انواع کابل فیبر نوری ، اگرچه فیبرهای تک حالته (SMF) و فیبرهای نوری چند حالته (MMF) به طور گسترده در کاربردهای مختلف استفاده می شوند، تفاوت بین فیبر تک حالته و کابل فیبر نوری چند حالته هنوز گیج کننده است. این مقاله بر روی ساخت اولیه، فاصله فیبر، هزینه، رنگ فیبر و غیره تمرکز خواهد کرد تا مقایسه ای عمیق بین انواع فیبر تک حالته و چند حالته انجام دهد.
مروری بر کابل فیبر نوری Single Mode در مقابل کابل فیبر نوری Multi Mode
حالت تک single mode به این معنی است که فیبر امکان انتشار یک نوع حالت نور را در یک زمان فراهم می کند. در حالی که چند حالته Multi Mode به این معنی است که فیبر می تواند چندین حالت را منتشر کند. تفاوت بین کابل فیبر نوری تک حالته و کابل فیبر نوری چند حالته عمدتاً در قطر هسته فیبر، طول موج و منبع نور، پهنای باند، پوشش رنگ، فاصله و هزینه است.
قطر هسته انواع کابل فیبر نوری
قطر هسته فیبر تک حالته Sinle Mode بسیار کوچکتر از فیبر چند حالته Multi Mode است. قطر هسته معمولی آن 9 میکرومتر است حتی اگر سایرین موجود باشند. و قطر هسته فیبر چند حالته معمولاً 50 میکرومتر و 62.5 میکرومتر است که به آن امکان می‌دهد تا توانایی “جمع آوری نور” بالاتری داشته باشد و اتصالات را ساده کند. قطر روکش فیبر تک حالته و چند حالته 125 میکرومتر است.
میرایی فیبر چند حالته به دلیل قطر هسته بزرگتر از فیبر SM بیشتر است. هسته فیبر کابل تک حالت بسیار باریک است، بنابراین نوری که از این کابل‌های فیبر نوری عبور می‌کند، بارها منعکس نمی‌شود، که تضعیف را به حداقل می‌رساند.
| 9/125 Single Mode Fiber Simplex | 50/125 OM3 Multimode Fiber | ||
| Attenuation at 1310nm | 0.36 dB/km | Attenuation at 850 nm | 3.0 dB/km |
| Attenuation at 1550nm | 0.22 dB/km | Attenuation at 1300 nm | 1.0 dB/km |
طول موج و منبع نور انواع کابل فیبر نوری
به دلیل اندازه هسته بزرگ فیبر چند حالته، برخی از منابع نور کم هزینه مانند LED ها (دیودهای ساطع کننده نور) و VCSEL (لیزرهای ساطع کننده سطح حفره عمودی) که در طول موج 850 نانومتر و 1300 نانومتر کار می کنند در کابل های فیبر چند حالته استفاده می شوند.
در حالی که فیبر تک حالته اغلب از لیزر یا دیودهای لیزری برای تولید نور تزریق شده به کابل استفاده می کند. و طول موج فیبر تک حالت معمولی 1310 نانومتر و 1550 نانومتر است.
پهنای باند
پهنای باند فیبر چند حالته توسط حالت نور آن محدود شده است و حداکثر پهنای باند در حال حاضر 28000MHz*km فیبر OM5 است.در حالی که پهنای باند فیبر تک حالته از نظر تئوری نامحدود است زیرا اجازه می دهد تنها یک حالت نوری در یک زمان از آن عبور کند.
غلاف رنگی انواع کابل فیبر نوری
طبق تعریف استاندارد TIA-598C، برای کاربردهای غیر نظامی، کابل تک حالته با غلاف بیرونی زرد رنگ و فیبر چند حالته با ژاکت نارنجی یا آبی پوشانده شده است. جزئیات بیشتر در مورد کد رنگ کابل فیبر نوری را در اینجا بیابید.
حالت تک در مقابل فاصله فیبر چند حالته
مشخص است که فیبر تک حالته برای کاربردهای مسافت طولانی مناسب است، در حالی که فیبر نوری چند حالته برای فواصل کوتاه طراحی شده است. سپس وقتی صحبت از فاصله فیبر تک حالته در مقابل فاصله فیبر چند حالته می شود، تفاوت های قابل اندازه گیری چیست؟
از نمودار، می‌توانیم ببینیم که فاصله فیبر تک حالته در نرخ داده از 1G تا 10G بسیار بیشتر از فاصله کابل‌های فیبر چند حالته است، اما فیبر چند حالته OM3/OM4/OM5 از نرخ داده بالاتر پشتیبانی می‌کند. از آنجا که فیبر نوری چند حالته دارای اندازه هسته بزرگ است و بیش از یک حالت نور را پشتیبانی می کند، فاصله فیبر آن توسط پراکندگی مدال که یک پدیده رایج در فیبر گام شاخص چند حالته است، محدود می شود. در حالی که فیبر تک حالته نیست. این تفاوت اساسی بین آنهاست. علاوه بر این، فیبر تک حالته OS2 می تواند فواصل طولانی تری را در پیوندهای 40G و 100G پشتیبانی کند که در جدول ذکر نشده است.
حالت تک در مقابل هزینه فیبر چند حالته
“Single mode در مقابل هزینه فیبر چند حالته” یک موضوع داغ در برخی از انجمن ها است. تعداد زیادی از مردم نظرات خود را بیان کرده اند. نظرات آنها عمدتاً بر هزینه فرستنده گیرنده نوری، هزینه سیستم و هزینه نصب متمرکز است.
هزینه گیرنده نوری
در مقایسه با فرستنده گیرنده های تک حالته، قیمت فرستنده گیرنده های چند حالته تقریباً دو یا سه برابر کمتر است.
هزینه سیستم
برای استفاده از ویژگی‌های اساسی فیبرهای تک حالته، که عموماً برای کاربردهای مسافت‌های طولانی‌تر طراحی شده‌اند، به فرستنده‌های گیرنده با لیزرهایی نیاز داریم که در طول موج‌های بلندتر با اندازه نقطه کوچکتر و به طور کلی عرض طیفی باریک‌تر عمل کنند. این ویژگی‌های فرستنده گیرنده همراه با نیاز به هم‌ترازی با دقت بالاتر و تحمل‌های اتصال محکم‌تر به قطرهای هسته کوچکتر منجر به هزینه‌های قابل‌توجهی بالاتر از فرستنده گیرنده و به طور کلی هزینه‌های اتصال بالاتر برای اتصالات فیبر تک حالته می‌شود.
روش‌های ساخت فرستنده‌های گیرنده مبتنی بر VCSEL که برای استفاده با فیبرهای چند حالته بهینه شده‌اند، آسان‌تر در دستگاه‌های آرایه‌ای ساخته می‌شوند و هزینه کمتری نسبت به فرستنده‌های تک حالته معادل دارند. علیرغم استفاده از خطوط فیبر متعدد و آرایه های فرستنده های چندگانه، صرفه جویی قابل توجهی در هزینه نسبت به فناوری تک حالته با استفاده از عملیات تک یا چند کاناله بر روی اتصال سیمپلکس دوبلکس وجود دارد. سیستم فیبر چند حالته با استفاده از اتصالات متقابل مبتنی بر نوری موازی، کمترین هزینه سیستم و مسیر ارتقا تا 100G را برای برنامه های کاربردی در محل های استاندارد ارائه می دهد.
هزینه نصب
فیبر نوری تک حالته اغلب هزینه کمتری نسبت به فیبر چند حالته دارد. هنگام ساختن یک شبکه فیبر نوری 1G که می‌خواهید در نهایت بتوانید به 10G یا سریع‌تر بروید، صرفه‌جویی در هزینه فیبر برای حالت تک حالت تقریباً نیمی از قیمت را کاهش می‌دهد. در حالی که فیبر چند حالته OM3 یا OM4 35 درصد هزینه ماژول های SFP را افزایش می دهد. اپتیک‌های تک حالته گران‌تر هستند، اما هزینه‌های نیروی کار برای جایگزینی چند حالته به‌طور قابل‌توجهی بالاتر است، به خصوص اگر OM1-OM2-OM3-OM4 باشد. اگر مایلید به SFP های کانال فیبر سابق استفاده شده نگاه کنید، قیمت تک حالته 1G در کف پایین می آید. اگر بودجه و نیاز به اتصالات کوتاه 10G دارید، آخرین بررسی اقتصادی همچنان از چند حالته پشتیبانی می کند. با این حال، به این اقتصادها توجه داشته باشید، زیرا تاریخ نشان می دهد که حق بیمه قیمت برای تک حالت کاهش می یابد.
سوال متداول در مورد انواع کابل فیبر نوری Single Mode در مقابل چند حالته
س: نوع فیبر تک حالته یا چند حالته بهتر است؟
پاسخ: همانطور که در بالا ذکر شد، کابل فیبر تک حالته و فیبر چند حالته مزایای خاص خود را در هزینه و کاربرد دارند. چنین چیزی وجود ندارد که فیبرهای نوری تک حالته بهتر از فیبرهای چند حالته باشند. فقط انتخاب مناسب ترین مورد برای برنامه های خود مشکلی ندارد.
س: آیا می توانم نوع فیبر تک حالته و چند حالته را با هم ترکیب کنم؟
پاسخ: این پاسخ برای این سوال “نه” است. فیبر چند حالته و فیبر تک حالته دارای اندازه‌های هسته متفاوت هستند و تعداد حالت‌های نوری که ارسال می‌کنند نیز متفاوت است. اگر این دو فیبر را با هم مخلوط کنید یا مستقیماً آنها را به هم وصل کنید، مقدار زیادی از دست دادن نوری را از دست خواهید داد و در نتیجه یک پیوند به هم می خورد یا از کار می افتد. به خاطر داشته باشید که هرگز انواع مختلف کابل کشی را به طور تصادفی با هم مخلوط نکنید.
س: آیا می توانم از یک فرستنده گیرنده چند حالته روی کابل فیبر نوری تک حالته استفاده کنم؟
پاسخ: به طور کلی، پاسخ “نه” است. اگر یک فرستنده گیرنده چند حالته به فیبر تک حالته متصل شود، تلفات نوری زیادی رخ خواهد داد. با این حال، برعکس عمل خواهد کرد. به عنوان مثال، SFP تک حالته 1000BASE-LX می تواند با استفاده از کابل فیبر تهویه کننده حالت، روی کابل فیبر چند حالته کار کند. گاهی اوقات، مبدل های رسانه ای فیبر نیز می توانند برای حل چنین مشکلاتی بین فرستنده گیرنده تک حالته و فرستنده گیرنده چند حالته استفاده شوند.
س: نوع کابل فیبر نوری تک حالته در مقابل چند حالته: کدام را باید انتخاب کنم؟
پاسخ: هنگام تصمیم گیری بین کابل های فیبر تک حالته و چند حالته، اولین عاملی که باید در نظر بگیرید فاصله فیبری است که در واقع به آن نیاز دارید. به عنوان مثال، در یک مرکز داده، کابل های فیبر چند حالته برای فاصله 300-400 متر کافی است. در حالی که در کاربردهایی که نیاز به فاصله تا چند هزار متر دارند، فیبر تک حالت بهترین انتخاب است. و در برنامه هایی که می توانند از فیبر تک حالته و چند حالته استفاده کنند، عوامل دیگری مانند هزینه و نیازهای ارتقاء آینده باید برای انتخاب شما در نظر گرفته شوند.
خلاصه
از مقایسه بین انواع کابل فیبر نوری تک حالته و چند حالته، می توان نتیجه گرفت که سیستم کابل کشی فیبر تک حالته برای برنامه های کاربردی انتقال داده های دوردست مناسب است و به طور گسترده در شبکه های حامل، MAN و PON مستقر است. سیستم کابل کشی فیبر چند حالته دسترسی کوتاه تری دارد و به طور گسترده در سازمانی، مراکز داده و شبکه های محلی مستقر است. مهم نیست که کدام یک را انتخاب می کنید، بر اساس هزینه کل فیبر، انتخاب یکی که به بهترین وجه با نیازهای شبکه شما مطابقت دارد، وظیفه مهمی برای هر طراح شبکه است.
