کابل فیبرنوری Single Mode و Multimode، کدام یک برای کاربرد شما مناسب‌تر است؟
فیبرنوری به عنوان یکی از فناوری‌های پیشرفته در انتقال داده‌ها، نقش بسزایی در شبکه‌های ارتباطی ایفا می‌کند. دو نوع اصلی فیبر نوری که امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند، کابل فیبرنوری SingleMode و Multimode هستند. اگرچه هر دو نوع فیبر نوری در کاربردهای مختلفی استفاده می‌شوند، اما تفاوت‌های بین آن‌ها می‌تواند برای بسیاری از کاربران گیج‌کننده باشد. در این مقاله به بررسی دقیق‌تر تفاوت‌های بین این دو نوع فیبر نوری از نظر ساختار، مسافت انتقال، هزینه، رنگ و سایر ویژگی‌ها می‌پردازیم.
مقدمه‌ای بر فیبرنوری Single Mode و Multimode
کابل فیبرنوری SingleMode (تک‌حالته) به گونه‌ای طراحی شده است که تنها یک حالت نور را در هر زمان منتشر می‌کند. در مقابل، فیبر نوری Multimode (چندحالته) قادر است چندین حالت نور را به طور همزمان منتشر کند. تفاوت اصلی بین این دو نوع فیبر نوری در قطر هسته، طول موج و منبع نور، پهنای باند، رنگ روکش، مسافت انتقال و هزینه نهفته است.
۱. قطر هسته فیبرنوری (Core Diameter)
یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های بین فیبرنوری Single Mode و Multimode، قطر هسته آن‌ها است. فیبر نوری Single Mode دارای قطر هسته بسیار کوچک‌تری است که معمولاً حدود ۹ میکرومتر است. در حالی که قطر هسته فیبر نوری Multimode معمولاً ۵۰ میکرومتر یا ۶۲.۵ میکرومتر است. این قطر بزرگ‌تر در فیبر Multimode باعث می‌شود که توانایی جمع‌آوری نور بیشتری داشته باشد و اتصالات را ساده‌تر کند. قطر کلادینگ (Cladding) در هر دو نوع فیبر نوری معمولاً ۱۲۵ میکرومتر است.
۲. طول موج و منبع نور (Wavelength & Light Source)
به دلیل قطر بزرگ‌تر هسته در فیبر Multimode، از منابع نوری کم‌هزینه‌تری مانند LED (دیودهای نوری) و VCSEL (لیزرهای حفره‌ای عمودی) که در طول‌موج‌های ۸۵۰ نانومتر و ۱۳۰۰ نانومتر کار می‌کنند، استفاده می‌شود. در مقابل، فیبر Single Mode معمولاً از لیزر یا دیودهای لیزری برای تولید نور استفاده می‌کند و طول‌موج‌های رایج آن ۱۳۱۰ نانومتر و ۱۵۵۰ نانومتر است.
۳. پهنای باند (Bandwidth)
پهنای باند فیبر Multimode به دلیل انتشار چندین حالت نور، محدود است و در حال حاضر حداکثر پهنای باند آن برای فیبر OM5 حدود ۲۸۰۰۰ مگاهرتز*کیلومتر است. در مقابل، پهنای باند فیبر Single Mode به طور نظری نامحدود است، زیرا تنها یک حالت نور را در هر زمان منتشر می‌کند.
۴. رنگ روکش (Color Sheath)
بر اساس استاندارد TIA-598C، برای کاربردهای غیرنظامی، کابل فیبر نوری Single Mode معمولاً با روکش زرد و کابل Multimode با روکش نارنجی یا آبی عرضه می‌شود. این رنگ‌ها به کاربران کمک می‌کنند تا به راحتی نوع فیبر نوری را تشخیص دهند.
۵. هزینه سیستم (System Cost)
فیبر Single Mode به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود که برای انتقال داده‌ها در مسافت‌های طولانی طراحی شده است، نیاز به ترانسیورهایی دارد که در طول‌موج‌های بلندتر کار می‌کنند و دقت بالاتری در تراز کردن و اتصالات دارند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که هزینه ترانسیورها و اتصالات فیبر Single Mode به طور قابل توجهی بیشتر از Multimode باشد.
از سوی دیگر، ترانسیورهای مبتنی بر VCSEL که برای فیبر Multimode بهینه‌سازی شده‌اند، به راحتی در قالب آرایه‌های چندکاناله تولید می‌شوند و هزینه کم‌تری دارند. این موضوع باعث می‌شود که سیستم‌های مبتنی بر فیبر Multimode برای کاربردهای داخلی و مراکز داده مقرون به‌صرفه‌تر باشند.
۶. هزینه نصب (Installation Cost)
هزینه فیبر نوری Single Mode اغلب کمتر از Multimode است. به عنوان مثال، اگر قصد دارید یک شبکه فیبر نوری ۱ گیگابیتی ایجاد کنید که در آینده به ۱۰ گیگابیت یا بیشتر ارتقا یابد، استفاده از فیبر Single Mode می‌تواند تا ۵۰٪ در هزینه فیبر صرفه‌جویی کند. با این حال، هزینه ماژول‌های SFP برای فیبر Multimode مانند OM3 یا OM4 حدود ۳۵٪ بیشتر است. اگرچه هزینه تجهیزات Single Mode بیشتر است، اما هزینه‌های نیروی کار برای جایگزینی فیبر Multimode به مراتب بیشتر خواهد بود، به ویژه اگر از OM1 به OM2 و سپس به OM3 و OM4 ارتقا دهید.
سوالات متداول درباره فیبر نوری Single Mode و Multimode
۱. کدام نوع فیبر نوری بهتر است: Single Mode یا Multimode؟
همان‌طور که اشاره شد، هر دو نوع فیبر نوری Single Mode و Multimode مزایای خود را دارند و هیچ‌کدام به طور مطلق بهتر از دیگری نیستند. انتخاب بین این دو به نیازهای خاص شبکه شما بستگی دارد.
۲. آیا می‌توان کابل فیبرنوری SingleMode و Multimode را با هم ترکیب کرد؟
پاسخ این سوال منفی است. فیبر Single Mode و Multimode دارای قطر هسته متفاوت و تعداد حالت‌های نوری مختلفی هستند. اگر این دو نوع فیبر را با هم ترکیب یا مستقیماً به هم وصل کنید، تلفات نوری زیادی رخ خواهد داد و ممکن است لینک شبکه شما دچار اختلال یا قطعی شود.
۳. آیا می‌توان از ترانسیور Multimode روی فیبر Single Mode استفاده کرد؟
به طور کلی، پاسخ منفی است. اگر یک ترانسیور Multimode را به فیبر Single Mode وصل کنید، تلفات نوری زیادی ایجاد می‌شود. با این حال، حالت برعکس ممکن است کار کند. به عنوان مثال، ترانسیور 1000BASE-LX Single Mode می‌تواند با استفاده از کابل فیبر conditioning روی فیبر Multimode کار کند.
۴. کدام نوع فیبر نوری را باید انتخاب کنم؟
هنگام انتخاب بین فیبر Single Mode و Multimode، اولین عامل مهم، مسافتی است که نیاز دارید داده‌ها را انتقال دهید. به عنوان مثال، در مراکز داده، فیبر Multimode برای مسافت‌های ۳۰۰ تا ۴۰۰ متری کافی است.
اما برای کاربردهایی که نیاز به انتقال داده در مسافت‌های چندکیلومتری دارند، فیبر Single Mode بهترین انتخاب است. همچنین، در کاربردهایی که هر دو نوع فیبر قابل استفاده هستند، عوامل دیگری مانند هزینه و نیازهای آینده برای ارتقا باید در نظر گرفته شوند.
با مقایسه فیبر نوری Single Mode و Multimode، می‌توان به این نتیجه رسید که سیستم‌های مبتنی بر فیبر Single Mode برای انتقال داده‌ها در مسافت‌های طولانی مناسب‌تر هستند و معمولاً در شبکه‌های carrier، MANها و PONها استفاده می‌شوند. از سوی دیگر، سیستم‌های مبتنی بر فیبر Multimode برای مسافت‌های کوتاه‌تر طراحی شده‌اند و بیشتر در شبکه‌های محلی (LAN)، مراکز داده و محیط‌های سازمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در نهایت، انتخاب بین این دو نوع فیبر نوری باید بر اساس نیازهای شبکه و هزینه‌های کلی انجام شود تا بهترین عملکرد و مقرون به‌صرفه‌ترین راه‌حل برای شبکه شما فراهم شود.
