شما باید تفاوت بین فیبر تک حالته و فیبر چند حالته را درک کنید. امروز، بیایید در مورد فیبر نوری که برای انتقال داده به عنوان سیگنال‌های نوری استفاده می‌شود صحبت کنیم. دو نوع وجود دارد: تک حالته و چند حالته. این مقاله به تفصیل به دسته بندی‌ها و عملکرد تک حالته و چند حالته خواهد پرداخت، بنابراین در ادامه با تفاوت‌های بین تک حالته و چند حالته آشنا شوید.

اول، شاید باید در مورد اندازه هسته فکر کنم. فکر می‌کنم فیبر تک حالته هسته کوچکتری دارد، مثلاً ۹ میکرون، در حالی که فیبر چند حالته بزرگتر است، شاید ۵۰ یا ۶۲.۵ میکرون. اندازه هسته احتمالاً بر نحوه حرکت نور تأثیر می‌گذارد. در فیبر تک حالته، از آنجایی که هسته کوچکتر است، شاید فقط یک حالت از نور بتواند منتشر شود، به همین دلیل این نام را دارد. فیبر چند حالته امکان چندین حالت را فراهم می‌کند. اما "حالت" در اینجا به چه معناست؟ فکر می‌کنم حالت مسیری است که نور می‌تواند از طریق فیبر طی کند. بنابراین در فیبر چند حالته، نور می‌تواند چندین مسیر را طی کند که ممکن است باعث پراکندگی حالت‌ها شود. این زمانی است که حالت‌های مختلف در زمان‌های مختلف می‌رسند و باعث اعوجاج سیگنال می‌شوند. بنابراین فیبر تک حالته، که فقط یک مسیر دارد، از این امر جلوگیری می‌کند. این باید به این معنی باشد که فیبر تک حالته می‌تواند پهنای باند بالاتری را در فواصل طولانی‌تر مدیریت کند.

اما در مورد منبع نور چطور؟ من فکر می‌کنم تک حالته از لیزر استفاده می‌کند که دقیق‌تر است و می‌تواند نور را به هسته کوچکتر متمرکز کند. چند حالته ممکن است از LED یا لیزرهای ارزان‌تر استفاده کند زیرا هسته بزرگتر است و جفت کردن نور در آن آسان‌تر است. لیزرها گران‌تر هستند، بنابراین فرستنده-گیرنده‌های تک حالته احتمالاً گران‌تر از چند حالته‌ها هستند.

فاصله عامل دیگری است. اگر فیبر تک حالته پراکندگی کمتری داشته باشد، می‌تواند مسافت‌های طولانی‌تری را بدون افت سیگنال طی کند. فیبر چند حالته، با پراکندگی مودال، حداکثر مسافت کمتری خواهد داشت. شاید کیلومترها برای فیبر تک حالته و صدها متر برای فیبر چند حالته؟ اما باید اعداد دقیق را بررسی کنم. من اصطلاحاتی مانند OM3 و OM4 را برای فیبرهای چند حالته شنیده‌ام که به عملکرد آنها مربوط می‌شود. اینها احتمالاً استانداردهایی برای درجات مختلف فیبر چند حالته هستند که برای سرعت‌های بالاتر در مسافت‌های خاص بهینه شده‌اند.

پهنای باند - تک حالته باید پهنای باند بالاتری داشته باشد زیرا پراکندگی مودال وجود ندارد. بنابراین برای ارتباطات پرسرعت و طولانی مدت مانند بین شهرها یا در ستون فقرات مخابراتی، تک حالته بهتر است. چند حالته در مراکز داده یا شبکه‌های محلی استفاده می‌شود که فواصل کوتاه‌تر هستند و هزینه نگرانی بزرگتری است.

از نظر هزینه، خود فیبر: فیبر تک حالته ممکن است از نظر قیمت مشابه باشد، اما فرستنده-گیرنده‌ها (مانند ماژول‌های SFP) به دلیل وجود لیزرها گران‌تر هستند. فرستنده-گیرنده‌های چند حالته ارزان‌تر هستند، اما فیبر ممکن است کمی گران‌تر باشد؟ صبر کنید، نه، فکر می‌کنم فیبر تک حالته در بعضی موارد در واقع ارزان‌تر است زیرا ساده‌تر است؟ یا شاید هزینه‌های نصب متفاوت باشد. صبر کنید، نصب فیبر تک حالته ممکن است دشوارتر باشد زیرا هسته کوچکتر است و به کانکتورها و ترازبندی دقیق‌تری نیاز دارد. این می‌تواند نصب را گران‌تر کند، حتی اگر خود فیبر اینطور نباشد.

کاربردها: تک حالته برای مسافت‌های طولانی، مخابرات، ISPها. چند حالته برای شبکه‌های محلی، مراکز داده، شبکه‌های دانشگاهی. همچنین، شاید در موقعیت‌هایی که به پهنای باند بالا اما در فواصل کوتاه‌تر نیاز است. مانند اتصال سرورها در یک مرکز داده.

طول موج‌های مورد استفاده: تک حالته اغلب از ۱۳۱۰ نانومتر و ۱۵۵۰ نانومتر استفاده می‌کند، در حالی که چند حالته ممکن است از ۸۵۰ نانومتر و ۱۳۰۰ نانومتر استفاده کند. طول موج‌های بلندتر در تک حالته ممکن است تضعیف کمتری داشته باشند و به برد بیشتر کمک کنند.

همچنین چیزی در مورد پراکندگی رنگی وجود دارد که در فیبرهای تک حالته بیشتر در فواصل بسیار طولانی تأثیر می‌گذارد، اما آنها از فیبرهای با پراکندگی جابجا شده یا جبران‌کننده‌ها استفاده می‌کنند. مشکل اصلی فیبرهای چند حالته، پراکندگی مودال است که با استفاده از فیبرهای با ضریب شکست تدریجی که در آنها ضریب شکست به تدریج تغییر می‌کند و پراکندگی مودال را در مقایسه با فیبرهای با ضریب شکست پله‌ای کاهش می‌دهد، کاهش می‌یابد.

و انواع مختلفی از فیبرهای چند حالته وجود دارد، مانند OM1، OM2، OM3، OM4، OM5. هر کدام پهنای باند و قابلیت مسافت متفاوتی دارند. OM3 و OM4 برای استفاده با VCSEL های 850 نانومتری (لیزرهای ساطع کننده سطح با حفره عمودی) برای سرعت های بالاتر مانند اترنت 10G، 40G، 100G بهینه شده اند. OM5 برای مالتی پلکس تقسیم طول موج در چند حالته است.

بنابراین با کنار هم قرار دادن همه این موارد: اندازه هسته، منبع نور، فاصله، پهنای باند، هزینه، کاربردها و استانداردها. تک حالته برای مسافت‌های طولانی، پرهزینه و با کارایی بالا. چند حالته برای مسافت‌های کوتاه، هزینه کمتر، نصب آسان‌تر اما با پراکندگی مودال محدود شده است.

همچنین باید بررسی کنم که آیا تفاوت‌های دیگری مانند شعاع خمش یا دوام وجود دارد یا خیر. شاید تک حالته به دلیل هسته کوچکتر به خمش حساس‌تر باشد، اما مطمئن نیستم. چند حالته ممکن است از این نظر بخشنده‌تر باشد. همچنین، سازگاری با تجهیزات موجود. اگر شبکه‌ای از قبل از چند حالته استفاده می‌کند، ارتقاء ممکن است نیاز به تغییر فیبر و فرستنده-گیرنده داشته باشد.

نکته دیگر: مقاوم در برابر آینده. تک حالته ممکن است برای افزایش سرعت در آینده بدون جایگزینی فیبر، مقیاس‌پذیرتر باشد، در حالی که چند حالته ممکن است محدودیت‌هایی داشته باشد زیرا نیازهای پهنای باند فراتر از آنچه فیبر با پراکندگی مودال می‌تواند مدیریت کند، افزایش می‌یابد.

صبر کنید، اما با پیشرفت‌هایی در چندحالته مانند OM5، شاید بتوانند سرعت‌های بالاتری را در فواصل کوتاه پشتیبانی کنند. بنابراین انتخاب به مورد استفاده خاص و رشد مورد انتظار بستگی دارد.

من باید همه این موارد را در یک مقایسه منسجم ساختاربندی کنم. شاید بهتر باشد با تفاوت‌های اصلی شروع کنم، سپس به جنبه‌های فنی مانند پهنای باند، مسافت، هزینه، کاربردها و غیره بپردازم. همچنین، یک جدول خلاصه برای مراجعه سریع اضافه کنم.

بگذارید چند عدد را بررسی کنم. هسته تک حالته ۸-۱۰ میکرون، چند حالته ۵۰ یا ۶۲.۵ میکرون است. تک حالته از منابع لیزر (۱۳۱۰، ۱۵۵۰ نانومتر) استفاده می‌کند، چند حالته از LED/VCSEL (۸۵۰، ۱۳۰۰ نانومتر) استفاده می‌کند. حداکثر مسافت: تک حالته می‌تواند تا ده‌ها کیلومتر، حتی با تجهیزات مناسب ۱۰۰ کیلومتر، را پوشش دهد. چند حالته برای ۱۰۰ متر تا ۵۵۰ متر بسته به استاندارد (OM3/OM4). هزینه: فرستنده-گیرنده‌های تک حالته گران‌تر هستند، اما هزینه فیبر قابل مقایسه یا کمی بیشتر است؟ یا شاید فیبر ارزان‌تر باشد، اما هزینه کلی سیستم به دلیل فرستنده-گیرنده‌ها بیشتر است.

همچنین، پهنای باند: تک حالته عملاً پهنای باند نامحدودی برای اهداف عملی دارد، در حالی که چند حالته به دلیل پراکندگی مودال محدود است. بنابراین برای 10G، 40G، 100G، چند حالته می‌تواند آن را در فواصل کوتاه‌تر پشتیبانی کند. تک حالته می‌تواند این سرعت‌ها را در فواصل بسیار طولانی‌تر پشتیبانی کند.

از نظر استانداردها، تک حالته توسط ITU-T G.652، G.653 و غیره پوشش داده می‌شود، در حالی که چند حالته TIA-492-AAAB (OM1) و غیره است.

نصب و نگهداری: تک حالته به دقت بیشتری نیاز دارد، بنابراین شاید نیروی کار ماهرتر، هزینه راه‌اندازی اولیه بالاتری داشته باشد. چند حالته کار با آن آسان‌تر است و هزینه نصب کمتری دارد.

بنابراین مقایسه کامل، همه این جنبه‌ها را پوشش می‌دهد. شاید بتوان به سیر تکامل نیز اشاره کرد، مثلاً اینکه چگونه به دلیل کاهش هزینه‌های اپتیک، تک حالته حتی در فواصل کوتاه‌تر نیز رایج‌تر می‌شود، اما چند حالته هنوز در سناریوهای حساس به هزینه و با برد کوتاه کاربرد دارد.