فیبر های سینگل مود SingleMode
همانطور که در مقاله ی فیبر نوری چیست اشاره شد فیبرهای نوری به سه دسته ی فیبرهای سینگل مود singlemode ، فیبرهای مالتی مود Multimode و فیبرهای NZ که خود زیرمجوعه ای از فیبرهای سینگل مود singlemode میباشند تقسیم بندی شدند .
در این مقاله که توسط fiberopticbank.com نوشته شده است میخواهیم به معرفی انواع فیبرهای سینگل مود singlemode ، بررسی تاریخچه ی فیبرهای سینگل مود singlemode و موارد استفاده ی فیبرهای سینگل مود singlemode بپرداریم .
همانطور که در مقاله ی فیبر نوری چیست به آن اشاره شده بود و مفصل درباره ی ساختار فیبر های نوری و انواع فیبرهای نوری توضیح داده شده بود ؛ فیبرها ی نوری ازهسته core و پوشش هسته cladding که مایه اصلی فیبر نوری است ساخته میشوند .
تفاوت اصلی فیبر های مالتی مود Multimode و فیبرهای سینگل مود single mode در همین ساختار اصلی میباشد که تفاوت فیبرهای مالتی مود Multimode را در مقاله ی فیبر های مالتی مود Multimode به طور مفصل توضیح دادیم حال در مقاله ی زیر تحت عنوان فیبرهای سینگل مود Singlemode به بررسی تفاوت های فیبرهای سینگل مود Single mode میپردازیم .
فیبرهای سینگل مود Singlemode:
فیبر های Fiber Optic Singlemodeیا به اختصار (SMF) یا فیبرهای سینگل مود Singlemode یا فیبر های نوری SM :
فیبرهای نوری سینگل مود singlemode ، دارای یک core یا هسته ی فوق العاده باریک میباشندکه تنها قادر به ارسال یک پرتو از نور هستند پس قطعا این پرتو کمترین اتساع را خواهد داشت و برای استفاده در فواصل بسیار طولانی و داده های ارسالی بالای چند ده گیگابایت مناسب است .
اصطلاح میکرومتر برای cladding یا پوشش هسته مورد استفاده قرار میگیرد که برای هر دو نوع فیبر های سینگل مود SingleMode و فیبر های مالتی مود Multimode برابر با ۱۲۵ میکرون میباشد اما قطر هسته در فیبرهای سینگل مود Single mode بین 8 تا 10 میکرون میباشد.
سرعت انتقال داده ها در فیبرهای سینگل مود singlemode:
سرعت انتقال داده ها به میزان ضخامت فیبرهای سینگل مود singlemode ارتباطی ندارند و عامل بسیار مهمی که با سرعت ارتباط مستقیم دارد ضریب شکست نور میباشد ؛که محاسبه ی میزان دقیق آن نیز به cladding یا غلاف دور هسته که ضریب شکست آن از هسته بیشتر میباشد بستگی دارد .
در فیبرهای سینگل مود single mode قطر هسته بسیار نازک میباشد و همین امر باعث میشود که نور به صورت مستقیم انتشار یابد بنابراین نور تضعیف کمتری دارد و در فاصله های طولانی نیاز به استفاده از ریپیتر ها ندارد .
نحوه ی عملکرد فیبرهای نوری سینگل مود singlemode را در کلیپ زیر میتوانیدمشاهده کنید.
فیبرهای سینگل مود singlemode اکثرا با ضخامت هسته و پوشش هسته ی 91/125 میکرون میباشند .
فیبرهای سینگل مود singlemode اکثرا طول موج 1310 فعالیت میکنند ؛ بدون محدودیت استفاده در مسافت ، زیرا همانطور که در مطلب بالا ذکر شد این نوع از فیبرهای سینگل مود singlemode در فواصل طولانی بسیار عالی پاسخگو میباشد.
برن های فعالیت کننده درحوزه ی فیبر های نوری single mode و نمونه هایی از آن عبارت است از :
شهید قندی ،رفسنجان ،زفرقندی ، سیمین فر ، عمان و …
برند های خارجی فعالیت کننده در این حوزه :
TKF هلند ، DRAK دانمارک ، Emtelle انگلیس ، Nexans و … میباشد .
فیبر های single mode از زمان پیدایش تا کنون به سه دسته تقسیم میشوند که اکنون پیشرفته ترین آنها مورد استفاده در سیستم های مخابراتی جدید واقع شده اند .
انواع فیبرهای سینگل مود singlemode :
نوع اول فیبرهای سینگل مود singlemode :
اولین نوع فیبرهای سینگل مود singlemode که به طور وسیع و گسترده از آن در شبکه ها استفاده شده بود وهنوز تعویض نشده است فیبرهای سینگل مود NDSF ، singlemode یا همان Non-DSF میباشد .
منظور از Non – DSF همان فیبر نوری Non-Dispersion -Shifted ، به معنای غیر انشعابیه تغییر کرده است که اولین فیبرنوری موفق فیبر های سینگل مود single mode بود.
بیشتر فیبرهای نوری استفاده شده در آن زمان ازنوع فیبرهای سینگل مود NDSF ، Single mode بودند که این نوع از فیبر های نوری با طول موج 1310 nm بهینه شده بودند.
فیبر نوری NDSF معمولا به فیبر سیلیکای ، سینگل مود Single mode اشاره دارد ؛ و این فیبر نوری سینگل مود single mode اصولا با عنوان
Non – dispersion – shiftetd شناخته میشود که امروزه مدل SMF-28 که ساخته ی corning میباشد از معروف ترین مدل های NDSF میباشد .
تصویر زیر نمونه ی corning -SMF-28 میباشد .
فیبرهای NDSF پراکندگی رنگی صفر (به نام λ0 ) در طول موج 1310nm نشان میدهد.
طول موج های انتقال داده شده با سیستم EDFA و دامنه فیبر ( Ebrium doped ، ( 1550nm window دارای پراکندگی رنگی فوقالعاده بالا و زیاد با فیبر NDSF میشود؛
و نیاز دارد تا این پراکندگی به نحوی جبران شود بخصوص در نرخ داده ی 10Gbit/S یا بالاتر از این مقدار و نرخ اتلاف نوری معمول بین 0.21Db/km و 0.25Db/km میباشد .
نوع دوم فیبرهای سینگل مود singlemode :
سری بعد از فیبرهای سینگل مودNDSF ، Singlemode که باطول موج 1310nm کار میکردند،فیبرهایDSFبودندکه باطول موج 1550 معرفی شدند .
فیبرهای سینگل مود Singlemode جدید به این علت به بازار ارائه شدند که نظریه هایی مبتنی براین موضوع وجود داشت که فیبرهای سینگل مود Singlemode NDSF برای استفاده در طول موج 1550nm مناسب نیستند.
این نظریه میبتنی براین علت بود که فیبر NDSF درطول موج 1550 nm پراکندگی بسیار بالایی داشت.
این موضوع پراکندگی بسیارزیادسبب میشدکه،حداکثر نرخ انتقال داده هاومسافت را محدودشوند برای حل این مشکل فیبرهای سینگل مودDSFرا معرفی کردند
فیبرهای سینگل مود DSF ، Singlemode :
DSF در فیبرهای سینگل مود Singlemode مخفف عبارت Dispersion –shifted fiber است که معنی آن فیبرهای پراکنده میباشد .
بعداز فیبرهای NDSF از فیبرهای سینگل مود فیبرهای DSF را برای به حداقل رساندن پراکندگی رنگی فیبرNDSF در طول موج1550nm با نامdispersion– shifted fiber معرفی شد.
طراحان فیبر توانستند با تغییرشاخص ها و کم کردن شعاع هسته λ0 را از 1310nmتا 1560nm تغییر وحرکت دهند .
این عملیات و روش در فیبرهای سینگل مود Singlemode هر چند تا حدی موثر بود و تا حد زیادی در کاهش اثرات پراکندگی رنگی که پهنای باند رامحدود میکرد اثرگذاشت اما موقعیت λ0 در نزدیکی طول موج های عامل در خصوص آثار غیر خطی FWM که ترکیب چهار طول موج است به وجود آورد.که این موضوع در کاربرد هایDWDM با بیشتر از 8 طول موج سخت میشود و محدوده ی اتلاف حدود 0.25Db/km تا 0.30Db/km میباشد .
مشکلات فیبرهای سینگل مود Singlemode:
طول موج پراکندگی صفر(0) فیبر ، طول موج پراکندگی رنگی صفر میباشد .
پراکندگی رنگی موجب میشود یک پالس طول موج ، همانطور که در طول فیبر عبور میکند گسترش بیابد و انتشار پیدا کند که این بخاطر واکنش اجزای مختلف طول موج که پالس های طول موج را میسازند با سرعت های کمی متفاوت در فیبر عبور نمایند .
DSF برای استفاده در طول موج 1550nm بهینه شد و این فیبر از فیبرهای سینگل مود singlemode بسیار موفق در عرصه ی انتقال دیتا ظاهر شد و ازین فیبر برای کاربرد های بسیار زیادی استفاده شد .
پس از گذشت زمان در تکنولوژی انتقال داده DWDM هنگامی که طول موج های متعدد در فاصله ی نزدیک در باند 1550nm انتقال میافتند یک سری مشکل غیر خطی جدی در فیبر های DSF بروز کرد .
تمام توضیحات بالا در قالب یک کلیپ ویدئو برای فهم بهتر مسائل فیبر DSF به نمایش گذاشته شده است .
نوع سوم فیبر های سینگل مود single mode :
نوع سوم فیبر های سینگل مود Single mode ، فیبر های NZ میباشند . که امروزه این Type از فیبرهای single mode به صورت دسته ای جداگانه مطرح میشوند .
fiberopticbank.com نیز فیبرهای NZ را در مقاله ی فیبر های NZ مورد بحثو بررسی قرار داده است برای مطالعه ی مقاله روی فیبر های NZ کلیک کنید.
برای نوشتن و تدوین این مقاله از سایت های ،photonics.com و fiber-optical-networking.comا و lightwavestore.com استفاده شده است .
محصولات مرتبط
کابل فیبر نوری
با ما همراه باشید.
جهت اطلاع از آخرین اخبار، محصولات، حراجی ها ، مقالات و فیلم های آموزشی در خبرنامه بانک فیبر نوری و شبکه عضو شوید.