مقدمة إلى كابلات الألياف البصرية: multimode والوضع الفردي
تعد الكابلات البصرية الألياف أمرًا بالغ الأهمية للبنية التحتية للاتصالات الحديثة - من النشر اللاسلكي وعمليات النشر إلى مراكز البيانات. تنقل هذه الكابلات المعلومات الرقمية عن طريق ترميز البيانات على أنها نبضات ضوئية ، حيث الضوء على = "1" وضوء OFF = "0" ، والسفر لأسفل لباس زجاجي عن طريق الانعكاس الداخلي.
مبادئ انتقال الضوء
إن جوهر الألياف يعمل مثل القناة ، ويوجه الضوء مع الحد الأدنى من الخسارة. نظرًا لأن الإشارة تنتقل عبر الانعكاس ، لا توجد حاجة إلى طاقة بمجرد إطلاق الضوء - ليزر أو مصابيح LED فقط في كل نهاية. كلما كان الضوء يسافر ، تضعف الإشارة وقد تتطلب في النهاية تجديدًا.
الحجم الأساسي وتأثيره
الألياف المتعددة: الأقطار الأساسية من 50 ميكرون أو 62.5µm تسمح مسارات الضوء المتعددة أو "أوضاع".
ألياف الوضع المفرد: جوهر أصغر بكثير (~ 8-10µm) يسمح فقط بمسار انتشار واحد.
تؤدي النوى الأصغر إلى مزيد من مسارات الضوء المركزة ، مما يقلل من التشتت والسماح بنقل مسافة أطول.
أطوال موجية في اللعب
يستخدم Multimode عادة أطوال موجية 850nm و 1300nm.
يعمل الوضع المفرد في 1310nm و 1550nm.
تؤثر الأطوال الموجية المختلفة على الوصول والأداء ، مثلما تشبه فرق الترددات اللاسلكية المختلفة إشارات فريدة.
الألياف المتعددة: OM1 - OM5
يصنف ISO/IEC 11801 الألياف المتعددة باستخدام درجات "OM":
| يكتب | جوهر Ø | أطوال موجية | سرعة | الحد الأقصى للوصول | استخدام نموذجي |
|---|---|---|---|---|---|
| OM1 | 62.5µm | 850 نانومتر | 1 جيجابت في الثانية | ≈300m | LAN الأساسية/العمود الفقري |
| OM2 | 50µm | 850 نانومتر | 1 جيجابت في الثانية | ≈600m | Lans |
| OM3 | 50µm | 850 نانومتر | 10 جيجابت في الثانية | ≈300m ؛ 40/100GBPS ≈100M | مراكز البيانات |
| OM4 | 50µm | 850 نانومتر | 10 جيجابت في الثانية | ≈550m ؛ 100 جيجابت في الثانية ≈150m | الحرم الجامعي عالي السرعة/العمود الفقري |
| OM5 | 50µm | 850-953nm | 40/100 جيجابت في الثانية | وصول محسّن | SWDM & مراكز البيانات المستقبلية |
تعتبر الألياف المتعددة الفعالية فعالة من حيث التكلفة ، وسهلة التثبيت ، ومثالية للمسافات القصيرة إلى المتوسطة. تساعد التقدم مثل OM3 و OM4 و OM5 في دعم معدلات البيانات ذات العالي من أي وقت مضى مع تشتت مشروط محسّن.
ألياف الوضع المفرد: OS1 & OS2
يدعم ألياف الوضع المفرد وضع ضوء واحد. النوعان الرئيسيان هما:
OS1: الضيقة المبرمة ، المصممة للاستخدام الداخلي ، تدعم 10 جيجابت في الثانية حتى 10 كيلومترات.
OS2: أنبوب فضفاض ، مصنّف في الهواء الطلق ، قادر على ≥100 جيجابت في الثانية أكثر من 200 كم.
كلاهما يستخدم 9 ميكرون من النوى ، اللون الأصفر عادة ، واستخدام الليزر في 1310/1550nm.
تتمتع ألياف الوضع الواحد بخسارة منخفضة للغاية (0.2-0.4 ديسيبل/كم عند 1550 نانومتر) ، مما يتيح نقل المسافات الطويلة ودعم أنظمة WDM.
مقارنة الاثنين: multimode والوضع الفردي
| ميزة | multimode (MMF) | وضع واحد (SMF) |
|---|---|---|
| القطر الأساسي | 50-62.5µm | 8-10 ميكرون |
| مصدر الضوء | LED/VCSEL | ليزر (FP ، DFB) |
| يصل | مئات الأمتار | العشرات إلى مئات الكيلومترات |
| النطاق الترددي | متوسطة | عالية جدا |
| يكلف | البصريات السفلية & الكابلات | أعلى مقدما |
| استخدام الحالة | المكاتب ومراكز البيانات | Telcos ، backhaul ، المترو |
| تشتت | حدود التشتت الوسيط | الحد الأدنى من التشتت المشروط |
التوجيه العملي لاختيار الألياف
المدى القصير ، التثبيتات التي تعتمد على التكلفة: استخدم ألياف OM3/OM4 متعددة الأدوار-قد يتطلب الأمر أن يكون أكثر من ألياف الأدوار.
روابط المسافة الطويلة أو عالية النطاق الترددي: اختر الوضع المفرد والألياف OS2-تدعم معدات الليزر عالية السرعة وشبكات المقاومة في المستقبل.
ملخص
يعد فهم الأدوار المتعددة والوضع الفردي ضروريًا عند تصميم الشبكات:
تعمل الألياف المتعددة (OM1 - OM5) بشكل جيد للمسافات من بضعة أمتار إلى 550 مترًا تقريبًا وتستخدم LEDs أو VCSEL Lasers.
يتيح الألياف الوضعية (OS1/OS2) مع قلبها ~ 9-ميكرومتر ناقل الحركة القائم على الليزر على كيلومترات ويتكامل بسلاسة مع أنظمة WDM.
يعتمد اختيار الألياف الصحيحة على المسافة وعرض النطاق الترددي والميزانية - احتمال الأداء الأمثل وقابلية التوسع ، سواء داخل المباني أو عبر القارات.
