تفاوت فیبر نوری سینگل مد و مالتی مد
فیبر نوری Single mode ، تک حالته یا سینگل مد، از نظر نامگذاری معنای عملکرد حرکتی نور را در خود دارا می باشد ، این فیبر امکان انتقال یک نوع از حالت نور را در طول مسیر خود فراهم می نماید ، در حالی که فیبر نوری مالتی مد multimode، امکان انتقال حالت های مختلفی از نور را ایجاد می نماید. تفاوت بین نوع حرکت تک حالته و چند حالته نور عمدتا به دلیل تفاوت در قطر هسته این فیبر ها شکل می گیرد ، که ویژگی های بیشتری را در انتقال شامل طول موج و منبع نور ، پهنای باند ، فواصل قابل پشتیبانی و هزینه های راه اندازی و… را نیز تحت تاثیر قرار می دهد.
بزرگی هسته ( قطر هسته ) فیبر های نوری
فیبر نوری سینگل مد Single mode fiber دارای قطر هسته به مراتب کوچک تری نسبت به فیبر نوری مالتی مد multimode می باشد. به طور معمول قطر فیبر نوری سینگل مد 9µm بیان می شود، گرچه با توجه به مدل های مختلف فیبر های نوری سینگل مد این قطر بین 7.6µm تا 10.5µm (میکرو متر یا میکرون) متغیر است، فیبرهای نوری مالتی نیز دارای دو اندازه از لحاظ قطر می باشند که معمولا 50µm و 62.5µm در نظر گرفته می شوند ، همین قطر بزرگتر در فیبر های نوری مالتی مد امکان عبور حالت های بیشتر نور را فراهم می سازد.
میزان افت فیبر نوری
میزان افت نوری با توجه به قطر هسته بزرگتر در فیبر های نوری مالتی مد بسیار بالاتر از فیبر نوری سینگل مد می باشد. قطر هسته فیبر نوری سینگل مد بسیار نازک تر است و همین امر سبب عبور نور با حداقل انعکاس در مسیر و در نتیجه ایجاد مودال یا حالت حرکتی تک حالته می شود، و افت حداقل ای نور را نیز به همراه دارد.
یکی از نیاز های عملکرد مناسب شبکه های نوری محاسبات دقیق پارامتر افت نوری یا حالتی که نور از دست می رود می باشد، میزان افت مودال یا حالت حرکتی نور در فیبر های نوری سینگل مد و مالتی مد متفاوت است و نباید از مقدار مجاز آن بیشتر باشد چرا که سبب عملکرد نامناسب پیوند و ایجاد خطا در انتقال اطلاعات می گردد. افت حالتی نور بر اساس طول موج در فیبر های نوری مالتی مد و سینگل مد تعریف می شود و با واحد دسی بل با توجه به لگاریتمی بودن آن اندازه گیری می شود.
50/125 OM3 Multimode Fiber
9/125 Single Mode Fiber Simplex
3.0 dB/km
1.0 dB/km
Attenuation at 850nm
Attenuation at 1300 nm
0.36db/km
0.22db/km
Attenuation at 1310nm
Attenuation at 1550nm
طول موج فیبر نوری – منبع نوری
با توجه به اندازه بزرگ هسته فیبر های نوری مالتی مد ، منابع نوری مورد استفاده LED ها (دیودهای دارای تابش نور) و VCSEL ( لیزرهای انتشار سطح حفره عمودی) با طول موج های قابل پشتیبانی 850nm تا 1300nm می باشند که از لحاظ قیمتی نیز مقرون به صرفه بوده و عموما در شبکه های فیبر نوری مالتی مورد استفاده می باشند . این در حالی است که از فیبر نوری سینگل مد یا تک حالته معمولا در لیزر یا دیود های لیزری جهت انتقال نور در کابل فیبر نوری بهره می برند و طول موج فیبر لینک های نوری سینگل مد بین دامنه 1310 نانومتر تا 1550 نانومتر می باشد.
پهنای باند
پهنای باند فیبر نوری مالتی مد به دلیل نوع مودال یا حالت نور محدود شده است و حداکثر پهنای باند قابل پشتیبانی در حال حاضر مربوط به فیبر نوری OM5 بوده و 28000MHz مگاهرتز در کیلومتر می باشد، و در نقطه مقابل پهنای باند در فیبر نوری سینگل مد یا تک حالته از نظر تئوری نامحدود است و میتواند ظرفیت پهنای باند گسترده را عبور دهد.
پهنای باند موضوع مهمی است که امروزه با سرعت نیز اشتباه گرفنه می شود، بسیاری همچنان تصور می نمایند که پهنای باند همان سرعت انتقال است، پهنای باند بر اساس ظرفیت اطلاعات عبوری تعیین می گردد و تمامی ظرفیت هایی که در بستر شبکه فیبر نوری اعلام یا مطرح می شود بر اساس این ظرفیت عبوری یا پهنای باند تعیین می گردد، همانطور که اشاره شد ظرفیت اطلاعات عبوری در فیبر نوری سینگل مد نامحدود می باشد و بنابراین ظرفیت قابل انتقال اطلاعات در فیبر نوری سینگل مد نیز نامحدود است.
رنگ بندی فیبر نوری
رنگ بندی فیبر های نوری مالتی مد و سینگل مد بر اساس استاندارد TIA و تحت TIA-598C طبقه بندی می گردند، این طبقه بندی برای مصارف غیر نظامی می باشد. بنابر این ممکن است در موارد تاکتیکی و نظامی رنگ کابل فیبر نوری و تجهیزات متفاوت باشند.
بر اساس استاندارد TIA فیبر نوری سینگل مد با روکش زرد رنگ و فیبر نوری مالتی مد با روکش نارنجی رنگ ارائه می شوند، البته با وجود نسخه های متعدد فیبر های نوری مالتی مد برخی از روکش های مالتی مد رنگ بندی متفاوتی دارند. به طور مثال فیبر OM3 رنگ فیروزه ای Aqou و OM4 با رنگ بنفش Violet و روکش فیبر OM5 با رنگ سبز لیمویی ارائه می گردند. این رنگ بندی شامل بدنه کانکتور های فیبر نوری و همچنین آداپتور های نوری نیز می شود، جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد رنگ بندی به صفحه استاندارد رنگ بندی فیبر نوری مراجعه فرمایید.
تفاوت فواصل قابل پشتیبانی لینک – سینگل مد در برابر مالتی مد
همانطور که مشخص است فیبر نوری سینگل مد فاقد هر گونه محدودیتی از لحاظ فواصل قابل پشتیبانی می باشد، این موضوع در مورد فیبر نوری مالتی مد به دلیل افت قابل توجه تحت تأثیر مودال حرکتی نور متفاوت می باشد و در واقع محدودیت های گسترده ای در مورد فیبر نوری مالتی مد برای ظرفیت انتقال و فواصل قابل پشتیبانی وجود دارد.
خیلی از کارشناسان به اشتباه تصور می نمایند که فیبر نوری مالتی مد میتواند ظرفیت های 40Gb/s و یا 100Gb/s را روی تنها دو تار نوری مالتی انتقال دهد، این موضوع اشتباه است چرا که ظرفیت عنوان شده در استاندارد های موجود در رابطه با ایجاد چند کانال 10Gb/s جهت انتقال این سرعت ها یا ظرفیت ها می باشد. در واقع به جز فیبر نوری مالتی OM5 که بر اساس مالتی پلکس یا تقسیم طول موج کوتاه SWDM عمل می نماید و می تواند4 طول موج کوتاه / هر کدام با ظرفیت 25Gb جهت انتقال ظرفیت کل 100 Gb مورد استفاده قرار گیرد مابقی فیبر های نوری مالتی مد تنها می توانند کانال های 40Gb و 100Gb را در مسافت های مشخصی ایجاد نمایند.
منظور از کانال یعنی یک لینک که حاصل عملکرد ارسال و دریافت یک جهت تار نوری می باشد، در مورد فیبر نوری مالتی مد OM3 و OM4 ماژول های 40Gb و 100Gb از نوع کانکتور MPO یا MTP می باشند که در مورد 40Gb در واقع 8 تار نوری یا 4 جفت تار نوری با مجموع ظرفیت 40Gb در ثانیه پهنای باند را ایجاد می نمایند و در مورد 100Gb نیز این ظرفیت از طریق 10 کانال 10Gb ایجاد می شود. در مورد فیبر نوری سینگل مد هیچ یک از این محدودیت ها وجود ندارد و میتوان تنها با یک تار نوری هم ارسال و هم دریافت را انجام داد و با تقسیم گسترده طول موج ظرفیت های نامحدود را ایجاد نمود.