فیبر نوری چند حالته چیست و تفاوت آن با فیبر تک حالته

کابل فیبر نوری چند حالته

فیبر نوری چند حالته که با نام فیبر نوری Multi-mode هم شناخته می شود، نوعی فیبر نوری است که بیشتر برای ارتباط در فواصل کوتاه، مانند داخل ساختمان یا دانشگاه استفاده می شود. از لینک های چند حالته می توان برای سرعت داده تا 100 گیگابایت در ثانیه استفاده کرد. فیبر چند حالته دارای قطر هسته نسبتاً زیادی است که امکان انتشار چندین حالت نور را فراهم می کند و حداکثر طول یک پیوند انتقال را به دلیل modal dispersion محدود می کند.

کاربرد

تجهیزات مورد استفاده برای برقراری ارتباط از طریق فیبر نوری چند حالته نسبت به فیبر نوری تک حالت ارزانتر است. سرعت و فاصله انتقال معمولی 100 مگابیت در ثانیه برای مسافت تا 2 کیلومتر (100BASE-FX) و 1 گیگابیت بر ثانیه تا 1000 متر و همچنین 10 گیگابایت در ثانیه تا 550 متر است.

به دلیل ظرفیت و قابلیت اطمینان بالا، فیبر نوری چند حالته معمولاً برای پشتیبان اصلی کابل کشی شبکه در ساختمان ها استفاده می شود. معماری های سازگار با استاندارد مانند کابل کشی متمرکز و فیبر به محفظه مخابراتی به کاربران این امکان را می دهد تا به جای داشتن الکترونیک فعال در هر طبقه، از طریق فیبر با استفاده از متمرکز کردن الکترونیک در اتاق های مخابراتی، از قابلیت های فیبر استفاده کنند.

فیبر چند حالته برای انتقال سیگنال های نور به، و از تجهیزات طیف سنجی فیبر نوری کوچک (طیف سنج ها، منابع و لوازم جانبی نمونه برداری) مورد استفاده قرار می گیرد و در توسعه اولین طیف سنج قابل حمل نقش اساسی داشت.از فیبر چند حالته نیز هنگامی استفاده می شود که قدرت نوری بالا از طریق فیبر نوری مانند جوشکاری لیزر منتقل شود.

تفاوت فیبر Single-mode و فیبر Multi-mode

تفاوت اصلی بین فیبر نوری چند حالته و تک حالته این است که قطر هسته در مورد اول بسیار بیشتر است، به طور معمول 50 تا 100 میکرومتر؛ که بسیار بزرگ تر از طول موج نوری است که در آن حمل می شود. به دلیل هسته بزرگ و همچنین احتمال زیاد بودن دیافراگم عددی، فیبر چند حالته از ظرفیت "جمع آوری نور" بالاتر از فیبر تک حالته برخوردار است.

از نظر عملی، اندازه هسته بزرگ تر اتصالات را ساده می کند و همچنین امکان استفاده از لوازم الکترونیکی کم هزینه مانند دیودهای ساطع کننده نور (LED) و لیزرهای عمودی حفره ای عمودی (VCSEL) را که در طول موج 850 نانومتر و 1300 نانومتر کار می کنند، فراهم می کند. با این حال، در مقایسه با فیبر تک حالته، محدودیت محصول با پهنای باند فیبر چند حالته کمتر است. از آنجا که فیبر چند حالته اندازه هسته بیشتری نسبت به فیبر تک حالته دارد، از بیش از یک حالت انتشار پشتیبانی می کند. از این رو با پراکندگی معین محدود می شود، در حالی که فیبر نوری Single mode اینگونه نیست.

منابع نور LED که بعضاً با فیبر چند حالته استفاده می شود، طیف وسیعی از طول موج ها را تولید می کند و هر کدام با سرعت های مختلف منتشر می شوند. این پراکندگی رنگی محدودیت دیگری برای طول مفید برای کابل فیبر نوری چند حالته است. در مقابل، لیزرهای مورد استفاده برای هدایت فیبر تک حالته، نور منسجمی با یک طول موج واحد تولید می کنند. به دلیل پراکندگی حالت، فیبر Multi mode دارای سرعت پخش پالس بالاتر از فیبر Single mode است و ظرفیت انتقال اطلاعات فیبر چند حالته را محدود می کند.

از فیبر تک حالته اغلب در تحقیقات علمی با دقت بالا استفاده می شود زیرا محدود کردن نور فقط به یک حالت انتشار اجازه می دهد تا آن را به یک نقطه شدید، با محدودیت انکسار متمرکز کنیم.از رنگ کاور کابل گاهی برای تشخیص کابلهای چند حالته از کابلهای تک حالته استفاده می شود. استاندارد TIA-598C، برای موارد غیر نظامی، استفاده از روکش زرد برای فیبر تک حالته و نارنجی یا آبی برای فیبر چند حالته را بسته به نوع آن توصیه می کند. برخی از فروشندگان از بنفش برای تشخیص فیبر ارتباطی OM4 با عملکرد بالاتر از انواع دیگر استفاده می کنند.