در فناوری فیبر نوری، OS2 به فیبر نوری سینگل مود (SMF) اشاره دارد که به طور خاص برای انتقال یک پرتو نور طراحی شده است. کابل OS2 افت سیگنال کم و پهنای باند بالایی را ارائه می‌دهد. به همین علت برای انتقال اطلاعات در مسافت‌های طولانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فیبر نوری سینگل مود و فیبر نوری مالتی مود دو نوع مختلف از فیبرهای نوری هستند. فیبر نوری SMF دارای هسته‌ای کوچک (۸ تا ۹ میکرون) و پهنای باند بالا است که قادر به انتقال یک حالت از نور می‌باشد. فیبر MMF (مالتی مود) دارای هسته‌ای بزرگتر (۵۰ تا ۶۲.۵ میکرون) و پهنای باند کمتر است که قادر به انتقال چندین حالت نور می‌باشد و برخلاف فیبر نوری سینگل مود برای انتقال در فواصل کوتاه مناسب هستند.
Polarity فیبر نوری OS2 ترتیب و جهت قرارگیری رشته‌های فیبر نوری در ارتباط را مشخص می کند. Polarity (قطبیت) مشخص می‌کند که سیگنال‌های نوری از فرستنده به گیرنده به درستی منتقل شوند. استاندارد TIA در فیبر نوری OS2 دو نوع کابل فیبر نوری Duplex را معرفی می‌کند، قطبیت معمولاً از نوع A-B یا A-A است، که بسته به نوع پچ کورد و کاربرد آن، ممکن است متفاوت باشد. تنظیم درست قطبیت برای اطمینان از عملکرد صحیح ارتباطات فیبر نوری ضروری است. نوع A-A که در شکل ۱ نشان داده شده و نوع A-B که در شکل ۲ نمایش داده شده است. استفاده از فیبرهای نوع A-A رایج نیستند و تنها در صورت لزوم و به عنوان بخشی از روش قطبیت، مطابق با استاندارد ANSI/TIA-568-C.0 به کار گرفته می‌شوند.
به طور پیش‌فرض، فیبر نوری OS2 دارای تضعیف (Attenuation) داخلی نیستند. با این حال، اگر نیاز به Attenuation باشد، می‌توانید تضعیف‌کننده‌های فیبر نوری را به‌طور جداگانه خریداری کنید.
علی‌رغم اینکه کابل‌های OS2 ماهیت تضعیف ندارند اما عواملی مانند فیوژن، اتصالات و قدرت سیگنال می‌تواند افت‌هایی را در ارتباطات ایجاد کند؛ لذا برای کاهش افت فیبر نوری OS2 می‌توانید به موارد زیر توجه کنید.
انتخاب فیبر با کیفیت بالا و نگهداری منظم: با انتخاب فیبرهایی که Attenuation کمتری دارد شروع کنید و به‌طور منظم اتصالات، جوش‌ها و دیگر اجزای نوری را بازبینی و با استفاده از کلینرهای فیبر نوری تمیز کنید تا از آسیب‌های ناشی از گرد و غبار و آلاینده‌ها جلوگیری نمایید.
تقویت سیگنال: از تقویت‌کننده‌های نوری مانند تقویت‌کننده‌های فیبر لیتیوم-دپ شده (EDFA) در طول مسیر فیبر استفاده کنید. این تقویت‌کننده‌ها سیگنال‌های نوری را به‌طور انتخابی تقویت می‌کنند بدون اینکه نویز اضافی وارد نمایند، بدین ترتیب افت سیگنال در فواصل طولانی را جبران می‌کنند.
اطمینان از فیوژن و اتصالات دقیق: فیوژن و اتصالات با کیفیت بالا را بررسی کنید تا افت سیگنال در نقاط اتصال به حداقل برسد. همچنین، با کاهش خمیدگی‌های فیبر به هر شکل ممکن، می‌توانید افت سیگنال نوری را کاهش دهید.
نتایج در جدول زیر نشان داده شده است، همانطور که مشاهده می‌کنید نمی‌توان آنها را با یکدیگر ترکیب کرد. باید فیبر سینگل مود و ماژول فیبر نوری سینگل مود را به‌طور مناسب انتخاب و با یکدیگر مطابقت دهید.
فیبر نوری OS2 با ماژول‌های مختلفی سازگار است و امکان انتقال با نرخ‌های (Transmission) متفاوت و ارتباطات بلندمدت را فراهم می‌کند. حداکثر فواصل انتقال اطلاعات به ماژول خاصی که استفاده می‌شود بستگی دارد، همانطور که در جدول نشان داده شده است.
در دنیای فیبر نوری شناخت و تفاوت بین کابل‌های Indoor/Outdoor فیبر نوری بسیار حائز اهمیت است، چرا که هر کدام از کابل‌ها برای اهداف و محیط‌های خاص طراحی و تولید می‌شوند. همانطور که از نام این کابل‌ها مشخص است کابل‌های فیبر نوری Indoor برای محیط و فضاهای داخلی چون ساختمان‌های اداری، Data Centerها، مؤسسات و ... به‌کار می‌روند و در مقابل کابل‌های فیبر نوری Outdoor برای محیط و فضاهای بیرونی چون اتصالات بین ساختمان‌ها، محیط‌های روستایی و شهری مناسب هستند. در ادامه به بررسی کابل‌های Indoor/Outdoor فیبر نوری، ویژگی‌ها و تفاوت آنها می‌پردازیم.
کابل فیبر نوری Indoor به‌طور خاص برای استفاده در داخل ساختمان‌ها طراحی شده‌اند و داده‌ها را با سرعت بالا ارسال و دریافت می‌کنند. این کابل‌ها بخش ضروری از هر زیرساخت مدرن هستند و عملکرد شبکه‌های ارتباطی را در محیط‌های مختلف مانند ساختمان‌های اداری، Data Center، مؤسسات آموزشی و... می‌سازند.
کابل فیبرنوری Indoor در طرح‌ها و پروژه‌های مختلف به‌منظور برقراری ارتباط پرسرعت و پایدار باتوجه به نیازهای خاص محیط امکان انعطاف‌پذیری در نصب را فراهم می‌کنند. و در دو نوع Tight-buffered cables و Loose-tube cables عرضه می‌شوند که هر یک دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود هستند.
روکش اغلب کابل‌های فیبر نوری Indoor (داخلی) از PVC (پلی‌وینیل کلراید) یا LSZH (کم دود و بدون هالوژن) ساخته شده‌اند. همانطور که می‌دانید روکش‌های PVC از نظر هزینه مقرون به صرفه هستند در حالی که روکش‌های LSZH در مواقع آتش‌سوزی حداقل دود و گازهای سمی را منتشر می کنند.
کابل‌های Indoor دارای محدودیت‌های مختلفی در زمینه شعاع خمش هستند. شعاع خمش تعیین می‌کند که کابل‌ها تا چه حد توان خمیدگی بدون آسیب دیدن و افت سیگنال را دارند. رعایت این محدودیت ها در هنگام نصب برای حفظ عملکرد مطلوب و طول عمر کابل ها بسیار مهم است.
کابل‌های فیبر نوری Indoor می‌توانند پهنای باند بالاتری را پشتیبانی کنند و برای محیط‌هایی که نیاز به انتقال سریع مقادیر زیادی داده دارند، مناسب هستند.
باتوجه به محیط داخلی، این کابل ها کمتر در معرض تخریب، افت کیفیت سیگنال یا تداخل قرار می‌گیرند.
کابل‌های Indoor به علت انعطاف پذیری که دارند به‌راحتی در ساختمان‌ها و فضاهای پر پیچ و خم نصب می‌شوند.
کابل‌های فیبر نوری Outdoor برای استفاده در محیط‌های بیرونی طراحی شده‌اند و در برابر شرایط جوی (گرد و غبار، رطوبت، رعد و برق، نوسانات دما و ...) مقاوم هستند. کابل‌های فیبر نوری Outdoor در برقراری اتصالات بلند و بین ساختمانی و همچنین ایجاد ارتباط در مناطق روستایی به‌کار گرفته می‌شوند.
Loose-tube cables: این کابل‌ها دارای رشته‌های فیبر نوری مجزا هستند که به صورت آزاد در داخل لوله‌های بافر قرار دارند و سپس باتوجه به محیطی که می‌خواهند نصب شوند روکش می‌شوند تا در برابر رطوبت و فشار فیزیکی محافظت می‌کنند. این کابل‌ها برای نصب در فضای باز و در فواصل طولانی استفاده می شوند، چرا که از انعطاف پذیری بالایی برخوردار هستند.
Armored cables: کابل‌های Armored دارای یک لایه اضافی از پوشش فلزی و یا غیرفلزی هستند که محافظت بهتری در برابر جوندگان، حفاری و سایر تهدیدات فیزیکی فراهم می‌آورد. اغلب این کابل‌ها در محیط‌های سخت که نیاز به دوام بیشتری دارند استفاده می‌شوند.
Direct burial cables: این کابل ها به طور خاص برای تاسیسات زیرزمینی طراحی شده‌اند و در برابر آسیب های ناشی از دفن مستقیم در خاک یا سایر محیط های زیرزمینی مقاوم هستند که در بازار ایران به کابل‌های خاکی یا دفنی شناخته می‌شوند.
هنگام بررسی تفاوت‌های کابل‌های فیبر نوری Indoor/Outdoor بسیار مهم است که جنبه‌های مختلفی مانند ساختار مواد استفاده شده، حفاظت در برابر عوامل محیطی، روش و محل نصب را در نظر بگیریم.
اغلب کابل‌های فیبر نوری Indoor با دقت و تمرکز بر انعطاف‌پذیری، سهولت نصب و سازگاری با محیط‌های داخلی طراحی می‌شوند. این کابل‌ها تعداد فیبر کمتری دارند و قطر کابل‌هایشان در مقایسه با کابل‌های فیبر نوری Outdoor کوچکتر هستند. از طرفی کابل‌های فیبر نوری Outdoor به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در برابر شرایط محیطی سخت مقاوم می‌باشند؛ این کابل‌ها برخلاف کابل‌های indoor تعداد فیبر بیشتری و قطر کابل بزرگتری دارند. همین امر سبب شده تا دوام و حفاظت بهتری در برابر فشار و آسیب‌های فیزیکی داشته باشند.
روکش کابل‌های فیبر نوری Indoor از موادی مانند PVC (پلی وینیل کلراید) یا LSZH (کم دود و بدون هالوژن) ساخته می‌شوند و روکش کابل‌های فیبر نوری Outdoor از موادی مانند پلی اتیلن (PE) یا پلی وینیلیدین فلوراید (PVDF) ساخته شده‌اند. این روکش‌ها در برابر رطوبت، نوسانات دما و تابش UV مقاوم هستند.
کابل‌های فیبر نوری Indoor برای قرار گرفتن در شرایط سخت محیطی طراحی نشده‌اند. اما در مقابل، کابل‌های فیبر نوری Outdoor بسیار مقاوم در برابر شرایط محیطی چون رطوبت، دماهای شدید و تابش UV هستند.
سخن آخر
درک تفاوت بین کابل‌های فیبر نوری Indoor/Outdoor، هنگام برنامه‌ریزی و اجرای یک زیرساخت شبکه بسیار مهم است. به همین علت در انتخاب آنها می‌بایست عواملی چون ارزیابی دقیق محیط، هدف، الزامات خاص تعمیر و نگهداری طولانی مدت در نظر گرفته شوند. همانطور که در متن بالا اشاره کردیم انتخاب صحیح کابل‌های فیبر نوری می‌تواند تأثیر زیادی بر عملکرد، امنیت، و طول عمر شبکه داشته باشد. باتوجه به اینکه کابل‌های مناسب برای هر محیط مشخص، می‌توانند هزینه‌های نگهداری و تعمیر را کاهش دهند و به بهینه‌سازی و عملکرد شبکه کمک شایانی کند، لازم است تا با دقت و آگاهی کامل از ویژگی‌ها و نیازهای محیطی خود، تصمیم‌گیری کنید. توجه به جزئیات در مراحل اولیه طراحی و انتخاب، موجب تضمین عملکرد پایدار و مؤثر شبکه در آینده خواهد شد.
نیاز به سرعت انتقال داده‌ها در مسافت‌های گوناگون سبب شده تا تعداد بیشماری از کاربران به راه‌حل‌های فیبر نوری روی بیاورند. ترنسیورهای +40G QSFP برای انتقال داده‌ها با سرعت 40 گیگابیت بر ثانیه طراحی شده‌اند. این ماژول‌ها از کارایی بالایی برخوردارند و در کاربردهایی نظیر ارتباطات بین سرورها، سوییچ‌ها، و روترها در دیتاسنترهای بزرگ استفاده می‌شوند. +40G QSFP با قابلیت پشتیبانی از انتقال داده‌های پرسرعت، به ویژه در مراکزی که نیاز به پهنای باند بالایی دارند، بسیار مناسب است. به عنوان دو راه‌حل غالب ترنسیورهای فیبر نوری (ماژول فیبر نوری) +40G QSFP و کابل‌های 40G DAC/AOC در هنگام پیاده‌سازی 40GbE مورد علاقه کاربران است. این مقاله به فرستنده-گیرنده‌ی فیبر نوری 40G DAC/AOC می‌پردازد.
ماژول فیبر نوری 40G QSFP+ DAC مخفف عبارت 40G QSFP+ direct attach copper cable می‌باشد. ماژول فیبر نوری 40G QSFP+ DAC دارای یک کابل twinax با سرعت بالا است که در انتهای دو سر آن ماژول +QSFP قرار دارد. استفاده اصلی کابل‌های DAC برای اتصالات داخلی است که معمولاً شامل سوئیچ‌ها، روترها و سرورها می‌شود. حداکثر طول کابل‌ها ۱۵متر می‌باشد که می‌تواند نیازهای data centerهای نوظهور و برنامه‌های محاسباتی با عملکرد بالا را برای مسافت‌های کوتاه برآورده کند؛ به همین علت است که ترنسیورهای فیبر نوری 40G QSFP+ DAC به طور گسترده درdata centerها و بخصوص در صنعت شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
کابل‌های 40G DAC را می‌توان بر اساس استانداردهای مختلف به انواع متفاوتی طبقه‌بندی نمود. باتوجه به ساختار داخلی، تقسیم‌بندی کابل‌های G QSFP+ direct attach copper 40 به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود: QSFP+ passive DAC و QSFP+ active DAC. تفاوت برجسته بین این دو در این است که آیا شامل مدارهای الکترونیکی برای تقویت سیگنال هستند یا خیر. QSFP+ passive DAC که فاقد الکترونیک هستند، نیازی به برق برای مدارهای داخلی ندارند و هیچ برقی مصرف نمی‌کنند یا گرما تولید نمی‌کنند، در حالی که QSFP+ active DAC که دارای الکترونیک داخلی هستند، برای کارکرد مدارهای داخلی به برق نیاز دارند و می‌توانند مسافت‌های بیشتری را پوشش دهند.
علاوه بر این، کابل‌های 40G QSFP+ direct attach copper بر اساس نوع کانکتورهای هر دو انتها به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند QSFP+ to QSFP+ DAC و +QSFP+ to 4 SFP
کابل‌های AOC که برای data centers و برنامه‌های محاسباتی با عملکرد بالا اختراع شده‌اند، به دلیل پایداری و انعطاف‌پذیری بیشتر، تا حدی جایگزین فناوری مسی شده‌اند. کابل نوری فعال (Active optical cable) را می‌توان به عنوان یک کابل فیبر نوری تعریف کرد که در دو انتهای این کابل ماژول فیبر نوری قرار دارد. این کابل از تبدیل داده‌های الکتریکی به نوری در انتهای کابل‌ها برای بهبود عملکرد سرعت و فاصله کابل بدون از دست دادن سازگاری با رابط‌های الکتریکی استاندارد استفاده می‌کند.
در حال حاضر، انواع مختلفی از کابل‌های QSFP+ AOC برای کاربردهای 40G در بازار عرضه شده‌اند، مانند 40GQSFP+ to QSFP+ AOC، 40G QSFP+ to 4 SFP+ breakout AOC و 40G QSFP+ to 8 LC breakout AOC. آنها معمولاً برای ارتباطات داده‌ای short-range multi-lane و کاربردهای اتصال بین دو دستگاه استفاده می‌شوند، مانند اتصال رک به رک، ذخیره‌سازی، هاب‌ها، سوئیچ‌ها، روترها، سرورها و... .
در حالت کلی، کابل +40G QSFP دارای پنج نوع است: کابل QSFP+ to QSFP+ DAC ، کابل QSFP+ to QSFP+ AOC، کابل‌های QSFP+ to 4 SFP+ breakout DAC، کابل‌های QSFP+ to 4 SFP+ breakout AOC، و کابل‌های 40G QSFP+ to 8 LC breakout AOC. جدول زیر برخی از عواملی را که ممکن است به شما در تمایز بین DAC ،AOC و دو ترنسیور با کابل‌کشی ساختاریافته کمک کند، به طور خلاصه آمده است.
انتخاب بین کابل‌های DAC و AOC بستگی به نیازهای خاص شبکه و دیتاسنتر دارد. اگر هزینه و مصرف انرژی اولویت دارند و طول کابل مورد نیاز کم است، کابل‌های DAC گزینه مناسبی هستند. اما اگر طول بیشتر و کیفیت بالاتر سیگنال اهمیت دارد، کابل‌های AOC می‌توانند انتخاب بهتری باشند.
سوال 1: کدام ماژول فیبر نوری +40G QSFP را می‌توان برای 4x10G استفاده کرد؟
ماژول‌های فیبر نوری 40G BASE-SR4، 40G BASE-CSR4، 40G BASE-PLR4 و 40GBASE-PLRL4 همگی از فناوری موازی با 4lanes در هر جهت استفاده می‌کنند. این ترنسیورهای 40G می‌توانند به 4x10G تقسیم شوند.
سوال 2: برای ماژول‌های فیبر نوری PLRL4 و PLR4 به چه نوع کابلی نیاز است؟
ماژول‌های PLR4 و PLRL4 از کابل‌های MTP-12 سینگل مود با کانکتورهای MTP-12 APC (کانکتور زاویه‌دار پالیش شده) استفاده می‌کنند.
سوال 3: QSFP+ DAC ، QSFP+ AOC و +QSFP کدام را انتخاب کنیم؟
موثرترین راه برای تصمیم‌گیری این است که فاصله انتقال را در نظر بگیرید. زمانی که فاصله انتقال داده کمتر از ۱۵ متر باشد، استفاده از کابل مسی passive QSFP+ قابل اعتماد و به‌صرفه‌ترین راه حل است. اما زمانی که فاصله ارتباط 40G بین ۱۵ متر و ۱۰۰ متر باشد، توصیه می‌شود از کابل AOC با حداکثر فاصله انتقال بیشتر استفاده کنید. اگر فاصله ارتباط بیش از ۱۰۰ متر باشد، می‌توانید از ماژول فیبر نوری 40G BASE-SR4 را همراه با کابل فیبر نوری OM3 برای مسافت‌های بالای ۱۰۰ متر یا OM4 برای مسافت‌های بالای ۱۵۰ متر را انتخاب و یا ماژول فیبر نوری 40GBASE-LR4 را همراه با فیبر نوری سینگل مود (SMF) برای مسافت‌های طولانی‌تر انتقال داده استفاده کنید.
