بخش اول این مقاله به معرفی انواع ترنسیور و انواع کانکتور پرداختیم در ادامه انواع کابل فیبر نوری و مفاهیمی مرتبط را بررسی خواهیم کرد:
انواع کابل فیبر نوری
کابل های فیبر نوری از یک یا چند تار فیبر نوری تشکیل شده اند و نور خارج شده از ترنسیور را در طول مسیر، از خود عبور می دهند. در صنعت ارتباطات و مخابرات دو نوع کابل فیبر نوری وجود دارد که به فیبر Fiber Single Mode (SMF) و فیبر Multi-Mode Fiber (MMF) دسته بندی می شوند.
1- فیبر سینگل-مود (Single mode) :
تار Single mode دارای قطر 8.3 تا 10 میکرون است که نسبتاً باریک است و معمولا تنها از طریق سیگنال Single mode می توان طول موج 1310 نانومتر یا 1550 نانومتر منتشر کرد. امکان ارسال چندین طول موج با استفاده از تکنولوژی CWDM و DWDM با استفاده از مالتی پلکسر بر روی فیبر سینگل مد وجود دارد [7]. کابل SMF دارای پراکندگی و تضعیف کم در هر کیلومتر و به منظور برقراری ارتباط دور-برد است.
MFF and SMF diameters - شکل 7
2- فیبر مالتی-مود (Multi mode) :
فیبر Multi-mode دارای قطر 50 تا 62.5 میکرون است. امواج نور هنگام عبور به چند موج یا حالت پراکنده می شوند و معمولاً از طول موج 850 نانومتر و 1300 نانومتر استفاده می شود. فیبرهای Multi-mode در فاصله کوتاه و متوسط استفاده می شوند زیرا در مقایسه با فیبر single mode تضعیف سیگنال بیشتری دارند. اما MMF ارزانتر از SMF است و به دلیل داشتن قطر بزرگتر، تولید آن ارزان است. مسیرهای متعدد سیگنال در کابل MMF باعث ایجاد اعوجاج می شود که در نتیجه سیگنال در فاصله کوتاه و متوسط نسبت به SMF ضعیف می شود. از تار فیبر نوری OM5 که یک نمونه از تارهای فیبر نوری مالتی مد است میتوانیم برای عبور چندین طول موج با تکنولوژِی SWDM استفاده کرد
(تصور عامیانه مبنی بر اینکه فیبر مالتی مود از چند تار فیبر استفاده میکند کاملا اشتباه است)
شکل 8 - SMF and MMF cable coloring
3- مفهوم Bandwidth – Distance :
از آنجایی که نور به دلیل پراکندگی در طول مسیر ضعیف تر می شود، مفهوم Bandwidth-Distance برای تعریف مشخصات کابل فیبر تعریف می شود [9]. به عنوان مثال، طبق استاندارد کابل OM2 MMF دارای ضریب محصول 500 مگاهرتز-کیلومتر (Bandwidth-Distance) است که سیگنال 500 مگاهرتز را برای 1 کیلومتر یا سیگنال 1 گیگاهرتز را برای 0.5 کیلومتر به همراه دارد. بنابراین با استفاده از کابل OM2 و ترانسیورMMF 1Gbps می توان دیتا را با سرعت 1 گیگابیت بر ثانیه تا فاصله 500 متر انتقال داد. انواع کابل SMF و MMF در جدول زیر نشان داده شده است، برای تشخیص کابل های SMF و MMF از رنگ های متفاوتی استفاده شده است. عدد 125/50 میکرو متر قطر هسته (Core) فیبر و پوشش بیرونی (Cladding) را نشان می دهد. طول موج 850 نانومتر (ارتباطات معمولی) و 850 ، 880، 920 و 940 نانومتر (ارتباط SWDM ) برای MMF و 1270 نانومتر تا 1650 نانومتر برای SMF استفاده می شود.
جدول 2 - انواع کابل فیبر نوری
4- انتخاب کابل مناسب :
هنگامی که در حال طراحی شبکه ای هستید، باید به درستی انتخاب کنید که کدام ترنسیور و کابل با توجه به فاصله مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به سرعت و مسافت می توانید از تصویر بعدی برای انتخاب کابل SMF یا MMF استفاده کنید.
شکل 9 - انتخاب کابل مناسب
انتخاب ترنسیورها متناسب با کابل SMF یا MMF :
در یک ارتباط فیبر نوری از ترنسیور MMF برای کابل MMF و ترنسیور SMF برای کابل SMF استفاده می شود. گاهی اوقات ترنسیور MMF را ترنسیور SR (محدوده کوتاه یا Short Range) هم می نامند تا نشان دهند که برای ارتباط کوتاه برد (short range connection) استفاده می شود. همچنین ترنسیور SMF را LR (برد بلند - Long Range) هم می نامند تا نشان دهند که برای برد بلند تا 10 کیلومتر استفاده می شود. اکثر ترنسیورهای LR از 10 کیلومتر پشتیبانی می کنند. بنابراین باید دیتا-شیت ترنسیور را جهت بررسی مسافت واقعی آن چک کنید. برخی از ترنسیورهای SMF به شما امکان می دهند از کابل MMF استفاده کنید اما بسته به فروشنده متفاوت است. در جدول زیر اطلاعات مفیدی آمده که سرعت، نوع ترنسیور، نوع کانکتور و نوع کابل را نشان می دهد. این مقادیر، مقادیر متوسط هستند، بنابراین باید دیتا-شیت ترنسیور را برای مقادیر دقیق بررسی کنید.
جدول 3 - ارتباط بین ترنسیور و کابل فیبر نوری
نتیجه گیری :
در این مقاله انواع ترنسیور، انواع کانکتور و انواع کابل فیبر نوری را معرفی کردیم. هنگامی که شبکه ای را طراحی می کنید، در نظر گرفتن این مراحل مفید خواهد بود:
- ابتدا سرعت داده مورد نیاز خود را تعیین کنید.
- سپس طول کابل ها را مشخص کنید. اگر پهنای باند 10Gbps برای مسافت بیش از 300 متر نیاز دارید، باید از کابل SMF و ترنسیور SMF استفاده کنید. اگر فاصله کمتر از 300 متر با سرعت 10 گیگابیت باشد، برای صرفه جویی در هزینه می توان از کابل MMF استفاده کرد، زیرا کابل ها و ترنسیورهای MMF ارزان تر از ترنسیورهای SMF هستند.
همیشه پچ پنل های قدیمی و نوع کابل را بررسی کنید که SMF یا MMF (یا OM2، OM3، OM4) هستند. اگر کابل به پچ پنل فیبر با انتهای SMF رسید، باید با کابل SMF برای انتهای کابل ادامه دهیم (برای کابل MMF هم به همین شکل). گاهی اوقات فیبرهای قدیمی OM2 هستند، بنابراین نیازی به استفاده از کابل OM4 برای انتهای آن نیست.
اگر تراکم رک های(Rack) شما کم است و می خواهید در هزینه صرفه جویی کنید، نیازی به استفاده از کابل های فیبر ندارید. کابل های DAC مسی (Direct attach copper) از سرعت های 25 گیگابیت، 40 گیگابیت و 100 گیگابیت در محدوده های کوتاه حداکثر 5 متر پشتیبانی می کنند. بنابراین می توانید کابل های DAC را برای اتصالات داخلی رک مانند سوئیچ به سرور استفاده کنید. اما ترنسیور و کابل های فیبر حداقل 70 متر را پشتیبانی می کنند که در جدول قبلی نشان داده شده است. بنابراین سیستم های فیبر برای اتصالات بین رک، داخل اتاق و البته بین مرکز داده ترجیح داده می شوند. اما همیشه باید قیمت ترنسیور را در نظر بگیریم، برای مثال ترنسیور 100 گیگابایتی LR4 که 10 کیلومتر را پشتیبانی میکند، 10 برابر گران‌تر از فرستنده گیرنده 100 گیگابایتی SR4 است. فروشندگان تجهیزات به این وضعیت اهمیت می دهند و ترنسیورهای 2 کیلومتری یا 500 متری SMF را تولید می کنند که قیمت آنها تقریبا با فرستنده های SR4 برابر است و ترنسیور DR4 نامیده می شوند.
منابع:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Optical_module#In-module_components
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Small_form-factor_pluggable_transceiver
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Optical_fiber_connector
[4] https://www.router-switch.com/media/upload/product-pdf/aruba-os-switch-and-aruba-os-cx-transceiver-guide.pdf
[5] https://www.completeconnect.co.uk/products/mpo-mtp-to-lc-om4-fibre-breakout-cables/
[6] https://medium.com/@quantum_cabling/types-of-fibre-optic-cables-5460f3813245
[7] https://www.ad-net.com.tw/difference-between-single-mode-fiber-and-multi-mode-fiber/
[8] https://community.fs.com/blog/single-mode-cabling-cost-vs-multimode-cabling-cost.html
[9] https://en.wikipedia.org/wiki/Fiber-optic_communication
[10] https://www.bicsi.org
نظرات