چگونه محفظه های مشترک بر انتقال سیگنال در کابل های ارتباطی تأثیر می گذارند

من ساعت‌های بیشتری را صرف اعتراف به ردیابی‌های OTDR کرده‌ام و سعی کردم بفهمم چرا یک پیوند فیبری که سه ماه پیش تست پذیرش را پشت سر گذاشته بود، اکنون 0.4 دسی‌بل از حاشیه کمتر است. فیبر دست نخورده است. اتصالات خوب تست می شوند. کانکتورها تمیز هستند. پس سیگنال کجا رفت؟

نه بار از ده، پاسخ محفظه مشترک است. نه اتصال، نه رابط، بلکه جعبه ای که آنها را در خود جای داده است. و منظورم ورود آب یا شکستگی سینی نیست، اگرچه این موارد نیز اتفاق می افتد. منظورم فیزیک معمولی و روزمره است که چگونه فیبر در داخل یک پوسته پلاستیکی مهر و موم شده روی قطبی قرار می گیرد که سال ها در باد می لرزد. این مسیریابی، و محیط حرارتی اطراف آن، تعیین می‌کند که آیا بودجه نوری شما ثابت می‌ماند یا به آرامی تبخیر می‌شود.

بیشتر مهندسانی که با آنها صحبت می کنم، محفظه را به عنوان یک ظرف مقاوم در برابر آب و هوا می دانند. به این ترتیب در صورتحساب مواد نشان داده می شود: یک آیتم خط بین حلقه کابل و تقسیم کننده. اما محفظه در حال انجام کاری با سیگنال است. تعیین مسیر فیزیکی نور از طریق ناحیه مفصلی، کنترل محیط حرارتی و رطوبتی اطراف شیشه، و در سیستم‌های مسی، بخشی از سپر الکترومغناطیسی را تشکیل می‌دهد. هر یک از این موارد را اشتباه بگیرید، و منبع ضرری ایجاد کرده‌اید که صفحه‌گسترده بودجه پیوند هرگز آن را در نظر نگرفته است.

حسابی هیچ کس اجرا نمی شود

بگذارید اعداد را مرور کنم، زیرا فکر می کنم نقطه کور اینجاست. یک سیستم GPON کلاس B+ 28 دسی بل بودجه انرژی را در اختیار شما قرار می دهد. اسپلیتر PLC 1x32 شما 17.5 دسی بل از آن را می خورد. 20 کیلومتر فیبر با سرعت 0.22 دسی بل در کیلومتر 4.4 دسی بل دیگر نیاز دارد. چهار جفت کانکتور در 0.3 تا 0.5 دسی بل هر جفت 1.2 تا 2.0 دسی بل طول می کشد. تقریباً 4 تا 5 دسی بل حاشیه باقی می ماند.

این حاشیه تمام چیزی است که شما دارید. باید تلفات اتصال، تلفات خمش ناشی از محفظه-، تخریب اتصال دهنده آینده، و رانش تضعیف ناشی از نوسانات دمایی فصلی را جذب کند. حالا این قسمتی است که مرا آزار می‌دهد: اگر یک محفظه 0.5 دسی‌بل میکرو-تلفات خمشی را به دلیل طراحی ضعیف سینی ایجاد کند، این 10 تا 12 درصد کل حاشیه شما است. رفته در یک بسته شدن روی یک قطب یک مسیر معمولی دارای شش تا هشت بسته است. حساب را انجام دهید، و می‌توانید تمام حاشیه‌های خود را به تنهایی{12}}از دست بدهید، حتی زمانی که تک تک پیوندهای همجوشی کتاب درسی کامل هستند.

تفکیک بودجه تلفات نوری GPON کلاس B+ که در مقاله منبع استفاده شده است.

TIA-568.3-D از دست دادن اتصال فیوژن در 0.1 دسی بل را پوشش می دهد. ANSI/TIA/EIA-568-B.3 اجازه می دهد تا 0.3 دسی بل برای اتصالات مکانیکی. این استانداردها بر اتصال شیشه ذوب شده حاکم است. آنها مطلقاً چیزی در مورد 0.1 تا 0.5 دسی بل تلفات اضافی که یک فضای داخلی با طراحی ضعیف می تواند از طریق مسیریابی فیبر نامناسب اضافه کند، نمی گویند. من هنوز مشخصات تدارکاتی را پیدا نکرده ام که این شکاف را ببندد.

دو باخت، همان جعبه

مردم وقتی در پایان از دست دادن صحبت می کنند، دو چیز را با هم قاطی می کنند. تلفات اتصال به خود اتصال شیشه‌ای ذوب شده-قوس الکتریکی است: معمولاً 0.05 دسی بل یا کمتر،-به خوبی درک می‌شود، استانداردها-تنظیم می‌شوند، به طور معمول تأیید می‌شوند. ضایعات ناشی از محفظه-همه چیزی است که پس از اتصال و پیچیدن فیبر در سینی اتفاق می‌افتد. این شامل نحوه مسیریابی فیبر، اینکه آیا شعاع خمش نگه می‌دارد، آیا گیره کابلی ژاکت را فشار می‌دهد یا نه، آیا چرخه حرارتی مواد سینی را به حلقه ذخیره‌شده فشار می‌دهد یا خیر.

از دست دادن اتصال در گزارش تست کارخانه نشان داده می شود. ضرر ناشی از محفظه-اینطور نیست. تنها پس از مهر و موم شدن، نصب شدن و تحت فشارهای مکانیکی و حرارتی واقعی-بسته ظاهر می شود. من در بسته‌هایی را دیده‌ام که تمیز روی نیمکت آزمایش شده‌اند، در عرض سه ماه پس از نصب، کاهش خمشی میکرو-0.3 دسی‌بل دارند. چرخه گرمای تابستانی سینی پلاستیکی را منبسط می کند، سینی حلقه فیبر ذخیره شده را به سمت یک دنده نگهدارنده فشار می دهد، و فیبر نقطه فشاری ایجاد می کند که وقتی تکنسین درب را بست، وجود نداشت.

Bend Radius یا: How Light Escapes

از دست دادن خمیدگی متداول‌ترین تخریب مربوط به محفظه-من در مزرعه است و دارای دو صورت است. ماکرو{2}}خمش واضح است: فیبر در منحنی محکم‌تر از حداقل شعاع خمش قرار می‌گیرد و نور از هسته به داخل روکش می‌گریزد. فیبر استاندارد G.652D شروع به نشان دادن تلفات قابل اندازه گیری زیر شعاع 10 میلی متری می کند. Bend-غیر حساس G.657A2 تا 5 میلی متر را تحمل می کند. سینی‌های اتصال خوب از 30 تا 60 میلی‌متر استفاده می‌کنند، بسیار کمتر از هر یک از آستانه‌ها، زیرا اثر تجمعی خمش آستانه فرعی در پیچ‌های چند سیم پیچ به‌گونه‌ای افزایش می‌یابد که تست یک پیچ{15}}تکثیر نمی‌کند.

خم شدن میکرو-سری مخرب است. شما آن را نخواهید دید. این ناشی از فشار موضعی بر روی فیبر است: یک زیپ کش که خیلی سخت به سمت پایین کشیده شده است، یک الیاف فشرده روی لبه پلاستیکی ناهموار، یک درب سینی که حلقه ذخیره شده را هنگام بسته شدن فشرده می‌کند. از دست دادن خمیدگی کوچک به عنوان یک رویداد فاجعه بار ظاهر نمی شود. به عنوان یک افزایش تدریجی تضعیف می‌خزد که فقط زمانی متوجه می‌شوید که یک ردی از OTDR شش ماه بعد یک پله مشکوک را نشان دهد-در بسته‌ای که قبلاً تمیز بوده است.

چیزی که من را در این مورد ناامید می کند این است که این تعمیر چقدر ارزان است. ویژگی‌های طراحی که از خمش میکرو- جلوگیری می‌کنند عجیب نیستند: لبه‌های شعاعی صاف روی سطوح سینی، کانال‌های مسیریابی قالب‌گیری شده که به‌طور فیزیکی فیبر را از مسیری بسیار تنگ مسدود می‌کنند، درب‌های سینی با فاصله کافی که حلقه فیبر در هنگام بسته شدن فشرده نمی‌شود. تفاوت هزینه بین یک سینی خوب-طراحی شده و یک سینی بد به سنت در ابزارسازی است. با این حال، من هنوز محفظه‌هایی را در بازار می‌بینم که برای شبکه‌های تولیدی مشخص شده‌اند، که دارای سینی‌های لبه‌های تیز-، بدون کانال‌های مسیریابی، و درپوش‌هایی هستند که روی فیبر قرار دارند. هر کسی که آنها را طراحی کرد، پنجاه سنت صرفه جویی در ساخت ابزار و هزینه هزاران نفر برای اپراتور در رول های کامیون آینده داشت.

مسیریابی ایمن سیم پیچ در مقایسه با خمش میکرو در داخل یک سینی اسپلایس.

چرخه حرارتی: آسیاب آهسته

دما دو کار را برای پیوند فیبر انجام می دهد. ضریب شکست سیلیس تقریباً 10^{10}}5 در درجه سانتیگراد تغییر می‌کند که تغییر کوچک اما قابل اندازه‌گیری در میرایی ایجاد می‌کند. مهمتر از آن، چرخه حرارتی چیزها را به حرکت در می آورد. سینی پلاستیکی، راهنماهای مسیریابی، گرومت های پورت، همگی با نرخ هایی متفاوت از اعضای استحکام فیبر و فلز منبسط و منقبض می شوند. در طی صدها چرخه، فیبر در داخل سینی جابجا می شود. فیبری که به راحتی در یک کانال مسیریابی قرار داشت به سمت یک لبه می رود. حلقه ای که در ژانویه فاصله داشت، در ماه جولای وقتی سینی منبسط می شود فشرده می شود. نقاط فشار ایجاد می شود. خم های میکرو تشکیل می شود.

در اینجا یک تجارت غیرمعمول- وجود دارد. یک محفظه خوب-عایق بندی شده، فیبر را از نوسانات دمایی کوتاه مدت محافظت می کند، که به نظر خوب می رسد. اما گرما را نیز حفظ می کند. یک بسته-رنگ تیره در زیر آفتاب مستقیم در بعدازظهر ماه جولای می‌تواند دمای داخلی را بین 15 تا 20 درجه بالاتر از محیط ببیند و عایق آن را برای مدت طولانی‌تری در آنجا نگه می‌دارد. چرخه حرارتی سریع (عایق ضعیف) فیبر را با دامنه تحت فشار قرار می دهد. دماهای بالا پایدار (عایق خوب) با مدت زمان آن را تحت فشار قرار می دهد. در عمل، اکثر بسته‌های مناسب برای جرم حرارتی استفاده می‌شوند: دیواره‌های ضخیم که میخ‌های کوتاه مدت-را جذب می‌کنند اما در طول زمان به تعادل با محیط می‌رسند. من هنوز کسی را ندیده ام که این مشکل را با تهویه فعال حل کند و نفسم حبس نمی شود.

علم مواد: جعبه از چه ساخته شده است

مشکل انبساط حرارتی که من توضیح دادم اساساً یک مشکل انتخاب مواد است. ضریب انبساط حرارتی خطی (CLTE) برای فیبر نوری سیلیس حدود 0.5 x 10^-6 در هر کلوین است. CLTE برای پلاستیک ABS، رایج ترین جنس بدنه محفظه، 70 تا 100 x 10^-6 در هر کلوین است. این بدان معناست که برای هر درجه تغییر دما، بدنه ABS 140 تا 200 برابر بیشتر از فیبر داخل آن منبسط می شود. سینی مانند یک ریه تنفسی در اطراف فیبر رشد می کند و منقبض می شود و طی صدها چرخه حرارتی، این تنفس فیبر را حرکت می دهد.

پلی کربنات بهتر است: CLTE آن 65 تا 70 × 10^{10}}6/K است، تقریباً 15 درصد کمتر از ABS. این خیلی به نظر نمی رسد، اما در یک چرخش فصلی 50 درجه روی یک تیر در مینه سوتا، تفاوت در تغییر ابعاد سینی بین ABS و PC می تواند 0.3 تا 0.5 میلی متر باشد. این نیم میلی متر برای فشار دادن یک فیبر از یک موقعیت امن در یک کانال مسیریابی کافی است تا با لبه دنده نگهدارنده تماس پیدا کند. پلی کربنات همچنین دماهای بالاتری را تحمل می کند (تا 120 درجه سانتیگراد در مقابل{13}} برای ABS) و تثبیت کننده های UV را بسیار موثرتر می پذیرد، به این معنی که پس از یک سال قرار گرفتن در معرض مستقیم خورشید، مانند ABS استاندارد، زرد و شکننده نمی شود. ABS استاندارد در فضای باز بدون تثبیت کننده های UV زرد می شود و در عرض 6 تا 12 ماه شکننده می شود. من محفظه‌هایی را باز کرده‌ام که وقتی سینی را فشار می‌دادم به معنای واقعی کلمه ترک می‌خورد، زیرا ABS به حدی کاهش یافته بود که هیچ مقاومتی در برابر ضربه نداشت.

پلی پروپیلن گزینه اقتصادی است. ارزان، سبک وزن و از نظر شیمیایی بی اثر است که جذاب به نظر می رسد. اما CLTE آن حتی بالاتر از ABS است (حدود 100 x 10^-6/K)، قدرت ضربه آن کمتر است و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش بدون تثبیت کننده ضعیف است. من محفظه‌های PP را دیده‌ام که برای استفاده زیرزمینی مشخص شده‌اند که در آن UV عاملی نیست و عملکرد مناسبی دارند. من هرگز ندیده ام که در یک نصب هوایی خوب نگه دارد.

ماده واشر نیز به اندازه بدنه اهمیت دارد. لاستیک EPDM (اتیلن پروپیلن دی ان مونومر) به دلایلی استاندارد صنعتی است: این لاستیک دارای مقاومت فشرده سازی عالی است (به این معنی که پس از فشرده شدن شکل خود را بازیابی می کند، این همان چیزی است که شما می خواهید در یک واشر که گیره و بدون گیره می شود)، محدوده دمایی وسیع (50- تا+150 درجه سانتیگراد) را تحمل می کند و در برابر UV مقاومت می کند. لاستیک سیلیکونی دارای محدوده دمایی وسیع تری است اما مجموعه فشرده سازی ضعیف تری دارد. نئوپرن ارزان تر است اما در خارج از منزل سریعتر تجزیه می شود. من EPDM را با سختی Shore A 50 تا 70 مشخص می کنم. زیر 50، واشر برای حفظ فشرده سازی ثابت در سراسر محیط درب بسیار نرم است. بالاتر از 70، سازگاری با بی نظمی های سطحی در مهر و موم درب بسیار سخت است.

نکته اینجاست که انتخاب مواد یک تصمیم آرایشی نیست. تفاوت بین محفظه ABS و پلی کربنات، با واشر EPDM به جای نئوپرن، تفاوت بین بسته ای است که یکپارچگی سیگنال را برای بیست سال حفظ می کند و بسته ای که پس از دو سال شروع به تخریب می کند. و تفاوت هزینه ممکن است بیست دلار در هر واحد در مقیاس تولید باشد.

ضرایب انبساط حرارتی برای الیاف، فلزات و پلاستیک های محفظه معمولی.

رطوبت: شکست غیر قابل برگشت

اگر از دست دادن خمیدگی سردرد رایج است، رطوبت فاجعه است. آب در یک بسته می شود و دو اتفاق می افتد. اولین مورد فوری و برگشت پذیر است: آب مایع روی فیبر لخت یا مناطق اتصال ضعیف محافظت شده باعث خم شدن و پراکندگی میکرو می شود. بسته شدن را خشک کنید و ضرر از بین می رود.

دومی دائمی است. آب واکنش های الکترولیتی را با اجزای کابل فلزی که گاز هیدروژن تولید می کنند را ممکن می سازد. مولکول‌های هیدروژن به اندازه‌ای کوچک هستند که در ماتریکس شیشه سیلیسی پخش شوند، جایی که با محل‌های نقص واکنش می‌دهند و گروه‌های هیدروکسیل (OH) را تشکیل می‌دهند. این گروه‌های OH پیک‌های جذب دائمی را در 1080، 1130، 1170، 1190، 1240 و 1380 نانومتر ایجاد می‌کنند. اگر سیستم شما در 1310 نانومتر (GPON بالادست) کار می‌کند، پیک‌های 1240 و 1380 نانومتری به اندازه‌ای نزدیک هستند که باعث تلفات اضافی واقعی، قابل اندازه‌گیری و دائمی شوند. در 1550 نانومتر شدت کمتری دارد اما همچنان وجود دارد.

من فکر می‌کنم این تنها خطری است که در طراحی کارخانه‌های بیرون از-کم قدردانی شده است. مهر و موم مکانیکی که پس از سه زمستان تخریب می شود و اجازه می دهد بخار آب آهسته وارد شود، باعث قطعی نمی شود. تا زمانی که هیدروژن برای ماه‌ها پخش نشده باشد، حتی در نظارت نیز نشان داده نمی‌شود. تا زمانی که OTDR آن را بگیرد، آسیب وارد شده است.

درگاه های ورودی کابل: ضعیف ترین مهر و موم

در اینجا آماری وجود دارد که وقتی برای اولین بار با آن مواجه شدم، مرا شگفت زده کرد: در تجزیه و تحلیل شکست میدانی بسته های فیبر زیرزمینی، تقریباً 80 تا 90 درصد ورودی آب از طریق درگاه های ورودی کابل اتفاق می افتد، نه از طریق واشر درب. واشر درب یک مهر و موم بزرگ و پیوسته با فشرده سازی یکنواخت است. درگاه های ورودی کابل کوچک، نامنظم هستند و باید با قطر کابل و بافت ژاکت که اتفاقاً در محل قرار می گیرد مطابقت داشته باشد. آنها ضعیف ترین حلقه هستند.

سه روش اصلی آب بندی برای درگاه های ورودی کابل وجود دارد و هر کدام حالت خرابی دارند. در آب بندی مکانیکی از گیره های لاستیکی یا حلقه های O{1}} که در اطراف کابل توسط گیره های رزوه دار یا صفحات فشار فشرده شده اند استفاده می کند. سریع است، دوباره-باز می‌شود و به گرما نیاز ندارد. اما بستگی به این دارد که روکش کابل تمیز، خشک و در محدوده قطر مشخص شده باشد. کابلی که با ژاکت کمی روغنی به محل می رسد، یا قطری که در لبه محدوده محل اتصال گرومت قرار دارد، به درستی آب بندی نمی شود. تکنسین ممکن است متوجه نشود، زیرا بسته به نظر مهر و موم شده است. گیره فشرده شده است، گیره محکم است. اما یک مسیر نشتی میکروسکوپی بین ژاکت و لاستیک وجود دارد که اجازه می دهد بخار آب در طول ماه ها وارد شود.

در آب بندی حرارتی-از لوله های انقباض چسب-حرارت پوشش داده شده- استفاده می شود که هم به روکش کابل و هم به پورت محفظه می چسبد. اگر به درستی انجام شود، مطمئن ترین مهر و موم طولانی مدت- را ارائه می دهد. اما دائمی است: بدون بریدن آستین نمی‌توانید دوباره- وارد پورت شوید، و اگر گرما به طور ناهموار اعمال شود یا ژاکت آلوده شده باشد، ممکن است چسب سطح را به درستی خیس نکند. من آستین‌های گرما{8}}را دیده‌ام که از بیرون عالی به نظر می‌رسند اما چسبندگی ناقصی در زیر وجود دارد و کانالی پنهان برای رطوبت ایجاد می‌کند.

آب بندی ژل از ژل های مبتنی بر نفت{0}} استفاده می کند که در اطراف کابل جریان دارند تا شکاف های نامنظم را پر کنند. تغییرات قطر و شرایط سطح ژاکت را می بخشد و دوباره قابل ورود است. اما ژل مشکل خاص خود را دارد: در دماهای پایین سفت می شود و ویژگی های جریان خود را از دست می دهد. درزگیر ژلی که در آزمایش تابستان به خوبی انجام می شود ممکن است در ژانویه مسیر نشتی ایجاد کند، زمانی که ژل آنقدر چسبناک می شود که در اطراف کابلی که در سرما کمی منقبض شده است جریان یابد. GR-771، استاندارد Telcordia برای بسته‌های اتصال فیبر نوری، شامل آزمایش‌های چرخه انجماد-ذوب مخصوصاً برای تشخیص این حالت خرابی است. اگر فروشنده بسته شما GR-771 را آزمایش نکرده است، دلیل آن را بپرسید.

توصیه عملی در اینجا ساده است. روش آب بندی پورت را متناسب با محیط نصب خود مشخص کنید. مکانیکی برای تأسیسات دسترسی تمیز، داخلی یا کنترل‌شده-که احتمال ورود مجدد{3}} وجود دارد. برای نصب‌های دائمی در فضای باز و زیرزمینی که قابلیت اطمینان در آن‌ها اهمیت دارد،-گرما کوچک می‌شود. ژل برای محیط هایی با تنوع قطر زیاد اما نوسانات دما متوسط. و در همه موارد، خدمه نصب خود را در زمینه آماده سازی ژاکت آموزش دهید: تمیز، خشک، ساییده شده در صورت نیاز روش آب بندی، در محدوده قطر مشخص شده. اگر روکش کابلی که به محل می رسد کثیف، خیس یا اندازه نامناسب باشد، بهترین مهر و موم پورت در جهان از کار می افتد.

مس: جایی که جعبه تبدیل به سپر می شود

همه چیز در بالا در مورد فیبر صدق می کند. برای کابل های ارتباطی مسی، محفظه نقش متفاوت و مسلماً مستقیم تری در یکپارچگی سیگنال ایفا می کند. در کابل کواکسیال، سیگنال به صورت موج الکترومغناطیسی بین هادی مرکزی و محافظ بیرونی منتشر می شود. آن سپر را حتی برای یک سانتی متر بشکنید، و یک ناپیوستگی امپدانس ایجاد کرده اید که سیگنال را به سمت منبع منعکس می کند و اجازه می دهد تداخل خارجی وارد شود.

بنابراین محفظه باید تماس محافظ 360-در هر پورت کابل را حفظ کند. گیره های زمین یا واشرهای EMI محافظ کابل را به بدنه محفظه متصل می کند. بدن خود باید یک قفس فارادی پیوسته باشد. و اینجاست که کار مشکل می شود: هر درب دسترسی، هر خط پیچ، هر پانل قابل جابجایی یک آنتن شکاف است. طول درز تعیین کننده فرکانس جایی است که نشتی به اوج می رسد. یک درز 10 سانتی‌متری یک آنتن کارآمد با فرکانس 1.5 گیگاهرتز است که درست در وسط بسیاری از باندهای دیجیتالی بی‌سیم و پرسرعت قرار می‌گیرد.

واشرهای EMI این درزها را پل می کنند. الاستومرهای رسانا، نوارهای انگشتی فنری، توری سیمی بافتنی. آنها کار می کنند، اما تنها در صورتی که برای محدوده فرکانس مناسب مشخص شده باشند، تحت نیروی فشرده سازی کافی نگهداری شوند، و زمانی که خوردگی رسانایی آنها را از بین می برد، جایگزین می شوند. من محفظه‌هایی را باز کرده‌ام که واشر به پودری نارسانا تبدیل شده-. محفظه مهر و موم شده به نظر می رسید. سپر از بین رفته بود.

برای مس جفت پیچ خورده-مشکل هندسه جفت است. Cat 6, 6A, 7 همه به هندسه پیچش دقیق برای رد نویز و تداخل بستگی دارند. لحظه ای که شما جفت ها را برای پایان در داخل یک محفظه جدا می کنید، این هندسه مختل می شود. یک محفظه انتهایی با طراحی ضعیف که جفت‌ها را مجبور می‌کند تا چندین سانتی‌متر به موازات هم اجرا شوند، تداخل نزدیک- انتهایی (NEXT) را ایجاد می‌کند که کانال را از مشخصات دسته‌بندی خارج می‌کند، حتی اگر از بهترین کابل موجود در بازار استفاده می‌کنید. من دیده‌ام که کانال‌های Cat 6A به دلیل اینکه جعبه پایانه جفت‌ها را مجبور به اجرای موازی می‌کند که طراح کابل هرگز در نظر نداشته است، گواهینامه را دریافت نمی‌کنند.

استانداردها در مقابل واقعیت: شکاف تست

اینجا چیزی است که مرا دیوانه می کند. IEC 60529، استانداردی که IP68 را تعریف می کند، عمق یا مدت آزمایش غوطه وری در آب را برای IP68 مشخص نمی کند. آن جمله را دوباره بخوانید. IP67 استاندارد شده است: عمق 1 متر، 30 دقیقه. اما IP68 پارامترهای تست را به سازنده واگذار می کند. یک فروشنده می تواند در عمق 1.5 متری به مدت 1 ساعت آزمایش کند و آن را IP68 نامیده باشد. دیگری می تواند 72 ساعت در 10 متر تست کند و آن را IP68 نیز می نامد. هر دو دارای برچسب IP68 یکسان در دیتاشیت هستند. تفاوت سطح حفاظت واقعی بین آنها بسیار زیاد است.

خود شرایط آزمایش نیز گمراه کننده است. تست های IEC 60529 ایستا هستند: محفظه در آب ساکن در دمای کنترل شده برای مدت زمان ثابت قرار می گیرد. محفظه‌های دنیای واقعی پویا هستند: چرخه حرارتی، ارتعاش، اختلاف فشار ناشی از باد و تغییرات فشارسنجی، و چرخه یخ‌زدایی-ذوب شدن را تجربه می‌کنند. یک محفظه نام تجاری جدید که آزمایش IP66 را در آزمایشگاه گذرانده باشد ممکن است طی چند ماه پس از استقرار به دلیل مجموعه فشرده سازی واشر، اثرات مکش خلاء یا خوردگی گالوانیکی در رابط آب بند، حفاظت موثر خود را به معادل IP54 کاهش دهد. رتبه IP روی پلاک تغییر نکرده است. عملکرد مهر و موم واقعی دارد.

IEC 61300 روش های آزمایش محیطی را برای دستگاه های اتصال فیبر نوری، از جمله چرخه دما، گرمای مرطوب و لرزش مشخص می کند. اما این تست‌های کوتاه مدت- هستند: معمولاً 10 تا 14 روز دوچرخه‌سواری. محوطه های واقعی با 20 سال چرخه حرارتی روزانه روبرو هستند. تست‌های پیری تسریع‌شده به‌طور خطی به عمر خدمات واقعی-جهانی تعمیم نمی‌یابند. بسته‌ای که 14 روز آزمایش گرمای مرطوب را در 75 درجه سانتی‌گراد و رطوبت 95 درصد پشت سر بگذارد، ممکن است پس از 5 سال نوسانات دمایی فصلی در آب‌وهوای قاره‌ای، باز هم فشرده‌سازی واشر ایجاد کند. این آزمایش ثابت می‌کند که محفظه می‌تواند از استرس کوتاه‌مدت جان سالم به در ببرد. ثابت نمی کند که می تواند یکپارچگی سیگنال را در طول عمر 20 ساله حفظ کند.

به همین دلیل است که من به دنبال مشخصات تدارکاتی هستم که فراتر از برچسب IP است. برای هر ادعای IP68 به پارامترهای تست مستند نیاز دارید: عمق، مدت، و اینکه آیا آزمایش بر روی یک نمونه جدید یا یک نمونه قدیمی انجام شده است. برای هر نوع بسته شدنی که در برنامه‌های کاربردی خارج از کارخانه در آمریکای شمالی استفاده می‌شود، با توجه خاص به تست دوچرخه‌سواری انجماد-برفک، انطباق GR{4}}771 الزامی است. داده‌های آزمایش پیری UV (ASTM G154 یا ISO 4892) برای هر محفظه غیرفلزی که برای نصب هوایی در نظر گرفته شده است، نیاز است. و از فروشنده بخواهید که داده های مجموعه فشرده سازی را برای مواد واشر ارائه کند، نه فقط سختی Shore A. مجموعه فشرده سازی به شما می گوید که واشر پس از 5 سال گیره چگونه عمل می کند. سختی Shore A فقط به شما می گوید که در روز اول چگونه عمل می کند.

لرزش: مشکل بیست-سال

یک محفظه{0}}محفظه نصب شده هر روز می لرزد. القای باد، 1 تا 10 هرتز، چند میلی‌متر دامنه. زیاد به نظر نمی رسد. اما در طی میلیون ها چرخه، فیبر ذخیره شده در داخل سینی جابجا می شود. به آرامی، تقریباً نامحسوس، به سمت لبه سینی یا یک دنده نگهدارنده حرکت می کند. در نهایت با چیزی تماس می گیرد که در هنگام نصب به آن دست نمی زد. یک نقطه فشار تشکیل می شود. یک خم{11}}ریز ایجاد می‌شود. ضرر رشد می کند.

به همین دلیل است که پیوندهایی که پذیرش با حاشیه راحت را پشت سر گذاشتند، دو یا سه سال بعد تضعیف غیرقابل توضیحی را نشان می دهند. محفظه به‌طور بی‌صدا سیگنال را از طریق مهاجرت فیبر ناشی از لرزش-تضعیف می‌کند. هیچ چیز شکست خورد. هیچ چیز خراب نشد. فیبر فقط چند میکرون در یک زمان حرکت کرد تا اینکه یک لبه پیدا کرد.

ویژگی‌هایی که از این امر جلوگیری می‌کنند، جذاب نیستند:-شارهایی که آستین‌های محافظ اتصال را در جای خود نگه می‌دارند، کانال‌های مسیریابی که حلقه را محدود می‌کنند، پایه‌های لرزش{1}}بین محفظه و قطب، مواد سینی با ضریب اصطکاک پایین در برابر روکش‌های فیبر. هیچ یک از اینها در مشخصات سرفصل دیتاشیت نمایش داده نمی شود. آنها تفاوت بین محفظه ای هستند که سیگنال را برای بیست سال نگه می دارد و محفظه ای که بعد از دو سال شروع به نشت حاشیه می کند.

آنچه OTDR به شما می گوید

OTDR تنها ابزاری است که تلفات ناشی از محفظه{0}}را قابل مشاهده می‌کند. پالس‌های نوری را به سمت فیبر شلیک می‌کند و پراکندگی برگشتی ریلی را اندازه‌گیری می‌کند، و فاصله-در مقابل-ردی تضعیف ایجاد می‌کند. هر رویداد یا به صورت یک سنبله بازتابنده (اتصال دهنده، اتصالات مکانیکی) یا به صورت یک -پله انعکاسی-به سمت پایین (همجوشی، خمیدگی) ظاهر می شود.

یک محفظه تمیز یک رویداد غیر انعکاسی منفرد را در 0.05 تا 0.1 dB نشان می‌دهد، سپس در همان شیب ادامه می‌یابد. یک محفظه بد چیز دیگری را نشان می دهد. پایین آمدن 0.3 تا 0.5 دسی بل-به معنای کاهش خمیدگی کوچک از مسیریابی است. افزایش تدریجی تلفات در بخش فیبر داخل محفظه به معنای خم شدن میکرو{10}}در چند چرخش سینی است. یک رویداد انعکاسی در وسط دهانه-که در آن هیچ رابطی وجود ندارد، به معنای یک فیبر شکسته یا یک ماکرو{13}}به حدی است که شیشه را بشکند.

من نمی توانم به اندازه کافی بر این موضوع تأکید کنم: در هنگام پذیرش، یک ردیابی OTDR پایه بگیرید. من می دانم که پانزده دقیقه است که خدمه نمی خواهند صرف کنند. می دانم که برنامه فشرده است. به هر حال انجامش بده این خط مبنا مرجعی است که هر اثر آینده با آن مقایسه می شود. هنگامی که، نه اگر، حاشیه شروع به فرسایش کند، خط پایه دقیقاً به شما می گوید کجا و چقدر. بدون آن، شما در امتداد یک مسیر 20 کیلومتری بدون نقطه شروع، یک گم شدن مرموز را شکار می کنید. با آن، یک تغییر 0.2 دسی بل در بستن شماره 4 به شما می گوید که یک تکنسین را با یک ماموریت خاص به آن قطب خاص بفرستید. تفاوت در هزینه عیب یابی بسیار زیاد است.

اقتصاد شکست محوطه

اجازه دهید اعدادی را برای این موضوع بیان کنم، زیرا فکر می‌کنم زمانی که شما کاهش سیگنال را به دلار تبدیل می‌کنید، بحث خرید تغییر می‌کند. یک رول کامیون در صنعت مخابرات بین 200 تا 500 دلار برای ارسال اولیه هزینه دارد و می تواند به 1000 تا 2000 دلار برای تعمیرات میدانی پیچیده که نیاز به تجهیزات تخصصی یا بازدیدهای مکرر دارد، برسد. این اعداد از داده‌های معیار TSIA و گزارش‌های عملیاتی شرکت‌های بزرگ به دست آمده‌اند. آنها شامل نیروی کار، وسیله نقلیه، سوخت و سربار می‌شوند، اما هزینه قطعی مشترک را در بر نمی‌گیرند.

یک مسیر معمولی FTTH روستایی با 8 محفظه مشترک را در نظر بگیرید. اگر محفظه های ارزان قیمت را با قیمت 20 دلار در هر واحد مشخص کرده اید، کالای خطی شما 160 دلار است. اگر 10 درصد از آن محفظه‌ها در 5 سال اول مشکلات سیگنال ناشی از محفظه را ایجاد کنند (نرخ خرابی محافظه‌کارانه بر اساس آنچه من در این زمینه دیده‌ام)، این 0.8 محفظه خراب است. هر خرابی معمولاً به 2 رول کامیون نیاز دارد: یکی برای تشخیص و دیگری برای تعمیر. 500 دلار برای هر رول کامیون، 800 دلار هزینه تعمیر و نگهداری در هر خرابی است. در طی 5 سال، مسیر ارزان محفظه تنها در رول کامیون 640 دلار برای شما هزینه داشته است. در طی 20 سال، با ادامه تخریب و خرابی های آبشاری، رول کامیون 2400 تا 4000 دلار قیمت داشت.

اما رول کامیون فقط شروع است. اگر خرابی محفظه باعث قطع سرویس شود که باعث جریمه SLA می شود، هزینه به سرعت افزایش می یابد. یک FTTH SLA مسکونی معمولی اعتباری بین 5 تا 10 دلار در روز از کار افتادگی به ازای هر مشترک مشخص می کند. اگر بسته شدن به 32 مشترک خدمت کند (یک تقسیم 1x32)، یک قطع 2 روزه از خرابی محوطه هزینه 320 تا 640 دلار در اعتبار SLA دارد. برای یک مشترک تجاری با SLA سختگیرانه، جریمه می تواند 50 تا 100 دلار در ساعت باشد. یک قطع 4 ساعته کسب و کار 200 تا 400 دلار هزینه دارد. اگر آسیب فیبر ناشی از ورود هیدروژن نیاز به جایگزینی فیبر داشته باشد، هزینه کابل، مواد اتصال و کار اضافی را اضافه کنید: به راحتی 500 تا 1000 دلار در هر حادثه.

اکنون آن را با محفظه با کیفیت 60 دلار در هر واحد مقایسه کنید. 8{9}}مسیر بسته به جای 160 دلار، 480 دلار برای محفظه ها هزینه دارد. این مبلغ 320 دلار بیشتر است. اما در طول 20 سال، با نرخ خرابی زیر 2 درصد (معمولاً برای محفظه‌های مشخص شده با واشر EPDM، بدنه‌های پلی کربنات، و هندسه سینی مناسب)، ممکن است در مجموع 0.16 خرابی مشاهده کنید. تقریباً مطمئناً برای مسائل مربوط به محفظه، کامیون صفر نمی‌چرخد. 320 دلار هزینه اضافی باعث صرفه جویی 2400 تا 4000 دلار در رول کامیون، 320 تا 640 دلار در هر حادثه در جریمه های SLA و 500 تا 1000 دلار در هر حادثه در تعویض فیبر می شود. دوره بازپرداخت حدود 3 تا 5 سال است. ROI 20 ساله تقریباً 10:1 است.

من هنوز یک مدیر تدارکات را ملاقات نکرده ام که نتواند 320 دلار را در بودجه ساخت چند-صد-هزار-دلار پیدا کند. مشکل پول نیست. مشکل این است که اقلام خط محفظه به عنوان یک خرید کالا در نظر گرفته می‌شود که بر اساس قیمت واحد تصمیم‌گیری می‌شود، بدون هیچ ارتباطی با هزینه چرخه عمر سیگنالی که حمل می‌کند. آن ارتباط را برطرف کنید، و تصمیم خرید خود را می گیرد.

آنچه را که من می خواهم مشخص کنم، اگر کسی بپرسد

اگر امروز می‌خواستم مشخصات تدارکاتی بنویسم، این چیزی است که بر اساس آنچه در این زمینه شکست خورده‌ام، به آن نیاز دارم. کانال‌های مسیریابی قالب‌گیری شده در هر سینی که از نظر فیزیکی حداقل شعاع خمشی 30 میلی‌متری را اعمال می‌کنند. لبه های صاف و شعاعی روی هر سطحی که فیبر را لمس می کند. هیچ سینی که بیش از 24 اتصال را در خود جای دهد. فاصله درب توسط سازنده تایید شده است که حلقه ذخیره شده در هنگام بسته شدن فشرده نمی شود. IP68 با پارامترهای تست مستند: عمق، مدت زمان، و اینکه آیا بر روی نمونه های جدید یا قدیمی آزمایش شده است. واشر EPDM، Shore A 50 تا 70، با داده های مجموعه فشرده سازی ارائه شده است. بدنه پلی کربنات برای تأسیسات هوایی، یا ترکیب ABS/PC تثبیت شده با اشعه ماوراء بنفش{12}} با نتایج آزمایش پیری UV مستند ASTM G154. برای زیرزمین: آب بندی پورت ژل یا حرارتی{15}}با GR{17}}انطباق انجماد و ذوب 771. برای مس: محافظ EMI پیوسته که با آزمایش امپدانس انتقال تأیید شده است، واشرهای رسانا در هر درز، پورت های کابلی که تماس محافظ 360 درجه را حفظ می کنند.

هیچ کدام از اینها گران نیست. تفاوت هزینه بین محفظه‌ای که این الزامات را برآورده می‌کند و محفظه‌ای که این شرایط را ندارد، شاید چهل دلار در هر واحد باشد. در یک پروژه خانه 500-، این مبلغ بیست هزار دلار در یک ساخت چند-میلیون دلاری است. اولین تماس سرویس از پرداخت مابه التفاوت جلوگیری می کند.

دیگر آن را جعبه صدا نکنید

تصور اشتباهی که من از تیم های تدارکاتی گرفته تا مهندسان NOC مدام درگیر آن هستم این است که محفظه مشترک یک کانتینر غیرفعال است. پوسته ضد آب و هوا. جعبه پلاستیکی با مهر و موم. فیزیک چیز دیگری می گوید. محفظه مسیر فیزیکی سیگنال را از طریق ناحیه مفصل تعیین می کند. محیط حرارتی و شیمیایی را کنترل می‌کند و سیگنال‌ها را برای چندین دهه تجربه می‌کند. در سیستم های مسی سپر است. یک محفظه به خوبی مهندسی شده برای سیگنال نامرئی است. یک بودجه بد مهندسی نشت در بودجه است که تا زمانی که حاشیه تمام نشود، هیچ کس متوجه آن نمی شود.