في عملية التطوير السريع للشبكة،الألياف البصرية تستخدم على نطاق واسع في مجال الاتصالات بالألياف البصرية بسبب مزاياها مثل سرعة الإرسال السريعة وقدرة الإرسال الكبيرةوفقًا لأساليب النقل البصري المختلفة ، تنقسم الألياف البصرية إلى ألياف أحادية الوضع وألياف متعددة الوضع.بسبب الاختلافات الكبيرة في الخصائص الهندسية ونقل هذين النوعين من الألياف، لديهم أيضا اختلافات كبيرة في التطبيقات العملية. بعد ذلك ، ستقدم هذه المقالة مقدمة مفصلة للاختلافات واستخدام الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الوضع ،توجيهك في اختيار واستخدام الألياف المنفردة الصحيحة.

1、 الاختلافات الهيكلية الأساسية بين الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الوضع

تتكون الألياف البصرية بشكل عام من غطاء خارجي ، وتغطية ، وواحدة ألياف ، وهيكل مصدر الضوء. كما هو موضح في النص التالي ،الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الوضع لها الاختلافات التالية من حيث الغطاء الخارجيقطر القلب ومصدر الضوء:

الفرق في لون الغطاء الخارجي

يمكن لون الغطاء الخارجي للألياف البصرية التمييز بسرعة بين الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الوضع. وفقًا لتعريف TIA-598C القياسي ،لون الغلاف الخارجي للألياف OS1/OS2 ذات الوضع الواحد أصفر، في حين أن لون الغلاف الخارجي للألياف متعددة الوسائط هو البرتقالي أو الأخضر المائي. من بينها ، تستخدم الألياف متعددة الوسائط OM1/OM2 الغلاف الخارجي البرتقالي ، وتستخدم الألياف متعددة الوسائط OM3/OM4 الغلاف الخارجي الأخضر المائي ،و OM5 الألياف متعددة الوسائط تستخدم الغطاء الخارجي الأخضر.

الشكل 1: مقارنة ألوان الغلاف الخارجي بين الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الوضع

الفرق في قطر نواة الألياف

هناك فرق كبير في قطر النواة بين الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الوضع.

قطر الأساس للألياف أحادية الوضع (SMF) عادةً ما يكون 9 μm. بسبب جوهرها الضيق ، لا يمكنه نقل سوى وضع واحد من الضوء في أطوال موجة 1310nm و 1550nm و WDM. ونتيجة لذلك ،الألياف ذات الوضع الواحد لديها تشتت صغير وعرض النطاق الترددي العالي، في حين أن الألياف متعددة الأوضاع (MMF) لديها قطر قلب 50/62.5 μm وعرض قلب. يمكنها نقل أوضاع ضوئية متعددة في طول موجة تشغيلي معين (طول موجة 850nm أو 1310nm). ومع ذلك ،بسبب المئات من الوضعيات المنقولة في الألياف متعددة الوضعيات، ثابتات الإرسال ومعدلات المجموعة لكل طريقة مختلفة ، مما يؤدي إلى عرض النطاق الترددي الضيق ، وانتشار كبير ، وفقدان كبير في الألياف متعددة الأوضاع.

الشكل 2: مقارنة قطرات القلب بين الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الوضع

الملاحظة: قطر الغطاء القياسي لمعظم الألياف البصرية هو 125 ميكرو متراً، والقطر القياسي للطبقة الوقائية الخارجية هو 245 ميكرو متراً، دون التمييز بين الوضع الواحد والمتعدد.

الاختلافات في مصدر الضوء

تستخدم الألياف أحادية الوضعية والألياف متعددة الوضعية مصادر ضوئية مختلفة. تستخدم الألياف أحادية الوضعية عادة مصادر ضوئية ليزرية ، في حين تستخدم الألياف متعددة الوضعية عادة مصادر ضوئية LED.

الشكل 3: مقارنة مصادر الضوء المستخدمة في الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الوضع

2、 الفرق في مسافة الإرسال بين الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الوضع

وكما هو معروف، فإن الألياف البصرية أحادية الوضع تستخدم عادةً لنقل المسافات الطويلة، في حين تستخدم الألياف البصرية متعددة الوضعيات بشكل عام لنقل المسافات القصيرة.أنواع مختلفة من تطبيقات الألياف الضوئية أحادية الوضع والمتعددة الوضع لديها مسافات نقل مختلفة في Ethernet بسرعة مختلفةكما هو مبين في الجدول أدناه:

الجدول 1: مقارنة مسافة الإرسال بين الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الوضع

من الجدول، يمكن أن نرى أنه عند سرعات 1G و 10G، الألياف أحادية الوضع لديها مسافة نقل أطول بكثير من الألياف متعددة الوضع. إذن لماذا لا تستخدم جميع مراكز البيانات الألياف أحادية الوضع؟هذا لأن بناء مراكز البيانات يركز بشكل رئيسي على نقل المسافات القصيرةفي تطبيقات نقل المسافات القصيرة ، فإن أداء الألياف متعددة الوسائط هو نفس أداء الألياف أحادية الوسائط ، ولكن التكلفة أقل.يمكن أن تدعم الألياف متعددة الأوضاع OM3 / OM4 سرعات أعلىفي عصر اليوم من شبكات عالية السرعة ، لا يمكن التقليل من طلب الألياف متعددة الأوضاع.

3、 الفرق في التكلفة بين الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الوضع

تكلفة الألياف أحادية الوضع أعلى من تكلفة الألياف متعددة الوضع، ويرجع ذلك أساسا إلى الاختلافات في أجهزة المعدات ومصادر الضوء وتكاليف المواد.

وبالمثل، فإن تكلفة بناء أنظمة الألياف الضوئية متعددة الوسائط أقل من أنظمة الألياف الضوئية أحادية الوسائط.تتراوح تكلفة نظام نقل متعدد الأوضاع (مع مزيج من وحدات البصرية متعددة الأوضاع وقطارات الألياف) من 3300 يوان إلى 5300 يوان، في حين أن تكلفة نظام نقل أحادي الوضع (مع مزيج من وحدات البصرية أحادية الوضع والقفزات) تتجاوز عادة 6700 يوان ،مع فرق سعر يزيد عن 1000 يوان بين الاثنين.

4、 أسئلة وأجوبة مشتركة حول الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الوضع

1 هل يمكن خلط الألياف ذات الوضع الواحد والألياف متعددة الوضع لاستخدامها؟

بسبب أنماط النقل المختلفة للألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الوضع ، لا يمكن توصيل الألياف مباشرة معًا ، وإلا فمن السهل أن يسبب فقدان الرابط وتحرك الخط.ولكن يمكننا استخدام أجهزة التحويل مثل الوضع الواحد إلى عدة الوضع تحويل القفزات (iأجهزة تعديل الوضع) لربط الروابط ذات الوضع الواحد والمراتب المتعددة.

2 هل يمكن استخدام وحدات بصرية متعددة الأوضاع على الألياف أحادية الأوضاع؟

لا يمكن استخدام الوحدات الضوئية متعددة الأوضاع على الألياف الضوئية أحادية الأوضاع ، مما لا يؤدي فقط إلى خسائر كبيرة ، ولكن قد يمنع أيضًا الاتصال.نظراً للقطر الصغير للألياف الضوئية ذات الوضع الواحد وزاوية الانحراف الكبيرة للوحدات الضوئية متعددة الأوضاع، كلما زادت مسافة الإرسال، زاد ضعف الإشارة. من الممكن أن تكون الإشارة قد تدهورت بالفعل قبل الوصول إلى مسافة الإرسال.

3 هل يمكن استخدام وحدات البصرية ذات الوضع الواحد على الألياف متعددة الوسائط؟

يمكن استخدام الوحدات البصرية ذات الوضع الواحد على الألياف متعددة الأوضاع ، ولكن يجب استخدام أجهزة إرسال الألياف لتحويل أنواع الألياف. على سبيل المثال ، باستخدام أجهزة إرسال الألياف ،ويمكن للوحدة البصرية لـ 1000BASE-LX أن تعمل على الألياف متعددة الأوضاعكما هو موضح في الشكل التالي ، يمكن استخدام أجهزة استقبال الألياف الضوئية أيضًا لحل مشكلة الاتصال بين الوحدات الضوئية أحادية الوضع والعديدة.

4 كيف تختار بين الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الوضع؟

عند اختيار الألياف أحادية الوضعية والألياف متعددة الوضعية ، يجب أن نأخذ بعين الاعتبار مسافة الإرسال الفعلية وتكلفة الشبكة. إذا لم تتجاوز مسافة الإرسال 550 مترًا ،الألياف البصرية متعددة الأوضاع كافيةإذا كانت مسافة الإرسال تصل إلى عدة آلاف من الأمتار أو أكثر، فإن الألياف البصرية ذات الوضع الواحد هي الخيار المثالي.

المرحلة الأخيرة

كما يمكن أن نرى من المقارنة أعلاه، مجالات تطبيق الألياف أحادية الوضع والألياف متعددة الوضعات مختلفة.يتم استخدام الألياف الضوئية ذات الوضع الواحد بشكل رئيسي في شبكات المناطق الحضرية و PONs، في حين أن الألياف الضوئية متعددة الأوضاع تستخدم بشكل رئيسي في شبكات المؤسسات ومراكز البيانات. يجب أن يستند الاختيار إلى الاحتياجات الفعلية للأسلاك.