کابل و فیبر / فیبر نوری

فیبر نوری single-mode یا multimode؟

فیبر single-mode یا multimode؟ فرق در قطر هسته، منبع نور، برد، هزینه و رنگ روکش، چرا نباید آن‌ها را به هم وصل کرد و انتخاب برای رک، طبقه‌ها و ساختمان‌ها.

نوشته‌ی تیم پیکوگاید آخرین بازبینی فنی: ۳ دقیقه مطالعه
در این صفحه
  1. مقایسه
  2. تفاوت از کجا می‌آید؟
  3. برد در سرعت‌های رایج
  4. هزینه
  5. OS1 و OS2
  6. کدام را بکشیم؟

فیبر multimode برای فاصله‌های کوتاه داخل ساختمان و دیتاسنتر است (معمولاً تا چند صد متر) و single-mode برای هر فاصله‌ای بیشتر از آن، تا ده‌ها کیلومتر. برای لینک بین ساختمان‌ها همیشه single-mode، و برای داخل دیتاسنتر هر دو رایج‌اند؛ در طراحی‌های جدید، single-mode سهم بیشتری پیدا کرده است.

مقایسه

single-mode (OS1، OS2) multimode (OM1 تا OM5)
قطر هسته حدود 9 میکرون 50 میکرون (OM1: 62.5 میکرون)
قطر روکش شیشه‌ای 125 میکرون 125 میکرون
منبع نور لیزر، معمولاً 1310 و 1550 نانومتر لیزر VCSEL، معمولاً 850 نانومتر
برد رایج 10 تا 80 کیلومتر و بیشتر ده‌ها تا چند صد متر
رنگ روکش رایج زرد نارنجی (OM1، OM2)، آبی فیروزه‌ای (OM3، OM4)، سبز لیمویی (OM5)

تفاوت از کجا می‌آید؟

در فیبر multimode، هسته آن قدر پهن است که نور در چند مسیر (mode) مختلف حرکت می‌کند. مسیرها طول کمی متفاوت دارند و پالس نوری در طول مسیر پهن می‌شود؛ هرچه فاصله یا سرعت بیشتر باشد، پالس‌ها بیشتر در هم می‌روند. همین پدیده (modal dispersion) برد multimode را محدود می‌کند.

در single-mode، هسته آن قدر باریک است که نور فقط در یک مسیر حرکت می‌کند. این مشکل وجود ندارد و برد با توان لیزر و افت فیبر محدود می‌شود، نه با پهن شدن پالس.

برد در سرعت‌های رایج

استاندارد فیبر برد
10GBASE-SR OM3 300 متر
10GBASE-SR OM4 400 متر
100GBASE-SR4 OM3 70 متر
100GBASE-SR4 OM4 100 متر
10GBASE-LR OS2 10 کیلومتر
100GBASE-LR4 OS2 10 کیلومتر

همان طور که جدول نشان می‌دهد، با بالا رفتن سرعت، برد multimode کوتاه‌تر می‌شود. این یکی از دلایلی است که دیتاسنترهای جدید برای 400G و 800G به سمت single-mode رفته‌اند. معنی SR و LR و انتخاب ماژول هر لینک در راهنمای ماژول SFP و QSFP آمده است.

هزینه

  • کابل: فیبر single-mode ارزان‌تر از OM4 و OM5 است.
  • ماژول: ماژول‌های multimode به طور سنتی ارزان‌تر بوده‌اند، چون لیزر VCSEL ساده‌تر است. این فاصله در سرعت‌های بالا کم شده است.
  • نتیجه: برای لینک‌های کوتاه با تعداد زیاد (مثلاً صدها لینک سرور تا سوییچ) multimode هنوز می‌تواند ارزان‌تر باشد؛ برای backbone و هر چیزی که باید سال‌ها برای سرعت‌های بالاتر آماده باشد، single-mode انتخاب امن‌تری است.

OS1 و OS2

هر دو single-mode هستند. OS1 برای کابل کشی داخلی با ساختار tight-buffered طراحی شده و OS2 برای کابل کشی خارجی و فواصل بلند با افت کمتر. در عمل، بیشتر فیبرهای single-mode که امروز فروخته می‌شوند OS2 هستند و برای داخل ساختمان هم استفاده می‌شوند.

کدام را بکشیم؟

سناریو پیشنهاد
سرور تا سوییچ در همان رک DAC یا AOC؛ اگر فیبر، OM4
سوییچ تا سوییچ در یک اتاق سرور OM4 یا OS2
بین طبقه‌ها در یک ساختمان (کمتر از ۳۰۰ متر) OM4، یا OS2 برای آینده نگری
بین ساختمان‌ها یا بیش از ۴۰۰ متر OS2
دیتاسنتر جدید برای 400G و بالاتر OS2

وقتی شک دارید، single-mode بکشید. کابل ثابتی که داخل دیوار و کانال می‌رود سال‌ها می‌ماند، ولی ماژول‌ها را با هر نسل عوض می‌کنید. برای کابل کشی مسی میزهای کاری و access pointها، کابل Cat5e تا Cat8 را ببینید.

منابع

  1. Single-mode optical fiber (Wikipedia) en.wikipedia.org
  2. Multi-mode optical fiber (Wikipedia) en.wikipedia.org