تفاوت فیبرهای نوری Multimode و Single Mode

تفاوت فیبرهای نوری Multimode و Single Mode

تفاوت فیبرهای نوری Multimode و Single Mode

تقریبا دیگر در هیچ شبکه بزرگی نمی توانید بدون استفاده از زیرساختارهای فیبرنوری شبکه را پیاده سازی کنید ، با گذشت هر سال فیبرهای نوری ثابت می کنند که آینده شبکه ها در دست آنهاست. شبکه های فیبر نوری امروزه در زیرساخت های مخابراتی به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند اما هنوز استفاده از آنها در شبکه های کوچک چندان مرسوم نیست. فیبر نوری همانطور که از نامش هم پیداست فیبری است که نور را انتقال می دهد ، این فیبر در واقع همان شیشه است با شفافیت بسیار بالا ، گفته می شود اگر از شیشه ای که در فیبر نوری استفاده شده است یک دریاچه به عمق 400 متر ایجاد کنیم ، آنقدر شفاف است که انتهای دریاچه به وضوع دیده می شود.
از آنجا که فیبر های نوری به دلیل استفاده از جنس شیشه و یا پلاستیک شفاف در هسته (core)مشکل تشعشع سیم های مسی را ندارند بنابراین در طول مسیر مشکل استراق سمع را نیز ندارند.
در کابل مسی با قطع و وصل شدن برق ، صفر و یک تعریف می شود در حالیکه در فیبر نوری با قطع و وصل شدن نور صفر و یک تعریف می شود که به آن پالس نوری گفته می شود ، بصورت کلی طبقه بندی فیبرهای نوری به دو دسته انجام می شود ، فیبرهای نوری Multimode و فیبرهای نوری Single Mode .

1- فیبرهای نوری چند حالته ( Multi Mode Fiber Optic)  و به اختصار MMF

با تغییر ناگهانی در مرز هسته و روکش در این نوع فیبر ضریب شکست هسته ثابت است لذا در مرز هسته و روکش ضریب شکست بصورت ناگهانی و پله ای تغییر میکند لذا مطابق شکل فوق ، دسته ای از پرتو که وارد فیبر میشوند دارای انعکاس متفاوت و بنابراین مسیر های متفاوت خواهند داشت در این صورت پرتوهایی که دارای مسیر طولانی تری هستند با اندکی تاخیر به مقصد میرسند لذا پالس های نوری درمحور زمان دچار اتساع خواهند شد چرا که در لحظه ای که پالس نوری در مبدا دارای وضعیت قطع باشد ، پرتوهای تاخیریافته هنوز در راهند و خروجی را تا آخرین پرتو که برسد روشن نگه می دارند و به این مشکل پهن شدگی پالس ها در زمان میگویند ، گرچه این پهن شدگی پالس بسیار ناچیز است ولی در سرعت های گیگا بیتی بسیار مخرب است و تشخیص بیت های صفر و یک را با مشکل مواجه خواهد کرد.

 

فیبرهای نوری چند حالته

فیبرهای نوری چند حالته

 

2- فیبرهای نوری چند حالته ( Multi Mode Fiber Optic) ) و به اختصار MMF

با تغییر تدریجی ضریب شکست در مرز هسته و روکش (MMF) در این نوع فیبر ضریب شکست هسته به آرامی و با دور شدن از مرکز تغییر می یابد ، چنین وضعیتی باعث میشود که پرتوها بصورت ناگهانی شکسته نشوند بلکه بصورت منحنی وار شکسته شده و پس از رسیدن به زاویه بحرانی مجددا بر روی منحنی مشابه به سوی هسته بر گردند. و این فرآیند همانند لوله های صوتی منجر به ایجاد گره و شکم شده و می تواند میزان اتساع (پهن شدگی) پالسها را تا حدی کنترل نماید. لذا برای سرعت های بالای گیگا بایت مناسب می باشد. البته اگر مسافت طولانی باشد می بایست از سرعت ارسال کاسته شود.

 

فیبرهای نوری چند حالته

فیبرهای نوری چند حالته

 

3- فیبرهای نوری تک حالته ( Single Mode Fiber Optic ) و به اختصار SMF

این نوع فیبر دارای یک هسته فوق العاده باریک ( 5 تا 10 میکرون ) می باشد و یک پرتوی تک موج ( لیزر ) به درون آن تابانیده میشود. لذا این پرتو کمترین اتساع را خواهد داشت و برای نرخ های ارسال چند ده گیگابیت و در فواصل بسیار طولانی مناسب می باشد.

 

فیبرهای نوری تک حالته

فیبرهای نوری تک حالته

 

مهمترین تفاوت بین فیبرهای نوری Multimode و Single Mode اندازه ، ظرفیت و هسته مورد استفاده در آنها است. قطر هسته در فیبر نوری مالتی مد 50 تا 62.5 میکرون و در فیبر نوری سینگل مد 5 تا 10 میکرون میباشد.

با توجه به اینکه فیبرهای نوری Multimode از قطر بیشتری برخوردارند ، می توانند پالس ها یا سیگنال های بیشتری را با پهنای باند بیشتر منتقل کنند، ولی میزان سرعت انتقال داده هیچ ارتباطی به ضخامت کابل های مولتی مد ندارد و ارتباط مستقیم با نوع شکست نور دارد و تعیین میزان دقیق آن هم وابسته به غلافی تحت عنوان Cladding دارد که ضریب شکست آن از هسته بیشتر است و مورد دیگر اینکه قطر هسته بسیار نازک در فیبر نوری سینگل مد اجازه انتشار نور به صورت مستقیم را فراهم میکند بنابراین تضعیف کمتری دارد در حالی که در فیبر نوری مولتی مد به علت وجود قطر هسته بزرگتر نور به صورت پخشی منتشر میشود.

مشکل استفاده از هسته ضخیم تر بالا رفتن میزان تضعیف پالس های نوری است. بالا رفتن ضخامت فیبر نوری باعث می شود در فواصل طولانی پالس های نوری تضعیف شوند و فاصله کمتری را طی کنند. به همین دلیل در زیرساخت های مخابراتی پیشنهاد می شود که برای فواصل طولانی از فیبرهای نوری Single Mode استفاده کنیم تا تضعیف پالس کمتری را شاهد باشیم. هر چند استفاده از فیبرهای نوری Single Mode باعث کاهش پهنای باند در مسیرهای طولانی می شود اما از این بهتر است که شما مجبور باشید با هزینه های آنچنانی در هر فاصله معینی یک دستگاه Repeater برای تقویت سیگنال خود نصب کنید که واقعا هزینه های زیرساختی را بالا می برد.

برای ارتباطات بین سرور ها و استوریج ها ، سرور ها با یکدیگر و سوئیچ ها با یکدیگر از فیبر های نوری با قابلیت مولتی مد استفاده میشود که نهایت سرعت آنها 16 گیگابیت بر ثانیه و حداقل 4 گیگابیت برثانیه میباشد البته بین سوئیچ ها از SFP های سینگل مد هم میتوان استفاده کرد یا از نوع کابلهای interconnect برای ارتباط تجهیزات هم استفاده میشود که امکان خمش آن زیاد و رویه آن پلاستیک نرم است این کابلها معمولا در RACK ها برای ارتباط پچ پنل ها به سوئیچ ها و یا برای اتصال کامپیوتر های مجهز به کارت شبکه فیبر نوری با تجهیزات شبکه بکار برده میشود. دلیل استفاده از فیبر های نوری سینگل مد برای حل مشکل در شبکه Campus بزرگ است تا بتوانیم میزان داده بیشتر را در فواصل طولانی داشته باشیم.

نحوه کار به این ترتیب است که با استفاده از تکنولوژی WDM با استفاده از دو مبدل چندین ترافیک ورودی به یک ترافیک نوری تبدیل شده و داده نوری با استفاده از ارتباط فیبر نوری تک کور به مسافتهای طولانی انتقال پیدا میکند در سمت مقصد نیز با استفاده از مدیا کانورتوری دیگر داده نوری به چندین ترافیک داده ای تبدیل شده و به شبکه های مقصد ارسال میشود در ساختار این تکنولوژی با استفاده از طول موج های متفاوت چندین شبکه مجزا بر روی بستر فیبر نوری ارسال و دریافت می گردد و به طور کلی میتوان بر روی فقط یک core فیبر نوری تا 64 شبکه مجزا را تا فواصلی طولانی حدود 300 کیلومتر ، داده را ارسال و دریافت کرد قابل ذکر است که در هنگام انتقال داده چندین شبکه به صورت یک نور واحد به هر کدام یک شناسه منحصر به فرد توسط WDM اختصاص پیدا میکند تا عمل تجزیه در مقصد به راحتی و بدون تداخل انجام شود. که این روش سه مزیت اصلی را به دنبال دارد:
1- عدم نیاز به core اضافی برای هر شبکه به صورت مجزا
2- سرعت بالا و سهولت در کار کرد
3- عدم نیاز به تغییرات سخت افزاری در زیرساختهای شبکه

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *