كابلات الألياف الضوئية المدرعة وغير المدرعة: مقارنة تقنية

اعتبارًا من 7 أغسطس 2025، يشهد قطاع الاتصالات العالمي نموًا غير مسبوق، حيث تدعم كابلات الألياف الضوئية شبكات الجيل الخامس (5G) والمدن الذكية والإنترنت عالي السرعة. من بين هذه الكابلات، تُقدم كابلات الألياف الضوئية المدرعة وغير المدرعة حلولًا متميزة بناءً على تصميمها الواقي. يُقارن هذا الدليل بين الكابلات المدرعة وغير المدرعة، مستكشفًا تركيبها، ومقاييس أدائها، وتطبيقاتها، وتحديات نشرها. صُمم هذا الدليل خصيصًا للمتخصصين الذين يعتمدون على CommMesh، ويوفر رؤى ثاقبة لتحسين مرونة الشبكات في بيئة العمل المتطلبة اليوم.

مقدمة عن كابلات الألياف الضوئية المدرعة وغير المدرعة

تنقل كابلات الألياف الضوئية البيانات على شكل نبضات ضوئية عبر نواة، مما يوفر نطاقات تردد تصل إلى 400 جيجابت في الثانية لكل ليف عبر تقنية مضاعفة تقسيم الطول الموجي (WDM). يكمن الفرق الرئيسي بين الكابلات المدرعة وغير المدرعة في طبقاتها الواقية: تتميز الكابلات المدرعة بدروع معدنية إضافية (مثل الشريط الفولاذي أو الفولاذ المموج)، بينما تعتمد الكابلات غير المدرعة على أغلفة بوليمرية. يؤثر هذا الاختلاف على متانتها وتكلفتها وملاءمتها لبيئات مختلفة. اعتبارًا من أغسطس 2025، ومع انتشار أكثر من 1.7 مليون كيلومتر من الألياف عالميًا (وفقًا لشركة TeleGeography)، يُعد اختيار نوع الكابل المناسب أمرًا بالغ الأهمية لأداء الشبكة على المدى الطويل.

مقارنة البناء

يعكس بناء الكابلات المدرعة وغير المدرعة مرونتها المقصودة:

1. الألياف البصرية (اللب والكسوة)
   • يستخدم كلا النوعين قلبًا (8–62.5 ميكرومتر) وكسوةً (125 ميكرومترًا)، مصنوعة من السيليكا مع معامل انكسار يبلغ 1.46 (القلب) و1.44 (الكسوة) للانعكاس الداخلي الكلي.
   • مدرعة: عادة في وضع واحد (8-10 ميكرومتر) لمسافات طويلة (خسارة 0.2 ديسيبل/كم).
   • غير مدرع: غالبًا متعدد الأوضاع (50–62.5 ميكرومتر) لمسافات قصيرة (خسارة 1–3 ديسيبل/كم).
   • ملاحظة فنية: تضمن نقاء القلب (99.9999% سيليكا) الحد الأدنى من التشتت في كليهما.
2. طلاء عازل
   • مدرعة:يوفر عازل الأكريلات 250–900 ميكرومتر قوة شد 600–1000 نيوتن، ويقاوم درجات الحرارة من -40 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية والرطوبة.
   • غير مدرع:يوفر المخزن المؤقت بحجم 250–500 ميكرومتر قوة تتراوح بين 500–800 نيوتن، وهو مُحسَّن للظروف الداخلية الخاضعة للتحكم (من 0 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية).
   • الفرق: المخازن المدرعة أكثر سمكًا للتعامل مع الضغوط الخارجية.
3. أعضاء القوة
   • مدرعة:تدعم خيوط الأراميد أو قضبان الألياف الزجاجية (1000–3000 نيوتن) الأحمال الثقيلة أثناء الدفن أو الاستخدام الجوي (على سبيل المثال، ضغط التربة 50 كيلو نيوتن/م²).
   • غير مدرع:خيوط الأراميد الأخف (500–1000 نيوتن) مناسبة للاستخدام الداخلي أو الاستخدام الخفيف في الهواء الطلق.
   • الفرق: تعمل الأعضاء المدرعة على تعزيز المتانة في التضاريس الوعرة.
4. سترة
   • مدرعة:يوفر البولي إيثيلين مع شريط فولاذي أو فولاذ مموج (سمكه 5-10 مم) مقاومة للأشعة فوق البنفسجية، وحماية من الماء IP68 (0.1 ميجا باسكال)، وقوة إضافية تبلغ 1000 نيوتن.
   • غير مدرع:تركز سترات PVC أو LSZH (2-5 مم) على المرونة، مع قوة 500 نيوتن ومقاومة للماء بمقدار 0.05 ميجا باسكال.
   • الفرق: تضيف السترات المدرعة وزنًا يتراوح بين 20 و30% للحماية.
5. طبقة الدروع
   • مدرعة:يضيف شريط فولاذي أو طبقة فولاذية مموجة (سمكها من 0.2 إلى 0.5 مم) مقاومة للسحق بمقدار 1000 إلى 2000 نيوتن وحماية من القوارض.
   • غير مدرع:لا يوجد درع، الاعتماد على السترة للحماية.
   • الفرق: يزيد الدرع من المتانة ولكنه يرفع التكلفة بمقدار 30–50%.

مقارنة الأداء

تؤكد مقاييس الأداء على أهداف تصميمها:

1. التوهين والمسافة
   • مدرعة: 0.2–0.4 ديسيبل/كم للوضع الفردي، ويدعم مسافة 100 كم بدون مكررات، وهو مثالي للشبكات الأساسية.
   • غير مدرع: 1–3 ديسيبل/كم للأوضاع المتعددة، يقتصر على 2 كم، ومناسب لشبكات LAN.
   • الفرق: تعطي الكابلات المدرعة الأولوية للكفاءة على المدى الطويل.
2. عرض النطاق الترددي
   • مدرعة:حتى 400 جيجابت في الثانية لكل ألياف مع WDM، ودعم 128 قناة عند 1310/1550 نانومتر.
   • غير مدرع: 10–100 جيجابت في الثانية، وهي كافية لارتباطات داخلية بطول 100 متر.
   • الفرق: نطاق ترددي مدرع يناسب الطرق ذات السعة العالية.
3. التسامح البيئي
   • مدرعة: -40 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية، ومقاومة السحق 1000-2000 نيوتن/سم، وتحمل ضغط الماء 0.1 ميجا باسكال.
   • غير مدرع: 0 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية، ومقاومة للسحق 500 نيوتن/سم، والتعرض للماء إلى الحد الأدنى.
   • الفرق: الكابلات المدرعة تتحمل الظروف القاسية.
4. متانة
   • مدرعة: عمر افتراضي يتراوح بين 20 إلى 30 عامًا، ومقاومة لضغط التربة 50 كيلو نيوتن/م² وأضرار القوارض.
   • غير مدرع:10-20 سنة في بيئات خاضعة للرقابة، معرضة لضغط 10 نيوتن/سم.
   • الفرق: طول عمر المدرعة يتناسب مع احتياجات البنية التحتية.

مقارنة التطبيقات

تعكس تطبيقات كابلات الألياف الضوئية المدرعة وغير المدرعة تصميماتها الوقائية:

1. كابلات الألياف الضوئية المدرعة
   • شبكات المسافات الطويلة والشبكات الأساسيةتدعم الكابلات المدرعة أحادية الوضع مسافة 100 كيلومتر بخسارة 0.2 ديسيبل/كيلومتر، وهي مثالية للوصلات العابرة للقارات. مثال: نشر مشروع لشركة تشاينا تيليكوم عام 2025 6000 كيلومتر من الكابلات المدرعة ذات الأنابيب المفكوكة لشبكة الجيل الخامس الأساسية.
   • البيئات الخارجية القاسية:تقاوم الكابلات المدرعة بشريط فولاذي أحمال سحق تبلغ 1000-2000 نيوتن/سم، وتستخدم في التركيبات المدفونة (1.0-1.5 متر) أو الجوية بالقرب من خطوط الكهرباء.
   • الإعدادات الصناعية:توفر التصميمات المقاومة للقوارض حماية من قوة المضغ البالغة 10 نيوتن، مما يدعم نمو 30% من الألياف الصناعية (وفقًا لمجموعة CRU 2025).
   • ملاحظة فنية: قوة الشد البالغة 3000 نيوتن تتحمل مدى جوي يصل إلى 200 متر.
2. كابلات الألياف الضوئية غير المدرعة
   • مراكز البياناتتوفر الكابلات متعددة الأوضاع غير المدرعة (50 ميكرومترًا) سرعة نقل بيانات تصل إلى 100 جيجابت في الثانية على مسافة 100 متر، مع تصميمات شريطية بـ 144 نواة توفر مساحة قناة 40%. يستخدم مركز بيانات مايكروسوفت لعام 2025 في فرجينيا كابلات غير مدرعة بـ 96 نواة.
   • العمود الفقري للمباني الداخلية:تربط الكابلات ذات التخزين المؤقت الضيق بين الطوابق، وتدعم شبكات LAN بسرعة 10 جيجابت في الثانية مع مسارات توصيل بطول 0.3 متر.
   • قطرات FTTH:تعمل التصميمات المرنة غير المدرعة على تبسيط عمليات التركيب في المنازل، مما يقلل العمالة بمقدار 50% (وفقًا لمجلس FTTH 2025).
   • ملاحظة فنية: قوة 500 نيوتن تناسب نصف قطر انحناء 10 ملم.

مقارنة اعتبارات التثبيت

تختلف ممارسات التثبيت حسب نوع الكابل:

1. كابلات الألياف الضوئية المدرعة
   • عمق الدفن: 0.9–1.5 متر، تحت خطوط الصقيع (على سبيل المثال، 1.2 متر في كندا)، مقاومة لضغط التربة 50 كيلو نيوتن/متر مربع.
   • الحفر والوصل:يتطلب آلات ثقيلة وتوصيل اندماجي (خسارة 0.01–0.05 ديسيبل)، ويستغرق 10–15 دقيقة لكل مفصل باستخدام آلة توصيل الألياف البصرية.
   • التحضير البيئي:توفر الدروع الفولاذية والجل المانع للمياه الحماية من درجات حرارة تتراوح من -40 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية وضغط ماء يبلغ 0.1 ميجا باسكال.
   • ملاحظة فنية: يضمن اختبار OTDR عند 1310/1550 نانومتر خسارة أقل من 0.2 ديسيبل/كم، مع اختبارات سحق 1000 نيوتن/سم بعد التثبيت.
2. كابلات الألياف الضوئية غير المدرعة
   • تشغيلات القناة: 0.1–0.3 متر في الجدران أو الأسقف، مع نصف قطر انحناء 10–20 ملم لتجنب فقدان 0.01%.
   • إنهاء:يستغرق التوصيل والتشغيل أو التوصيل الميكانيكي (خسارة 0.1–0.3 ديسيبل) من 5 إلى 7 دقائق، باستخدام موصلات LC/SC.
   • التحضير البيئي:تعمل سترات LSZH على تقليل الدخان بنسبة 90% في سيناريوهات الحرائق؛ ولا حاجة إلى استخدام الجل في الداخل.
   • ملاحظة فنية: تتحقق أجهزة قياس الطاقة من فقدان أقل من 1 ديسيبل/كم، مع اختبارات سحق 500 نيوتن/سم.

مقارنة تحليل التكلفة

تؤثر فروق التكلفة على قرارات النشر:

1. كابلات الألياف الضوئية المدرعة
   • تكلفة المواد: $0.80–$3.00/متر، مع إضافة شريط فولاذي $0.50–$1.00/متر.
   • تكلفة التركيب: $600–$1200/كم، بما في ذلك أعمال الحفر والوصل.
   • تكلفة العمر الافتراضي: 20-30 سنة، مع صيانة 10% (على سبيل المثال، $60/كم/سنة) للإصلاحات.
   • على سبيل المثال: أنفق مشروع ريفي في أستراليا في عام 2025 مبلغ $3 مليون دولار أمريكي لقطع مسافة 2500 كيلومتر.
2. كابلات الألياف الضوئية غير المدرعة
   • تكلفة المواد: $0.30–$1.00/متر، حيث أن LSZH والتخزين المؤقت الضيق أرخص.
   • تكلفة التركيب: $200–$500/كم، مع مسارات ونهايات أنابيب أبسط.
   • تكلفة العمر الافتراضي: 10-20 سنة، مع صيانة 5% (على سبيل المثال، $20/كم/سنة).
   • على سبيل المثال: تكلفة بناء مكتب في سنغافورة في عام 2025 هي $150,000 لمساحة 300 كيلومتر.

مقارنة التحديات

كل نوع يواجه عقبات فريدة:

1. كابلات الألياف الضوئية المدرعة
   • الوزن والمرونة: ٢٠–٣٠١TP٣T أثقل (مثلًا، ١٥٠ كجم/كم مقابل ١٠٠ كجم/كم)، مع تحديد نصف قطر الانحناء بـ ٣٠ مم. الحل: استخدام تصميمات أشرطة فولاذية مرنة.
   • تعقيد التثبيت: الحفر على عمق 1.5 متر يزيد من تكلفة العمالة بمقدار 30%. الحل: الحفر الدقيق يقلل التكاليف بمقدار 20%.
   • يكلف: استثمار أولي أعلى (١٫٣ مليون طن/٢٥٠٠ كم). الحل: توفير ١٥١٫٣ طن من خلال الطلبيات الكبيرة.
2. كابلات الألياف الضوئية غير المدرعة
   • الضعف البيئي: مُعرَّض لضرر القوارض بقوة ١٠ نيوتن/سم³ وضغط ماء ٠.٠٥ ميجا باسكال. الحل: حماية الأنابيب أو تصميمات هجينة.
   • مخاطر الحريق: تُصدر أغلفة PVC دخانًا سامًا. الحل: يُقلل LSZH السمية بمقدار 90%.
   • متانة: عمر الخدمة من ١٠ إلى ٢٠ عامًا يحد من الاستخدام طويل الأمد. الحل: تحديثات مجدولة كل ١٠ سنوات.

مقارنة الاتجاهات المستقبلية

تشكل الابتكارات اعتبارًا من أغسطس 2025 كلا النوعين:

1. كابلات الألياف الضوئية المدرعة
   • عدد أكبر من النوى:كابل مدرعة مكونة من 288 نواة بسعة 115 تيرابايت في الثانية قيد الاختبار، وتستهدف نشرها في المناطق الريفية في عام 2026.
   • درع خفيف الوزن:تعمل الدروع المصنوعة من الألومنيوم على تقليل الوزن بمقدار 15%، مما يعزز الاستخدام الجوي.
   • الأتمتة:تهدف أنظمة الحفر الروبوتية إلى الوصول إلى سرعة 50 مترًا في الساعة، مما يقلل العمالة بمقدار 30%.
2. كابلات الألياف الضوئية غير المدرعة
   • الألياف الذكية:تراقب أجهزة استشعار إنترنت الأشياء خسارة قدرها 0.01 ديسيبل في الوقت الفعلي، مما يعزز كفاءة مركز البيانات بمقدار 15%.
   • التصغير:كابل بقطر 1 مم للاستخدام في المباني بتقنية 5G قيد التطوير، مما يوفر مساحة 50%.
   • السلامة من الحرائق:تعمل المواد الخالية من الهالوجين على تقليل الدخان بنسبة 95%، وفقًا لرموز السلامة لعام 2025.

خاتمة

تلبي كابلات الألياف الضوئية المدرعة وغير المدرعة احتياجاتٍ مختلفة في مشهد الشبكات في أغسطس 2025. تتميز الكابلات المدرعة، ذات الشريط الفولاذي والبنية المتينة، بكفاءتها العالية في البيئات الخارجية القاسية لمسافات طويلة، حيث توفر مسافة 100 كيلومتر مع فقدان 0.2 ديسيبل/كيلومتر ومتانة تتراوح بين 20 و30 عامًا. أما الكابلات غير المدرعة، ذات أغلفة LSZH المرنة، فتُحسّن التطبيقات الداخلية قصيرة المدى مثل مراكز البيانات وFTTH، بعمر افتراضي يتراوح بين 10 و20 عامًا. تُحدد تكلفة هذه الكابلات وتركيبها واختلاف أدائها خيارات النشر، بينما تُبشر التوجهات المستقبلية، مثل زيادة عدد الأنوية وأجهزة الاستشعار الذكية، بقدرة وكفاءة مُحسّنتين. للحصول على حلول مُخصصة، استكشف commmesh.com.