يتم تصنيع ألياف FTTX عالميًا

 

مشكلة التشكيل لا أحد يتحدث عنها

 

إليك ما لم تؤكده تقارير الصناعة اللامعة: التصنيع التشكيلي هو المكان الذي يعيش فيه عنق الزجاجة الحقيقي.

التشكيل هو في الأساس قضيب زجاجي سمين-يبلغ قطره 200 ملم وطوله ثلاثة أمتار-يسحب منه المصنعون مئات الكيلومترات من الألياف النهائية. تتطلب الكيمياء المعنية تفاعل رابع كلوريد السيليكون ورابع كلوريد الجرمانيوم مع الأكسجين عند درجات حرارة تجعل معظم العمليات الصناعية تبدو غريبة. نحن نتحدث هنا عن أفران بدرجة حرارة 1900 درجة، ومعدلات الترسيب التي يتم قياسها بالجرام في الدقيقة، ومتطلبات النقاء حيث تكون الأجزاء-لكل-مليار من مستويات التلوث ذات أهمية فعلية.

تنتج الصين ما يقرب من 90% من الجرمانيوم الموجود في العالم، وهو ما يمنحها مزايا هيكلية من حيث التكلفة يكافح المنافسون لمضاهاتها. لقد رأيت مديري المشتريات في شركات الاتصالات الأوروبية يعترفون بهدوء أنهم تخلوا أساسًا عن محاولة الحصول على منتجات غير صينية-بأسعار تنافسية. الرياضيات لا تعمل.

يظل MCVD (ترسيب البخار الكيميائي المعدل) بمثابة العمود الفقري للعملية-حيث يتم ترسيب طبقات من سخام السيليكا المخدر داخل أنابيب كوارتز دوارة، ثم تنهار إلى قضبان صلبة من خلال التسخين المكثف. كانت شركة Bell Labs رائدة في هذا المجال في السبعينيات باستخدام أنابيب الكوارتز المنصهرة Heraeus، ولم يتغير النهج الأساسي بالقدر الذي تتوقعه. توجد اختلافات في OVD وVAD، ولكل منها مقايضات مختلفة بين كفاءة الترسيب والتحكم في معامل الانكسار، لكن MCVD يهيمن على الإنتاج التجاري.

لا تزال الشركات المصنعة اليابانية-Sumitomo، وFujikura، وShin-Etsu-تحظى باحترام جودة التشكيل. ربما تكون أغراضهم أعلى بنسبة 15-20٪ من نظيراتها الصينية، ولكن بالنسبة للكابلات البحرية أو التطبيقات المتخصصة حيث لا يمكن أن تواجه مشاكل التوهين على الإطلاق عند الكيلومتر 47، فإن الناس يدفعون ذلك.

 

 

من أين تأتي الألياف فعليًا؟

 

تعمل شركة YOFC (Yangtze Optical Fiber and Cable) في مدينة ووهان، وهي ثاني أكبر شركة مصنعة للألياف الضوئية في العالم-بعد شركة Corning. وتتجاوز طاقتها الإنتاجية 100 مليون كيلومتر من الألياف سنويًا. من الصعب وضع هذا الرقم في سياقه حتى تدرك أنه يكفي للالتفاف حول خط استواء الأرض حوالي 2500 مرة. كل عام.

Hengtong وZTT يكملان العملاقين الصينيين. لقد كانت شركة Hengtong حريصة بشكل خاص على التكامل الرأسي-فقد استحوذت على مرافق عبر سلسلة التوريد وتنتج الآن كل شيء بدءًا من التشكيلات الأولية وحتى تجميعات الكابلات النهائية وحتى الأنظمة البحرية. تدعي شركة ZTT أن مصنع الكابلات الضوئية الخاص بها يغطي وحده مساحة 40 ألف متر مربع.

وهذا التركيز يزعج بعض مخططي البنية التحتية للاتصالات. ليس لأسباب سياسية بالضرورة، ولكن لأن مرونة سلسلة التوريد تصبح موضع شك حقيقي عندما يقع 50+ مليون كيلومتر أساسي من الإنتاج السنوي على بعد بضع مئات من الأميال من بعضها البعض في شرق الصين. وقد كشفت اضطرابات الشحن في الفترة 2020-2021 عن مدى هشاشة هذه السلاسل اللوجستية.

تدير شركة Prysmian 104 محطات في 50+ من البلدان، والتي تبدو متنوعة حتى تتعمق في المكان الذي يتم فيه تصنيع الألياف الضوئية على وجه التحديد مقابل المكان الذي يقومون فيه فقط بتجميع الكابلات وإنهائها. تتجمع خطوات التصنيع-عالية القيمة أكثر مما يقترحه عدد المصانع.

 

الانحناء-الألياف غير الحساسة غيرت كل شيء (في الغالب)

 

ظهر معيار ITU-T G.657 لحل مشكلة كان القائمون على التركيب يشتكون منها منذ سنوات: الألياف التقليدية أحادية الوضع- تكره الانحناءات الضيقة.

تحتاج الألياف القياسية G.652 إلى نصف قطر انحناء يبلغ 30 مم للحفاظ على خسائر الانحناء الكلي مقبولة. يعد هذا أمرًا جيدًا بالنسبة لكابلات الجذع الخارجية التي تمر عبر القناة، ولكنه غير عملي تمامًا لآخر مائة متر من نشر FTTH حيث يتعين على الكبل التنقل حول إطارات الأبواب، وعبر زوايا الجدار، وفي حاويات الوصلات الضيقة.

G.657.A1 دفع الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء إلى 10 مم. وصلت المتغيرات G.657.A2 وB2 إلى 7.5 ملم. فئة B3-التي مازلت أعتقد أنها جنونية بعض الشيء-تسمح بانحناءات بمقدار 5 مم مع خسارة أقل من 0.15 ديسيبل عند 1550 نانومتر.

تتضمن الخدعة الهندسية تعديل ملف تعريف معامل الانكسار لتشديد قطر مجال الوضع وزيادة الفتحة الرقمية. هناك مقايضات-تُظهر بعض ألياف B3 مشكلات مرتفعة في التشتت اللوني أو توافق الوصلات مع البنية الأساسية القديمة لـ G.652-ولكن بالنسبة لعمليات نشر الشبكة للوصول حيث تقوم بتشغيل الألياف إلى الوحدات السكنية مع أي شخص-يعرف-ممارسات التثبيت، فإن تحمل الانحناء مهم أكثر من تحسينات الأداء النظرية.

لقد شاهدت مقاولًا يقوم بتدبيس-كابل FTTH على طول اللوح الأساسي في العام الماضي. نجا الكابل. الألياف التقليدية التي كانت موجودة قبل خمس سنوات لم تكن لتفعل ذلك على الإطلاق.

 

 

الفتكسحساء الأبجدية

 

FTTH. بروتوكول نقل الملفات. فتب. FTTC. فتن. تتضاعف الاختصارات لأن نقطة انتهاء الألياف تستمر في التحول بناءً على الاقتصاد والبنية التحتية الحالية.

تعني FTTH أن الألياف تصل مباشرةً إلى السكن-وهي محطة شبكة ضوئية تقع داخل منزل شخص ما، وتحول الفوتونات إلى إلكترونات لجهاز التوجيه الخاص به. هذا هو الخيار باهظ الثمن. حفر الشوارع، وسحب الكابلات من خلال القناة الموجودة إذا كنت محظوظًا، وتركيب المعدات في كل وحدة سكنية. وتشهد عمليات النشر الأوروبية ما بين 500 إلى 800 يورو لكل مبنى يتم تمريره في المناطق الحضرية؛ ويمكن أن تصل التكاليف الريفية إلى أضعاف ذلك.

يتوقف FTTB عند الطابق السفلي من المبنى أو غرفة الاتصالات، ثم يستخدم الكابلات النحاسية أو كابلات الإيثرنت الموجودة للتوزيع النهائي. تحب المجمعات السكنية هذا النهج لأنك لا تقوم بتوصيل كابل جديد لكل وحدة على حدة.

ينتهي FTTN عند خزانة مجاورة-"العقدة"-حيث يكمل النحاس الميل الأخير. أرخص في النشر، وأداء أسوأ بكثير عبر المسافة. يحدك الجزء النحاسي بطرق تجعل مزايا النطاق الترددي للألياف نظرية إلى حد كبير.

الفروق مهمة أقل مما يوحي به التسويق. ما يهم هو مكان حدوث التحويل البصري-إلى-الكهربائي، وكمية النحاس الموجودة بين نقطة التحويل تلك والمستخدم النهائي. المزيد من النحاس يعني المزيد من التوهين، والمزيد من قابلية التداخل الكهربائي، وانخفاض معدلات البيانات القابلة للتحقيق. ليس هناك سحر هنا.

 

الجودة تختلف أكثر مما يعترف به أي شخص

 

اكتسب المصنعون الصينيون سمعة جيدة من حيث القدرة التنافسية السعرية. يعتمد ما إذا كانوا قد حصلوا على سمعة مكافئة من حيث الجودة بشكل كبير على المورد الذي تناقشه ومن يسأل.

يقوم اللاعبون الرئيسيون-YOFC، وHengtong، وZTT، وFutong- بالتصدير إلى شركات الاتصالات العالمية ويحصلون بشكل عام على الشهادات الدولية. امتثال ISO 9001، TIA-568، IEC 60794. اختبار الكابلات الخاصة بهم ضمن المواصفات. تبدو المصانع حديثة.

لكن هل من الموردين من المستوى-الثاني والمستوى-الثلاثة؟ تلك التي تقتبس أسعارًا أقل بنسبة 40٪ من الشركات المصنعة القائمة؟ هذا هو المكان الذي تصبح فيه عملية الشراء مثيرة للاهتمام. لقد سمعت قصصًا-مستعملة،-عن الألياف ذات التوهين العالي المثير للريبة، والمركبات العازلة للماء-التي تتحلل خلال عامين، وسترات الكابلات التي تتشقق عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية الخفيفة.

ينتقل عبء الاختبار إلى المشترين بطرق ليست واضحة دائمًا. تكتشف مراقبة الجودة لدى الشركة المصنعة ذات السمعة الطيبة العيوب قبل الشحن. قد تتطلب المصادر الأرخص فحصًا واردًا على كل بكرة-آثار OTDR، واختبار الشد، والتحقق من سمك الغلاف-مما يؤدي إلى محو بعض التوفير في التكلفة.

لا شيء من هذا فريد بالنسبة للتصنيع الصيني. لقد رأيت-الكابلات المنتجة محليًا تفشل بطريقة مذهلة أيضًا. ولكن عندما تقوم بالتحسين فقط لسعر الشراء لمنتج سلعة، فإن تباين الجودة يزداد.

 

 

حقائق التثبيت

 

الألياف نفسها ليست هي المشكلة أبدًا.

ربما تتسبب ممارسات التثبيت في 80% من مشكلات الأداء التي رأيتها في شبكات FTTH المنتشرة. انحناءات كبيرة في مكان التواء الكابل أثناء السحب-. الموصلات ملوثة بالغبار لأن أحدًا لم يقم بتغطيتها. وصلات الانصهار مع خسارة مفرطة لأن الانقسام كان قذرًا. سترات الكابلات المتضررة من البنادق الأساسية المفرطة.

يساعد ثني-الألياف غير الحساسة. تعمل الحلول الموصلة مسبقًا على تقليل أخطاء إنهاء الحقل. ولكن في الأساس، تعود الفجوة بين مواصفات المختبر والأداء-الواقعي إلى من يتعامل مع الكابل فعليًا.

المصنعون يعرفون هذا. ولهذا السبب تقدم شركات مثل OFS خدمات احترافية لعمليات النشر الجاهزة-وقد تعلمت أن بيع ألياف ممتازة لا يعني شيئًا إذا أفسد التثبيت كل شيء. تقوم شركة CommScope بتعبئة معدات الاختبار مع منتجات FTTH الخاصة بها. لقد تطور النظام البيئي ليعترف بأن الأمتار القليلة الأخيرة من التثبيت تمثل الجزء الأكثر-خطرًا في الشبكة بأكملها.

 

حيث هذا هو العنوان

 

تظل الألياف الأساسية المجوفة- تجريبية في الغالب ولكن الفيزياء واعدة-يؤدي توجيه الضوء عبر الهواء بدلاً من الزجاج إلى تقليل زمن الوصول ويزيل نظريًا التأثيرات غير الخطية التي تحد من التعامل مع الطاقة. وقد نشر بريسميان العمل عليه. لا تتوقع عمليات نشر FTTH التجارية في أي وقت قريب.

تعمل الألياف-المتعددة النواة على تجميع عدة نوى ضوئية-تحملها في غلاف واحد، مما يؤدي إلى تعزيز السعة لكل كابل دون زيادة حجم متناسبة. قد يكون تعدد الإرسال بالتقسيم-مهمًا لوصلات مركز البيانات حيث تكون مساحة القناة مقيدة وتستمر متطلبات النطاق الترددي في الارتفاع.

يتم بالفعل شحن الألياف ذات القطر المنخفض-ميكرون-200 للتطبيقات عالية الكثافة. الألياف القياسية هي 250 ميكرون مع طلاء؛ التشذيب الذي يسمح بمزيد من الألياف لكل أنبوب، والمزيد من الأنابيب لكل كابل، وعدد أكبر لكل قناة. استغرق التحقق من الموثوقية الميكانيكية للأقطار الأصغر سنوات، لكن الصناعة تبدو مرتاحة لها الآن.

ربما لن تتغير جغرافية التصنيع بشكل كبير. إن استثمار رأس المال المطلوب لإنتاج التشكيل-مئات الملايين من الدولارات لمنشأة تنافسية-يخلق حواجز هائلة أمام الدخول. الشركات التي فاتتها موجة الإنشاء في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين والعقد الأول من القرن الحادي والعشرين لا تتمكن من اللحاق بالركب بسهولة.

إذا حدث أي شيء، فأنا أتوقع استمرار التوحيد. استحوذت شركة Prysmian على شركة General Cable. تستمر كورنينج في توسيع السعة. يواصل المصنعون الصينيون الدخول إلى الأسواق الأفريقية وجنوب شرق آسيا. قد يتقلص عدد شركات تصنيع الألياف المستقلة حقًا والقادرة على المنافسة عالميًا-على مدار العقد القادم حتى مع ارتفاع حجم الإنتاج الإجمالي.

 

ما يهم في الواقع

 

الألياف أقل أهمية مما يعتقده الناس. لقد تقاربت المواصفات إلى حد كبير-أي اسم-يعمل ألياف العلامة التجارية G.657.A2 بشكل مشابه لأي نوع آخر ضمن نفس الفئة القياسية. يحدث التمييز في بناء الكابل وجودة الموصل ودعم التثبيت.

إذا كنت تقوم بنشر البنية التحتية لـ FTTH وتتألم بشأن الشركة المصنعة للألياف التي ستصدر منها، فمن المحتمل أنك تعمل على تحسين المتغير الخاطئ. أنفق هذه الطاقة على التدريب على التثبيت، ومعدات الاختبار، -والتحقق من النشر بدلاً من ذلك.

تعني قاعدة التصنيع العالمية أسعارًا تنافسية عبر المناطق الجغرافية. استخدم ذلك لصالحك. لكن تذكر أن توفير مبلغ 50 ألف دولار على شراء الألياف لا يعني شيئًا إذا أدت ممارسات التثبيت السيئة إلى إنشاء شبكة تتطلب معالجة بقيمة 200 ألف دولار في غضون ثلاث سنوات.

لقد تم تحويل الزجاج نفسه إلى سلعة بشكل أساسي. كل شيء حوله لا يزال ذا أهمية كبيرة.