انواع کابل فیبرنوری و کاربرد آن

انواع کابل فیبرنوری fiber cables:

هنگام خرید کابل فیبر نوری با دو نوع کابل برخورد خواهید کرد:  Single Mode و Multimode

امروزه استفاده از کابل های فیبر نوری بسیار رواج داشته به طوری که در هر شبکه ای می توان از آن استفاده کرد. به همین دلیل ما در این مقاله سعی داریم تا هر آن چیزی که لازم است در رابطه با این کابل های پر کاربرد بدانید بیان نماییم.

برخی اصول اولیه فیبر: انتقال سیگنال ها با نور

درست همانطور که کابل های مسی از پالس های الکتریکی برای انتقال دیتا در شبکه استفاده می کنند، کابل های فیبر نوری از پالس های نور استفاده می کند. برای یک ارتباط دیجیتال نیاز به انتقال صفرها و یک ها می باشد.

در کابل های شبکه مسی، تفاوت بین یک و صفر در پالس الکتریکی در یک محدوده قابل قبول خاص اتقاق میافتد. برای درک بهتر آن شاید بهتر است این طور آن را بیان کنیم وجود پالس در زمان معین یک (1) و عدم وجود پالس صفر (0) است. در کابل های نوری نیز همین اتفاق جریان دارد به طوری که تنها به جای پالس های الکتریکی از پالس های نوری استفاده می شود، یعنی وجود یک پالس نور در زمان معینی یک (1) است در حالی که عدم وجود پالس نوری صفر (0) است.

درون این کابل ها یک منبع لیزر در داخل سخت افزار برای روشن و خاموش کردن چراغ استفاده می شود.

برای درک بهتر:

light on = 1

light off = 0

هسته نوری، یک لوله شیشه ای (هسته) است که سیگنال های نوری را در طول کابل پخش می کند.

شیشه ذاتاً منعکس کننده و یک وسیله مناسب برای انتقال نور است. به همین دلیل ، کابل های فیبر نوری از لوله شیشه ای (هسته) در مرکز خود برای انتقال پالسهای نوری تولید شده توسط لیزرها استفاده می کنند. این پالس های نور با بازتاب (پرش) از طرفین ، به سمت هسته شیشه ای حرکت می کنند.

به غیر از لیزر اصلی، سیگنال حمل شده به هیچ نیرویی نیاز ندارد، نور منعکس کننده درون هسته همان چیزی است که سیگنال را از طریق کابل فیبر منتقل می کند. هنگامی که سیگنال ها نقاط دورتر را طی می کنند تضعیف شده و نیاز دارند تا در طول مسیر تقویت شوند اما نه قبل از طی مسیری طولانی. اکثر کابل های نوری می توانند مسیر 60 مایلی را بدون نیاز به تقویت طی نمایند. مرکز فیبر یا هسته اصلی نقش مهمی در کیفیت و مسافتی دارد که سیگنال می تواند از طریق فیبر عبور نماید. به طور کلی، هر چه هسته کوچکتر باشد، سیگنال نوری (پالس نوری) مسافت بیشتری را بدون نیاز به تقویت و احیاء طی خواهند کرد.

در ادامه در رابطه با کابل های Single Mode و Multimode بیشتر توضیح خواهیم داد اما تا به اینجا بدانید که کابل های فیبر نوری Single Mode دارای هسته بسیار کوچکتر از فیبر Multimode هستند. این هسته کوچکتر بازتاب ها را محکم تر و در مسیری مستقیم تر نگه می دارد و به این ترتیب سیگنال نوری می تواند دورتر حرکت کند. 

بیشتر بخوانید: راهنمای انتخاب درست پچ کورد فیبر نوری

اندازه های اصلی هسته فیبر:

ـ اندازه هسته فیبر Multimode :50um و 62.5um

ـ اندازه هسته فیبر Single Mode :8 – 9um

نکته: اندازه گیری هسته در میکرون است (um).

به طور کلی، انواع کابل فیبر نوری Single Mode و یا SM برای مسافت های طولانی و یا در پروژه هایی که نیاز به پهنای باند بالاتری دارند استفاده می شود و از لیزر به عنوان منبع نوری استفاده می کند. در حالی که فیبر Multimode و یا MM از LED به عنوان منبع نور استفاده می کند و برای مسافت های کوتاه با پهنای باند کمتر استفاده می شود.

طول موج: نوری که در طول هسته در حال جریان است.

کابل های فیبر نوری درست مانند کابلهای مسی که فرکانسهای RF مختلفی تشکیل شده اند، کابل های فیبر نوری نیز فرکانس های مختلفی از طول یا طول موج را حمل می کنند. برای فهم ساده تر، طول موج را به عنوان رنگی از نور تصور کنید و هر رنگ از نور مسیر خود را به سمت هسته فیبر طی می کند و با سایر رنگهای نوری که ممکن است در همان فیبر حرکت کند، تداخلی نخواهد داشت. (در اصل، آنچه ما فقط توضیح داده ایم تقسیم طول موج WDM یا DWDM می باشد)

منبع نور طول موج را تعیین می کند. می توان لیزرها را طوری تنظیم کرد تا طول موج خاصی را به هسته فیبر ارسال کنند. و از آنجا که هر طول موج مسیر متفاوتی را در هسته فیبر طی می کند، به همین دلیل برخی از انواع فیبر برای برخی از طول موج ها مناسب تر می باشند. همانطور که مشاهده خواهید کرد، Multimode Fiber سیگنال های نوری را در طول موج های مختلفی نسبت به فیبر Single Mode منتقل می کند.

طول موج استاندارد کابل های نوری:

ـ فیبر Multimode: 850nm  و1300nm

ـ فیبر Single Mode: 1310nm و 1550nm

نکته : طول موج در نانومتر اندازه گیری می شود(nm)

بیشتر بخوانید: انواع مختلف کانکتورهای فیبر نوری

انواع کابل فیبر نوری:

به طوری کلی می توان از کابل های Single Mode و Multimode در شبکه استفاده کرد که هر کدام از آنها خصوصیات خاص خود را دارند. ممکن است هنگام خرید به فروشنده اعتماد کرده و پس از بیان مشخصات مورد نیاز کابل پیشنهادی آنان را خریداری نمایید و یا ممکن است از دانش فنی کاملی برخوردار بوده و پس از بررسی کامل نوع خاصی از فیبر نوری را از فروشنده درخواست نمایید. حال ما در اینجا می خواهیم به شما در شناخت کامل این فیبرهای نوری کمک نماییم.

ـ انواع فیبر نوری Multimode:

مشخصات الیاف چند حالته توسط استاندارد ISO / IEC 11801 مشخص شده است. در کابل های نوری Multimode سیگنال های نوری هنگام حرکت به سمت هسته ، نور را در چندین مسیر پراکنده می کند. این امر باعث پهنای باند بالاتر در مسافت های کوتاه تا متوسط می شود.

با این حال، در کابل های طولانی تر، چندین مسیر از نور می تواند باعث انحراف در انتهای مسیر شده و در نتیجه انتقال داده ها نامشخص و ناقص صورت گیرد. به همین دلیل، Multimode ها تنها برای مسافت های کوتاه استفاده می شود.

ـ OM1:

• رنگ کاور: نارنجی
• اندازه هسته: 62.5میکرومتر
• نرخ داده: طول موج 1Gb  850nm
• فاصله: تا 300 متر

کاربرد: شبکه های مسافت کوتاه ، شبکه های محلی (LAN) و شبکه های خصوصی

ـ OM2:

• رنگ کاور: نارنجی
• اندازه هسته: 50میکرومتر
• نرخ داده: طول موج 1Gb  850nm
• فاصله: تا 600 متر

کاربرد: شبکه های مسافت کوتاه، شبکه های محلی (LAN) و شبکه های خصوصی

عموماً برای مسافت های کوتاهتر مورد استفاده قرار می گیرد. و فاصله ای که می تواند طی کند دو برابر OM1 می باشد.

ـ OM3:

• رنگ کاور: آبی
• اندازه هسته: 50میکرومتر
• نرخ داده: طول موج 10Gb  850nm
• فاصله: تا 300 متر
• از نور کمتری استفاده می کند و باعث افزایش سرعت می شود.
• با استفاده از اتصال MPO قادر به اجرای 40 گیگابایت یا 100 گیگابایت تا 100 متر است.

کاربرد: شبکه های خصوصی بزرگتر

بیشتر بخوانید: تفاوت فیبرهای OM3 و OM4 در چیست؟

ـ OM4:

• رنگ کاور: آبی
• اندازه هسته: 50میکرومتر
• نرخ داده: طول موج 10Gb  850nm
• فاصله: تا 550 متر

با استفاده از اتصال MPO قادر به اجرای 100 گیگابایت تا 150 متر هستید

کاربرد: شبکه های پر سرعت ، مراکز داده ، مراکز مالی و شرکت های بزرگ

ـ OM5:

• رنگ کاور: سبز لیمویی
• کاملاً با کابل کشی OM3 و OM4 سازگار است.
• از طیف وسیع تری از طول موج بین 850nm و 953nm استفاده می کند.
• طراحی شده برای پشتیبانی از چند طول موج کوتاه (SWDM).

می تواند 40 گیگابایت بر ثانیه و 100 گیگابایت بر ثانیه را انتقال دهد.

کاربرد: شبکه ها و مراکز داده با سرعت بالا که نیاز به مسافت بیشتر و سرعت بالاتری دارند.

مشخصات کلی کابل فیبرنوری:

فیبر چند حالته یا مالتی مد طی 30 سال  است که به بازار آمده که با افزایش تقاضا روز به روز برای سرعت های بیشتر تکامل یافته است. از آنجا که فیبر OM1 و OM2 قادر به پشتیبانی از سرعت های بالاتر نیستند، OM3 و OM4 انتخاب اصلی فیبرهای چند حالته برای پشتیبانی از اترنت 25G ، 40G و 100G شدند.

بیشتر بخوانید: تفاوت EPON و GPON چیست؟

انواع فیبر نوری Single Mode:

الیاف Single Mode توسط فیبر تک حالته نوری مشخص می شوند. کابل Single Mode دارای هسته بسیار کوچکتر (8-9um) نسبت به کابل Multimode است و از یک مسیر (حالت) برای حمل نور استفاده می کند. تفاوت اصلی بین OS1 و OS2، ساختار کابل است نه مشخصات نوری.

-OS1 Single Mode :

هر فیبر دارای پوشش دو لایه محافظ خاص خود (کدگذاری شده برای شناسایی) است. یک لایه پلاستیکی و دیگری آکریلات ضد آب است. بافر محکم اجازه می دهد تا کابل سبک تر و انعطاف پذیرتر باشد و نسبت به Loose Tube نسبت به خرد شدن مقاوم باشد. نصب آن آسان تر بوده زیرا هیچ ژلی وجود ندارد و هیچ گنجایش خروجی برای خاموش کردن کانکتور لازم نیست.

کاربرد:

(استفاده در داخل ساختمان) – حلقه های محلی از راه دور ، LAN ها و پیوندهای نقطه به نقطه در شهرها ، ساختمان ها ، کارخانه ها ، پارک های اداری یا پردیس ها.

-OS2 Single Mode:

همه فیبرها به غیر از پوشش بیرونی آنها لخت هستند. هر فیبر دارای یک پوشش رنگی برای شناسایی است. به غیر از این پوشش، فیبر درون یک لوله ناهموار و مقاوم در برابر سایش ، که معمولاً با ژل نوری پر شده است و الیاف را از رطوبت محافظت می کند، شناور می باشد. و در پایان به گنجایش خروجی نیاز دارد.

کاربرد:

(استفاده در فضای باز) تعداد فیبر بالا ، خطوط راه آهن و راه های باریک راه دور telco ، استفاده در خیابان ها . OS2 می تواند از سرعت بیش از 100G و مسافت بیش از 200 کیلومتر (124 مایل) پشتیبانی کند.

به طور کلی:

عموماً رنگ کابل های فیبر نوری Single Mode زرنگ رنگ می باشد اما ممکن است حسب موارد کاربردی آن طیف وسیعی از رنگ ها را مشاهده نمایید.

در واقع می توان گفت کابل های فیبر نوری Single Mode یک انتخاب استاندارد برای انتقال داده ها در مسافت های طولانی و سرعت های بالا می باشد و می تواند سیگنال هایی را با سرعت بسیار بالاتر از الیاف چند حالته با ضعف سیگنال کمتر و دخالت های خارجی کمتر حمل کند. همان طور که گفته شد این کابل ها مزایای بسیاری را نسبت به کابل های Multimode ارائه داده و روشی مؤثر برای ایجاد یک زیرساخت استاندارد می باشد.

در پایان شما را به شنیدن پادکست تفاوت فیبر نوری Single Mode و Multimode دعوت می کنیم:

تفاوت فیبر نوری Single Mode و Multimode

 محصول پیشهادی مسترشبکه: مشاهده‌ی مشخصات پچ کورد فیبرنوری نگزنس ، ویژگی ماژول فیبرنوری سیسکو مدل SFP 10G-LR .