مقایسه کابل فیبر نوری Single Mode و Multimode

همانطور که می دانید دو نوع اصلی کابل فیبر نوری وجود دارد: تک حالته (Single Mode) و چند حالته (Multimode). گرچه  هر دو آنها در اغلب موارد کار یکسانی را انجام می‌دهند، اما روش های مختلف ساخت، هر یک از آنها را برای کاربرد و بودجه های خاص مناسب تر می‌کند و این دلیل مهمی است که انتخاب کابل‌های فیبر نوری تک حالته و چند حالته در هنگام راه‌اندازی شبکه یکی از ملاحظات مهم باشد.

به طور خلاصه، کابل‌های تک حالته برای مسافت طولانی و زمانی که یکپارچگی سیگنال از اهمیت بالایی برخوردار باشد، مناسب تر و معمولاً گران‌تر از کابل‌های چند حالته می باشند. انواع مختلفی از کابل‌های فیبر نوری تک و چند حالته وجود دارد که می‌توان آن‌ها را طراحی شبکه مورد توجه قرار داد.

برای کمک به تصمیم گیری در مورد نوع کابلی که برای پروژه خود نیاز دارید، در این مقاله همه نکاتی که باید در مورد کابل های فیبر نوری تک حالته و چند حالته بدانید آورده شده است.

کابل فیبر نوری تک حالته و چند حالته چیست؟

کابل های فیبر نوری تک حالته و چند حالته دو نوع مختلف کابل فیبر نوری هستند که در موارد کاربردی متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرند. کابل های تک حالت معمولاً با یک تار شیشه ای در هسته خود ساخته می شوند که منجر به هسته باریک تر کابل و یکپارچگی سیگنال قوی تر در فواصل بیشتر می شود. در دو نوع  کابل های OS1 و OS2 تقسیم می‌شوند که به ترتیب برای مصارف داخلی (Indoor) و خارجی (Outdoor) طراحی شده اند و البته کابل های OS2 طول کابل و پهنای باند بیشتری را ارائه می‌دهند.

کابل‌های چند حالته هم دارای یک تار شیشه‌ای در هسته است که قطر آن نسبت به تک حالته بیشتر بوده و امکان  همزمان چندین جریان داده را فراهم می‌کند. قطر بیشتر هسته موجب می شود که انکسار نور در سراسر کابل بوجود آید، سیگنال را سریعتر تضعیف کند و کابل های چند حالته را انتخابی برای طی مسافت کوتاه مناسب می‌سازد. این نوع کابل نیز به انواع مختلفی تقسیم می شوند شامل: OM1، OM2، OM3، OM4 و OM5.

کابل‌های OM1 و OM2 کم‌هزینه‌ترین هستند، اما کمترین عملکرد را برای کابل‌های فیبر نوری چند حالته ارائه می‌کنند. OM3، OM4 و OM5 به تدریج توانایی بیشتری دارند و فاصله بین فیبر تک حالته و فیبر چند حالته را از بین می‌برند. OM5  قابلیت انتقال سیگنال نوری با چند طول موج مختلف را دارا می باشد.

مقایسه سینگل مود و مالتی مود: تفاوت های کلیدی

تفاوت کلیدی هنگام مقایسه کابل‌های فیبر تک حالته با چند حالته، هسته کابل است. در حالی که کابل‌های تک حالت دارای یک رشته شیشه‌ای به اندازه حدود 9 میکرومتر در هسته خود هستند، کابل مالتی مود تاری به قطر 62.5 میکرومتر یا 50 میکرومتر دارند. این نابرابری فیزیکی چیزی است که منجر به تفاوت عملکرد و کاربردهای مختلف برای هر نوع کابل می شود.

به لطف سیگنال متمرکز کابل های تک حالته، آنها می توانند سیگنال را در طی چندین مایل بدون نیاز به تکرار یا تقویت آن ارسال کنند. کابل های OS1 می توانند سیگنال را تا حدود یک مایل و نیم حمل کنند، در حالی که کابل های OS2 می توانند تا 125 مایل برسند. از آنجایی که کابل‌های فیبری تک حالته OS2 با در نظر گرفتن استفاده در فضای باز طراحی شده‌اند و برای اطمینان از اینکه هیچ مشکلی در این طول زیاد ایجاد نمی‌شود، با طراحی هسته مارپیچی منحصر به ‌فرد با لوله‌های نیمه سخت اضافی در اطراف هسته که به کابل اجازه می‌دهد بدون ایجاد کشش بر روی الیاف شیشه در هسته آن خم شود، ساخته شده‌اند.

کابل های تک حالت معمولا  سرعت تبادل دیتا بین 1 تا 10 گیگابیت در ثانیه را فراهم می‌کنند. از نظر تئوری ممکن است که آنها بتوانند در پهنای باند بسیار بالاتری اجرا شوند، اما مشخصات معمول آنها را به 10 گیگابیت در ثانیه در انتهای مسیر محدود می کند. کابل های تک حالته، به ویژه کابل های OS1، معمولاً در شبکه های داده دانشگاه، شبکه های مخابراتی و شبکه های انتقال تلویزیون استفاده می شوند. کابل های OS2 نیز در این موارد و همچنین از یک شبکه بک هال (Backhaul) فراگیر استفاده می شود.

در مقابل، کابل‌های چند حالته فقط می‌توانند مسافت بسیار کوتاه‌تر یک کابل را پشتیبانی کنند. کابل های قدیمی OM1 فقط به 100 فوت (حدود 30 متر) محدود می شوند، در حالی که OM2 اتصال با کیفیت بالاتری را ارائه می دهد و می تواند تا 260 فوت (حدود 79 متر) را پشتیبانی کند. پهنای باند آنها تقریبا با کابل های تک حالت قابل مقایسه است و بسته به طول کابل بین 1 گیگابیت بر ثانیه تا 10 گیگابیت در ثانیه ارائه می شود.

کابل‌های فیبر نوری چند حالته OM3 می‌توانند کابل‌های طولانی‌تر را تا 1000 فوت (300 متر) مدیریت کنند، در حالی که OM4 و OM5 می‌توانند کابل‌های 1300 فوتی را با سرعت 10 گیگابیت بر ثانیه فراهم کنند. هر سه همچنین قادر به انتقال با پهنای باند بسیار بالاتر هستند: در برخی موارد تا 100 گیگابیت بر ثانیه. با این حال، ارائه چنین توان عملیاتی مستلزم یک کابل کوتاه‌تر است که حتی توانمندترین کابل‌های OM4 و OM5 در حداکثر پهنای باند فقط به 500 فوت (150 متر) محدود می‌شوند.

مقایسه انواع کابل‌های مالتی مود و سینگل مود 

کابل‌های چند حالته OM1 و OM2 در برخی موارد می‌توانند توسط نور LED به جای لیزر هدایت شوند، که برد و عملکرد و همچنین هزینه آنها را محدود می‌کند. با این حال، کابل‌های OM2 با بهینه‌سازی لیزری نیز در دسترس هستند که محدوده و پهنای باند موجود را بهبود می‌بخشد.

برای تشخیص این کابل های مشابه، اما کاملاً متمایز، معمولاً یک نوار رنگی منحصر به فرد به آنها داده می شود.

• کابل های فیبر چند حالته OM1 ژاکت های بیرونی نارنجی یا خاکستری دارند.
• کابل های OM2 نارنجی هستند.
• کابل OM3 اغلب یک ژاکت فیروزه ای یا آبی دارد.
• به کابل‌های OM4 ژاکت بیرونی بنفش یا آبی داده می‌شود.
• کابل‌های OM5 معمولاً سبز لیمویی هستند.
• هر دو کابل تک حالته OS1 و OS2 دارای جلیقه زرد هستند که به آنها کمک می کند تا از نمونه های چند حالته خود متمایز شوند.

تفاوت نهایی در بحث فیبر حالت تک در مقابل چند حالته، هزینه است. کابل‌های تک حالته OS1 و OS2 گران‌ترین هستند، در حالی که کابل‌های چند حالته به طور کلی ارزان‌تر هستند. با این حال، تفاوت قیمت در آنجا مشخص تر است، زیرا کابل های OM5 به قیمت کابل OS2 نزدیک می شوند، در حالی که OM1 بسیار مقرون به صرفه تر است.

آیا کابل فیبر نوری چند حالته بهتر است؟

در بحث مقایسه فیبر تک حالته و چند حالته، یک کابل وجود ندارد که بهترین باشد، اما برخی هستند که برای شرایط خاص مناسب تر هستند.

اگر نیاز دارید کابل فیبر نوری را در مسافت وسیعی اجرا کنید، هیچ بحثی وجود ندارد که کابل‌های فیبر OS2 تک حالته بهترین ابزار برای این کار هستند. اما اگر به دنبال کابل‌های کوتاه‌تر با طول تنها چند صد فوت هستید، کابل‌های چند حالته نه تنها پهنای باند فوق‌العاده‌ای را در فواصل کوتاه‌تر ارائه می‌دهند، بلکه این کار را با قیمت ارزان‌تر نیز انجام می‌دهند.

مهم است که همه کابل‌های فیبر چند حالته را با هم قاطی نکنید! زیرا تفاوت‌های فاحشی بین کابل‌های OM1 و OM5 وجود دارد. فقط کابل‌های OM3، OM4 و OM5 می‌توانند پهنای باند 40 گیگابیت بر ثانیه و 100 گیگابیت بر ثانیه را مانند کابل‌های OS2 ارائه دهند، حتی اگر در فواصل بسیار کوتاه‌تر باشند.

با در نظر گرفتن این موضوع، در صورت انتخاب، اغلب بهتر است از کابل‌های OM4 یا OM5 به جای کابل‌های OS1 هنگام اجرای کابل‌های کوتاه‌تر در مکان‌های داخلی استفاده کنید. در آن صورت، کابل های فیبر چند حالته را می توان «انتخاب بهتر» در نظر گرفت. با این حال، هیچ جایگزینی برای پهنای باند و ثبات سیگنال کابل فیبر نوری تک حالته OS2 وجود ندارد.

انتخاب کابل فیبر نوری مناسب

نکته اصلی هنگام بررسی کابل فیبر نوری این است که کدام نوع را انتخاب کنید. یک حالت در مقابل کابل فیبر چند حالته بحثی است که می توانید با در نظر گرفتن طول(های) کابل مورد نیاز و همچنین پهنای باند لازم به آن ارجحیت دهید. اگر از حداکثر پهنای باند 10 گیگابیت بر ثانیه در طول های کمتر از دو مایل راضی هستید، پس می توانید کابل های فیبر نوری OS1 یا OM1 و OM2 را انتخاب کنید. برای پهنای باند بیشتر در فواصل کوتاه‌تر، OM3، OM4 و OM5 گزینه‌های معتبری هستند و احتمالاً مقرون‌ به ‌صرفه‌ترین راه‌حل را برای طراحی شبکه به شما می‌دهند.

اگر به دنبال چندین مایل کابل کشی فیبر نوری هستید یا به سادگی قوی ترین راه حل های شبکه را می خواهید، کابل های فیبر نوری تک حالته OS2 احتمالا بهترین گزینه برای شما هستند.

هرچند این تمام چیزی نیست که باید در نظر بگیرید. کابل‌های تک حالته و چند حالته‌ای وجود دارند که با درجه بندی ژاکت‌های مختلف برای عبور از دیوارها یا بین طبقات ساختمان ارائه می‌شوند. اگر به این ویژگی ها نیاز ندارید، به دنبال کابل‌های فیبر با درجه‌بندی استاندارد غیر رسانا (OFNR) باشید که در بیشتر موارد، از جمله هنگام عبور از بین طبقات، باید خوب کار کند.

برای حفاظت بهتر در برابر آتش، کابل‌های فیبر نوری درجه‌بندی پلنیوم (Plenum) با نوع ژاکت Low Smoke Zero Halogen (LSZH) عرضه می‌شوند که به این معنی است که حتی اگر آتش‌سوزی شود، دود یا ترکیبات هالوژنی بسیار کمی تولید می‌کند. همچنین دو کابل فیبر سیمپلکس و دوبلکس وجود دارد که دارای کانکتورهای تک یا دوتایی در هر طرف هستند. اگر مطمئن نیستید که به کدام یک نیاز دارید، همیشه می توانید فقط یک کابل دوبلکس بخرید و اگر در نهایت به سیمپلکس نیاز دارید، از یکی از کانکتورها استفاده کنید.

همچنین باید در نظر بگیرید که کابل فیبر نوری شما به چه نوع کانکتوری نیاز دارد. بر خلاف پچ کابل‌های مسی که تقریباً به طور کلی با کانکتورهای RJ45 در انتها عرضه می‌شوند، پچ‌کابل‌های فیبر نوری می‌توانند با طیف وسیعی از کانکتورها عرضه شوند. کانکتورهای LC وجود دارند که رایج‌ترین و تا حدودی کوچک‌تر از کانکتورهای SC مشابه خود هستند و معمولاً در کابل‌های فیبر نوری تک حالته یافت می‌شوند.

کانکتورهای SC یک طراحی قدیمی تر و بزرگتر هستند و مکانیزم قفل دارند که می تواند آنها را محکم تر کند.

به ندرت کانکتورهای فیبر نوری ST را پیدا خواهید کرد که اندازه ای مشابه کانکتورهای SC دارند اما مکانیزمی به سبک سرنیزه ای دارند. همچنین کانکتور MTP وجود دارد که معمولاً در مراکز داده و شبکه های خانگی پیشرفته استفاده می شود.