار كابل مكون من 12 ليفًا أو 24 ليفًا يمكن أن يتجنب الآن إعادة الكابلات عندما يحين الوقت. معايير الكابلات المنظمة منأنسي/تيا-568تم تصميمها لتوفير عمر كابلات تجاري لا يقل عن عشر سنوات، لذا فإن التخطيط المسبق هو جزء من هدف المعيار.

عدد الألياف السريع-الجدول المرجعي

أعداد الألياف الشائعة ومكان ملاءمتها

2 النواة و 4 النواة

تعمل هذه الأعداد المنخفضة مع أسلاك التوصيل الفردية من نقطة -إلى-النقطة واتصالات الأجهزة البسيطة. 2 النواةسلك تصحيح الأليافهو المعيار لتوصيل منفذ مزدوج واحد بلوحة التصحيح أو جهاز آخر. يوفر الكابل رباعي النواة رابطًا مزدوجًا مع جديلتين احتياطيتين، أو يدعم اتصالين فرديين مستقلين.

تكون هذه الأعداد منطقية عندما يخدم الكبل رابطًا واحدًا ولا يشارك المسار مع البنية التحتية الأخرى.

6 النواة و 8 النواة

يمكن للكابل المكون من 6-أن يتعامل مع ثلاثة وصلات مزدوجة أو يوفر سعة احتياطية لرابط واحد أو رابطين مع مساحة للإضافة المستقبلية. يتوافق الكبل ذو 8{8}}مركز مباشر مع بصمة الألياف 8-للبصريات المتوازية 40GBASE-SR4 و100GBASE-SR4، مما يجعله عمليًا للمسافات القصيرة التي تخدم اتصالاً واحدًا عالي السرعة دون استخدام صندوق توصيل كامل مكون من 12 مركزًا.

ومن الناحية العملية، تشهد الكابلات الأساسية الثمانية-استخدامًا متكررًا في بيئات MPO حيث يخدم الكابل رابطًا ضوئيًا متوازيًا واحدًا فقط.

12 نواة

تعتبر مجموعة الألياف الـ 12- لبنة بناء أساسية في البنية الأساسية لكابلات الألياف. تقوم الكابلات ذات الأنبوب السائب بتجميع الألياف في أنابيب مكونة من 12 ليفًا. وتستخدم الكابلات الشريطية شريطًا مكونًا من 12 ليفًا.موصلات MPO-12هي الواجهة القياسية للبصريات المتوازية 40G و100G. إن اختيار 12 مركزًا يعني أن الكابل الخاص بك يتوافق تقريبًا مع كل أنظمة الاتصال الرئيسية، بدءًا من لوحات التوصيل وحتى مجموعات صندوق السيارة.

بالنسبة للعمود الفقري الصغير للكابلات الهيكلية - على سبيل المثال، فإن توصيل غرفة اتصالات بنقطة توزيع أرضية بخمس أو ستة وصلات مزدوجة - 12-تمنحك القدرة على العمل بالإضافة إلى مساحة مفيدة للإضافات والتغييرات.

24 نواة

يعمل الكابل ذو 24-مركزًا على مضاعفة سعة الكابل المكون من 12 مركزًا مع الحفاظ على نفس معايير التصنيع والإنهاء. يعد هذا العدد خيارًا شائعًا لبناء الهياكل الأساسية والروابط الداخلية والسيناريوهات حيث يدعم المسار عملية سحب كبل واحدة فقط ولكنه يحتاج إلى خدمة أنواع ارتباطات متعددة على مدار عمره.

يمكن أن يدعم أربعة وعشرون-ما يصل إلى اثني عشر اتصالاً مزدوجًا، أو ثلاثة وصلات 40G/100G SR4، أو مجموعات مختلفة من منافذ البصريات المزدوجة والمتوازية -- مع سعة احتياطية في كل حالة.

48 نواة، 72 نواة، 96 نواة، وما بعدها

تخدم الأعداد الأعلى المسارات المشتركة، وبناء-إلى-الأعمدة الأساسية، وربط صفوف مركز البيانات-إلى-الصفوف، وتوزيع الحرم الجامعي. وبناءً على هذه الأعداد، يصبح الكابل نفسه أصلًا مشتركًا للبنية التحتية بدلاً من اتصال بجهاز معين. التخطيط على هذا النطاق عادة ما يتضمن التنسيق معإغلاق لصقولوحات التصحيح عالية الكثافة-، وأنظمة الكابلات MPOمصممة للنشر على مراحل.

تعتبر هذه الكابلات ذات العدد الأعلى- منطقية من الناحية الاقتصادية عندما تفوق تكاليف التركيب وتكاليف إنشاء المسار تكلفة المواد الإضافية للألياف الإضافية.

أمثلة عملت

مثال 1: طابق مؤسسة صغيرة يحتوي على 10 روابط مزدوجة

تحتاج إحدى الشركات إلى توصيل غرفة اتصالات بعشر نقاط وصول لمنطقة المكتب-، وكلها تستخدم أجهزة إرسال واستقبال 1G SFP مع موصلات LC المزدوجة.

• الألياف النشطة: 10 وصلات × 2 ألياف=20 ألياف
• الهدف الاحتياطي (حوالي 20%): 4-5 ألياف إضافية
• إجمالي الحاجة: حوالي 24-25 ألياف
• الكابل الموصى به: 24 نواة

يؤدي اختيار كابل ذو 24 نواة إلى تغطية جميع الروابط النشطة مع وجود مخزن مؤقت صغير للإضافات المستقبلية. إن اختيار 20 أليافًا بالضبط من شأنه أن يترك هامشًا صفرًا ولا يتوفر كعدد قياسي للكابلات.

مثال 2: صف مركز البيانات -إلى-صف به 10G و40G مختلطان

يحتاج الاتصال البيني لصف مركز البيانات إلى ثمانية وصلات LC مزدوجة 10G ووصلتين 40G SR4.

• وصلات 10G: 8×2 ألياف=16 ألياف
• وصلات 40G SR4: 2 × 8 ألياف=16 ألياف
• المجموع النشط: 32 ألياف
• الهدف الاحتياطي: 8-10 ألياف
• الكابل الموصى به: 48 نواة

يوفر الكبل ذو 48-مركزًا مساحة للوصلات الحالية بالإضافة إلى القدرة على الترقية المستقبلية - مثل إضافة المزيد من اتصالات 40G أو الترحيل إلى 100G SR4 دون إعادة كابل المسار.

مثال 3: بناء العمود الفقري مع الترحيل المخطط له إلى 100G

يدير العمود الفقري للحرم الجامعي حاليًا وصلات مزدوجة 10 جيجا بين المباني، لكنه يتوقع الانتقال إلى البصريات المتوازية 100 جيجا خلال ثلاث إلى خمس سنوات.

• الألياف النشطة الحالية: 6 وصلات مزدوجة × 2=12 ألياف
• وصلات 100G SR4 المستقبلية (تقديري): 4 × 8=32 ألياف
• الحاجة المجمعة مع قطع الغيار: حوالي 40-44 ألياف
• الكبل الموصى به: 48 نواة (أو 72 نواة إذا لم يتم إعادة فتح المسار)

في السيناريوهات الأساسية حيث يكون سحب الكابل-مكلفًا أو مزعجًا، فإن زيادة الحجم عند التثبيت الأولي هو عادةً القرار الاقتصادي الأفضل.

الأخطاء الشائعة التي يجب تجنبها

عد الأجهزة بدلا من الروابط.لا يحتاج المحول ذو 48 منفذًا دائمًا إلى 96 ليفًا. قد تكون العديد من المنافذ نحاسية، وبعضها قد لا يكون مأهولًا، وغالبًا ما تستخدم الوصلات الصاعدة بصريات مختلفة. قم بإحصاء روابط الألياف الفعلية، وليس ملصقات المنافذ.

بافتراض أن كل رابط يحتاج إلى ليفين.تستخدم أجهزة الإرسال والاستقبال BiDi أليافًا واحدة لكل رابط. تستخدم الوحدات الضوئية المتوازية-ثمانية أو اثني عشر أو أكثر. يختلف عدد الألياف لكل رابط حسب نوع جهاز الإرسال والاستقبال.

تجاهل الفرق بين حبال التصحيح وجذوع العمود الفقري.عادةً ما يخدم سلك التصحيح اتصالاً واحدًا - 2 من الألياف وهو أمر طبيعي. يخدم الجذع الأساسي العديد من الاتصالات عبر مسار مشترك ويجب أن يكون حجمه مزودًا بسعة احتياطية مدمجة.

شراء الحد الأدنى الدقيق.إذا كان المسار مفتوحًا بالفعل وتمت جدولة العمل بالفعل، فإن التكلفة الإضافية لعدد قليل من الألياف الإضافية في الكابل تكون صغيرة مقارنة بتكلفة سحب كابل جديد لاحقًا. الدليل تصميم FOAتنصح على وجه التحديد بشراء كابل يحتوي على ألياف إضافية لمنع إعادة العمل الناتج عن تلف الوصلات أو نقاط الإنهاء.

اختيار الأعداد غير-القياسية.يمكن أن تتسبب أعداد الخيوط الفردية (مثل 10 أو 18) في حدوث مشكلات تتعلق بالمصادر وأجهزة الإنهاء وتوافق الموصل. تتطابق الأعداد القياسية مثل 12 و24 و48 مع اللوحة والمحول والبنية التحتية لجذع MPO.

صيغة بسيطة لتقدير عدد الألياف

بالنسبة لمعظم تطبيقات المؤسسات ومراكز البيانات، يوفر هذا الحساب تقديرًا مبدئيًا قويًا:

عدد الكابلات الموصى بها= (مجموع الألياف النشطة عبر جميع الوصلات) ÷ 0.7، مقربًا إلى عدد الكابلات القياسي التالي (12، 24، 48، 72، 96، 144).

المقسوم عليه 0.7 يبني ما يقرب من 30٪ من القدرة الاحتياطية. بالنسبة إلى البيئات التي يكون فيها-سحب الكابل أمرًا سهلاً وغير مكلف، يمكنك استخدام 0.8 (20% احتياطية). بالنسبة للبنية التحتية الحيوية أو المسارات التي لن يتم إعادة فتحها، استخدم 0.6 (40% احتياطية).

وهذا تقدير تخطيطي، وليس بديلاً عن التصميم التفصيلي. تحقق دائمًا من متطلبات جهاز الإرسال والاستقبال وقم بالتنسيق مع مورد الكابلات الخاص بك بشأن الأعداد القياسية المتاحة.

كيف تشكل المعايير وممارسات الصناعة خيارات عدد الألياف

لا يتم اتخاذ قرارات عدد الألياف بشكل منعزل. يتم تشكيلها وفقًا لمعايير الكابلات الهيكلية والأنظمة البيئية للبائعين التي تعتمد عليها معظم التركيبات.

المعيار ANSI/TIA-568.3-E(تم نشره في سبتمبر 2022) يحدد متطلبات مكونات كابلات الألياف الضوئية للمباني التجارية، بما في ذلك طرق القطبية (الأنواع A وB وC وU1 وU2) لموصلات المصفوفة. الحد الأدنى لعدد الألياف الأساسية لكل من الوضع المتعدد والوضع الفردي هو أليافان لكل منفذ. تم تصميم هذه المعايير حول اتصال مزدوج ومصفوفة مبني على بصمة MPO المكونة من 12 ليفًا.

ومن ناحية المعدات،ورقة بيانات QSFP-100G من Ciscoيعرض نطاق البصريات المتاحة لـ 100G فقط: يستخدم البعض LC مزدوجًا (100GBASE-LR4)، ويستخدم البعض MPO-12 مع 8 ألياف نشطة (100GBASE-SR4)، ويستخدم البعض الوضع الفردي المتوازي-} مع 12 ليفًا (100GBASE-PSM4). كل واحدة منها تخلق متطلبات مختلفة لعدد الألياف من نفس السرعة الاسمية البالغة 100 جيجا.

ولهذا السبب يجب أن تأتي الخطوة 1 - لتحديد جهاز الإرسال والاستقبال - قبل أي عملية حساب للألياف.