کابل فیبر نوری مولتی مود
آشنایی با کابل فیبر نوری مولتی مود
کابل‌های فیبر نوری انقلابی در دنیای ارتباطات ایجاد کرده‌اند و امکان انتقال داده‌ها با سرعت‌های بسیار بالا و در فواصل طولانی را فراهم آورده‌اند. در میان انواع مختلف فیبرهای نوری، کابل فیبر نوری مولتی مود (Multi-mode Fiber Optic – MMF) یکی از پرکاربردترین‌ها در شبکه‌های محلی (LAN) و ارتباطات در فواصل کوتاه است. این مقاله به بررسی دقیق‌تر کابل‌های فیبر نوری مولتی مود، نحوه عملکرد، انواع، مزایا، معایب و کاربردهای آن‌ها می‌پردازد.
کابل فیبر نوری مولتی مود چیست؟
فیبر نوری مولتی مود یک نوع کابل فیبر نوری است که برای جابجایی چندین پرتو نور (مود) به طور همزمان، با تفاوت جزئی در زاویه بازتابشان درون هسته فیبر نوری، طراحی شده است. هسته این فیبرها معمولاً بزرگ‌تر از فیبرهای سینگل مود است (قطر هسته رایج 50 یا 62.5 میکرون در مقایسه با حدود 9 میکرون در سینگل مود). این هسته بزرگ‌تر به نور اجازه می‌دهد تا در مسیرهای مختلفی درون فیبر حرکت کند. منبع نوری مورد استفاده در فیبرهای مولتی مود معمولاً دیودهای نورافشان (LED) یا لیزرهای عمودی حفره سطحی (VCSEL) است که ارزان‌تر از لیزرهای مورد استفاده در فیبرهای سینگل مود هستند.
نحوه عملکرد فیبر نوری مولتی مود
در فیبر مولتی مود، پرتوهای نور با زوایای مختلف وارد هسته می‌شوند و با انعکاس‌های متعدد از دیواره‌های داخلی فیبر (که با استفاده از پدیده بازتاب کلی داخلی انجام می‌شود) به سمت گیرنده حرکت می‌کنند. از آنجایی که هر پرتو نوری مسیر کمی متفاوت را طی می‌کند، زمانی که به انتهای فیبر می‌رسد، ممکن است کمی پراکنده شده و با تأخیرهای زمانی جزئی به گیرنده برسند. این پدیده که به “پراکندگی مودال” (Modal Dispersion) معروف است، باعث می‌شود که سیگنال در فواصل طولانی‌تر تضعیف شود و پهنای باند و سرعت انتقال داده با افزایش طول کابل کاهش یابد.
انواع کابل فیبر نوری مولتی مود (OM Categories)
کابل‌های فیبر نوری مولتی مود بر اساس پهنای باند و عملکردشان در استانداردهای ISO/IEC 11801 و TIA-492 به دسته‌های مختلفی (OM1 تا OM5) طبقه‌بندی می‌شوند:
- OM1 (62.5/125µm): اولین نسل فیبرهای مولتی مود با هسته 62.5 میکرونی و روکش 125 میکرونی. معمولاً دارای روکش نارنجی و برای اترنت 100 مگابیت در ثانیه (تا 2000 متر) و 1 گیگابیت اترنت (تا 33 متر) مناسب است.
- OM2 (50/125µm): دارای هسته 50 میکرونی و روکش 125 میکرونی. معمولاً دارای روکش نارنجی و برای 1 گیگابیت اترنت (تا 600 متر) و 10 گیگابیت اترنت (تا 82 متر) مناسب است.
- OM3 (50/125µm): این فیبر برای لیزر بهینه شده و به آن “لیزر آپتیمایزد” (Laser-Optimized) می‌گویند. معمولاً دارای روکش فیروزه‌ای (Aqua) است و می‌تواند 10 گیگابیت اترنت را تا 300 متر، 40 گیگابیت را تا 100 متر و 100 گیگابیت را تا 70 متر پشتیبانی کند.
- OM4 (50/125µm): نسخه بهبود یافته OM3 با پهنای باند بالاتر. معمولاً دارای روکش فیروزه‌ای (Aqua) یا بنفش (Erika Violet) است. می‌تواند 10 گیگابیت اترنت را تا 550 متر، 40 گیگابیت را تا 150 متر و 100 گیگابیت را تا 125 متر پشتیبانی کند.
- OM5 (50/125µm): جدیدترین استاندارد فیبر مولتی مود که به “پهن باند” (Wideband Multimode Fiber – WBMMF) معروف است. معمولاً دارای روکش سبز لیمویی (Lime Green) است و برای پشتیبانی از مالتی‌پلکسینگ تقسیم طول موج کوتاه (SWDM) طراحی شده است. OM5 قادر به پشتیبانی از 40 گیگابیت و 100 گیگابیت اترنت و حتی 400 گیگابیت اترنت در فواصل محدود است و نیاز به تعداد فیبر کمتری برای پهنای باند بالا دارد.
تفاوت کابل مولتی مود و سینگل مود
مزایای کابل فیبر نوری مولتی مود
- هزینه کمتر: به دلیل استفاده از منابع نوری ارزان‌تر (LED و VCSEL) و تجهیزات فرستنده/گیرنده کم‌هزینه‌تر نسبت به سینگل مود، سیستم‌های مولتی مود معمولاً هزینه کلی کمتری دارند.
- سهولت نصب و کانکتور زنی: هسته بزرگ‌تر فیبر مولتی مود، اتصال و همراستاسازی آن را با کانکتورها آسان‌تر می‌کند، که می‌تواند در زمان و هزینه نصب صرفه‌جویی کند.
- مناسب برای فواصل کوتاه: برای ارتباطات در فواصل کوتاه تا متوسط (مانند داخل یک ساختمان، بین ساختمان‌های نزدیک در یک پردیس) بهترین عملکرد و مقرون‌به‌صرفه‌ترین راه حل را ارائه می‌دهد.
- پشتیبانی از چند مود: امکان انتقال همزمان چندین پرتو نور، آن را برای برنامه‌های کاربردی با پهنای باند بالا در فواصل محدود مناسب می‌سازد.
- ایمنی بیشتر: نور لیزر در مولتی مود کمتر متمرکز است و در صورت تماس مستقیم با چشم، خطر آسیب کمتری دارد.
معایب کابل فیبر نوری مولتی مود
- محدودیت فاصله: به دلیل پدیده پراکندگی مودال، پهنای باند و سرعت انتقال داده با افزایش طول کابل کاهش می‌یابد و این فیبرها برای فواصل طولانی (بیش از چند صد متر) مناسب نیستند.
- پهنای باند محدودتر در فواصل طولانی: در مقایسه با فیبر سینگل مود، در فواصل طولانی‌تر، پهنای باند قابل دستیابی بسیار کمتر است.
- نیاز به ارتقاء برای سرعت‌های بالاتر: برای دستیابی به سرعت‌های بالاتر در آینده، ممکن است نیاز به تعویض فیبرهای قدیمی (مانند OM1 و OM2) با نسخه‌های جدیدتر (OM3, OM4, OM5) باشد.
کاربردهای کابل فیبر نوری مولتی مود
کابل فیبر نوری مولتی مود در طیف وسیعی از کاربردها، به ویژه در محیط‌هایی که نیاز به پهنای باند بالا در فواصل نسبتاً کوتاه وجود دارد، استفاده می‌شود:
- شبکه‌های محلی (LAN): رایج‌ترین کاربرد مولتی مود در مراکز داده، شبکه‌های سازمانی و دانشگاه‌ها برای اتصال سرورها، سوئیچ‌ها و سایر تجهیزات شبکه در داخل یک ساختمان یا بین ساختمان‌های نزدیک.
- شبکه‌های فیبر به دسکتاپ (FTTD): اتصال مستقیم ایستگاه‌های کاری به سوئیچ‌های شبکه از طریق فیبر نوری.
- شبکه‌های صنعتی: در محیط‌های صنعتی برای ارتباطات داده‌ای با سرعت بالا در کارخانه‌ها و خطوط تولید.
- سیستم‌های نظارت تصویری: برای انتقال داده‌های ویدئویی با کیفیت بالا در سیستم‌های دوربین مدار بسته.
- مراکز داده کوچک و متوسط: به عنوان ستون فقرات (Backbone) یا لینک‌های ارتباطی بین رک‌ها و تجهیزات.
- کاربردهای صوتی/تصویری: در سیستم‌های صوتی و تصویری حرفه‌ای که نیاز به انتقال با کیفیت بالا در فواصل کوتاه دارند.
نتیجه‌گیری
کابل فیبر نوری مولتی مود با ارائه پهنای باند بالا و هزینه مقرون‌به‌صرفه در فواصل کوتاه، یک راه‌حل ایده‌آل برای بسیاری از شبکه‌های محلی و زیرساخت‌های ارتباطی درون‌ساختمانی است. با پیشرفت تکنولوژی و معرفی استانداردهای جدید مانند OM5، قابلیت‌های فیبرهای مولتی مود نیز گسترش یافته است. انتخاب بین فیبر مولتی مود و سینگل مود بستگی به نیازهای خاص پروژه، از جمله فاصله انتقال، پهنای باند مورد نیاز و بودجه در دسترس دارد. شناخت صحیح ویژگی‌های هر نوع فیبر به مهندسان شبکه کمک می‌کند تا بهترین راه حل را برای پیاده‌سازی یک زیرساخت ارتباطی کارآمد و پایدار انتخاب کنند.
