بلاگ

به طور تقریبی 85% از افرادی که در کشورهای توسعه یافته زندگی می‌کنند به اینترنت دسترسی دارند. دسترسی تمامی افراد به اینترنت ملزم به افزایش پهنای باند است که با استفاده از فناوری 10GPON می‌توان به این امر دست پیدا کرد. 10GPON نسخه‌ی پیشرفته GPON و مخفف عبارت 10Gbps Passive Optical Network می‌باشد. 10GPON به افراد، شرکت‌ها و سازمان‌ها این امکان را می‌دهد تا از سرعت و عملکرد بالاتری در اتصال به اینترنت بهره‌مند شوند. همچنین با استفاده از این فناوری می‌توان دانلود و آپلود فایل‌ها، پخش ویدیو با کیفیت بالا را بی وقفه انجام داد. 

مروری بر GPON

شبکه‌های فیبرنوری با استفاده از انواع مختلفی از استانداردهای PON عمل می‌کنند. PON مخفف Passive Optical Network است و به طور کلی، دیتا را از طریق کابل‌های فیبر نوری ارسال می‌کند. استاندارد PON انواع مختلفی دارد که یکی از آن‌ها GPON است. 

سیستم GPON یک نوع شبکه است که با استفاده از فناوری فیبرنوری کار می‌کند. این امکان را به خانه‌ها یا کسب و کارها می‌دهد که به اینترنت با سرعت بالاتر از قبل دسترسی داشته باشد.

GPON به معنای Gigabit Ethernet PON است. تلفن و دیتا در GPON با استفاده از ATM (Asynchronous Transfer Mode) ارسال می‌شوند و مخفف عبارت Gigabit Ethernet PON می باشد. با استفاده از فناوری GPON تمامی داده‌ها و اطلاعات اعم از صوت، تصویر با کمک  ATM (Asynchronous Transfer Mode) ارسال می‌شوند. استفاده از فناوری GPON از EPON (Ethernet passive optical network) بسیار بهتر است. چرا که در روش GPON پهنای باند افزایش پیدا کرده و سرعت downstream و upstream به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. 

نحوه عملکرد GPON

همانطور که در بالا اشاره کردیم GPON یکی از انواع شبکه‌های ارتباطی است که از فناوری فیبرنوری برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند. این فناوری از دستگاه‌ها و تجهیزات فیبرنوری و فناوری PON استفاده می‌کند تا داده‌ها را از یک نقطه به نقطه‌ی دیگر منتقل کند. عملکرد اصلی GPON به شرح زیر است:

1. ارتباط بین OLT و ONT/ONU: در یک شبکه GPON، OLT با ONT یا ONU در ارتباط است. دستگاه OLT مسئول ارسال داده‌های دیجیتال از ISP به ONT/ONU می‌باشد و ONT/ONU مسئول تبدیل داده‌های نوری به داده‌های الکتریکی و بالعکس است.
2. استفاده از اسپلیترهای فیبر نوری: فناوری GPON از اسپلیترهای فیبر نوری در شبکه توزیع فیبر نوری استفاده می‌کند تا امکان انتقال داده‌ها از یک فیبر به چندین مکان فراهم شود. همچنین اسپلیترها از سیگنال نوری استفاده می‌کنند تا داده‌ها را به مقصدهای مختلف هدایت نمایند.
3. انتقال داده‌ها با سرعت بالا: GPON از سرعت‌های بالای انتقال داده استفاده می‌کند که به کاربران امکان می‌دهد از اینترنت با سرعت بالا بهره‌مند شوند. این سرعت‌ها معمولاً در حدود ۱ گیگابیت بر ثانیه است و به سرعت‌هایی مانند 2/49Gbps برای ارسال و 1/244Gbps برای دریافت داده‌ها می‌باشد.
4. پشتیبانی از خدمات چندگانه: GPON قابلیت پشتیبانی از خدمات چندگانه را دارد، به این معنی که می‌تواند همزمان به چندین کاربر مختلف خدمات مختلفی را ارائه دهد، مانند اینترنت، تلفن و تلویزیون و... . این امکان با استفاده از قابلیت‌های متعدد ارتباطی و امنیتی GPON ممکن می‌شود.

برای درک بیشتر مطلب فوق به مثال زیر توجه کنید:

فرض یک ارائه‌دهنده خدمات اینترنت (ISP) دارید. ISP شما از طریق دستگاه OLT یک سیگنال ارسال می‌کند و این نقطه، شروع GPON است. تمامی خدماتی که توسط ISP به شما ارائه می‌شود از طریق فناوری GPON و دستگاه OLT است. داده‌ها از طریق شبکه توزیع فیبر نوری Optical Distribution Network (ODN) عبور می‌کنند. این فرآیند تا جایی ادامه پیدا می‌کند که تا داده‌ها به اسپلیترهای فیبر نوری برسند. اسپلیترهای فیبر نوری سیگنال‌های نوری را به چندین سیگنال تقسیم نموده و آن‌ها را به مقصد مورد نظر هدایت می‌کنند. (برای اطلاعات بیشتر در مورد اسپلیتر می‌توانید به مقاله اسپلیتر فیبرنوری چیست؟ نحوه کارکرد اسپلیتر و انواع آن مراجعه کنید). در نهایت این سیگنال‌ها به ONT/ONUها می‌رسند.

اصول عملکرد 10GPON

استاندارد تایید شده توسط IEEE برای 10GPON استاندارد 10G-EPON 802.3av می‌باشد. در سال ۲۰۱۰ سازمان بین‌المللی مخابرات متحد (ITU)  دو استاندارد برای 10GPON را تعیین نمود. این اتحادیه آن‌ها را با  استانداردهای asymmetrical و symmetrical تعیین کرد.

Asymmetrical 10GPON یا XG-PON1 در یک شبکه دسترسی به خدمات کامل (FSAN) دارای سرعت 10Gbps Downstream و سرعت 2.5Gbps Upstream است. FSAN یک استاندارد صنعتی است که توسط انجمن بین‌المللی (ITU-T) تعیین شده است و اصلی ترین وظیفه آن توسعه استانداردها و تکنولوژی‌هایی است که به ارائه خدمات تلفن، داده، ویدئو و سایر خدمات از طریق یک شبکه دسترسی یکپارچه و یکسان امکان‌پذیر می‌باشد. 

Symmetrical 10GPON یا XG-PON2 دارای سرعت 10Gbps در هر دو جهت یعنی Downstream و Upstream است. 10GPON از طول موج‌های مختلفی برای Downstream و Upstream نسبت به GPON استفاده می‌کند، بنابراین هر دو سیستم می‌توانند روی همان فیبر کار کنند. طول‌موج‌ها برای Upstream: 1,577nm و برای Downstream: 1,270nm است.

" به 10Gpon نامتقارن XGPON  و به 10GPONهای متقارن XGSPON گفته می‌شود."

ویژگی‌های 10GPON

1. پهنای باند بالا: 10GPON امکان ارائه پهنای باند بسیار بالا را فراهم می‌کند که چهار برابر سریع‌تر از تکنولوژی GPON می‌باشد.
2. پشتیبانی از مشتریان با نیازهای بالا: تکنولوژی امکان ارائه خدمات با پهنای باند بالا به مشتریانی که نیاز به پهنای باند بیشتری دارند مانند شرکت‌ها یا واحدهای مسکونی با تراکم بالا را فراهم می‌کند.
3. مدیریت ترافیک بهتر: باتوجه به افزایش پهنای باند بالا در 10GPON به راحتی می‌توان بهترین مدیریت ترافیک را برای ارائه خدمات به مشتریان در شرایط پرترافیک ارائه داد.
4. کاهش Latency: فناوری 10GPON دارای Latency کمتری است به همین علت امکان ارائه خدمات با کیفیت بالا و استفاده از برنامه‌ها و خدمات بدون وقفه به راحتی فراهم می‌شود.

همانطور که اشاره کردیم 10GPON یک فناوری ارتباطات فیبر نوری است که پهنای باند بالا و سرعت بالا را برای کاربران فراهم می‌کند. این فناوری، نسخه پیشرفته‌تری از استاندارد GPON است که توانایی ارائه پهنای باند چهار برابر سریع‌تر از GPON را دارد. همچنین از طریق 10GPON، امکان ارائه خدمات برای شرکت‌ها یا واحدهای مسکونی با تراکم بالا، وجود دارد. 

شرکت HUAWEI که از مطرح‌ترین شرکت‌های تولید کننده‌ی مخابرات است و در ایران هم اغلب مراکز مخابراتی و اپراتورهای فیبر نوری از این برند معتبر و قدرتمند استفاده می‌کنند. 

OLTهای هواوی در دو سری MA5600 و MA5800 طراحی و تولید شده‌اند و تمرکز اصلی شرکت هواوی بر روی سری MA5600 است که معمولا GPON و EPON بوده است و در شاسی‌های پر ظرفیت مثل MA5600T قابلیت 10GPON غیر متقارن را فراهم کرده‌اند. اما در سری MA5800 علاوه بر پشتیبانی از GPON از طریق کارت‌های سرویس همانند GPLF، GPHF و GPSF تمرکز اصلی ارائه سرویس‌های 10GPON از طریق کارت‌های XGBD، XGHD، XGSF، XSHF، TWHD و ... است.

نکته مهم در مورد شرکت HUAWEI این است که این شرکت کارت‌های دو منظوره‌ای طراحی و تولید نموده است که بر روی OLTهای سری MA5800X را می‌توان فعال نمود. این کارت‌ها به کارت‌های COMBO معروف هستند و می‌توانند سرویس‌های GPON و 10GPON را ارائه دهند. 

کابل های فیبر نوری MTP®/MPO دارای کانکتورهای چند کور (Core) هستند که عملکردی سازگارتر و قابل اعتمادتری را در کابل کشی پر تراکم و با افت کم ارائه می دهند. بنابراین به بخش جدایی ناپذیر از انتقال داده 40G/100G در مراکز داده بزرگ تبدیل می‌شوند. از این رو، استانداردهای TIA سه نوع قطبیت فیبر MTP®/MPO را تعریف می کنند: نوعA، نوعBو نوعC. کابل های فیبر نوری MTP®/MPO با انواع مختلف قطبیت فیبر ممکن است، کاربردهای کابل کشی متفاوتی داشته باشند. در این مقاله به طور عمده کابل های فیبر نوری MTP®/MPO نوعB  و کاربردهای آنها را معرفی خواهیم کرد. 

فهرست مطالب

• بررسی اجمالی کابل فیبر نوری MTP®/MPO نوعB
• دسته بندی کابل فیبر نوری MTP®/MPO نوعB
• کاربردهای کابل فیبر نوری MTP®/MPO نوعB

بررسی اجمالی کابل فیبر نوری MTP®/MPO نوعB

درکابل MTP®/MPO نوعB از یک کانکتور key-up در هر دو انتهای آنها استفاده شده است. کابل MTP®  نوعB که اغلب به عنوان کابل MTP® 40 گیگابیت بر ثانیه شناخته می‌شود، بسیار پر کاربرد می‌باشند. این کابل را می‌توان به طور مستقیم بین ترنسیورهای فیبر نوری +40G QSFP خود وصل نمایید. همانطور که در نمودار مشاهده می‌کنید، چینش تارها در دوسر کابل نوعB "برعکس شده" است و پین 1 کانکتور اول را به پین 12 کانکتور دوم وصل می کنیم.

دسته بندی کابل فیبر نوری MTP®/MPO نوعB

کابل فیبر نوری MTP®/MPO نوعB را بر اساس نوع عملکرد می‌توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد: کابل‌های ترانک MTP®/MPO و کابل‌های breakout MTP®/MPO-LC. کابل‌های ترانک MTP®/MPO بسته به نوع کانکتور، به نوع (مادگی-مادگی)، (مادگی-نر) و (نر-نر) تقسیم نمود. هنگام اتصال دو ترنسیور+40G SR4 QSFP به صورت موازی، فقط باید از کابل‌های (ماده-ماده) نوع B MTP®/MPO  استفاده شود.

توجه: کانکتورهای MTP®/MPO از نظر جنسیت می‌توانند به کانکتور ماده و کانکتور نر تقسیم شوند. کانکتور مادگی پین راهنما ندارد، در حالی که کانکتور نر دارای دو پین (دو زائده فلزی کوچک) راهنماست. اتصالات بین کانکتورهای فیبر نوری به طور دقیق با پین تراز می‌شوند و دو کانکتور MTP® که به هم متصل می‌شوند باید نر و مادگی باشند. 

تصویر1: جدول مشخصات کابل فیبر نوری MTP®/MPO  نوعB

تصویر 2: انواع کابل MTP® قطبیت نوعB

این جدول مشخصات فنی انواع کابل‌های فیبر نوری MTP®/MPO نوعB را نشان می‌دهد که معمولا در مراکز داده پر تراکم برای انتقال داده با سرعت ۴۰ تا ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه کاربرد دارند.

کاربردهای کابل فیبر نوری MTP®/MPO نوعB

به دلیل ساختار خاص کابل‌های MTP®/MPO نوعB، برای اتصال کانکتور نری  MTP®/MPO، معمولا به یک کابل فیبر نوری MTP®/MPO با کانکتور مادگی نیاز است. پین راهنمای کانکتور نری برای اطمینان از همراستایی است.  و در واقع یک ویژگی مهم در طراحی کانکتورها است که برای اتصال صحیح و دقیق دو قطعه کانکتور به یکدیگر بسیار حیاتی است. این پین‌های راهنما وظیفه دارند تا همراستایی صحیح بین دو قطعه کانکتور را تضمین کنند. اتصال دو کانکتور مادگی یا دو کانکتور نری می‌تواند باعث افت نور یا آسیب به اتصالات فیبر شود. مثال‌های زیر بر کاربرد کابل‌های فیبر نوری MTP®/MPO نوعB با کانکتور مادگی تمرکز دارد.

اتصال مستقیم 40G به 40G: کابل ترانک MTP®/MPO نوعB مادگی به مادگی

به غیر از انتقال اطلاعات 40G که در بالا ذکر شد، همچنین از کابل‌های ترانک نوعB (مادگی به مادگی) می‌توان برای اتصال مستقیم سوئیچ به سوئیچ بدون استفاده از پچ پنل‌های فیبر نوری استفاده کرد. شکل زیر اتصال دو سوئیچ 40G سیسکو را با استفاده از کابل 12 فیبر MTP®  مادگی را نشان می‌دهد.

تصویر 3: کابل MTP 12 فیبر ماده به مادگی نوع B در اتصال 40G

با استفاده از یک آداپتور MTP®، می‌توان از یک کابل ترانک MTP® با قطبیت فیبر نوعB برای اتصال پچ پنل و یک ترنسیور QSFP+ SR4 استفاده کرد.

اتصال مستقیم 40G به 4×10.5Gbps: کابل‌های Breakout MTP® با قطبیت نوعB، کانکتور MTP® به کانکتور LC

چگونه می‌توان بین یک سوئیچ  40Gو یک سوئیچ 10G اتصال برقرار کرد؟ این مشکل به راحتی با استفاده از یک کابل های MTP®-4xLC breakout مادگی نوعB قابل حل است. شکل زیر نشان می‌دهد که چهار ترانسیور(فرستنده گیرنده) 10GBASE-SR با یک ترنسیور 40GBASE-SR4 با یک کابل MTP®-4xLC breakout به طور مستقیم به هم متصل می‌شوند.

تصویر 4: کابل شکست 8 فیبر نوع B MTP®-LC در اتصال 40G

اتصال 40G به 40G: کابل‌های ترانک و کابل‌های MTP® Breakout نوعB

برای دستیابی به شبکه فیبر با کارایی بالا می‌توان از کابل MTP® Trunk و کابل Breakout با هم استفاده کرد. شکل ۵ اتصال ترنسیورهای 10GBASE-LR SFP+را نشان می‌دهد که با یک کابل MTP® Trunk نوعB و دو کابل MTP® Breakout نوعB به هم متصل شده‌اند. این راه‌حل ایده‌آلی برای اتصال دو سوئیچ سیسکو 40G در یک مرکز داده با تکمیل اتصال مستقیم کابل‌های فیبر نوری MTP®  از طریق پچ پنل‌های فیبر نوری MTP®/MPO است، زیرا این راه‌حل نقش مهمی در ساده‌سازی کابل‌کشی و انجام انتقال داده پر سرعت فیبر نوری داشته‌ است.

تصاویر 5: نوع B MTP® Trunk کابل و کابل شکست در اتصال 10G

خلاصه

کابل فیبر MTP®/MPO Type-B با رابط چند کور(Core) منحصر به فرد خود، انتقال داده با سرعت بالا را تسهیل کرده است. شما می‌توانید با توجه به نیازهای مختلف کابل مناسب، رابط مناسب و روش اتصال صحیح را انتخاب نمایید. کابل های فیبر نوری MTP®/MPO  با 8 یا 12 کور نوعB  می تواند اتصال بین ماژول های 40G باهم یا 40G به 4 عدد 10G را انجام دهد.که این کار باعث صرفه جویی در فضای کابل کشی در مراکز داده شده و از همه مهمتر می تواند ارتباطات G۱۰۰/G۴۰ را به وسیله یک کابل MTP®/MPO انجام دهد.

برای اینکه متوجه بشویم ماژول فیبر نوری خریداری شده سینگل مود یا مالتی مود است چندین راه وجود دارد. راحت‌ترین راه برای تشخیص وجود برچسب‌ها بر روی SFPها می‌باشد. اغلب ماژول‌های فیبر نوری داری برچسب هستند که SFPهای سینگل مود با حروف SM و SFPهای مالتی مود با حروف MM شناخته می‌شوند. روشی دیگر برای تشخیص رنگ به کار رفته بر روی دسته‌های SFP می‌باشد، که در ادامه به طور مفصل به آن می‌پردازیم.

تفاوت ماژول فیبر نوری SMF و MMF در چیست؟

قبل از پرداختن به تفاوت این دو نوع ماژول بهتر است تعریف کلی از SFP را عنوان کنیم: ماژول فیبر نوری SFP یا Small Form-factor Pluggable نوعی ترنسیور (ماژول فیبر نوری) است که در شبکه‌های ارتباطات داده و تلفنی مورد استفاده قرار می‌گیرد و این امکان را فراهم می‌کند که یک دستگاه شبکه را به انواع مختلفی از کابل‌های فیبر نوری یا مسی متصل کنید. ماژول‌های SFP توسط توافق MSA (Multi-Source Agreement) استاندارد شده‌اند، به این معنی که می‌توانند در تجهیزات شبکه از برندهای مختلف استفاده شوند. دو نوع اصلی ترنسیورهای فیبر نوری SFP بر اساس کابل‌های فیبر نوری وجود دارد: Single-Mode SFP (SMF) و Multimode SFP (MMF).

ماژول فیبر نوری Single-Mode SFP

نوع فیبر: نوع فیبر استفاده شده در ماژول‌های فیبر نوری سینگل مود از نوع SMF است. در این مورد از یک حالت نوری برای ارسال و دریافت داده‌ها استفاده می‌شود. به این معنا که در طول مسیر یک حالت نوری وجود دارد.

فاصله: ماژول‌های Single-Mode می‌توانند داده‌ها را در فواصل طولانی انتقال دهند و حداکثر مسافتی که این ماژول‌ها داده‌ها و اطلاعات را منتقل می‌کنند 150 کیلومتر است. ناگفته نماند که انتقال اطلاعات در این مسافت بسته به نوع شبکه و ماژول انتخابی متخصصین دارد.

سرعت و پهنای باند: فیبر نوری سینگل مود پهنای باند بیشتری نسبت به فیبر نوری مالتی مود دارد و می‌تواند نرخ انتقال داده‌های بالاتری را پشتیبانی کند زیرا به دلیل وجود یک مسیر هیچ پراکندگی نوری در طول مسیر وجود ندارد.

تشخیص ماژول‌های فیبر نوری از طریق رنگ

تفاوت بین ماژول‌های SFP سینگل مود و مالتی مود در رنگ Bale Clasp (دسته ماژول) است. قانون رنگ‌بندی در تمامی شرکت‌های تولید کننده‌ی SFP یکسان نیست اما به طور کلی Bale Clasp ماژول‌های فیبر نوری MMF به رنگ مشکی و یا کرم هستند و رنگ کابل‌های پچ کورد فیبر نوری مورد استفاده با این نوع از ماژول‌ها معمولاً نارنجی (OM1/OM2)، سبز/ آبی (OM3/OM4)، یا سبز فسفری(OM5) هستند.

و متداول‌ترین رنگ Bale Clasp ماژول‌های SFP سینگل مود آبی است، اما برخی از آن‌ها به رنگ زرد، قرمز و... نیز هستند. کابل‌های پچ کورد فیبر نوری مورد استفاده با ماژول‌های فیبر نوری SMF معمولاً به رنگ زرد هستند.

بررسی ویژگی‌های ماژول فیبر نوری به وسیله OTDR یا Power Meter 

استفاده از Power Meter یا (Optical Time-Domain Reflectometer) OTDR برای تشخیص ویژگی‌های نوری ماژول SFP (Small Form-Factor Pluggable) امکان پذیر است. با استفاده از این ابزار می‌توانید میزان شدت نور، طول موج، اتلاف انتشار و نوع فیبر سینگل مود یا مالتی مود را اندازه‌گیری نموده و در نصب، تعمیر و نگهداری شبکه‌های فیبرنوری از آن استفاده کرد. یکی دیگر از مزایای استفاده از این ابزار تشخیص مشکلات و خطاهای احتمالی در شبکه می‌باشد. همچنین با ارزیابی داده‌ها و کیفیت سیگنال‌ها در طول فیبر نوری می‌توان عملکرد شبکه را بهبود بخشید.

همانطور که اشاره کردیم پاور متر فیبر نوری (Power Meter) میزان شدت سیگنال‌های نوری را اندازه گیری می‌کند و می‌تواند در ارزیابی ماژول‌های SFP از اهمیت بالایی برخوردار باشد. در حالت کلی توان خروجی ماژول‌های فیبر نوری سینگل مود از ماژول‌های فیبر نوری مالتی مود بیشتر است.

دستگاه OTDR تجزیه و تحلیل جامعی از عملکرد نوری ماژول از طریق پارامترهایی مانند افت سیگنال و بازتاب بر روی مسیر فیبر نوری را فراهم می‌کند. فیبرهای SMF به طور کلی با کاهش از دست دادن سیگنال و افزایش بازتاب نسبت به فیبرهای MMF مشخص می‌شوند.

به طور خلاصه برای تشخیص ماژول‌های فیبر نوری می‌توانید موارد زیر را بررسی کنید:

1. بررسی برچسب یا دفترچه راهنمایی: به طور معمول، برچسب‌ها یا مستنداتی همراه ماژول SFP است که حالت آن را مشخص می‌کنند. به عنوان مثال اگر واژه "SM" را دیدید برای نشان دادن حالت سینگل مود و واژه‌ی "MM" برای نشان دادن حالت مالتی مود به کار می‌رود. 

2. بررسی رنگ دسته‌ی ماژول‎‌ها: ماژول‌های فیبر نوری سینگل مود اغلب به رنگ زرد، آبی، قرمز، نارنجی و... می‌باشد و ماژول فیبر نوری مالتی مود به رنگ کرم و یا مشکی است. اما این روش کاملاً معتبر نیست زیرا رنگ اتصالات به طور استاندارد تعیین نشده‌اند.

3. اندازه هسته فیبر: به طور معمول قطر هسته فیبر نوری Single-Mode حدود ۹ میکرون است و نسبت به قطر هسته فیبر نوری مالتی مود که  تقریباً ۵۰ یا ۶۲.۵ میکرون است بسیار کوچک‌تر می‌باشد. با استفاده از تجهیزات مناسب مانند میکروسکوپ می‌توان قطر هسته فیبر داخل ماژول‌های فیبر نوری را مشاهده و اندازه گیری نمود.

4. طول موج مورد استفاده در ماژول‌های MM معمولا 850nm و 1300nm است، در صورتی که طول موج ماژول‌های فیبر نوری SM از 1270nm و 1625nm می‌باشد. 

فناوری شبکه و رشد آن در دنیای مدرن امروزی ضروری است و به عنوان ستون فقراتی عمل می‌کند که دستگاه‌ها و سیستم‌های بی‌شماری را در سراسر جهان به هم متصل می‌کند. یکی از اجزای کلیدی در حوزه ارتباطات فیبر نوری، ماژول Small Form-factor Pluggable (SFP) است. در این مقاله، به طور مفصل به مکانیسم‌های داخلی این ماژول‌ها می‌پردازیم و به طور خاص بر روی سه مؤلفه نوری مهم تمرکز می‌کنیم  TOSA، ROSA و  BOSA.

مقدمه ای بر ماژول های SFP و اجزای نوری SFP

تعریف ماژول های SFP و نقش آنها در شبکه

ماژول‌های SFP تجهیزات فشرده (Compact) و قابل تعویض (Hot-Swappable) هستند که در مخابرات و ارتباطات داده برای کاربردهای مخابراتی و ارتباطات داده استفاده می‌شوند. این ماژول‌ها سیگنال الکتریکی دریافتی از دستگاه را به سیگنال نوری و بالعکس تبدیل می‌کند.SFP ها توسط MSA (Multi-Source Agreement) استاندارد شده‌اند که به آنها اجازه می‌دهد تا در بین برندها و دستگاه‌های مختلف قابل استفاده باشند و به آنها نقشی همه کاره در افزایش انعطاف پذیری و مقیاس پذیری شبکه می‌دهد.

فرستنده و گیرنده‌های فیبر نوری (ترنسیور- Transceivers) جزء لاینفک زیرساخت شبکه‌های انتقال فیبر نوری هستند. این دستگاه‌های جمع‌وجور دارای زیرمجموعه‌های نوری یکپارچه و پیچیده هستند که امکان استفاده از آن‌ها را در شبکه‌های امروزی و با تراکم بالا فراهم می‌سازد. با وجود طیف وسیعی از SFP‌های موجود در بازار، مانند SFP‌های استاندارد و انواع پیشرفته +SFP، که هر کدام دارای ویژگی‌ها و مشخصات متمایز خود هستند، درک عملکردهای اصلی آنها بسیار مهم است. پس بیاید با این سوال شروع کنیم که کاربرد اولیه ماژول های (ترنسیورهای) SFP چیست؟

• SFP ها وظیفه ارسال و دریافت داده‌ها را بر عهده دارند «دو فرآیند حیاتی برای هر شکلی از ارتباط».
• این ترنسیورها وظیفه مهم تبدیل سیگنال‌های الکتریکی و سیگنال‌های نوری را تسهیل می‌کنند و امکان جریان بدون وقفه داده‌ها را در هر دو جهت ارسال و دریافت فراهم می‌کنند.

اهمیت درک ساختمان داخلی SFP

برای درک واقعی قابلیت‌ها، انعطاف پذیری و میزان اطمینان در ماژول‌های SFP، درک آنچه در داخل این ماژول‌ها وجود دارد و نحوه عملکرد اجزای داخلی بسیار مهم است. آگاهی از مکانیزم داخلی SFP نه تنها در عیب یابی، بلکه در تصمیم گیری آگاهانه در مورد خرید و استفاده از ماژول های مناسب برای نیازهای شبکه ای خاص کمک می‌کند.

با توجه به اندازه جمع و جور و عملکرد پیچیده آنها، آیا تاکنون به مکانیسم های موجود در یک ترنسیور SFP فکر کرده‌اید؟ این اجزا چیزی بیش از بخش‌هایی از یک شبکه هستند - آنها قلب اتصال هستند. در داخل محفظه فلزی و مستحکم یک ماژول SFP، چندین جزء پیچیده و مجموعه های فرعی قرار دارند. اینها به طور هماهنگ برای دستیابی به قابلیت‌های چشمگیر ماژول SFP کار می‌کنند. در میان مهم‌ترین اجزای موجود در ترنسیور، می‌توان به سه بخش زیر اشاره کرد:

• Transmitter Optical Sub-Assembly یا (TOSA)، که نقشی محوری در ارسال سیگنال ایفا می‌کند.
• Receiver Optical Sub-Assembly یا (ROSA)، برای دریافت سیگنال ضروری است.
• Bi-Directional Optical Sub-Assembly یا  (BOSA)، که ارتباط دو طرفه را بر روی یک تار فیبر نوری امکان پذیر می‌کند.

هر جزء بر اساس استانداردهای دقیق مهندسی شده است و به داده ها اجازه می‌دهد بدون محدودیت در شبکه های بزرگ جریان داشته باشند و کاربران و دستگاه ها را در سراسر جهان به هم متصل کنند. این تقسیم بندی بر اساس عملکردی است که روی SFPها انجام می‌شود.

همه ما می‌دانیم که در یک ماژول SFP معمولی دو پورت وجود دارد که عبارتند از Transmit (TX) و Receive (RX). اجزای TOSA برای سمت فرستنده و اجزای ROSA برای عملکرد دریافت هستند.

نگاهی دقیق به اجزای ماژول SFP

بررسی دقیق‌تر ماژول SFP چندین مؤلفه پیچیده را نشان می‌دهد که برای کنترل سیگنال‌های فیبر نوری با هم کار می‌کنند و عبارتند از:

• زیر-مجموعه نوری فرستنده (TOSA)
• زیر-مجموعه نوری گیرنده (ROSA)
• برای انواع خاصی از SFPها، زیر-مجموعه نوری دو جهته (BOSA).

نمای کلی TOSA (زیر-مجموعه نوری فرستنده)

Transmitting Optical Sub-Assembly (TOSA) یک جزء حیاتی است که در بخش انتقال پورت‌های SFP قرار دارد. وظیفه اصلی آن «تبدیل سیگنال های الکتریکی به سیگنال های نوری» قبل از اتصال آنها از طریق رشته فیبر نوری متصل است. TOSA شامل چندین جزء کلیدی است، از جمله یک دیود لیزری که سیگنال نور را تولید می‌کند و یک رابط نوری که این سیگنال را به فیبر هدایت می‌کند. علاوه بر این، شامل یک مانیتور فتودیود برای کنترل خروجی لیزر، و یک رابط الکتریکی که تبدیل سیگنال را تسهیل می‌کند می‌باشد و یک محفظه‌ی محکم فلزی یا پلاستیکی نیاز است تا از این قطعات محافظت نماید.

به عنوان سنگ بنای ترنسیورهای فیبر نوری، طراحی TOSA می تواند برای پاسخگویی به نیازها و کاربردهای مختلف متفاوت باشد. ممکن است اجزای اضافی مانند عناصر فیلتر و ایزولاتورها (Isolators) را برای بهبود عملکرد خود ادغام کند و بر سازگاری و اهمیت آن در حوزه فیبر نوری تاکید کند.

Translation typesکاوش ROSA (زیر-مجموعه فرعی نوری گیرنده)

Receiver Optical Sub-Assembly (ROSA) یک جزء حیاتی دیگر است که در قسمت دریافت پورت SFP قرار دارد. مسئولیت اصلی آن گرفتن سیگنال نوری ارسال شده از TOSA ی فرستنده سمت مقابل و سپس برگرداندن آن به سیگنال الکتریکی است. این تبدیل بسیار مهم است، زیرا سیگنال را برای دستگاه های ارتباطی قابل درک و استفاده می‌کند.

ROSA از سه عنصر اصلی تشکیل شده است: یک فتودیود که سیگنال های نور ورودی را تشخیص می‌دهد، یک محفظه محافظ ساخته شده از فلز یا پلاستیک، و یک رابط الکتریکی که اتصال به تجهیزات ارتباطی را تسهیل می‌کند. این اجزای سه گانه برای عملکرد هر فرستنده و گیرنده فیبر نوری ضروری است.

یک ROSA و یک TOSA که پشت سر هم کار می کنند، اجزای اصلی یک ماژول فرستنده گیرنده نوری را تشکیل می‌دهند و امکان ارتباط دو جهته را فراهم می کنند. علاوه بر این، ROSA ممکن است تقویت‌کننده‌ای را برای افزایش قدرت سیگنال دریافتی در خود جای دهد و اطمینان حاصل کند که یکپارچگی و کیفیت خود را برای پردازش بیشتر حفظ می‌کند.

نقش BOSA (زیر-مجموعه نوری دو جهته) در ماژول های SFP

TOSA (زیر-مجموعه نوری فرستنده) و ROSA (زیر-مجموعه نوری گیرنده) اجزای کلیدی هستند که مسئول ارسال و دریافت سیگنال ها در ترنسیورهای یک طرفه سنتی هستند. معمولاً هر کدام به یک فیبر نوری متصل می شوند تا به ارسال و دریافت سیگنال‌های یک طرفه دست یابند. اجزای BOSA به یک فناوری کلیدی در زمینه ارتباطات تبدیل شده‌اند، زیرا می‌توانند در ماژول‌های SFP دو طرفه ادغام شوند. این ادغام، ارتباط دو طرفه (فول دوبلکس – Full Duplex) را بر روی یک تار فیبر نوری انجام دهد و ترکیبی از عملکردهای تابشگر لیزری و آشکارسازهای نوری می‌باشد. با استفاده از تقسیم طول موج (WDM)، BOSA سیگنال‌های نوری با طول‌موج‌های مختلف را در یک کانال فیبر می‌فرستد و دریافت می‌کند، به طور موثر ساختار شبکه را ساده می‌کند، هزینه‌های استقرار را کاهش می‌دهد و راندمان انتقال سیستم را بهبود می‌بخشد.

استفاده از BOSA در ماژول‌های SFP دو طرفه نه تنها طراحی را بهینه می‌کند و فضای مورد نیاز برای تجهیزات را کاهش می دهد، بلکه عدم تداخل سیگنال و تضعیف بین طول موج ها را تضمین می‌کند و قابلیت اطمینان در ارتباطات را بهبود می‌بخشد. طراحی مهندسی با دقت بالا نه تنها با استانداردهای مختلف ارتباطی فیبر نوری مطابقت دارد، بلکه انعطاف‌پذیری و بهبود نگهداری شبکه را افزایش می‌دهد و در عین حال هزینه‌های زیرساخت را کاهش داده و ارتقای شبکه را آسان‌تر می‌کند. بنابراین، فناوری BOSA یک نیروی محرکه مهم برای ایجاد زیرساخت شبکه کارآمد، اقتصادی و پایدار است.

نتیجه:

اجزای پیچیده داخل یک ماژول SFP، مانند TOSA، ROSA، و BOSA، نشان دهنده پیشرفت های قابل توجه فنآوری در ارتباطات فیبر نوری است. درک آنچه در داخل یک ماژول SFP می‌گذرد به متخصصان شبکه اجازه می دهد تا از پیچیدگی و دقت موجود در تسهیل ارتباطات دیجیتالی روزمره لذت ببرند! از تولید و دریافت سیگنال‌های نوری گرفته تا توانایی انتقال داده‌ها در فواصل وسیع با حداقل تلفات، مکانیسم‌های درون این ماژول‌ها برای شبکه‌هایی که ما را در عصر دیجیتال متصل نگه می‌دارند، اساسی هستند. با پیشرفت تکنولوژی، طراحی و عملکرد این اجزای نوری به تکامل خود ادامه خواهند داد و سرعت ارتباطات، قابلیت اطمینان و کارایی کلی شبکه را بیشتر می‌کنند.

همانطور که می‌دانید ماژول فیبر نوری WDM (Wavelength-Division Multiplexing) شامل ماژول‌های فیبر نوری CWDM و DWDM می‌شوند. این ماژول‌ها با استفاده از فناوری WDM چندین سیگنال‌ نوری را با یکدیگر ترکییب نموده و بر روی یک فیبر منتقل می‌کند. با استفاده از این ترنسیورهای فیبر نوری می‌توان پهنای باند شبکه را افزایش داد. همچنین این ترنسیورها یک راه حل مقرون به صرفه در شبکه‌های LAN  و MAN می‌باشد. برای اطلاعات بیشتر در مورد WDM می‌توانید به مقاله‌ی معرفی فناوری WDM (طول موج چند گانه) و انواع آن مراجعه کنید. در این متن نکاتی در مورد انتخاب ماژول‌های فیبر نوری 10G SFP+ CWDM and SFP+ DWDM جمع‌آوری شده است که به شما در انتخاب ترنسیور مناسب کمک می‌کند.

توان ماژول فیبر نوری 10G WDM

• اهمیت توان نوری Optical Power Budget (OPB)

Power Budget (OPB) نشان دهنده قدرت نوری برای انتقال سیگنال‌های نوری در مسافت‌های مختلف است. همانطور که می‌دانید انتقال سیگنال‌های نوری در فواصل بلند توان نوری دچار کاهش شده و در نهایت منجر به تضعیف سیگنال می‌شود. به همین علت هنگام انتخاب ماژول فیبر نوری 10G WDM  بسیار مهم است که از حداکثر توان نوری ماژول اطمینان حاصل کنید.

• فرمول محاسبه Power Budget (OPB) ماژول فیبر نوری

برای محاسبه حداکثر توان نوری ماژول فیبر نوری به مثال زیر توجه کنید. فرض کنید فردی می‌خواهد یک ارتباط نوری  CWDM را راه‌اندازی کند که شامل 2 کانکتور (افت هر کدام 0.6 دسی بل) و 4 نقطه اتصال فیوژن (افت هر کدام 0.1 دسی بل) می‌باشد. طول این ارتباط نوری 35 کیلومتر است. در این صورت چگونه می‌توان بررسی نمود که OPB ماژول SFP+ CWDM انتخابی مناسب می‌باشد؟

(در این مثال ماژول فیبر نوری Cisco CWDM-SFP10G-1550 را در نظر می‌گیریم )

The standard OPB = TX power - RX power = (-1dBm) - (-16dBm) = 15dB

The total power loss = 2×0.6dB – 0.1×4dB = 1.6dB

The worst OPB = the standard OPB - total optical power loss = 15dB - 1.6dB – 3dB(safety factor at 1550nm)= 10.4 dB

Transmission distance in worst case = (worst case OPB) / (cable loss at 1550nm) =10.4dB/0.25dB/km = 41.6km

با احتساب افت توان نوری ممکن، ماژول SFP+ CWDM سازگار با Cisco CWDM SFP10G 1550 می‌تواند سیگنال‌های نوری را تا مسافت 41.6 کیلومتر منتقل کند. این ماژول فیبر نوری CWDM 10G می‌تواند در مسافت 35 کیلومتری مورد نظر هم استفاده شود. اما توجه داشته باشید که توان نوری بر اساس یک محاسبه نظری انجام شده است و فقط به عنوان مرجع استفاده می‌شود.  همچنین باید توجه داشت که درخواست‌های واقعی نیز نیازمند استفاده از تضعیف‌کننده‌ها می‌باشد.

طول موج ماژول‌های فیبر نوری  10G CWDM , DWDM

ترنسیورهای فیبر نوری CWDM و DWDM دارای طول‌موج‌های مختلفی هستند. ماژول‌های فیبر نوری CWDM از طول موج 1270 نانومتر تا 1610 نانومتر پشتیبانی می‌کنند، و ماژول‌های فیبر نوری DWDM بر روی طول موج‌های باند C با فاصله 50GHz (فاصله 0.4nm) و 100GHz (فاصله 0.8nm) اجرا می‌شوند. به طور معمول، طول موج‌های 1470 نانومتر و 1550 نانومتر در شبکه‌های WDM بیشتر استفاده می‌شوند. کاربران می‌توانند بر اساس تقاضای واقعی، ماژول‌های نوری متناظر را بخرند. به این نکته توجه کنید که یک ماژول فیبر نوری +CWDM 10G SFP نمی‌تواند به طور مستقیم با یک ماژول +DWDM SFP اتصال یابد، اما کاربران می‌توانند از یک تبدیل‌کننده OEO استفاده کنند تا طول موج CWDM را به طول موج DWDM تبدیل کنند.

انتخاب ترنسیورهای فیبر نوری SFP+ WDM بر اساس MUX/DEMUX WDM

WDM از یک دستگاه Multiplexer در سمت فرستنده و یک دستگاه Demultiplexer در سمت گیرنده استفاده می‌کند. این دستگاه وظیفه‌ی ترکیب کردن چندین سیگنال نوری بر روی یک و یا دو فیبر نوری را دارند. به عنوان مثال نوع دو فیبر از دو فیبر جداگانه برای هدایت مستقل داده‌ها استفاده می‌کند، در حالی که CWDM MUX/DEMUX از یک فیبر برای ارسال و دریافت همزمان داده استفاده می‌کند.

• ماژول‌های SFP+ CWDM بر روی CWDM MUX/DEMUX دو تار فیبر نوری

هنگام استفاده از دو تار فیبر نوری در CWDM MUX/DEMUX از دو تار فیبر نوری مجزا برای انتقال و دریافت داده‌ها استفاده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که کانال‌ها با یکدیگر تداخل نداشته باشند. در این پیکربندی، تنها لازم است که از یکسان بودن طول موج‌ها در هر دو انتها برای دستیابی به ارتباطی بی نقص اطمینان حاصل شود.

همانطور که در نمودار نشان داده شده است، کاربران می‌توانند با اعتماد به طول موج‌های ثابت در هر دو انتها پیکربندی را به طور یکپارچه وارد کنند. با اسفاده از سیستم دو تار فیبر نوری CWDM MUX/DEMUX این  به‌ راحتی می‌توان ماژول‌های +CWDM SFP با طول موج‌های مناسب را انتخاب کرده و ارتباطی بی‌نقطه با CWDM MUX/DEMUX برقرار نمود. این انعطاف‌پذیری به کاربران امکان می‌دهد تا تنظیمات شبکه خود را براساس نیازهای خاص پهنای باند و ملاحظات زیرساختی تطبیق دهند و نگرانی‌های مربوط به مسائل پیچیده تطبیق طول موج‌ها را از بین ببرند.

• ماژول‌های SFP+ CWDM بر روی CWDM MUX/DEMUX یک تار فیبر نوری

زمانی که از یک تار فیبر نوری در CWDM MUX/DEMUX برای ارسال و دریافت داده‌ها به‌ طور همزمان استفاده می‌شود و به منظور جلوگیری از تداخل سیگنال‌های نوری از ماژول‌های فیبر نوری با طول موج‌های مجاور استفاده می‌شود. به مثال زیر توجه کنید: اگر شما از یک ماژول فیبر نوری با طول موج 1470nm در محل A استفاده کنید، در محل B می‌بایست ماژول فیبر نوری با طول موج 1490nm انتخاب شود. این تنظیمات حداقل تداخل متقابل بین سیگنال‌های نوری را کم کرده و پایداری ارتباط را حفظ می‌کند.

باتوجه به شکل یک جفت 4 کانال CWDM MUX/DEMUX یک تار فیبر نوری را در نظر بگیرید. پورت اول CWDM MUX در محل A از طول موج 1470nm برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند، و نیاز به اتصال به یک ماژول TX SFP+ CWDM با طول موج 1470nm دارد. گیرنده باید طول موج خود را با ماژول فیبر نوری CWDM هماهنگ کند تا سیگنال نوری متناظر را دریافت نماید. اطمینان از انطباق صحیح طول موج‌های فرستنده و گیرنده بسیار حیاتی است تا انتقال و دریافت پیوسته‌ی سیگنال‌های نوری تضمین شود.

" ماژول‌های فیبر نوری SFP+ DWDM هنگام همراه شدن با DWDM MUX/DEMUX از اصول مشابه CWDM MUX/DEMUX پیروی می‌کند. برای درک بهتر این مطلب به مثال زیر توجه کنید: در پیکربندی DWDM MUX/DEMUX یک تار فیبر نوری اگر اولین پورت در محل A داده‌ها را با طول موج 1550nmارسال کند، برای این اتصال خاص می‌بایست یک ماژول فیبر نوری +DWDM SFP با طول موج TX 1550nm انتخاب شود. ماژول فیبر نوری گیرنده باید طول موج خود را با ترنیسور DWDM هماهنگ کند تا بتواند سیگنال نوری متناظر را دریافت کند. طول موج‌های TX , RX باید بهم متصل شوند تا انتقال پایدار انجام شود؛ چرا که این دو باید روی همان پورت قرار بگیرند."

ماژول‌های فیبر نوری 10G BiDi انواع خاصی از فرستنده-گیرنده نوری (ماژول فیبر نوری) 10G CWDM و DWDM هستند. اگر کاربران نیاز به افزایش ظرفیت شبکه خود دارند و به یک سیستم کابل‌کشی آسان‌تر نیاز دارند، ترنسیور فیبر نوری +BiDi SFP نیازهای آن‌ها را برآورده می‌کند زیرا این ماژول‌ها داده‌ها را از طریق یک فیبر نوری ارسال و دریافت می‌کند. ترنسیور فیبر نوری +tunable SFP راه‌حلی مناسبی برای کاربرانی است که باید طول موج ماژول‌های فیبر نوری را براساس نیازهای خود تنظیم نمایند.

سوالات متداول در مورد +CWDM and DWDM SFP

سوال: آیا می‌توان طول موج معمولی مانند 850nm را به طول موج‌های DWDM یا CWDM تبدیل کرد؟

اگر نیاز به تبدیل طول موج‌ها به طول موج‌های CWDM یا DWDM دارید، می‌توانید از یک مبدل (Optical-Electrical-Optical) OEO برای دستیابی به این هدف استفاده کنید.

سوال: چگونه کابل‌های فیبر نوری مناسب برای ترنسیور فیبر نوری SFP+ CWDM و DWDM انتخاب کنیم؟

کابل‌های فیبر نوری به طور کلی در دو گروه Single-Mode و Multimode قرار می‌گیرند. کابل‌های فیبر نوری Single-Mode برای انتقال اطلاعات و داده‌ها در مسافت بلند مورد استفاده قرار می‌گیرد. درحالی که کابل‌های فیبر نوری Multimode برای مسافت‌های کوتاه استفاده می‌شود. برای پشتیبانی از ارتباطات SFP+ CWDM و DWDM با فواصل تا 80 کیلومتر از کابل‌های فیبر نوری سینگل مود (Single-Mode) با کانکتور LC استفاده می‌شود.

پچ پنل یکی از اجزای حیاتی در سیستم‌های شبکه است که برای مدیریت و اتصال کابل‌های شبکه یا فیبر نوری به کار می‌رود. این دستگاه به عنوان یک نقطه مرکزی برای اتصال کابل‌ها به دستگاه‌های مختلف سوئیچ‌، روتر، سرور و دیگر تجهیزات استفاده می‌شود. با استفاده از پچ پنل، اتصالات فیزیکی بین این دستگاه‌ها و کابل‌ها برقرار می‌شود، که این امر امکان ارسال و دریافت اطلاعات در شبکه را فراهم می‌کند.

پچ پنل‌ها معمولاً در مکان‌هایی مانند مراکز داده، اتاق‌های سرور و رک‌ها نصب می‌شوند. آن‌ها برای سازماندهی و مدیریت کابل‌های شبکه بسیار مهم هستند و به مدیران شبکه این امکان را می‌دهند که به راحتی سیم‌کشی‌ها را به سرعت و با سهولت متصل یا جدا کرده، اضافه یا تغییر دهند بدون اینکه نیاز به تغییرات مستقیم بر سیم‌کشی‌های اصلی باشد.

پچ پنل‌ها یک راه حل کابل کشی مقرون به صرفه هستند که با استفاده از آن می‌توان مراکز داده را به خوبی سازماندهی نمود.

انواع پچ پنل‌ها

در زیرساخت‌‌های مراکز داده، دو نوع پچ پنل وجود دارد که براساس کابل‌هایی که با آن‌ها سازگار هستند، به گروه‌های زیر تقسیم می‌شوند:

• پچ پنل فیبر نوری
• پچ پنل اترنت RG45

پچ پنل‌های فوق در طرح‌ها، پیکربندی‌ها یا تعداد پورت‌های مختلف در بازار موجود هستند، و می‌توان آن‌ها را بر اساس نیازهای مختلف شبکه، سفارشی سازی نمود.

پچ پنل‌های فیبر نوری 

پچ پنل فیبر نوری برای مدیریت اتصالات فیزیکی در شبکه‌های فیبر نوری استفاده می‌شوند. این پچ پنل‌ها به عنوان نقطه تقاطع اتصالات در شبکه‌های فیبر نوری عمل می‌کنند و محلی برای فیوژن نمودن کابل‌های فیبر نوری به پیگتیل‌ها می‌باشد. استفاده از پچ پنل فیبر نوری به مدیران شبکه امکان می‌دهد تا اتصالات را به راحتی تغییر داده و در صورت بروز مشکلات هر چه سریع‌تر آن را رفع نمایند. این پچ پنل‌ها باعث افزایش انعطاف‌پذیری و قابلیت اطمینان در زیرساخت‌های شبکه فیبر نوری می‌شوند. پچ پنل‌های فیبر نوری معمولاً در یک رک نصب می‌شوند.

انواع پچ پنل‌های فیبر نوری

پچ پنل استاندارد فیبر نوری: پچ پنل استاندارد فیبر نوری یک دستگاه است که برای اتصال کابل‌های فیبر نوری در مراکز داده، شبکه‌های کامپیوتری و سیستم‌های ارتباطات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پچ پنل‌ها اغلب دارای آداپتورهای LC/SC/MTP هستند که به عنوان اتصال‌های میانی بین کابل‌های اصلی و پچ پنل‌ها استفاده می‌شوند. این پچ پنل‌ها معمولاً دارای یک قاب یا شاسی هستند که در آن ماژول‌های آداپتور یا پنل‌های آداپتور نصب می‌شوند. این پچ پنل‌ها معمولاً در دو نوع single mode و multimode و با گزینه‌های مختلف آداپتور و تعداد پورت‌های متفاوت عرضه می‌شوند تا بتوانند نیازهای مختلف شبکه را برطرف نمایند.

پچ پنل Breakout: پچ پنل Breakout یک نوع پچ پنل است که به طور خاص برای استفاده در شبکه‌های با دانسیته بالا یا در محیط‌هایی که نیاز به ارتباطات با سرعت بالا مانند 40G-10G و 100G-25G دارند، طراحی شده است. این پچ پنل‌ها به منظور کاهش تعداد کابل و بهبود جریان هوا در مراکز داده و رک‌های سرور استفاده می‌شوند. یکی از ویژگی‌های اصلی پچ پنل‌های Breakout این است که قابلیت اتصال کابل‌های با سرعت بالا را فراهم می‌کنند و از دانسیته بالای کابل‌ها جلوگیری می‌کنند. این پچ پنل‌ها معمولاً دارای مدل‌های مختلفی از جمله single mode و multimode هستند و از طریق آن‌ها می‌توان کابل‌های با سرعت بالا را به صورت منظم و مدیریت شده به سوئیچ‌ها یا تجهیزات دیگر متصل کرد.

پچ پنل ماژولار: پچ پنل ماژولار، این امکان را به کاربران می‌دهد تا با تغییر و جابجایی ماژول‌های آداپتور کوچک، اتصالات را به سادگی تغییر دهند و از این طریق انعطاف‌پذیری بیشتری را در مدیریت شبکه داشته باشند. پچ پنل ماژولار انواع مختلفی دارد و بر اساس نیازهای شبکه، از جمله تعداد و نوع پورت‌ها، نوع کابل‌های مورد استفاده و ویژگی‌های مدیریتی، انتخاب شود.

پچ پنل اترنت

همانطور که می‌دانید، کابل‌های پچ کورد اترنت (شبکه) انواع مختلفی دارند که به‌طور عمومی به عنوان Cat5e، Cat6، و Cat6a شناخته می‌شوند. هر یک از این انواع کابل‌ها ویژگی‌ها و مشخصات مختلفی دارند که بر اساس نیازهای شبکه و سرعت انتقال داده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. باتوجه به اینکه کابل‌های شبکه انواع گوناگونی دارند، پچ پنل‌های شبکه هم شامل پچ پنل اترنت Cat5e/Cat6/Cat6a، پچ پنل blank keystone، پچ پنل اترنت 110 punch down و... .

یکی از پرطرفدارترین پچ پنل‌های شبکه پچ پنل Cat6 است که به دلیل سادگی و مقرون به صرفه بودن مورد استقبال متخصصین شبکه کاران قرار گرفته است. هنگامی که هنوز تصمیم نگرفته‌اید از چه کابل شبکه‌ای استفاده کنید می‌توانید پچ پنل blank keystone (انتخاب Keyston با کاربر است) را تهیه نمایید تا بتوانید براساس نیازهای شبکه اتصالات ترکیبی را ایجاد نمایید.

نصب پچ پنل‌ها چه فایده‌ای دارد؟

پچ پنل‌ها یکی از اجزای کمّی است که در شبکه‌های مسی و فیبر نوری مورد استفاده قرار می‌گیرد و تقریبا در تمام راه‌اندازی‌های شبکه‌های تجاری از پچ پنل‎‌ها برای نصب کابل‌‌ها استفاده می‌شود.

ویژگی‌های پچ پنل‌ها

1. تعداد پورت‌ها: پچ پنل‌ها دارای پورت‌های مختلفی هستند، از پچ پنل‌های کوچک با تعداد پورت‌های کم تا پچ پنل‌های بزرگ با صدها پورت.
2. نوع کابل پشتیبانی شده: پچ پنل‌ها ممکن است برای پشتیبانی از کابل‌های فیبر نوری، کابل‌های مسی Cat5e، Cat6، Cat6a و غیره طراحی شوند.
3. نوع آداپتورها: Patch Panel‌ها برای انواع مختلفی از آداپتورها طراحی شده‌اند.
4. سازگاری با استانداردها: پچ پنل‌ها معمولاً با استانداردهای صنعتی مختلفی مانند TIA/EIA و ISO/IEC سازگار هستند.
5. مدیریت کابل: برخی پچ پنل‌ها دارای ویژگی‌های مدیریت کابل مانند نگهدارنده کابل و پنل‌های برچسب‌گذاری شده هستند که کمک می‌کنند کابل‌ها را به صورت منظم و تمیز نگه دارند.
6. نصب و استفاده آسان: پچ پنل‌ها باید از نظر نصب و استفاده آسان باشند و اجزای آن به راحتی قابل جدا شدن باشد.

سوالات متداول در مورد پچ پنل‌ها

1. آیا پچ پنل‌ها کیفیت سیگنال‌ها را کاهش می‌دهد؟ برخی بر این باورند که اتصالات بیش از حد بین پچ پنل‌ها، سوئیچ‌ها یا دستگاه‌های دیگر ممکن است سرعت شبکه را کاهش دهد. اما در حقیقت، یک پچ پنل مناسب سرعت شبکه شما را کاهش نمی‌دهد. فقط شما می‌بایست اطمینان حاصل کنید که کابل‌های به روش صحیح ترمینیت شده است یا خیر.
2. آیا به یک پچ پنل نیاز دارم یا فقط یک سوئیچ؟ پچ پنل و سوئیچ کارهای متفاوتی را انجام می‌دهند. به طور مثال عمده وظیفه پچ پنل‌ها مدیریت،نظم و سازمان‌دهی کابل‌ها است، در حالی که سوئیچ به دستگاه‌های متصل این امکان را می‌دهد تا از طریق کابل‌ها به یکدیگر متصل شوند. انتخاب بین آن‌ها بستگی به نیازهای شبکه دارد.

استفاده از داده های حجیم مانند انواع فیلم، بازی های آنلاین و محاسبات ابری و تبادل این داده ها روی بستر شبکه نیاز به افزایش پهنای باند قابل توجه دارد و موجب افزایش تقاضا برای اینترنت پرسرعت شده است. فیبر نوری سرعت و پهنای باند بیشتری نسبت به سیم‌های مسی سنتی فراهم می‌کند. با توجه به اینکه فیبر نوری بازار ارتباطات شبکه را متحول کرده است، ابهامات رایجی برای کاربران جدید وجود دارد که ممکن است همه قابلیت‌ها و عملکرد آن را به طور کامل درک نکنند، این مقاله برخی از متداول ترین پرسش های پرتکرار کاربران فیبر نوری را پاسخ می‌دهد:

پرسش 1: کابل های فیبر نوری بادوام نیستند؟

یک پرسش رایج درباره فیبر نوری اینست که فیبرهای نوری چقدر بادوام هستند؟ کابل‌های فیبر نوری مدرن به گونه‌ای طراحی شده‌اند که کاملاً انعطاف‌پذیر هستند و می‌توانند مقدار مشخصی از استرس را بدون شکستگی تحمل کنند. در واقع، رشته های شیشه ای در فیبر نوری پوشش داده شده اند و می توانند در برابر شرایط آب و هوایی شدید و تنش مقاومت کنند. همچنین می توان کابل فیبر نوری مقاوم در برابر آتش سفارش داد و حتی می توان آن را با خیال راحت در آب غوطه ور کرد.

پرسش 2: کابل های فیبر نوری کمتر قابل اعتماد هستند؟

کابل های فیبر نوری در برابر تداخل الکترومغناطیسی مصون هستند زیرا به جای سیگنال های الکتریکی از پالس های نور برای انتقال داده ها استفاده می‌کنند. این پالس های نوری تحت تأثیر تداخل الکترومغناطیسی مانند تداخل فرکانس رادیویی قرار نمی‌گیرند در حالی که می‌تواند سیگنال های الکتریکی در کابل های مسی را مختل کند. الیاف شیشه یا پلاستیک، در کابل های فیبر نوری نارسانا هستند و خودشان نیز میدان های الکترومغناطیسی ایجاد نمی‌کنند. آنها همچنین در برابر میدان های الکترومغناطیسی خارجی یا "Crosstalk" مصون هستند، زیرا در هسته فیبر محدود شده اند و به بیرون تابش نمی کنند. این ویژگی باعث می‌شود کابل‌های فیبر نوری در محیط‌هایی با منابع الکترومغناطیسی زیاد، مانند خطوط برق و مجاور تجهیزات صنعتی، قابل اعتمادتر باشند.

پرسش 3: کابل های فیبر نوری بسیار گران هستند؟

هزینه کابل های فیبر نوری در سال های اخیر به میزان قابل توجهی کاهش یافته است. علاوه بر این، مزایای بلند مدت کابل‌های فیبر نوری، مانند سرعت و قابلیت اطمینان بیشتر و هزینه‌های نگهداری کمتر، غالبا سبب کاهش هزینه‌های بعدی هم می شوند. به عنوان مثال، مقدار داده ای که باید منتقل شود می‌تواند بر هزینه کابل های فیبر نوری تأثیر بگذارد. در برخی موارد، کابل فیبر نوری با ظرفیت بالاتر ممکن است برای مدیریت حجم زیادی از داده های ارسالی مورد نیاز باشد، این مورد می‌تواند هزینه کابل را بالا ببرد، اما همزمان می‌تواند در دراز مدت مصرف تعداد زیادی کابل کم ظرفیت تر را کاهش دهد و در هزینه ها صرفه جویی کند.

پرسش 4: نصب کابل فیبر نوری پیچیده تر است؟

تا حدودی درست است که نصب و نگهداری فیبر نوری به مهارت ها و تجهیزات تخصصی نیاز دارد، اما آسان تر از نصب و نگهداری سیم های مسی سنتی است. در واقع، نگهداری فیبر نوری در برخی موارد آسان‌تر است، زیرا کمتر در معرض آسیب ناشی از عوامل محیطی مانند رطوبت، تغییرات دما و تداخل الکترومغناطیسی است. همچنین با توسعه فناوری ساخت کانکتورهای فیبر نوری، در سال های اخیر پیشرفت چشمگیری داشته است و نصب و نگهداری سیستم های فیبر نوری را آسان تر و سریع تر کرده است. استفاده از کانکتورهای Multi-fibre Push-On (MPO)، کانکتورهای Field-Terminated ، اتصالات فیوژن و کانکتورهای Small Form-Factor، همگی نصب فیبر را آسان‌تر و سریع‌تر کرده‌اند.

پرسش 5: کابل های فیبر نوری قابل خم شدن نیستند؟

کابل های فیبر نوری تا حدی قابل خم شدن هستند و به گونه ای طراحی شده اند که انعطاف پذیر و بادوام باشند. الیاف داخل کابل معمولاً با یک لایه محافظ سیلیکونی یا آکریلات (Silicone  یا Acrylate) پوشانده شده اند که از آسیب ناشی از خم شدن یا استرس جلوگیری می‌کند. این کابل ها با حداقل شعاع خمشی طراحی شده اند - حداقل شعاعی که در آن کابل می تواند بدون آسیب رساندن به الیاف خم شود. بیشتر اوقات، این شعاع می تواند از 10 تا 30 برابر قطر کابل باشد.

پرسش 6: فیبر در مرکز خود سوراخ دارد؟!

این ایده که فیبر نوری سوراخی در مرکز خود دارد یک اشتباه رایج است. فیبر نوری از یک رشته بسیار نازک یا "هسته" از مواد شفاف مانند پلاستیک یا شیشه تشکیل شده است که توسط لایه ای از مواد روکش با ضریب شکست کمتر احاطه شده است. این لایه معمولاً توسط یک پوشش محافظ یا لایه بافر احاطه شده است. نور مورد استفاده برای ارتباط یا انتقال از طریق فیبر نوری از طریق هسته فیبر عبور می کند و نه از سوراخی در مرکز!

پرسش 7: فیبر مالتی مود چند رشته ای است؟

در مقایسه با کابل های Single Mode برخی فکر می‌کنند کابل Multimode چند تار فیبر نوری دارد در صورتیکه که کابل مالتی مود هم فقط یک تار فیبر نوری دارد و فقط نحوه انتشار سیگنال نوری در آن متفاوت است.