تفاوت کابل فیبر نوری سینگل مود و مالتی مود

در عصر اینترنت، فیبر نوری دارای سرعت بسیار بالایی است به همین علت بیشتر افراد بی صبرانه منتظر آن هستند که منطقه‌ای که در آن زندگی می‌کنند به اینترنت فیبر نوری مجهز شود. ما قصد داریم در ادامه در رابطه با تفاوت کابل فیبر نوری سینگل مود و مالتی مود توضیح دهیم.

البته قبل از شروع و مقایسه میان این دو لازم است تا نگاهی کلی به تکنولوژی فیبرنوری و کابل فیبر نوری بیانداریم، زیرا همانطور که گفته شد فیبرنوری و یا به بیان ساده تر استفاده از کابل فیبرنوری امروزه رکن اساسی را در بستر ارتباطات ایفا می کند.کابل فیبر نوری از یک یا چندین رشته شیشه‌ای تشکیل شده است. این رشته‌ها که به وسیله پوشش مناسبی روکش شده‌اند، انتقال اطلاعات را با سرعتی بالا، به شکل پرتوهای نور و برای مسافت‌های طولانی فراهم می‌سازند.

دقت داشته باشید که کابل‌ فیبر نوری در دو نوع سینگل مود (تک حالته) و مالتی مود (چند حالته) در بازار تجهیزات شبکه تولید و عرضه می‌شوند. به طور کلی هردوی این کابل‌های فیبر نوری برای انتقال داده استفاده می‌شوند، با این حال تفاوت‌های کلیدی بین آن‌ها وجود دارد که آن‌ها را برای کاربرد‌های مختلف مناسب می‌کند.

کابل فیبر نوری چیست و انواع آن :

کابل فیبر نوری یکی از انواع کابل شبکه است که برای انتقال اطلاعات در فاصله های بلند با سرعت و کیفیت بالا استفاده می شود. این کابل ها از الیاف نوری تشکیل شده اند که به صورت یک لوله پلاستیکی بافته و همراه یک پوشش محافظ برای حفاظت از الیاف نوری عرضه می شوند.

کابل فیبر نوری می تواند به صورت تک حالته یا Single-Mode Fiber و چند حالته یا Multi-Mode Fiber باشد.

• کابل فیبر نوری سینگل مد یا حتی پچ کورد فیبر نوری سینگل مد، الیاف نوری با قطر کوچکتری دارد که به تنهایی یک حالت نوری را منتقل می کند. این الیاف نوری به عنوان Single-Mode Fiber نیز شناخته می شوند. در این نوع کابل فیبر نوری، نور به صورت مستقیم و بدون انعطاف درون الیاف نوری حرکت می کند و به دلیل وجود یک حالت نوری، سرعت انتقال داده ها در این نوع کابل فیبر نوری بسیار بالا و با کیفیت بسیار عالی است. به همین دلیل، کابل فیبر نوری Single-Mode Fiber برای انتقال اطلاعات در فاصله های بلند (تا ۱۰۰ کیلومتر) و با سرعت بالا مناسب است.
• در کابل فیبر نوری یا حتی پچ کورد فیبرنوری مالتی مد، الیاف نوری قطر بزرگتری دارد که بسیاری از حالت های نوری را با سرعت بالا منتقل می کند. این الیاف نوری به عنوان Multi-Mode Fiber نیز شناخته می شوند. در این نوع کابل فیبر نوری، نور به صورت غیر مستقیم درون الیاف نوری حرکت می کند و به دلیل وجود چندین حالت نوری، مسیر حرکت نور دارای انعطاف پذیری بیشتری است. به همین دلیل، کابل فیبر نوری مالتی مد برای انتقال اطلاعات در فاصله های کوتاه (تا ۲ کیلومتر) و با سرعت نسبتاً کمتری مناسب است.

مزایای استفاده از کابل فیبرنوری:

کابل فیبر نوری به علت داشتن ویژگی‌های منحصر به فرد و فناوری پیشرفته‌ای که در طراحی و ساخت آن به کار رفته است، مزایای بسیاری را در مقایسه با کابل‌های دیگر ارائه می‌دهد. در اینجا به برخی از مزایای استفاده از کابل فیبر نوری اشاره خواهیم کرد:

• سرعت بالا: یکی از مزایای برجسته کابل فیبر نوری، سرعت بالایی است که در انتقال داده‌ها به کار می‌رود. با توجه به میزان انتقال داده‌ها و افزایش نیاز به سرعت بالا در شبکه‌ها، استفاده از کابل فیبر نوری برای انتقال داده‌های بزرگ مناسب است. سرعت انتقال داده‌ها در کابل فیبر نوری چندین گیگابیت در ثانیه (Gbps) و حتی ترابیت در ثانیه (Tbps) است که در مقایسه با کابل‌های مسی و کواکسیال، بسیار بالاتر است.
• کیفیت بالا: در کابل فیبر نوری به دلیل داشتن حالت SM یا MM نور، تداخل سیگنال‌ها کمتر است و به همین دلیل کیفیت بالایی در انتقال داده‌ها حاصل می‌شود. همچنین، برای کابل فیبر نوری برای انتقال داده‌ها نیاز به تقویت کننده نداریم و با توجه به عدم تداخل با موج‌های الکتریکی و مغناطیسی، تداخل الکترومغناطیسی کمتری در این کابل‌ها وجود دارد که موجب افزایش کیفیت سیگنال و کاهش خطا در انتقال داده‌ها می‌شود.
• فاصله بلند: کابل فیبر نوری برای انتقال داده‌ها در فواصل بلند به کار می‌رود و این یکی دیگر از مزایای آن است. با توجه به اینکه این کابل‌ها نسبت به کابل‌های مسی و کواکسیال دارای تلفات کمتری در طول مسیر هستند، برای انتقال داده‌ها در فواصل بلند تا چند صد کیلومتر بسیار مناسب هستند.
• انعطاف پذیری بالا: کابل فیبر نوری به دلیل داشتن قطر کوچک و مواد ساختاری خاص، انعطاف پذیری بالایی دارد و می‌تواند در مسیرهای پیچیده و در فضاهای محدود نصب شود. این انعطاف پذیری بالا، مزیتی برای استفاده از کابل فیبر نوری در مناطقی با شرایط نصب چالش برانگیز مانند درون ساختمان‌ها، تونل‌ها و فضاهای محدود است.
• مقاومت بالا: کابل فیبر نوری در برابر خرابی‌هایی مانند خسارت فیزیکی، نویز‌های الکترومغناطیسی و حرارت بسیار مقاوم است و این یکی دیگر از مزایای آن است. به دلیل داشتن مواد ساختاری خاص و قابلیت حفاظت از الیاف نوری در داخل کابل، کابل فیبر نوری مقاومت بالایی در برابر خرابی‌های فیزیکی مانند خم شدن، شکستگی و خراشیدگی دارد. همچنین، کابل فیبر نوری نسبت به نویز‌های الکترومغناطیسی که از محیط پیرامون به آن وارد می‌شود، مقاومت بیشتری دارد و می‌تواند در محیط‌های شرایطی با نویز بالا و یا از نظر فیزیکی خطرناک نصب شود.
• امنیت بالا: کابل فیبر نوری به دلیل داشتن حالت نوری برای انتقال داده‌ها، از نظر امنیتی از کابل‌های دیگر برتری دارد. به علت عدم گسستن امواج نوری در داخل کابل، امکان دسترسی به اطلاعات درون آن توسط اشخاص غیرمجاز به شدت کاهش می‌یابد. در واقع، تلاش برای هک کابل فیبر نوری بسیار سخت و پیچیده است و به همین دلیل این کابل‌ها برای انتقال اطلاعات حساس نظیر اطلاعات بانکی، اطلاعات دولتی و اطلاعات پزشکی، بسیار مناسب هستند.
• حفاظت از محیط زیست: کابل فیبر نوری به دلیل داشتن ساختاری با قطر کوچک و وزن سبک، به عنوان یک راه حل سبز و دوستدار محیط زیست در مقایسه با کابل‌های دیگر مورد توجه قرار گرفته است. این کابل‌ها به دلیل عدم استفاده از فلزات سنگین و مواد ضد آتش در ساختار خود، برای محیط زیست زیانی نخواهند داشت. علاوه بر این، به دلیل کاهش نیاز به انتقال داده‌ها با استفاده از کابل‌های مسی، مصرف انرژی در شبکه‌ها نیز کاهش خواهد یافت.

بیشتر بخوانید:کابل فیبر نوری و هرآنچه در رابطه با آن باید بدانید به همراه ویدئو و پادکست

تفاوت سینگل مود و مالتی مود:

همانطور که در قسمت بالای مقاله گفته شد سینگل مود بودن فیبر نوری به معنای این است که فیبر در یک زمان معین تنها یک نوع از حالت نور را منتشر کرده و انتقال می‌دهد. در صورتی‌که مالتی مود بودن فیبر همانطور که از نامش مشخص است به معنای منتشر ساختن و انتقال دادن چندین حالت نور در یک زمان است. البته عمده تفاوت فیبر نوری Single Mode و Multimode در قطر هسته فیبر، طول موج و منبع نور فیبر، پهنای باند، روکش رنگی آن، مسافت و هزینه نهایی آن است.

کابل فیبر نوری یکی از انواع کابل های ارتباطی است که برای انتقال اطلاعات در فاصله های بلند با سرعت بالا و کیفیت بالا استفاده می شود. ما در ادامه این مقاله قصد داریم در رابطه با تفاوت کابل فیبر نوری سینگل مد و مالتی مد صحبت کنیم:

• قطر هسته و لایه انعکاسی: 

کابل فیبرنوری سینگل مد دارای قطر هسته کوچکتر و لایه انعکاسی نازکتری است که باعث می شود نور بازتاب کمتری در کابل ایجاد کرده و انتشار نور کاهش می یابد. قطر هسته در کابل فیبر نوری سینگل مد بین 7.6 میکرومتر تا 10 میکرومتر است و به طور عمده قطر هسته فیبر نوری مالتی مود 50 میکرومتر و 62.5 میکرومتر است. بنابراین قطر هسته کابل مالتی مد بزرگ تر بوده و لایه انعکاسی آن نیز ضخیم تر است که باعث می شود نور بازتاب بیشتری در کابل ایجاد کرده و انتشار نور بیشتری رخ دهد.

• حالت انتشار نور:

در کابل فیبر نوری سینگل مد، تنها یک مد نوری درون کابل حرکت می کند. این به معنی این است که نور به صورت تقریباً مستقیم در خط مستقیمی از یک سر کابل به سمت دیگر حرکت می کند. این حالت سبب می شود که این نوع کابل برای مسافت های طولانی مناسب باشد. این در حالی است که در کابل فیبر نوری مالتی مد، چندین مد نوری به طور همزمان درون کابل حرکت می کند. که این باعث می شود نور در طور مسیر پراکنده و پخش شود. به عبارت دیگر مدهای نوری در کابل فیبر نوری مالتی مد، مسیرهای مختلفی را طی می کند که سبب می شود برای مسافت های کوتاه تر با پهنای باند کمتر مناسب باشد.

• طول موج و منبع نور:

کابل فیبرنوری سینگل مد اغلب با استفاده از لیزرهای با قطر کوچک و با طول موج 1310 نانومتر (nm) یا 1550 نانومتر عمل می کنند. این طول موج های انتخاب شده برای کاهش دیسپرژن در ارتباطات بلند مدت استفاده می شوند. در برخی موارد از طول موج 1490 نانومتر برای مثال PON استفاده می شود. در کابل مالتی مد، طول موج های متعددی استفاده می شود، اما معمولاً طول موج 850 نانومتر و 1300 نانومتر در این کابل ها استفاده می شود. به این صورت که 850 نانومتر برای اتصالات کوتاه و داخلی و 1300 نانومتر برای ارتباطات ماتلی مد و اتصالات بیرونی استفاده میشود.

• پهنای باند:

پهنای باند کابل فیبرنوری سینگل مد بیشتر از مالتی مد و در حدود 1000 مگابیت در ثانیه است که با استفاده از تکنولوژی DWDM می توان پهنای باند را به گیگابیت برثانیه و حتی ترابیت بر ثانیه افزایش داد. این در حالی است که پهنای باند مالتی مد در حدود 100 مگابیت بر ثانیه تا 1 گیگابیت بر ثانیه است.

• رنگ غلاف:

بر اساس استاندارد TIA-598-C ایالت متحده رنگ زرد برای کابل سینگل مد و از رنگ نارنجی و آکوآ (سبز ـ آبی) برای کابل مالتی مد استفاده می شود. البته ممکن است این رنگبندی در برندهای مختلف متفاوت باشد.

• مسافت:

کابل فیبرنوری سینگل مد برای انتقال سیگنال در فواصل بلند تا چند صد کیلومتر و با نرخ انتقال داده بالا مناسب است. در حالیکه کابل فیبرنوری مالتی مد برای انتقال سیگنال ها در فواصل کوتاه تا چند کیلومتر و با نرخ انتقال داده کمتر مناسب است.

• قیمت: 

قیمت این کابل ها به عوامل مختلفی بستگی دارد ، از جمله طول کابل، نوع کابل، برند و همچنین شرایط بازار تجهیزات شبکه. اما به طور کلی کابل های فیبرنوری مالتی مد در مقایسه با سینگل مد قیمت کمتری دارند که به دلیل مزیت های فنی و کاربردی سینگل مد برای انتقال در فواصل بلندتر است، که نسبت به مالتی مد ارزش بیشتری دارد.

• هزینه ماژول:

قیمت ماژول فیبرنوری سینگل مد در مقایسه با ماژول فیبرنوری مالتی مد، سه برابر بیشتر است. البته قیمت این ماژول ها با بالارفتن سرعت افزایش می یابد.

• هزینه نصب:

هزینه نصب فیبرنوری به عوامل مختلفی بستگی دارد، اما عموماً هزینه نصب کابل فیبرنوری سینگل مد نسبت به مالتی مد کمتر است. اما شرایطی را در نظر بگیرید که در آن نیاز است شبکه شما سرعت انتقال بالایی مانند ده گیگابیت و یا سریعتر را پشتیبانی کند. در این حالت حتما باید از سینگل مد استفاده کنید. همچنین نیاز است که آینده شبکه خود را نیز در نظر بگیرید که اگر در آینده نیاز است سرعت بیشتری را پشتیبانی کند به جای مالتی مد از سینگل مد استفاده کنید.

شاید در ابتدا هزینه راه اندازی آن کمی بیشتر باشد اما اگر با دقت به آن توجه کنید، متوجه خواهید شد که برای شما مقرون به صرفه تر است. زیرا در حقیقت اگر چه سیستم‌های سیگنال مود پر هزینه‌تر هستند اما هزینه‌های خرید تجهیزات و تعمیر سیستم مالتی مود بسیار بالاتر است و قابل مقایسه نخواهد بود.

جمع بندی: 

به طور کلی انتخاب میان کابل فیبر نوری سینگل مد و مالتی مد بستگی به نیازهای شبکه و محیط ارتباطی دارد و ساختار کابل فیبرنوری بایکدیگر متفاوت است. همانطور که در بالا گفته شد عواملی همچمون فاصله انتقال، سرعت ارتباطات و هزینه می تواند در انتخاب نوع کابل موثر باشد.