کابل‌های فیبر نوری به‌طور گسترده در زیر ساخت‌های مخابراتی برای انتقال داده‌ها در فواصل مختلف و با سرعت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. این کابل‌ها به دلیل ویژگی‌هایی چون پهنای باند، افت سیگنال پایین و مقاومت در برابر تداخلات الکترومغناطیسی در مقایسه با کابل‌های مسی از سوی متخصصان فناوری اطلاعات مورد استقبال قرار گرفته‌اند و به همین علت است که به عنوان یکی از بهترین راه‌حل‌ها برای انتقال داده‌های حجیم با سرعت و کیفیت بالا در مسافت‌های طولانی استفاده می‌شوند. کابل‌های فیبر نوری در کاربردهایی مانند اینترنت پرسرعت، شبکه‌های ارتباطی بین‌المللی و حتی شبکه‌های محلی (LAN) کاربرد دارند. با این حال به عوامل محیطی مانند دما حساس هستند و عملکرد آنها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. لازم به ذکر است این موضوع در مرحله طراحی شبکه های فیبر نوری متناسب با محیط و اقلیم مورد نظر و به ویژه برای مکان های Outdoor از اهمیت بیشتری برخوردار است. در ایران با توجه به افزایش قابل توجه دما در مناطق جنوب غربی، جنوب و استان های مرکزی توجه به اثر دما می تواند آثار مثبتی در اجرای شبکه فیبر نوری داشته باشد. در این مقاله، با تأثیر دما بر کابل‌های فیبر نوری و روش‌های کاهش آن را بررسی خواهیم کرد.
انبساط و انقباض حرارتی (Thermal Expansion and Contraction)
یکی از اثرات اصلی دما بر کابل‌های فیبر نوری، انبساط و انقباض حرارتی است. این پدیده به تمایل مواد برای تغییر حالت و ابعاد هنگام گرما و سرما اشاره دارد. همانطور که قبلا اشاره کردیم کابل‌های فیبر نوری از مواد مختلفی مانند شیشه، پلاستیک و فلز تشکیل شده‌اند که ضرایب انبساط حرارتی متفاوتی دارند و این بدان معناست که آنها در معرض تغییرات دما با سرعت‌های مختلفی منبسط و یا منقبض می‌شوند و این امر سبب ایجاد کشش، فشار و به طور کلی تغییر شکل در ساختار کابل شود. همین امر منجربه افزایش تضعیف (Attenuation) سیگنال نوری، پراکندگی و افت ناشی از خمش کابل فیبر نوری می‌شود.
افت در اثر دما (Temperature-Dependent Losses)
از اثرات دما بر کابل‌های فیبر نوری، افت‌های مرتبط به دما است. این افت‌ها با تغییر دما تغییر می‌کنند و بر خواص کابل‌های نوری فیبر تأثیر می‌گذارند. به عنوان مثال، ضریب شکست شیشه که سرعت و جهت انتشار نور در فیبر را مشخص می‌کند، با تغییر دما تغییر می‌یابد. این تغییر می‌تواند توزیع حالت Polarization و اتصال نور در فیبر (Coupling of light in the fiber) را تغییر دهد و منجر به پاشندگی Mode، پاشندگی حالت Polarization و افت‌های ناشی از اتصال فیبر شود. علاوه بر این، جذب و پراکندگی نور در فیبر نیز به دما وابسته است. این مسئله می‌تواند باعث افزایش تضعیف ذاتی فیبر به‌ویژه در دماهای بالا شود.
درجه بندی دما و جبران افت ناشی از دما در فیبر نوری
برای کاهش اثر دما بر کابل‌های فیبر نوری، در نظر گرفتن درجه بندی دما و روش های جبران برای کاربردهای مختلف مهم است. محدوده‌های دمایی، بازه‌هایی از دما هستند که کابل فیبر نوری می‌توانند بدون آسیب دیدن و کاهش عملکرد به‌کار خود ادامه دهد. محدوده‌های دمایی به نوع، کیفیت، طراحی کابل فیبر نوری، شرایط نصب و بهره‌برداری بستگی دارند. ناگفته نماند محدوده‌های دمایی اغلب در مشخصات فنی کابل‌ها توسط تولیدکنندگان و سازمان‌های استاندارد، مانند کمیسیون بین‌المللی (IEC) و انجمن صنایع مخابرات (TIA) مشخص می‌شوند. روش‌های جبران دما شامل تکنیک‌هایی هستند که پارامترهای سیستم فیبر نوری را برای جبران اثرات دما تنظیم می‌شوند و شامل استفاده از سنسورهای دما، Feedback loop، Optical amplifiers، ماژول‌های جبران کننده پراکندگی (Dispersion compensating modules) و اتصالات انبساط حرارتی هستند.
روش‌هایی برای مدیریت دمای کابل‌های فیبر نوری
برای تضمین عملکرد بهینه و افزایش قابلیت اطمینان در کابل‌های فیبر نوری، رعایت برخی از شیوه‌ها برای مدیریت دما ضروری است. به عنوان مثال انتخاب کابل فیبر نوری مناسب برای کاربرد و محیط‌های مختلف براساس بازه‌های دمایی، مشخصات فنی و استانداردهای مربوطه، انتخاب مسیر مناسب برای عبور کابل از جمله راهکارهای موثر برای کاهش اثرات دما می باشند. علاوه بر این، نصب صحیح، اجتناب از کشش بیش از حد، خمش زیاد، پیچش یا پیچ خوردگی کابل‌های فیبر نوری نیر اهمیت دارند همچنین پیشنهاد می شود دستورالعمل‌ها و توصیه‌های سازنده را با دقت مطالعه کنید. کابل‌های فیبر نوری باید از نور مستقیم خورشید، رطوبت، گرد و غبار، مواد شیمیایی و آسیب‌های فیزیکی محافظت شوند تا عمر مفید و عملکرد بهینه آنها تضمین شود. نظارت منظم بر کابل فیبر نوری با استفاده از بازتاب سنج نوری (OTDR) یا سایر روش‌های دیگر برای شناسایی و یافتن هر گونه عیب یا نقص ناشی از نوسانات دما ضروری است. نگهداشت کابل فیبر نوری به صورت مراقبت های دوره‌ای از طریق روش‌های تمیز کردن، تعمیر یا جایگزینی می‌تواند به جلوگیری یا حل مشکلات مربوط به دما کمک کند.
نظر خود را وارد نمایید