"حالت" پرتوی از نور است که با سرعت زاویه ای خاص وارد فیبر می شود. فیبر چند حالته به پرتوهای متعدد نور اجازه می دهد تا به طور همزمان در فیبر منتشر شوند و در نتیجه پراکندگی حالت ایجاد می شود (چون هر "حالت" نور با زاویه متفاوتی وارد فیبر می شود، آنها در زمان های مختلف به انتهای دیگر می رسند، این ویژگی به نام حالت است. پراکندگی.) تکنیک پراکندگی حالت، پهنای باند و فاصله فیبر چند حالته را محدود می‌کند، که منجر به هسته ضخیم، سرعت انتقال کم، فاصله کوتاه انتقال و عملکرد کلی ضعیف می‌شود. با این حال، فیبر چند حالته دارای مزیت هزینه نسبتا کم است و معمولاً در ساختمان‌ها یا محیط‌های مجاور جغرافیایی استفاده می‌شود. فیبر تک حالته فقط به یک پرتو نور اجازه انتشار می دهد، بنابراین ویژگی های پراکندگی حالت را نشان نمی دهد. در نتیجه، فیبر تک حالته دارای یک هسته نازک، پهنای باند انتقال گسترده، ظرفیت بالا و فاصله انتقال طولانی است، اما به دلیل نیاز به منبع لیزر گران‌تر است.
فیبر تک حالت
فیبر تک حالته دارای تنها یک رشته (دو رشته در بیشتر کاربردها) از الیاف شیشه با قطر هسته از 8.3 میکرومتر تا 10 میکرومتر است. به دلیل قطر هسته نسبتاً باریک، فیبر تک حالته تنها می تواند سیگنال های نوری با طول موج های 1310 نانومتر یا 1550 نانومتر را ارسال کند، که جفت شدن با دستگاه های نوری را نسبتاً دشوار می کند. پهنای باند فیبر تک حالته بالاتر از فیبر چند حالته است، اما در عین حال این امر همچنین تقاضاهای زیادی را برای عرض طیفی و پایداری منبع نور ایجاد می کند. به عبارت دیگر، عرض طیفی باید باریک و پایداری خوب باشد.
به دلیل پراکندگی کم و انتقال تنها یک حالت نور، فیبر تک حالته می تواند به انتقال با ظرفیت بالا و مسافت طولانی دست یابد. در شبکه های اترنت 100 مگابیت بر ثانیه تا 1G گیگابیتی، فیبر تک حالته می تواند فواصل انتقال بیش از 5000 متر را پشتیبانی کند. از آنجایی که قطر هسته فیبر تک حالته بسیار کوچک است، کنترل انتقال پرتو دشوار است، بنابراین به یک لیزر بسیار گران قیمت به عنوان منبع نور نیاز دارد. علاوه بر این، با سرعت انتقال بالاتر آن در مقایسه با فیبر چند حالته و فاصله انتقال حداقل 50 برابر بیشتر از فیبر چند حالته، بنابراین هزینه فیبر تک حالته بالاتر از فیبر چند حالته است.
برای ماژول‌های نوری تک حالته، LD (دیود لیزر) یا LED (دیود ساطع نور) با خطوط طیفی باریک‌تر معمولاً به عنوان منبع نور استفاده می‌شوند و اجزای کوپلینگ برای مطابقت با فیبر تک حالته برای رسیدن به سرعت بالا اندازه‌گیری می‌شوند. انتقال.
در مقایسه با فیبرهای چند حالته، فیبرهای تک حالته قطر هسته بسیار کمتری دارند. ترکیبی از قطر هسته کوچک و انتقال تک حالته امکان انتقال سیگنال های نوری در فیبرهای تک حالته را بدون اعوجاج به دلیل همپوشانی پالس های نوری فراهم می کند. در بین انواع فیبر، فیبر تک حالته کمترین نرخ تضعیف سیگنال و بالاترین سرعت انتقال را دارد.
فیبر تک حالته بیشتر در WDM (Wave-Division-Multiplexing) و دیگر برنامه های کاربردی انتقال داده چند فرکانس استفاده می شود، جایی که سیگنال های نوری چندگانه را می توان تنها با استفاده از یک فیبر تک حالته منتقل کرد.
فیبر چند حالته
فیبر چند حالته یکی دیگر از انواع فیبر رایج با قطر هسته 50 میکرومتر تا 100 میکرومتر و طول موج عملیاتی 850 نانومتر یا 1310 نانومتر است. جفت شدن آن با دستگاه های نوری نسبتاً آسان است. فیبر چند حالته می تواند چندین حالت را در یک طول موج عملیاتی معین انتقال دهد.
در مقایسه با جفت پیچ خورده، فیبر چند حالته می تواند فواصل انتقال طولانی تری را پشتیبانی کند، تا 2000 متر در اترنت 10mbps و 100mbps. فیبرهای چند حالته رایج در قطرهای هسته 50 میکرومتر، 62.5 میکرومتر و 100 میکرومتر موجود هستند.
به دلیل انتقال تا صدها حالت در فیبر چند حالته، ثابت‌های انتشار و سرعت‌های گروهی هر مد متفاوت است و باعث می‌شود که فیبر پهنای باند باریک، پراکندگی زیاد و از دست دادن فیبر را ایجاد کند. این محدودیت فرکانس سیگنال دیجیتال ارسالی را محدود می‌کند، بنابراین فقط برای سیستم‌های ارتباطی فیبر نوری با ظرفیت کم و فاصله کوتاه و متوسط مناسب است که معمولاً به فواصل انتقال چند کیلومتر محدود می‌شود.
برخلاف ماژول‌های نوری تک حالته، ماژول‌های نوری چند حالته معمولاً از LEDهای ارزان‌تر به عنوان منبع نور استفاده می‌کنند، و اجزای کوپلینگ عمدتاً برای مطابقت با فیبر چند حالته برای رسیدن به اثر انتقال بهینه اندازه‌گیری می‌شوند.
در مقایسه با فیبر تک حالته، فیبر چند حالته هزینه کمتری دارد. بر اساس نیازهای عملی، اکثر فیبر مورد استفاده در اکثر شبکه های محلی امروزه فیبر چند حالته است.
تفاوت فیبر تک حالته و فیبر چند حالته
1. فیبر تک حالته از فرستنده گیرنده های تک فیبری پشتیبانی می کند که با استفاده از طول موج های 1500 نانومتری برای انتقال و طول موج های 1300 نانومتری برای دریافت در یک انتها و در سمت مقابل در انتهای دیگر، با استفاده از طول موج های 1500 نانومتری برای دریافت و 1300 نانومتر برای طول موج انتقال اجرا می شوند. برخی از افراد از آن به عنوان دوبلکس یاد می کنند. در واقع، گفتن آن کاملاً دقیق نیست، باید آن را مالتی پلکس نامید. فیبر چند حالته فقط از فرستنده های فیبر دوگانه پشتیبانی می کند زیرا حالت چندگانه از شکست برای انتقال استفاده می کند و نمی تواند به ارسال دو طول موج در جهت های مختلف روی فیبر برسد. فقط از یک طول موج می توان استفاده کرد و نمی توان آن را مالتی پلکس کرد.
2. قطر هسته فیبر تک حالته کوچک است (حدود 10 میلی متر)، که امکان انتقال تنها یک حالت را فراهم می کند، با پراکندگی کوچک، و در طول موج های بلند (1310 نانومتر و 1550 نانومتر) عمل می کند. جفت شدن با دستگاه های نوری نسبتاً دشوار است. از سوی دیگر، فیبر چند حالته دارای قطر هسته بزرگتر (62.5 میلی متر یا 50 متر متر) است که امکان انتقال صدها حالت را با پراکندگی بزرگتر فراهم می کند و در 850 نانومتر یا 1310 نانومتر کار می کند. اتصال با دستگاه های نوری نسبتا آسان است.
3. آرم فیبر چند حالته "MMF" است، در حالی که آرم فیبر تک حالته "SMF" است. هنگام وصل کردن فیبر به دستگاه و بررسی داخل آن، اگر نور وجود داشته باشد به معنای فیبر چند حالته است و اگر نور نباشد، فیبر تک حالته را نشان می دهد (اصل فیبر تک حالته استفاده از لیزر است. به عنوان منبع نور، در حالی که فیبر چند حالته از دو لوله برانگیخته به عنوان منبع نور استفاده می کند).
فیبر تک حالته یا چند حالته را انتخاب می کنید؟
در برنامه های امنیتی، رایج ترین عامل تصمیم گیری برای انتخاب بین فیبر چند حالته یا تک حالته، فاصله است. اگر فاصله فقط چند مایل باشد، فیبر چند حالته ترجیح داده می شود. این به این دلیل است که فرستنده / گیرنده LED بسیار ارزان تر از لیزر مورد نیاز برای فیبر تک حالته است. اگر فاصله بیش از 5 مایل باشد، فیبر تک حالته بهترین انتخاب است. موضوع دیگری که باید در نظر گرفت پهنای باند است. اگر کاربردهای آینده ممکن است شامل انتقال سیگنال های داده با پهنای باند بزرگ باشد، فیبر حالت تک گزینه ای بهینه خواهد بود.
خلاصه
فیبر تک حالته برای انتقال از راه دور مناسب است، اما هزینه بیشتری دارد. از طرف دیگر فیبر چند حالته برای انتقال در فواصل کوتاه مناسب است و مقرون به صرفه تر است. هنگام انتخاب پچ کورد فیبر نوری، مهم است که کورکورانه انتخاب نکنید. اول از همه، شما باید در مورد نیازهای خاص خود، از جمله نوع سیستم کابل کشی مورد استفاده و مسافتی که باید انتقال دهید، واضح باشید. بر اساس این عوامل، می توانید پچ کورد فیبر نوری مناسب را انتخاب کنید که به بهترین وجه با نیازهای شما مطابقت دارد.
