أنواع كابلات الألياف الضوئية .. والفرق بين single mode و multimode

أنواع كابلات الألياف الضوئية

يوجد نوعان من كابلات الألياف الضوئية وهم:

• متعدد الأوضاع
• أحادي الوضع

يمكن أن يتوقف اختيارك لنوع الألياف التي تحتاجها على نوع التقنية التي سيتم تشغيلها، فقد يطلب عميل متقدم كابل ألياف متعدد الأوضاع ويطلب نوعا محددا مثل ألياف OM3 أو OM4. وسوف نشرح الأنواع الخاصة بكابلات الألياف الضوئية الآن

ألياف متعددة الأوضاع – OM1 و OM2 و OM3 و OM4 و OM5

يتم تحديد ألياف متعددة الأوضاع بتسميتها بـ “OM”، وهي تعني الوضع البصري، وتحدد مواصفاتها وفقا لمعيار ISO/IEC 11801، حيث يقوم كابل متعدد الأوضاع بتشتيت الضوء في مسارات متعددة أثناء نقله عبر الألياف

يسمح استخدام الألياف الضوئية بنقل الإشارات على مسافات قصيرة ومتوسطة، ولكن عند استخدام كابلات طويلة يمكن أن تتسبب مسارات الضوء المتعددة في تشويه الإشارة في الطرف المستقبل، مما يؤدي إلى نقل بيانات غير واضحة وغير كاملة، لذلك يتم استخدام الوضع المتعدد عادة فقط لنقل الإشارات على المسافات القصيرة مثل مراكز البيانات.

مع تقدم الوقت لمدة 30 عاما، تطورت الألياف متعددة الأوضاع بسبب الطلب المتزايد على سرعة أعلى. حيث أن الألياف OM1 و OM2 لا تستطيع دعم السرعات الأعلى، أصبحت الألياف OM3 و OM4 الخيار الرئيسي لدعم إيثرنت بسرعات 25G و 40G و 100G. وتم تطوير OM5 لزيادة فوائد الألياف متعددة الأوضاع في مراكز البيانات.

أنواع كابلات الألياف متعددة الأوضاع والمواصفات

OM1

• اللون هو برتقالي
• الحجم الأساسي هو  62.5 ميكرومتر
• معدل البيانات هو 1 جيجابايت و850 نانومتر هو الطول الموجي
• المسافة تصل إلى 300 متر
• يتم تطبيقه على شبكات المدى القصير وشبكات المنطقة المحلية (LAN) والشبكات الخاصة

OM2

• لون هو برتقالي
• الحجم الأساسي هو 50 ميكرومتر
• معدل البيانات هو 1 جيجابايت وطول موجته 850 نانومتر
• المسافة تصل إلى 600 متر
• يتم تطبيقه على شبكات المدى القصير وشبكات المنطقة المحلية (LAN) والشبكات الخاصة
• تستخدم عمومًا للمسافات القصيرة بسبب سعتها الضعيفة

OM3  الوضع المتعدد المحسن بالليزر

• اللون هو الأكوا
• الحجم الأساسي هو 50 ميكرومتر
• معدل البيانات هو 10   850 nm
•  Gb هو الطول الموجي
• المسافة تصل إلى 300 متر
• يستخدم في حالات الإضاءة المنخفضة لتمكين سرعات أعلى
• يمكن تشغيله حتى 40 جيجابايت أو 100 جيجابايت حتى 100 متر باستخدام موصل MPO
• التطبيق يكون على شبكات خاصة أكبر

OM4 الوضع المتعدد المحسن بالليزر

• اللون هو الأكوا
• الحجم الأساسي هو 50 ميكرومتر
• معدل البيانات هو 10  850nm
• G هو الطول الموجي
• المسافة تصل إلى 550 متر
• يستطيع تشغيل 100 جيجابايت حتى 150 مترا باستخدام موصل MPO
• يتم استخدام التطبيق في الشبكات عالية السرعة ومراكز البيانات والمراكز المالية والحرم الجامعي للشركات

OM5 هي أحدث وأكبر ألياف متعددة الوضعيات

• اللون هو أخضر ليموني
• يتوافق تماماً ويمكن الاتصال به باستخدام كابلات OM3 و OM4
• يستخدم نطاقًا واسعًا من الأطوال الموجية بين 850 نانومتر و 953 نانومتر
• مصمم لدعم تقسيم الأطوال الموجية القصيرة مضاعفة (SWDM)
• يمكن نقل 40 غيغابت في الثانية و 100 غيغابت في الثانية
• يتم تطبيقه على شبكات ومراكز بيانات عالية السرعة التي تتطلب مسافات اتصال أكبر وسرعات أسرع.

ألياف أحادية الوضع – OS1 و OS2

تتم تعيين الألياف الفردية بواسطة نظام التشغيل المعين أو الألياف الضوئية الفردية، حيث يحتوي الكابل الفردي على نواة أصغر بكثير بحجم 8 إلى 9 ميكرونات مقارنة بالكابل متعدد الأوضاع. ويستخدم المسار الواحد لنقل الضوء. والاختلاف الرئيسي بين الوضع الفردي OS1 و OS2 يكمن في تركيب الكابل بدلا من المواصفات البصرية، حيث يتم استخدام كابل نوع OS1 ذو بنية محكمة الإغلاق، بينما يتكون OS2 من أنبوب فضفاض أو هيكل كابل منفوش.

يتميز الوضع الفردي للألياف باللون الأصفر عادة للقافزات، ولكن قد يتغير لونه حسب التطبيق ونوع الغلاف الخارجي، كما أن الألياف أحادية الوضع هي الخيار الأفضل لنقل المعلومات بسرعات عالية أو عبر مسافات طويلة، حيث تستطيع حمل الإشارات بسرعات أعلى بكثير من الألياف متعددة الأوضاع، وتقليل توهين الإشارة والتداخل الخارجي، كما أنها تتميز بالعديد من المزايا مقارنة بالألياف متعددة الأوضاع، وهي طريقة فعالة لإثبات البنية التحتية لكابلات الشبكة في المستقبل

OS1 وضع واحد كابل ضيق مؤقت

تحتوي كل ألياف على طبقة واقية تتألف من طبقتين، وتكون مشفرة بالألوان لتحديد الهوية. وتتكون كل طبقة واحدة من البلاستيك والأخرى من الأكريليت لمقاومة الماء. ويسمح المخزن المؤقت المحكم بكابل أصغر وأخف وزنا وأكثر مرونة ومقاومة للكسر من الأنابيب الأخرى، وذلك لتثبيته بسهولة دون الحاجة إلى هلام التنظيف أو عدة مراوح لإنهاء الاتصال.

التطبيق يكون على الاستخدام الداخلي كما تكون حلقات الاتصالات المحلية ذات المسافات المتوسطة والشبكات المحلية والروابط من نقطة إلى نقطة في المدن أو المباني أو المصانع أو حدائق المكاتب أو الحرم الجامعي، كما يمكن أن يدعم OS1 سرعات تصل إلى 10G ومسافات تصل إلى حوالي 10 كيلومترات أي ما يعادل 6 أميال.

OS2 وضع واحد كابل أنبوب فضفاض

تكون جميع الألياف عارية بشكل أساسي بخلاف غلافها الخارجي كما تحتوي كل أليافها على طلاء ملون لتحديد الهوية، وبخلاف هذا الطلاء قد تطفو الألياف داخل أنبوب متين ومقاوم للتآكل ومتضخم الحجم مملوء بالهلام البصري الذي يحمي الألياف من الرطوبة يتطلب إنهاء الموصل مجموعة من المراوح

التطبيق مخصص للاستخدام في الهواء الطلق ويحتوي على ألياف كثيرة، وتعتبر هذه الألياف العمود الفقري للاتصالات على مسافات طويلة وخطوط النقل والتطبيقات المباشرة على الشوارع والسكك الحديدية. كما يمكن للتطبيق دعم سرعات تصل إلى 100 جيجابت في الثانية ومسافات تصل إلى 200 كيلومتر، أي ما يعادل 124 ميل.

الفرق بين single mode و multimode

تختلف كابلات الألياف بشكل كبير من ناحية نوع الألياف والبناء والمواد وعدد الألياف الموجودة، وتتألف الألياف الضوئية من خيوط رفيعة للغاية من السيليكا وتكون عالية النقاء وتنقل الضوء بأقل خسارة، ولكن هناك فروق تفصيلية بينها وذلك فيما يلي:

• يمكن نقل عدة أشعة ضوئية في نفس الوقت باستخدام الألياف متعددة الأوضاع بفضل خصائصها البصرية المختلفة في النواة، حيث يتحرك الضوء الذي يسافر في المسافة الأقصر بشكل أبطأ، وتسهل النواة الأكبر الاتصالات، كما يستخدم تقنيات LED و VCSEL بتكلفة منخفضة تعمل عند نطاق 850 نانومتر، ونظرا لتشتتها فإن نطاق الاستخدام يكون محدودا، لذلك يناسب استخدامه ككابلات للمباني عندما يكون الطول أقل من كيلومتر واحد، ويتوفر بحجمين رئيسيين وهما 5 و 50 ميكرون.
• تتميز الألياف أحادية الوضع بصغر حجم النواة بكثير حيث يبلغ 9 ميكرون، وتحتوي على مسار ضوئي واحد، وتستطيع السفر لمسافات أطول بكثير تصل إلى 100 كيلومتر. كما تتطلب هذه الأجهزة إلكترونيات باهظة الثمن تعمل في نوافذ 1310 و 1550 نانومتر وتستخدم عادة في تطبيقات شبكات المنطقة المحلية والتلفزيون الكابلي والاتصالات على مسافات طويلة.