فیبر نوری یا تار نوری به انگلیسی Optical Fiber رشته باریک و بلندی از یک مادّه شفاف مثل شیشه یا پلاستیک است که میتواند نور وارد شده از یک سر را، ازسمت دیگر خارج کند. فیبر نوری داری پهنای باندی بسیار بالاتر از کابلهای معمولی میباشد، با فیبر نوری میتوان دادههایی مانند تصویر، صوت و غیره را به راحتی با پهنای باند بالا تا 10 گیگابیت بر ثانیه و بالاتر انتقال داد.
امروزه مخابرات فیبر نوری به دلیل پهنای باند وسیع تر در مقایسه با کابلهای مسی، و تاخیر کمتر در مقایسه با مخابرات ماهواره ای از مهمترین ابزار انتقال اطلاعات محسوب میشود. بهتر است بدانید هنگام خرید کابل فیبر نوری با دو نوع کابل برخورد خواهید کرد: کابل فیبر نوری Single Mode و کابل فیبر نوری Multimode که شما باید بر اساس نیاز شبکه تان انتخاب نمایید.
امروزه استفاده از انواع کابل فیبرنوری 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 کنیم.
نحوه عملکرد کابل فیبر نوری:
فهرست محتوا
کابل های فیبرنوری سیگنال های ارتباطی را با استفاده از پالس های نوری تولید شده توسط لیزرهای کوچک یا ال ای دی ها انتقال می دهند. این کابل ها شامل تعدادی رشته های شیشه است که هر کدام از آن ها فقط کمی از موی انسان باریک تر هستند.
مرکز هر رشته، هسته یا core نامیده می شود که مسیر نور برای حرکت را فراهم می کند. هسته یا core با یک لایه شیشه به نام cladding (روکش) که نور را انتقال می دهد احاطه شده است تا از هدررفت سیگنال جلوگیری شود و به نور اجازه دهد تا در طول کابل حرکت کند. همانطور که در ابتدا گفتیم کابل های فیبر نوری دو نوع می باشند، کابل های فیبری single mode و multi-mode، که در ادامه هر یک را توضیح خواهیم داد.
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 پالس های 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.
کابل فیبر نوری single mode از رشته های بسیار باریک شیشه و یک لیزر برای تولید نور استفاده می کنند در حالی که کابل فیبر نوری مالتی مد از ال ای دی برای این کار استفاده می کنند. شبکه های فیبری single mode معمولا از تکنیک های Wave Division Multiplexing (WDM) برای افزایش دادن میزان انتقال ترافیکی که می تواند در طول رشته حرکت کند، استفاده می کنند.
WDM این اجازه را می دهد که نور با طول موج های مختلف ترکیب شود (multiplexing) و سپس جدا شود (de-multiplexing) و از این طریق ارتباطات متعددی از طریق یک پالس نور انجام می شود. در نتیجه 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.
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 نوری:
- اندازه هسته فیبر Multimode معادل 50um و 62.5um
- اندازه هسته فیبر Single Mode معادل 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 کابل های مسی که فرکانس های RF مختلفی تشکیل شده اند، انواع کابل فیبرنوری 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 رنگ های 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 کابل فیبرنوری 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 معادل 850nm و1300nm
ـ فیبر Single Mode معادل 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 طور 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 کابل 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 کوتاه تر 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 انواع کابل فیبرنوری:
فیبر چند حالته یا مالتی مد 30 سال است که به بازار آمده که با افزایش تقاضا روز به روز برای سرعت های بیشتر تکامل یافته تر شده 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 کابل های فیبرنوری 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 حفظ 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 از کاربردهای این کابل ها می باشد. OS2 می تواند از سرعت بیش از 100G و مسافت بیش از 200 کیلومتر (124 مایل) پشتیبانی کند.
بیشتر بخوانید: فیبر نوری تو خالی (HCF) Hollow-Core Fiber چیست
به طور کلی:
عموماً رنگ کابل های فیبر نوری Single Mode زرد رنگ می باشد اما ممکن است بر 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 فیبر نوری Multimode ارائه داده و روشی مؤثر برای ایجاد یک زیرساخت استاندارد می باشد.
بیشتر بخوانید: چگونه کابل فیبر نوری بریده شده را تعمیر کنیم همراه با تصویر
در پایان شما را به شنیدن پادکست تفاوت فیبر نوری Single Mode و Multimode دعوت می کنیم:
تفاوت فیبر نوری Single Mode و Multimode
شما میتوانید از مسترشبکه بزرگترین فروشگاه اینترنتی انواع کابل های فیبر نوری را با گارانتی معتبر خریداری نمایید. |
یک دیدگاه در “انواع کابل فیبرنوری و کاربرد آن”
سلام و خسته نباشید
در خصوص کابل های OM3 آبی رنگ آیا امکان تغییر در طول موج این کابل ها از 850nm به 1300nm هست؟