راهنمای انواع ترنسیور(ماژول فیبر نوری)، کانکتور و کابل‌های فیبر نوری(بخش دوم)

بخش اول این مقاله به معرفی انواع ترنسیور و انواع کانکتور پرداختیم در ادامه انواع کابل فیبر نوری و مفاهیمی مرتبط را بررسی خواهیم کرد:

• انواع کابل فیبر نوری

کابل‌های فیبر نوری از یک یا چند تار فیبر نوری تشکیل شده اند و نور خارج شده از ترنسیور را در طول مسیر، از خود عبور می‌دهند. در صنعت ارتباطات و مخابرات دو نوع کابل فیبر نوری وجود دارد که به فیبر Fiber Single Mode (SMF) و فیبر Multi-Mode Fiber (MMF) دسته بندی می‌شوند.

1- فیبر سینگل-مود (Single mode) :

تار Single mode دارای قطر 8.3 تا 10 میکرون است که نسبتاً باریک است و معمولا تنها از طریق سیگنال Single mode می‌توان طول موج 1310 نانومتر یا 1550 نانومتر منتشر کرد. امکان ارسال چندین طول موج با استفاده از تکنولوژی CWDM و DWDM با استفاده از مالتی پلکسر بر روی فیبر سینگل مود وجود دارد [7]. کابل SMF دارای پراکندگی و تضعیف کم در هر کیلومتر و به منظور برقراری ارتباط دور-برد است.

 MFF and SMF diameters - شکل 7

2- فیبر مالتی-مود (Multi mode) :

فیبر Multi-mode دارای قطر 50 تا 62.5 میکرون است. امواج نور هنگام عبور به چند موج یا حالت پراکنده می‌شوند و معمولاً از طول موج 850 نانومتر و 1300 نانومتر استفاده می‌شود. فیبرهای Multi-mode در فاصله کوتاه و متوسط استفاده می‌شوند زیرا در مقایسه با فیبر single mode تضعیف سیگنال بیشتری دارند. اما MMF ارزانتر از SMF است و به دلیل داشتن قطر بزرگتر، تولید آن ارزان است. مسیرهای متعدد سیگنال در کابل MMF باعث ایجاد اعوجاج می‌شود که در نتیجه سیگنال در فاصله کوتاه و متوسط نسبت به SMF ضعیف می‌شود. از تار فیبر نوری OM5 که یک نمونه از تارهای فیبر نوری مالتی مود است می‌توانیم برای عبور چندین طول موج با تکنولوژِی SWDM استفاده کرد.

(تصور عامیانه مبنی بر اینکه فیبر مالتی مود از چند تار فیبر استفاده میکند کاملا اشتباه است)

شکل 8 - SMF and MMF cable coloring 

3- مفهوم Bandwidth – Distance :

از آنجایی که نور به دلیل پراکندگی در طول مسیر ضعیف تر می‌شود، مفهوم Bandwidth-Distance برای تعریف مشخصات کابل فیبر تعریف می‌شود [9]. به عنوان مثال، طبق استاندارد کابل OM2 MMF دارای ضریب محصول 500 مگاهرتز-کیلومتر (Bandwidth-Distance) است که سیگنال 500 مگاهرتز را برای 1 کیلومتر یا سیگنال 1 گیگاهرتز را برای 0.5 کیلومتر به همراه دارد. بنابراین با استفاده از کابل OM2 و ترانسیورMMF 1Gbps می‌توان دیتا را با سرعت 1 گیگابیت بر ثانیه تا فاصله 500 متر انتقال داد. انواع کابل SMF و MMF در جدول زیر نشان داده شده است، برای تشخیص کابل های SMF و MMF از رنگ‌های متفاوتی استفاده شده است. عدد 125/50 میکرومتر قطر هسته (Core) فیبر و پوشش بیرونی (Cladding) را نشان می‌دهد. طول موج 850 نانومتر (ارتباطات معمولی) و 850 ، 880، 920 و 940 نانومتر (ارتباط SWDM ) برای MMF و 1270 نانومتر تا 1650 نانومتر برای SMF استفاده می‌شود.

جدول 2 - انواع کابل فیبر نوری

4- انتخاب کابل مناسب:

هنگامی که در حال طراحی شبکه‌ای هستید، باید به درستی انتخاب کنید که کدام ترنسیور و کابل با توجه به فاصله مورد استفاده قرار گیرد. باتوجه به سرعت و مسافت می‌توانید از تصویر بعدی برای انتخاب کابل SMF یا MMF استفاده کنید.

شکل 9 - انتخاب کابل مناسب

• انتخاب ترنسیورها متناسب با کابل SMF یا MMF :

در یک ارتباط فیبر نوری از ترنسیور MMF برای کابل MMF و ترنسیور SMF برای کابل SMF استفاده می‌شود. گاهی اوقات ترنسیور MMF را ترنسیور SR (محدوده کوتاه یا Short Range) هم می‌نامند تا نشان دهند که برای ارتباط کوتاه برد (short range connection) استفاده می‌شود. همچنین ترنسیور SMF را LR (برد بلند - Long Range) هم می‌نامند تا نشان دهند که برای برد بلند تا 10 کیلومتر استفاده می‌شود. اکثر ترنسیورهای LR از 10 کیلومتر پشتیبانی می‌کنند. بنابراین باید دیتا-شیت ترنسیور را جهت بررسی مسافت واقعی آن چک کنید. برخی از ترنسیورهای SMF به شما امکان می‌دهند از کابل MMF استفاده کنید اما بسته به فروشنده متفاوت است. در جدول زیر اطلاعات مفیدی آمده که سرعت، نوع ترنسیور، نوع کانکتور و نوع کابل را نشان می‌دهد. این مقادیر، مقادیر متوسط هستند، بنابراین باید دیتا-شیت ترنسیور را برای مقادیر دقیق بررسی کنید.

جدول 3 - ارتباط بین ترنسیور و کابل فیبر نوری

نتیجه گیری :

در این مقاله انواع ترنسیور، انواع کانکتور و انواع کابل فیبر نوری را معرفی کردیم. هنگامی که شبکه‌ای را طراحی می‌کنید، در نظر گرفتن این مراحل مفید خواهد بود:

1. ابتدا سرعت داده مورد نیاز خود را تعیین کنید.
2. سپس طول کابل‌ها را مشخص کنید. اگر پهنای باند 10Gbps برای مسافت بیش از 300 متر نیاز دارید، باید از کابل SMF و ترنسیور SMF استفاده کنید. اگر فاصله کمتر از 300 متر با سرعت 10 گیگابیت باشد، برای صرفه جویی در هزینه می توان از کابل MMF استفاده کرد، زیرا کابل‌ها و ترنسیورهای MMF ارزان تر از ترنسیورهای SMF هستند.

همیشه پچ پنل‌های قدیمی و نوع کابل را بررسی کنید که SMF یا MMF (یا OM2، OM3، OM4) هستند. اگر کابل به پچ پنل فیبر با انتهای SMF رسید، باید با کابل SMF برای انتهای کابل ادامه دهیم (برای کابل MMF هم به همین شکل). گاهی اوقات فیبرهای قدیمی OM2 هستند، بنابراین نیازی به استفاده از کابل OM4 برای انتهای آن نیست.

اگر تراکم رک‌های(Rack) شما کم است و می‌خواهید در هزینه صرفه جویی کنید، نیازی به استفاده از کابل‌های فیبر ندارید. کابل‌های DAC مسی (Direct attach copper) از سرعت‌های 25 گیگابیت، 40 گیگابیت و 100 گیگابیت در محدوده‌های کوتاه حداکثر 5 متر پشتیبانی می‌کنند. بنابراین می‌توانید کابل‌های DAC را برای اتصالات داخلی رک مانند سوئیچ به سرور استفاده کنید. اما ترنسیور و کابل‌های فیبر حداقل 70 متر را پشتیبانی می‌کنند که در جدول قبلی نشان داده شده است. بنابراین سیستم‌های فیبر برای اتصالات بین رک، داخل اتاق و البته بین مرکز داده ترجیح داده می‌شوند. اما همیشه باید قیمت ترنسیور را در نظر بگیریم، برای مثال ترنسیور 100 گیگابایتی LR4 که 10 کیلومتر را پشتیبانی می‌کند، 10 برابر گران‌تر از فرستنده گیرنده 100 گیگابایتی SR4 است. فروشندگان تجهیزات به این وضعیت اهمیت می‌دهند و ترنسیورهای 2 کیلومتری یا 500 متری SMF را تولید می‌کنند که قیمت آنها تقریبا با فرستنده‌های SR4 برابر است و ترنسیور DR4 نامیده می‌شوند.

منابع:

[1Faild to load ''  https://en.wikipedia.org/wiki/Small_form-factor_pluggable_transceiver
[3Faild to load ''  https://www.router-switch.com/media/upload/product-pdf/aruba-os-switch-and-aruba-os-cx-transceiver-guide.pdf
[5Faild to load ''  https://medium.com/@quantum_cabling/types-of-fibre-optic-cables-5460f3813245
[7Faild to load ''  https://community.fs.com/blog/single-mode-cabling-cost-vs-multimode-cabling-cost.html
[9Faild to load ''  https://www.bicsi.org