استفاده از فیبرهای تک رشته ای
تا مدت‌ها سیستم فیبر نوری برای انجام ارتباطات دو طرفه کامل، به دو رشته فیبر نوری احتیاج داشت؛ یکی برای انتقال و دیگری برای دریافت اطلاعات. اما با ظهور تکنولوژی فیبرهای تک رشته‌ای این مسئله تغییر کرد. به نظر می‌رسد این گزینه برای کاربردهایی که ظرفیت فیبر نوری و بودجه محدود دارند، گزینه بهتری است. علاوه بر این،محبوبیت این نوع انتقال هرروزه در حال افزایش است. اما آیا فیبرهای Single Strand یا همان تک رشته‌ای برای شما مناسب است؟ برای خواندن این مقاله چند دقیقه وقت بگذارید، فکر می‌کنیم شما هم به دنبال چنین راه‌حلی باشید…
تکنولوژی فیبرهای تک رشته ای
اول از همه باید درک درستی از انتقال فیبرهای تک رشته‌ای داشته باشیم. در انتقال فیبر تک رشته‌ای از یک رشته شیشه (فیبر نوری) برای ارسال داده‌ها در هر دو جهت، یعنی انتقال دو طرفه (BiDi) استفاده میشود. انتقال فیبر تک رشته‌ای مبتنی بر دو طول موج است که در جهت مخالف حرکت می‌کنند (انتقال TW BiDi نیز نامیده میشود). این فناوری از طریق کوپلرهای چندگانه سازی تقسیم طول موج (WDM)، یا همان diplexers ها، که داده‌های منتقل شده از طریق یک فیبر را براساس طول موج‌های نور ترکیب و جدا می‌کنند انجام میشود. به طور کلی، این کوپلر WDM در یک ماژول رابط گیرنده نوری استاندارد قرار گرفته شده است.
در واقع، علاوه بر انتقال دو طول موج BiDi (در دو جهت)، راه‌حل BiDi با یک طول موج (SW) در زمانی‌که فیبر خیلی کم بود و لیزر 1550 نانومتری DFB بسیار گرانقیمت بود، راه‌حل پر طرفداری بود. این راه‌حل مبتنی بر فناوری‌های کوپلر جهتی تک طول موج است که اجازه میدهد یک طول موج یکسان (به عنوان مثال 1310 نانومتر برای 50 کیلومتر یا 1550 نانومتر برای مسافت‌های طولانی‌تر) در جهت Tx و Rx (فرستنده و گیرنده) حرکت کند. با استفاده از کوپلر جهتی، هر دو سیگنال داخل یک فیبرهای تک رشته‌ای کوپل می‌شوند. سپس کوپلر جهت دو سیگنال (ورود یا خروج) را شناسایی کرده و آنها را جدا یا ترکیب می‌کند. این راه‌حل معمولاً برای کاربردهایی با سرعت در حد گیگابیت بسیار قابل اعتماد و مقرون به صرفه است زیرا در این حالت نیاز به استقرار تنها یک نوع فرستنده گیرنده در 1550nm (یا 1310nm) است. با این حال، SW BiDi به دلیل نویز بازگشتی، نمی‌تواند نرخ بیت بالا را پشتیبانی کند.
مزیت های استفاده از انتقال فیبر Single Strand
استفاده از سیستم انتقال فیبرهای تک رشته‌ای با مزایا و پتانسیل شناخته شده در حال استفاده روزافزون در سیستم‌های ارتباطی، شبکه‌های حمل و نقل نوری، شبکه‌های دسترسی، شبکه‌های بیسیم backhaul و شبکه انتقال خصوصی است که نیازهای مشتریان را برآورده کرده و تمام تلاش خود را برای صرفه‌جویی در هزینه‌های CAPEX و هزینه‌های عملیاتی (OPEX) انجام میدهد.
ظرفیت شبکه را افزایش میدهد. در کار با سیستم‌های فیبر تک رشته‌ای یا Single Strand، ظرفیت فیبر با کار در بیش از یک طول موج همزمان، انتقال و دریافت بر روی یک رشته، می‌تواند دو برابر شود. به عنوان مثال، اگر کابل شش رشته‌ای دارید، می‌توانید هر شش خط ارتباطی را بدست آورید اما در صورت استفاده از روش قدیمی انتقال و دریافت جداگانه بر روی فیبرها، نیمی از خطوط ارتباطی را از دست می‌دهید.
قابلیت اطمینان را افزایش میدهد. استفاده از فیبرهای تک رشته‌ای باعث میشود کمتر در معرض خطاهای اتصال قرار بگیریم، زیرا اتصالات یا نقاط انتهایی در شبکه کمتر است. علاوه بر این، مشتری همچنین می‌تواند از تک فیبر برای کاهش افزونگی در شبکه استفاده کند.
به طور کلی باعث صرفه جویی در هزینه میشود. هزینه‌های شامل کابل کشی فیبر نوری، نیروی کار و مواد دخیل در خاتمه نقاط انتهایی و غیره، با کار با فیبرهای Single Strand، قابل کاهش است. کاهش تعداد فیبرها منجر به کاهش هزینه‌های کلی کار میشود. از آنجا که شما در حال افزایش ظرفیت فیبر موجود در مقابل نصب فیبر اضافی هستید، در هزینه‌های نصب و اجرا نیز صرفه‌جویی میشود. علاوه بر این، استفاده کمتر از پچ کورد و پورت پچ پنل را باعث میشود که خود در نهایت منجر به کاهش هزینه خواهد شد.
با این حال، به قول معروف، هر سکه دو روی دارد. سیستم‌های فیبر Single Strand برخی محدودیت‌ها نیز دارند. نمی‌توان همان دامنه و فاصله‌ای را که فیبر دوگانه در اختیار ما قرار میدهد از فیبر تک رشته‌ای انتظار داشته باشیم. و در حال حاضر، گیرنده‌های نوری موجود برای فیبرهای تک رشته‌ای محدود بوده و هزینه بیشتری دارند. به همین دلیل است که اگرچه انتقال فیبر تک رشته‌ای دارای مزایای زیادی است، اما هنوز هم نمی‌تواند جایگزین انتقال فیبر دوگانه شود. بنابراین، هنگامی که آماده استفاده از آن هستید، باید در مورد محدودیت استفاده از فیبرهای تک رشته ای نیز اطلاعات کافی داشته باشید.
اجزای متداول مورد استفاده در انتقال فیبر تک رشته ای
برای دستیابی به انتقال فیبر تک رشته‌ای، انواع فیبرهای نوری تک رشته‌ای مورد نیاز است که ارسال و دریافت همزمان داده‌های یک فیبر یک رشته‌ای تضمین کند. در اینجا، انواع مختلفی از اجزای رایج سیستم فیبر تک رشته‌ای را معرفی می‌کنیم.
گیرنده های BiDi (گیرنده های WDM)
فرستنده‌گیرنده BiDi که فرستنده‌گیرنده‌ی WDM نیز نامیده میشود، نوعی ماژول فرستنده‌گیرنده نوری است که براساس فناوری انتقال دو جهته WDM طراحی شده است. برخلاف ماژول‌های نوری معمولی، این ماژول تنها یک پورت نوری دارد که از یک کوپلر WDM برای انتقال و دریافت سیگنال‌ها از طریق یک فیبر تک رشته استفاده می‌کند. به طور کلی این فرستنده‌گیرنده‌ها را به صورت جفتی استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، اگر از فرستنده‌گیرنده BiDi استفاده می‌کنید که طول موج دریافتی آن 1550 نانومتر و طول موج انتقال آن 1310 نانومتر است، باید از ماژول تطبیقی استفاده کنید که دارای طول موج ارسالی ۱۵۵۰نانومتر و دریافتی 1310 نانومتر است. در حال حاضر، BiDi SFP نوری متداول است. +SFP ده گیگابایت و 40Gbase QSFP نوری تنها توسط چند تولید‌کننده تهیه می‌شوند و خیلی رایج نیستند.
کابل های پچ ساده
از کابل‌های پچ فیبر ساده برای ایجاد اتصال بین دو فرستنده‌گیرنده BiDi استفاده میشود. کابل‌های پچ معمولاً دارای یک رشته فیبر هستند و سر انتهای آنها کانکتورهای LC وصل شده است که برای کار با رابط نوری BiDi SFP / SFP + در طول موج عملیاتی متناسب باشند.
مبدل فیبر تک رشته ای به اترنت
مبدل فیبر تک رشته‌ای به اترنت که امکان اتصال تجهیزات اترنت مبتنی بر مس به (UTP (Unshielded Twisted را از طریق یک اتصال فیبر نوری تک رشته‌ای فراهم می‌کند، برای سرویس‌های ارائه فیبر به مشترک، شبکه‌ها LAN، یا تقریبا هر کاربرد دیگری که دارای محدودیت دسترسی به فیبر دارد، ایده آل است. استفاده از مبدل‌ها، باعث صرفه جویی در هزینه مواد و نیروی کار میشود و ظرفیت فیبر را بدون اضافه‌کردن فیبر جدیدی دو برابرمیکند.
Simplex BiDi WDM Mux / DeMux
از BiDi WDM Mux / DeMux (مالتی پلکسر / دی مولتی پلکسر) تکی برای ترکیب و تفکیک طول موج‌ها استفاده میشود، مانند WDM Mux / DeMux های معمولی، اما این نوع برای استفاده در انتقال فیبرهای Single Strand طراحی شده است. به طور کلی، باید از آنها به صورت جفت استفاده شود و پورت‌های Mux / DeMux برای طول موج های خاص باید مخالف هم باشند. با توجه به انواع سیستم، می‌توان آن را به (CWDM (Multiplexing Division طول موج درشت BiDi Mux / DeMux و DWDM (چند برابر سازی تقسیم طول موج متراکم) BiDi Mux / DeMux تقسیم کرد.
بسیاری از اجزای دیگر مرتبط با فیبر تک رشته‌ای وجود دارند، مانند (PLC (Planar Lightwave Circuit) ، ADM (Multiplexer افزودنی نوری و سایر محصولات فیبر که در اینجا به علت طولانی نشدن متن به طور مفصل ذکر نشده است.
فیبرهای Single Strand
در این مقاله درباره استفاده از فیبرهای تک رشته‌ای، مزایا و محدودیت‌های آن و همچنین اجزای مورد استفاده در سیستم انتقال صحبت کردیم. نمی‌توان انکار کرد که راه حل بدست آمده در استفاده از راه‌حل فیبرهای Single Strand دارای مزیت زیادی در کمک به کاربران برای صرفه جویی در هزینه و افزایش ظرفیت شبکه است. اما به دلیل محدودیت‌های آن، هنوز به اندازه فیبر دوگانه جهانی نیست. در همین حال، هنگام استفاده از این نوع انتقال، به انواع مختلفی از اجزای فیبر نوری تک رشته نیاز است.
