در روند توسعه سریع شبکه،فیبر نوری به طور گسترده ای در زمینه ارتباطات فیبر نوری به دلیل مزایای آن مانند سرعت انتقال سریع و ظرفیت انتقال بزرگ استفاده می شودبر اساس حالت های مختلف انتقال نوری، فیبر نوری به فیبر تک حالت و فیبر چند حالت تقسیم می شود.به دلیل تفاوت های قابل توجهی در ویژگی های هندسی و انتقال این دو نوع فیبردر ادامه این مقاله مقدمه ای دقیق از تفاوت ها و استفاده از فیبر تک حالت و فیبر چند حالت را ارائه می دهد.شما را در انتخاب درست و استفاده از فیبر تک حالت راهنمایی می کند.

1、 تفاوت های ساختاری اساسی بین فیبر تک حالت و فیبر چند حالت

فیبر نوری به طور کلی شامل یک پوشش بیرونی، پوشش، هسته فیبر و ساختار منبع نور است. همانطور که در متن زیر نشان داده شده است،فیبر تک حالت و فیبر چند حالت تفاوت های زیر را از نظر پوشش بیرونی دارند:، قطر هسته و منبع نور:

تفاوت رنگ پوشش بیرونی

رنگ پوشش بیرونی فیبر نوری می تواند به سرعت بین فیبر های تک حالت و چند حالت را تشخیص دهد.رنگ پوشش بیرونی فیبر تک حالت OS1/OS2 زرد است، در حالی که رنگ پوشش بیرونی فیبر مولتی مود نارنجی یا آبی سبز است. در میان آنها، فیبر مولتی مود OM1/OM2 از پوشش خارجی نارنجی استفاده می کند، فیبر مولتی مود OM3/OM4 از پوشش خارجی سبز آب استفاده می کند،و فیبر چند حالت OM5 از پوشش خارجی سبز استفاده می کند.

شکل 1: مقایسه رنگ های پوشش بیرونی بین فیبر تک حالت و فیبر چند حالت

تفاوت قطر هسته های فیبر

تفاوت قابل توجهی در قطر هسته بین فیبر تک حالت و فیبر چند حالت وجود دارد.

قطر هسته فیبر تک حالت (SMF) به طور کلی 9 μm است. به دلیل هسته باریک آن، فقط می تواند یک حالت نور را در طول موج 1310nm، 1550nm و WDM انتقال دهد. در نتیجه،فیبر تک حالت دارای پراکندگی کوچک و پهنای باند بالا است، در حالی که فیبر چند حالت (MMF) دارای قطر هسته 50/62.5 μm و عرض هسته است. این می تواند چندین حالت نور را در طول موج عملیاتی داده شده (850nm یا طول موج 1310nm) انتقال دهد.به دلیل صدها حالت انتقال در فیبر چند حالت، ثابت های انتقال و نرخ گروه هر حالت متفاوت است، که منجر به پهنای باند باریک، پراکندگی بالا و از دست دادن زیاد فیبر چند حالت می شود.

شکل ۲: مقایسه قطر هسته بین فیبرهای تک حالت و چند حالت

توجه: قطر استاندارد پوشش برای اکثر فیبرهای نوری 125 μm و قطر استاندارد لایه محافظ خارجی 245 μm است، بدون تمایز بین حالت های تک و چندگانه.

تفاوت منبع نور

فیبر های تک حالت و فیبر های چند حالت از منابع نور مختلف استفاده می کنند. فیبر های تک حالت به طور کلی از منابع نور لیزر استفاده می کنند، در حالی که فیبر های چند حالت به طور کلی از منابع نور LED استفاده می کنند.

شکل 3: مقایسه منابع نوری مورد استفاده در فیبر تک حالت و فیبر چند حالت

2、 تفاوت فاصله انتقال بین فیبر تک حالت و فیبر چند حالت

همانطور که به خوبی شناخته شده است، فیبرهای نوری تک حالت معمولا برای انتقال فاصله طولانی استفاده می شوند، در حالی که فیبرهای نوری چند حالت به طور کلی برای انتقال فاصله کوتاه استفاده می شوند.انواع مختلفی از کاربردهای فیبر نوری تک حالت و چند حالت دارای فاصله های انتقال مختلف در اترنت با سرعت های مختلف هستند.، همانطور که در جدول زیر نشان داده شده است:

جدول ۱: مقایسه فاصله انتقال بین فیبر تک حالت و فیبر چند حالت

از جدول می توان دید که در سرعت های 1G و 10G، فیبر تک حالت فاصله انتقال بسیار طولانی تری نسبت به فیبر چند حالت دارد. پس چرا همه مراکز داده از فیبر تک حالت استفاده نمی کنند؟این به این دلیل است که ساخت مراکز داده عمدتا بر انتقال فاصله کوتاه متمرکز استدر کاربردهای انتقال فاصله کوتاه، عملکرد فیبر چند حالت مشابه فیبر تک حالت است، اما هزینه کمتری دارد.فیبر چند حالت OM3/OM4 می تواند سرعت های بالاتر را پشتیبانی کنددر عصر امروز شبکه های با سرعت بالا، تقاضا برای فیبر چند حالت نیز نباید دست کم گرفته شود.

3、 تفاوت هزینه بین فیبر تک حالت و فیبر چند حالت

هزینه فیبر تک حالت بالاتر از فیبر چند حالت است، عمدتا به دلیل تفاوت در سخت افزار تجهیزات، منابع نور و هزینه های مواد.

به طور مشابه، هزینه ساخت سیستم های فیبر نوری چند حالت نسبت به سیستم های فیبر نوری تک حالت پایین تر است.هزینه یک سیستم انتقال چند حالت (با ترکیبی از ماژول های نوری چند حالت و فایبر جمپر) بین 3300 یوآن تا 5300 یوآن است.در حالی که هزینه یک سیستم انتقال تک حالت (با ترکیبی از ماژول های نوری تک حالت و پرش) معمولا بیش از 6700 یوآن است.با تفاوت قیمت بیش از 1000 یوآن بین این دو.

4、 سوالات و پاسخ های مشترک در مورد فیبر تک حالت و فیبر چند حالت

1 آیا می توان فیبر تک حالت و فیبر چند حالت را برای استفاده مخلوط کرد؟

با توجه به حالت های انتقال مختلف فیبر تک حالت و فیبر چند حالت، این دو فیبر نمی توانند به طور مستقیم به یکدیگر متصل شوند، در غیر این صورت آسان است که باعث از دست دادن لینک و جتر خط شود.اما ما می توانیم از دستگاه های تبدیل مانند حالت تک به حالت چند تبدیل پرش (iبرای اتصال یک حالت و پیوندهای چند حالت.

2 آیا می توان از ماژول های نوری چند حالت در فیبرهای تک حالت استفاده کرد؟

ماژول های نوری چند حالت نمی توانند در فیبرهای نوری تک حالت استفاده شوند، که نه تنها منجر به تلفات قابل توجهی می شود، بلکه ممکن است ارتباطات را نیز جلوگیری کند.با توجه به قطر کوچک فیبر نوری تک حالت و زاویه انحراف بزرگ ماژول های نوری چند حالت، هرچه فاصله انتقال بیشتر باشد، تضعیف سیگنال بیشتر می شود. ممکن است سیگنال قبل از رسیدن به فاصله انتقال از بین رفته باشد.

3 آیا می توان از ماژول های نوری تک حالت در فیبرهای چند حالت استفاده کرد؟

ماژول های نوری تک حالت را می توان در فیبر های چند حالت استفاده کرد، اما برای تبدیل انواع فیبر نیاز به استفاده از فرستنده های فیبر است. به عنوان مثال با استفاده از فرستنده های فیبر،ماژول نوری تک حالت 1000BASE-LX می تواند بر روی فیبرهای چند حالت کار کندهمچنین می توان از گیرنده های فیبر نوری برای حل مشکل اتصال بین ماژول های نوری تک حالت و چند حالت استفاده کرد.

4 چگونه بین فیبر تک حالت و فیبر چند حالت انتخاب کنیم؟

هنگام انتخاب فیبر تک حالت و فیبر چند حالت، باید فاصله انتقال واقعی و هزینه شبکه را در نظر بگیریم.فایبر نوری چند حالت کافی است.اگر فاصله انتقال به چندین هزار متر یا بیشتر برسد، فیبر نوری تک حالت انتخاب ایده آل است.

پایان نامه

همانطور که از مقایسه بالا می توان دید، زمینه های کاربرد فیبر تک حالت و فیبر چند حالت متفاوت است.فیبر نوری تک حالت عمدتا در شبکه های منطقه شهری و PON استفاده می شود، در حالی که فیبر نوری چند حالت عمدتا در شبکه های سازمانی و مراکز داده استفاده می شود.