استانداردهای کابل فیبر نوری
معرفی کامل فیبرهای سینگلمود و مالتیمود و استانداردهای ITU-T
کابل فیبر نوری بر اساس ساختار و کاربرد به دو دسته اصلی سینگلمود و مالتیمود تقسیم میشود. فیبرهای سینگلمود طبق استانداردهای ITU-T سری G.65x تعریف شدهاند و هر کدام برای کاربرد، طول موج و مسافت مشخصی بهینهسازی شدهاند. انتخاب صحیح نوع فیبر نقش کلیدی در کیفیت، ظرفیت و پایداری شبکههای نوری دارد.
تقسیمبندی کلی کابل فیبر نوری
فیبرهای نوری بهطور کلی به دو گروه اصلی تقسیم میشوند: مالتیمود (Multi-Mode) و سینگلمود (Single-Mode). تفاوت اصلی این دو نوع، در قطر هسته، نحوه انتشار نور، فاصله قابل پوشش و کاربرد آنهاست.
فیبر مالتیمود بیشتر در شبکههای داخلی، دیتاسنترها و مسافتهای کوتاه استفاده میشود و شامل استانداردهای OM1، OM2، OM3 و OM4 است. در مقابل، فیبر سینگلمود برای مسافتهای طولانی، شبکههای مخابراتی، FTTH، MAN و WAN طراحی شده و تمرکز اصلی استانداردهای ITU-T بر همین نوع فیبر است.
استانداردهای فیبر سینگلمود (ITU-T G.65x)
سازمان ITU-T استانداردهای متعددی برای فیبرهای سینگلمود تعریف کرده است که هرکدام ویژگیهای فیزیکی و اپتیکی متفاوتی دارند و برای سناریوهای خاصی بهینه شدهاند. این استانداردها در سری G.65x دستهبندی میشوند.
تنوع این استانداردها نشاندهنده تکامل فناوری انتقال نوری و تلاش برای دستیابی به بهترین ترکیب میان تضعیف کم، پاشندگی کنترلشده و ظرفیت انتقال بالاست.
ITU-T G.652 – فیبر سینگلمود استاندارد (SMF)
فیبر G.652 رایجترین نوع فیبر سینگلمود در شبکههای نوری است و اغلب با عنوان SMF شناخته میشود. این فیبر در چهار کلاس A، B، C و D عرضه میشود. در کلاسهای A و B، پیک آب وجود دارد و بهرهبرداری بهینه در طول موج 1310 نانومتر انجام میشود. در کلاسهای C و D، پیک آب حذف شده و امکان استفاده از بازه وسیعتری از طول موجها فراهم میشود.
فیبرهای G.652.A و G.652.B در حوالی 1310 نانومتر دارای پراکندگی نزدیک به صفر هستند و اگرچه در 1550 نانومتر نیز کار میکنند، اما به دلیل پاشندگی بالاتر، عملکرد آنها در این باند بهینه نیست. در مقابل، G.652.C و G.652.D با حذف پیک آب، امکان استفاده در بازه 1310 تا 1550 نانومتر را دارند و برای سیستمهای CWDM نیز مناسباند. این نوع فیبر بهطور گسترده در شبکههای LAN، MAN و بخشهایی از شبکههای دسترسی استفاده میشود.
ITU-T G.653 – فیبر با پراکندگی منتقلشده (DSF)
فیبر G.653 با هدف انتقال نقطه پراکندگی صفر به حوالی 1550 نانومتر طراحی شده است؛ طول موجی که کمترین تضعیف در فیبر را دارد. این ویژگی باعث میشود این فیبر برای سیستمهای انتقال مسافت طولانی همراه با تقویتکنندههای EDFA مناسب باشد.
با این حال، تمرکز بالای توان نوری در هسته کوچک این فیبر، باعث بروز اثرات غیرخطی میشود. در سیستمهای DWDM، این ویژگی میتواند منجر به پدیده ترکیب چهار موج (FWM) شود که تداخل شدید بین کانالها ایجاد میکند. به همین دلیل، استفاده از G.653 در شبکههای مدرن DWDM بهتدریج کاهش یافته و جای خود را به استانداردهای پیشرفتهتر داده است.
ITU-T G.654 – فیبر با هسته بزرگ برای مسافتهای بسیار طولانی
فیبر G.654 با هسته بزرگتر و استفاده از سیلیس خالص طراحی شده است تا تضعیف بسیار کمی در باند 1550 نانومتر داشته باشد. این فیبر برای انتقال توانهای بالا در بازه 1500 تا 1600 نانومتر بهینه شده و عمدتاً در لینکهای بسیار طولانی، بهویژه کابلهای زیر دریایی و بینقارهای، استفاده میشود.
این نوع فیبر در 1550 نانومتر پراکندگی رنگی بالایی دارد و برای کار در باند 1310 نانومتر مناسب نیست، اما در کاربردهای خاص زیرساختی نقش کلیدی دارد.
ITU-T G.655 – فیبر با پراکندگی غیرصفر منتقلشده (NZDSF)
فیبر G.655 با هدف رفع مشکلات فیبر G.653 توسعه داده شده است. در این فیبر، مقدار پراکندگی رنگی در باند 1530 تا 1560 نانومتر کوچک اما غیرصفر نگه داشته میشود تا از بروز اثرات غیرخطی مانند FWM جلوگیری شود.
G.655 دارای هسته بزرگتری نسبت به G.653 است و برای انتقالهای طولانی در سیستمهای DWDM بسیار مناسب میباشد. این استاندارد در دو نوع با شیب پاشندگی مثبت و منفی (D+ و D-) ارائه میشود و یکی از گزینههای اصلی شبکههای نوری پرظرفیت محسوب میشود.
ITU-T G.656 – فیبر با پراکندگی متوسط (MDF)
فیبر G.656 برای کار در بازه وسیع طول موجی، معمولاً بین 1460 تا 1625 نانومتر، طراحی شده است. این فیبر امکان پشتیبانی همزمان از سیستمهای CWDM و DWDM را فراهم میکند و برای شبکههای دسترسی شهری و لینکهای مسافت متوسط تا طولانی مناسب است.
G.656 انعطافپذیری بالایی در توسعه شبکه دارد و اجازه میدهد ظرفیت سیستمهای DWDM بدون تغییر اساسی در زیرساخت افزایش یابد.
ITU-T G.657 – فیبر مقاوم در برابر خم (Bend Insensitive)
فیبر G.657 از نظر ساختار پایه مشابه G.652 است، اما عملکرد بسیار بهتری در برابر خمشدگی دارد. این ویژگی به کمک طراحی خاص هسته و استفاده از لایههای نوری بازتابدهنده حاصل شده است که مانع خروج نور از هسته در شعاعهای خم کوچک میشود.
کنترل شعاع خم در کاربردهایی مانند FTTH بسیار دشوار است، بنابراین G.657 بهعنوان جدیدترین و مناسبترین استاندارد برای بخشهای انتهایی شبکههای دسترسی و داخل ساختمان شناخته میشود و اغلب همراه با G.652 در شبکههای مدرن استفاده میگردد.
نتیجهگیری
فیبرهای سینگلمود استانداردهای متنوعی دارند که هرکدام برای کاربرد خاصی طراحی شدهاند. G.652 بهعنوان فیبر عمومی و پرکاربرد شناخته میشود، G.653 به دلیل مشکلات غیرخطی عملاً کنار گذاشته شده، G.654 مخصوص لینکهای زیر دریایی است، G.655 انتخاب اصلی شبکههای DWDM مدرن محسوب میشود، G.656 برای بازههای طول موج گسترده طراحی شده و G.657 بهترین گزینه برای کاربردهای FTTH و محیطهای با شعاع خم محدود است.
درک صحیح تفاوت این استانداردها، به طراحان شبکه کمک میکند تا با کمترین هزینه، بیشترین کارایی و پایداری را در شبکههای فیبر نوری به دست آورند.