تمثل الألياف الأساسية المجوفة نقطة تحول في تكنولوجيا الألياف. ولكن أولا، هناك عقبات يجب التغلب عليها
في سبتمبر 2025، أعلنت Microsoft Azure أنها تعمل على توسيع نطاق إنتاجها من الألياف الأساسية المجوفة (HCF) من خلال الاستعانة بمصادر خارجية للتصنيع إلى شركتي Corning وHeraeus. لقد أوضح أن عملاق التكنولوجيا جاد جدًا بشأن التزامه بابتكار الألياف عالية السعة، على الرغم من تركيزه العميق على الذكاء الاصطناعي – أو بسببه بشكل خاص.
مسرحية مايكروسوفت HCF
إذا تابعت التطورات في مجال HCF الناشئ، فستعرف أن Microsoft كانت تتعامل مع البحث والتطوير في HCF منذ بعض الوقت.
في Ignite 2024، صرح الرئيس التنفيذي ساتيا نانديلا أن التكنولوجيا توفر “اختراقات مطلقة” من حيث السرعة وعرض النطاق الترددي وكفاءة الطاقة مقارنة بالألياف التقليدية.
إن الهوس حول الألياف الأساسية المجوفة ليس مجرد زغب تسويقي. أظهر الفيزيائيون في جامعة ساوثامبتون في المملكة المتحدة أن HCF يظهر توهينًا أقل بنسبة 35% ونقل إشارة أسرع بنسبة 45% مقارنة بالألياف الزجاجية القياسية.
حقق فريق Azure، الذي اختبر حل Microsoft HCF على مسافة 1200 كيلومتر من الألياف في العام الماضي، 0.091 ديسيبل لكل كيلومتر من فقدان الإرسال، وهو أدنى مستوى تم تسجيله على الإطلاق – وهو بعيد كل البعد عن 0.14 ديسيبل/كم من شبكات الألياف.
وقال نانديلا: “يعتبر هذا الفقد المنخفض للألياف أمرًا بالغ الأهمية لاتصال مركز البيانات بمركز البيانات، ولدينا الآن مسارات إنتاج للألياف المجوفة. وفي الواقع، سنضيف 15000 كيلومترًا إضافيًا مخططًا له على مدار الـ 24 شهرًا القادمة”.
سيضع مسار HCF المخطط له والذي يبلغ طوله 15000 كيلومتر الأساس لنشر حل HCF “الشامل” عبر شبكة Azure العالمية وتحقيق سرعات أفضل ووقت استجابة أقل لتغذية أعباء العمل السحابية والذكاء الاصطناعي المتعطشة في مراكز البيانات.
كسر جمود دام 40 عاما
تحمل كابلات الألياف الضوئية الإنترنت حول العالم. تحتوي على قلب زجاجي صلب يوجه الإشارات الضوئية بمساعدة معامل الانكسار العالي للنواة. تنقلها الألياف الأساسية المجوفة إلى المستوى التالي عن طريق استبدال النواة الزجاجية الصلبة بنواة مملوءة بالهواء متداخلة داخل الجدران المصنوعة من أغشية زجاجية رقيقة جدًا. وبما أن الهواء أكثر شفافية، فإن الفوتونات تنتقل بشكل أسرع عبر هذا المركز المجوف، بينما تحافظ الأغشية الزجاجية المحيطة على مرور الإشارات دون تشتت. يؤدي هذا إلى عمليات نقل أسرع – والأهم من ذلك، فقدان منخفض جدًا للبيانات وهو أمر بالغ الأهمية للذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء (HPC).
وهذا يسمح لمشغلي الألياف بتجنب مشكلة موجودة منذ أربعة عقود، وهي فقدان الإشارة وتوهينها مما يؤدي إلى ثبات الأداء في الألياف الضوئية. حتى أفضل الألياف المتوفرة في السوق تحتاج إلى تضخيم كل 12 كيلومترًا أو نحو ذلك.
يمكن أن يكون النقل العالي والخسارة المنخفضة لـ HCF بمثابة تحويل لتطبيقات الجيل التالي مثل الذكاء الاصطناعي ومراكز البيانات عن بعد. ومع ذلك، فإن مكاسب الأداء يمكن أن تعزز بشكل كبير العديد من التقنيات الأخرى أيضًا، بما في ذلك شبكات 5G/6G، والحوسبة الكمومية، والاتصالات الدفاعية، والمدن الذكية لإنترنت الأشياء، والتجارة عالية التردد.
التحديات والعوائق
تعاونت Scala Data Centers وLightera وNokia في نوفمبر لإجراء اختبار HCF في ساو باولو. باستخدام معدات الاختبار البصري وإصدار الشهادات من Viavi، قام الثلاثي باختبار AccuCore HCF، وهو حل كابلات الألياف الضوئية المجوفة من Lightera، مما أظهر انخفاضًا بنسبة 32% في زمن الوصول. وزعمت الشركات أن سرعات نقل البيانات تقترب من “سرعة الضوء”.
قال أندريه تشامبافير، خبير قياس واستشعار الألياف الضوئية، في تعليق على LinkedIn: “إن الانخفاض بنسبة 32% في وقت الاستجابة، والذي تم التحقق منه باستخدام معدات القياس المتطورة المتوفرة تجاريًا بتردد 400 جيجا مثل تلك الموجودة في حلول Viavi، يضيف وزنًا كبيرًا إلى هذا الاختبار”. أما بالنسبة لOTDR [Optical Time Domain Reflectometer] توصيف ألياف HCF، فهو محدد إلى حد ما (مستوى التشتت الخلفي منخفض جدًا، وقمم عاكسة عالية عند التوصيلات الهجينة SMF/HCF)، ولكنه يمكن أن ينجح.
ولكن قبل أن تصبح HCF وسيلة للاتصال طويل المدى، هناك مسار من التحديات التي تواجه مشغلي HCF. تحتوي كابلات HCF على هياكل مجهرية دقيقة تجعل من التعامل معها والربط كابوسًا. الجدران الرقيقة للكابلات عرضة للانهيار، ونتيجة لذلك، حساسة للانحناء. فهو يتطلب تحكمًا حراريًا محكمًا، ومحاذاة دون الميكرون، وإدارة دقيقة للرطوبة للتصنيع والتركيب والربط
لذلك، عندما ينقطع كابل HCF في الميدان، يصبح إصلاحه أمرًا صعبًا تمامًا. أولاً، هناك نافذة محدودة يجب من خلالها ربط الألياف معًا مرة أخرى.
قال ماريو سيمارد، مدير خط الإنتاج في Viavi، في ندوة عبر الإنترنت: “لا يمكنك تركه مفتوحًا لأسابيع أو أشهر”. وأضاف: “إذا كان هناك فرق في الضغط، فمن الممكن أن تحصل على بعض الملوثات داخل الألياف”.
في الوقت الحالي، لا تتوافق البنية الأساسية الصلبة والبنية الأساسية المجوفة بشكل مباشر. وأشار سيمارد إلى أنه “يجب أن يكون لديك محول من الزجاج إلى الهواء لتوصيل HCF بنظام أو بأداة اختبار”. ومع ذلك، قد يؤدي فقدان المحول إلى ضعف جودة الارتباط.
كما هو الحال مع أي تقنية جديدة، تواجه HCF أيضًا نقصًا في طريقة الإجراءات الموحدة (MoP) ونقص المتخصصين المهرة مما يزيد من تعقيد الاختبار والمراقبة.
تتطلب الحالة تقنيات ومعلمات اختبار متخصصة، بما في ذلك الإعدادات غير القياسية (OTDR)، وأطوال موجية اختبار إضافية، وخوارزميات تحليل ما بعد المعالجة الجديدة. تعد أفضل الممارسات، مثل اختبار ملف تعريف التوهين والتشتت اللوني، أمرًا بالغ الأهمية أيضًا لتجنب المفاجآت في هذا المجال.
لا تزال الألياف الأساسية المجوفة في مراحلها الأولى، ولكن هناك شيء واحد واضح: يهتم القائمون على التوسع الفائق ومقدمو خدمات الإنترنت (ISPs) بنشرها تدريجيًا في أجزاء مختارة من الشبكة لزيادة الأداء حيثما يوجد طلب. جنبًا إلى جنب، يعمل موردو الاختبار أيضًا على التحديات خلف الكواليس، لذلك عندما يصبح HCF منتشرًا، يكون لدى الشركات ترسانة محملة من معدات الاختبار ومعايير الصناعة للاستفادة منها. على الرغم من أن ذلك لا يزال على بعد بضع سنوات، إلا أن بائعي الاختبار يعتمدون على عقود من الخبرة في اختبار الألياف لتصميم حلول اختبار جديدة من شأنها أن تجعل HCF حقيقة تجارية في المستقبل.
