الوضع الفردي مقابل الألياف متعددة الأوضاع – الاختلافات وكيفية الاختيار بينها
يونيو 9, 2021
نعلم جميعًا أن هناك وضعًا واحدًا (SM) ومتعدد الأوضاع (MM) للألياف الضوئية. إذن ، ما هي اختلافاتهم ، وأي واحد أختار عندما أحتاج إلى كابل ألياف بصرية؟ يتمتع HOC (Hone Optical Communications) بخبرة تزيد عن 19 عامًا في مجال الاتصالات البصرية و ODN. استمر في القراءة للتعرف عليهم مرة واحدة للجميع!
الألياف البصرية
يمكن تقسيم الألياف إلى وضع أحادي والوضع المتعدد وفقًا لطريقة النقل البصري.
قطر الدائرة
القطر الأساسي للألياف متعددة الأوضاع هو 50 أو 62.5 ميكرومتر ، وله غلاف خارجي 125 ميكرومتر. لذلك ، غالبًا ما يتم وصف الألياف الضوئية متعددة الأوضاع بأنها 50 / 125μm أو 62.5 / 125μm. يبلغ قطر قلب الألياف أحادية الوضع 9 ميكرومتر ، والقطر الخارجي للكسوة 125 ميكرومتر. الألياف أحادية الوضع هي 9 / 125μm.
الطول الموجي العامل
في الوقت الحاضر ، الأطوال الموجية العاملة في الغالب للألياف هي 850 نانومتر ، 1310 نانومتر و 1550 نانومتر.
يتم تقليل الفقد البصري للألياف بشكل عام مع زيادة الطول الموجي. تبلغ الخسارة عند 850 نانومتر بشكل عام 2.5 ديسيبل / كم ، عند 1310 نانومتر بشكل عام 0.35 ديسيبل / كم. بينما تبلغ خسارة 1550 نانومتر بشكل عام 0.20 ديسيبل / كم ، وهي أقل خسارة للألياف الضوئية. تميل الخسارة إلى الزيادة بطول موجة يبلغ 1650 نانومتر وما فوق.
نظرًا لامتصاص OH (ذروة الماء) ، توجد ذروة خسارة بصرية في حدود 900nm ~ 1300nm و 1340 nm ~ 1520nm. لذلك ، لا يتم استخدام هذين النطاقين بشكل كامل.
عرض النطاق
| Multimode fiber type | Bandwidth (MHz·Km) | Transmission distance of Gigabit Ethernet(M) | Transmission distance of 10 Gigabit Ethernet (M) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Grade | Diameter (μm) | 850nm | 1300nm | 1000BASE-SX | 1000BASE-LX | 10G BASE-s |
| OM1 | 62.5/125 | 200 | 400 | 300 | 550 | 33 |
| OM2 | 50/125 | 400 | 500 | 550 | 550 | 82 |
| OM3 | 50/125 | 1500 | 500 | 100 | 550 | 300 |
| OM4 | 50/125 | 4700 | 500 | 550 |
الجدول 1: تطبيق الكبل البصري متعدد الأوضاع
كابل الألياف الضوئية
كابل SM
تتميز الألياف SM بنواة رفيعة جدًا ، ويمكن نقل نمط واحد فقط من الضوء. لذلك ، يكون التشتت متعدد الوسائط صغيرًا جدًا ، وهو مناسب للاتصال عن بُعد.
ولكن هناك أيضًا تشتت المواد وتشتت الدليل الموجي. نتيجة لذلك ، فإن الألياف أحادية النمط لها متطلبات أعلى للعرض الطيفي واستقرار مصدر الضوء. أي أن العرض الطيفي يجب أن يكون ضيقًا وذو استقرار أفضل.
لقد وجد أن التشتت الكلي للألياف أحادية الوضع هو صفر عند 1310 نانومتر. من خصائص الفقد البصري للألياف الضوئية ، 1310 نانومتر هي مجرد نافذة منخفضة الخسارة. لذلك ، أصبحت منطقة الطول الموجي 1310 نانومتر نافذة عمل مثالية. وهو أيضًا الطول الموجي الرئيسي للعمل لنظام الاتصال البصري العملي. يتم تحديد المعلمات الرئيسية للألياف SM 1310nm بواسطة ITU-T في اقتراح G652 ، لذلك يُسمى هذا النوع من الألياف أيضًا ألياف G.652.
كما ذكرنا سابقًا ، نظرًا لامتصاص OH ، هناك قمم خسارة بصرية في حدود 900nm ~ 1300nm و 1340 nm ~ 1520nm ، والتي تسمى قمم المياه. في الوقت نفسه ، نظرًا لأن G.652D هو أحدث مؤشر لألياف SM ، فهو المؤشر الأكثر صرامة لجميع مستويات G.652 وهو متوافق تمامًا مع الانخفاض. لذلك إذا تم تحديد G.652 فقط ، فهذا يعني أن مواصفات الأداء لـ G.652A ، والتي يجب أن تحظى باهتمام خاص.
تنقل الألياف SM فقط الوضع الرئيسي ، أي أن الضوء ينتقل فقط على طول محور الألياف ، مما يتجنب تمامًا تشتت وإهدار الطاقة الضوئية. علاوة على ذلك ، تستخدم SM بشكل عام الليزر بطول موجة 1310 نانومتر أو 1550 نانومتر ، وهو قريب من الحد الأدنى لطول موجة التوهين 1550 نانومتر من الكوارتز. مسافة الإرسال لكابل SM موضحة أدناه في الجدول 3.
| Single mode fiber type | Transmission distance of 10 Gigabit Ethernet(M) | ||
|---|---|---|---|
| Grade | Diameter (μm) | 1310nm | 1550nm |
| OS1 | 9/125 | 2000 | 2000 |
| OS2 zero water peak | 9/125 | 10000 | 10000 |
الجدول 3: تطبيق الكبل البصري متعدد الأوضاع
اقتراح الاختيار
- مسافة الإرسال.
إذا كنت ترغب في دعم نقل 10 جيجابت في المستقبل ، وكان ذلك لمسافة طويلة ، فعليك التفكير في استخدام كابل بصري أحادي الوضع.
- كلفة.
توفر الألياف الضوئية لذروة المياه الصفرية عرض نطاق ترددي أكبر بنسبة 50٪ من الألياف الضوئية العادية SM ، ولكن التكلفة مماثلة.
كابل الألياف MM
على عكس الألياف SM ، يمكن للألياف متعددة الأوضاع (MM) أن تنقل أنماطًا متعددة من الضوء في نفس الوقت. عندما تنقل الألياف الضوئية متعددة الأوضاع الوضع الرئيسي أو عدة أوضاع أخرى ، سوف ينعكس الضوء باستمرار على طول جدار ألياف MM.
ومع ذلك ، فإن هذا يتسبب أيضًا في الكثير من تشتت الطاقة الضوئية وإهدارها. يحد التشتت النمطي الكبير من تردد إرسال الإشارات الرقمية. مع توسع المسافة ، سيكون هذا الوضع أكثر خطورة. تظهر مسافة نقل الألياف MM في الجدول 1.
في نظام 10GB / s ، باستخدام 850nm VCSEL (الليزر الباعث للسطح ذو التجويف العمودي) كمصدر للضوء في شبكة عالية السرعة ، يمكن أن تنقل ألياف OM3 300 متر ويمكن أن تنقل ألياف OM4 550 مترًا.
مع مسافة الإرسال التي تصل إلى عدة مئات من الأمتار ، يمكن استخدام الألياف متعددة الأوضاع OM3 / OM4 على نطاق واسع في مركز البيانات والشبكة المحلية ومركز الحوسبة عالي الأداء وشبكة منطقة التخزين. اقترح معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) حلولاً متوازية لشبكات 40 جيجابايت / ثانية و 100 جيجابايت / ثانية باستخدام ألياف OM3 / OM4 متعددة الأوضاع.
يمكن للنظام الموازي مع ألياف OM3 نقل 100 متر في 40 جيجابايت / ثانية و 100 جيجابايت / ثانية ، ويمكن للنظام الموازي مع ألياف OM4 نقل 150 مترًا في 40 جيجابايت / ثانية و 100 جيجابايت / ثانية. بينما 85٪ من طول اتصال مركز البيانات لا يتجاوز 100 متر ، وتقريبًا 100٪ من طول اتصال مركز البيانات لن يتجاوز 150 مترًا.
| Multimode fiber type | Transmission distance (M) | |
|---|---|---|
| Grade | 40GBASE SR4(850nm) | 100GBASE SR10(850nm) |
| OM3 | 100 | 100 |
| OM4 | 150 | 150 |
الجدول 2: تطبيق الكبل البصري متعدد الأوضاع
سؤال آخر قد ترغب في طرحه هو لماذا لا تدعم الألياف متعددة الأوضاع OM3 / OM4 نفس طول الاتصال في 40 جيجابايت / ثانية و 100 جيجابايت / ثانية كما هو الحال في أنظمة 10 جيجابايت / ثانية؟
وذلك لأن المواصفات الفنية لـ VCSEL تم تخفيفها في اتصال 40 جيجابايت / ثانية و 100 جيجابايت / ثانية. من أجل تقليل تكلفة النظام ، خفف معيار IEEE802.3ba من متطلبات عرض طيف الليزر ، ولكنه في نفس الوقت يأتي أيضًا بسعر تقليل طول اتصال الشبكة.
اقتراح الاختيار
لذلك ، إذا كنت ترغب في اختيار كبل بصري متعدد الأوضاع ، فيجب مراعاة الجوانب التالية:
- تطويرات مستقبلية
فيما يتعلق باتجاه التطوير المستقبلي ، تحتاج شبكة الكابلات الأفقية إلى عرض نطاق ترددي 1 جيجابايت / ثانية إلى سطح المكتب ، وتحتاج شبكة العمود الفقري للمبنى إلى الترقية إلى 10 جيجابايت / ثانية ، ويجب ترقية الشبكة الأساسية للمجمع الصناعي إلى 10 جيجابايت / ثانية أو 100 جيجابايت /س.
في الوقت الحاضر ، تنمو تطبيقات الشبكة بمعدل سنوي يبلغ حوالي 50٪. تشير التقديرات إلى أنه في السنوات الخمس المقبلة ، ستصبح Gigabit لسطح المكتب شائعة مثل النطاق الترددي الحالي 100M لسطح المكتب.
لذلك ، يجب أن يكون تخطيط الشبكة الحالي استشرافيًا. يمكن اعتبار كبل شبكة CAT6 للجزء الأفقي ، ويجب مراعاة كبل بصري 10 جيجابت متعدد الأوضاع لجزء الجذع. على وجه الخصوص ، فإن فرق التكلفة بين الكبل النحاسي CAT6 بالإضافة إلى الكبل البصري متعدد الأوضاع 10 جيجابت والكابل النحاسي CAT5E بالإضافة إلى الكبل البصري متعدد الأوضاع 1 جيجابت أقل من 10-20٪. من منظور التطبيق طويل المدى ، إذا كانت التكلفة مسموحًا بها ، فيجب مراعاة كبل شبكة CAT6 بالإضافة إلى كبل ضوئي متعدد الأوضاع 10 جيجابت.
- منظور الاستثمار
من منظور الاستثمار ، حيث لن يتم استخدام 10G في 10 سنوات على الأقل ، يعد HOC OM1 (الألياف العادية متعددة الأوضاع 62.5 / 125 ميكرون) خيارًا جيدًا. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن الكبل البصري OM3 يستخدم معدات مصدر بصري VCSEL و 850 نانومتر منخفضة التكلفة ، يتم تقليل تكلفة نقل 10 جيجابت بشكل كبير.
استنتاج
بناءً على التحليل أعلاه ، نعتقد أنه يجب عليك الاستثمار في أفضل أداء بأقل التكاليف من اعتبار التطبيق ومسافة الإرسال والاستبصار والتكلفة.
الآن سيكون لديك فكرة عامة عن الاختلاف بين الوضع الفردي والوضع المتعدد ، بالإضافة إلى الألياف الضوئية التي تريدها لمشروعك. إذا كانت لديك شكوك أخرى بشأن الاتصالات البصرية ، فتأكد من ترك تعليق لنا أو مراسلتنا مباشرة.
توني لاو هو المدير الفني والمؤسس المشارك في HOC. يحب الكتابة عن محتوى اتصالات الألياف الضوئية ، وهو متخصص في كابلات الألياف البصرية، حلول تسليم المفتاح FTTH ، ADSS كابل، وشبكات ODN.
شاركها مع
احصل على اقتباس سريع
منتجات ذات صله
هنا تستحق القراءة أكثر
