في اتصالات الألياف الضوئية، يعد الاختيار بين الألياف أحادية النمط ومتعددة الأنماط قرارًا حاسمًا لتصميم البنية التحتية للشبكة. تركز هذه المقالة على الألياف متعددة الأنماط (MMF)، حيث تقدم تحليلًا متعمقًا لخمسة أنواع رئيسية - OM1 و OM2 و OM3 و OM4 و OM5 الناشئة - مع فحص أبعادها الأساسية وخصائص الإرسال وقدرات النطاق الترددي وسيناريوهات التطبيق لمساعدة المهندسين والفنيين في الاختيار.
أولاً: الخصائص الأساسية للألياف متعددة الأنماط
يتم تصنيف الألياف الضوئية حسب عدد أوضاع انتشار الضوء التي تدعمها. تتميز الألياف متعددة الأنماط (OM) بقطر أساسي أكبر، مما يتيح لمسارات ضوئية متعددة (أوضاع) الانتقال في وقت واحد. وفقًا لمعايير TIA/EIA، يحتوي ليف OM1 على قلب بقطر 62.5 ميكرومتر، بينما تستخدم ألياف OM2-OM5 قلبًا بقطر 50 ميكرومتر. يؤثر هذا الاختلاف البعدي بشكل مباشر على الأداء والتطبيقات.
ثانيًا: الألياف القديمة: OM1 و OM2
يخلق قلب OM1 بقطر 62.5 ميكرومتر تحديات توافق مع MMFs الأخرى، مما يتطلب موصلات مختلفة. تم تصميم كل من ألياف OM1 و OM2 المبكرة لمصادر ضوء LED، والتي حدت بطبيعتها من نطاقها الترددي بسبب قيود تعديل LED. يجب على المهندسين التحقق من علامات الكابل لضمان اختيار الموصل المناسب.
ثالثًا: الألياف المحسنة بالليزر: OM2-OM5
لمعالجة متطلبات النطاق الترددي المتزايدة، تم تطوير MMFs المحسنة بالليزر (LOMMFs). تعمل ألياف OM2-OM5 مع ليزرات باعثة للسطح ذات التجويف الرأسي (VCSELs) عند أطوال موجية 850 نانومتر، مما يتيح معدلات بيانات أعلى بكثير من مصابيح LED. اليوم، يتم نشر OM2 المحسن بالليزر على نطاق واسع.
رابعًا: النطاق الترددي ومسافة الإرسال
يميز النطاق الترددي النموذجي الفعال (EMB) أداء الألياف. يوفر OM3 نطاقًا تردديًا يبلغ 2000 ميجاهرتز·كم عند 850 نانومتر، بينما يحقق OM4 نطاقًا تردديًا يبلغ 4700 ميجاهرتز·كم، مما يدعم مسافات أكبر بسرعات أعلى. يساعد ترميز الألوان في تحديد الهوية: OM2 (برتقالي)، OM3/OM4 (أزرق مخضر)، OM4 (أرجواني اختياري)، و OM5 (أخضر ليموني). تشترك جميع ألياف OM2-OM5 في أبعاد 50/125 ميكرومتر وتوافق الموصل، على الرغم من أن رموز الألوان قد تختلف حسب الشركة المصنعة.
خامسًا: مقارنة الأداء
| نوع الألياف | القلب/الكسوة (ميكرومتر) | النطاق الترددي LED (ميجاهرتز·كم) | EMB بالليزر (ميجاهرتز·كم) | 10GBASE-SR | 40GBASE-SR4 | 100GBASE-SR10 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| OM1 | 62.5/125 | 200 | غير متاح | 33 م | — | — |
| OM2 | 50/125 | 500 | غير متاح | 82 م | — | — |
| OM3 | 50/125 | 1500 | 2000 | 300 م | 100 م | 100 م |
| OM4 | 50/125 | 3500 | 4700 | 400 م | 150 م | 150 م |
| OM5 | 50/125 | 3500 | 4700 | 400 م | 150 م | 150 م |
سادسًا: OM5: ألياف متعددة الأنماط ذات نطاق ترددي عريض
يمثل OM5 أحدث التطورات، ويتميز بتحديد سترة باللون الأخضر الليموني. بينما يتطابق مع مواصفات EMB والمسافة الخاصة بـ OM4، فإنه يدعم بشكل فريد تعدد إرسال تقسيم الطول الموجي القصير (SWDM)، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات مراكز البيانات عالية الكثافة.
سابعًا: إرشادات الاختيار
بالنسبة لمعظم تطبيقات MMF، يظل OM3 أو OM4 هو الأمثل. يكفي OM3 للتركيبات السكنية التي تقل عن 300 متر، بينما يوفر OM4 إثباتًا للمستقبل لشبكات المؤسسات. تشمل عوامل القرار متطلبات النطاق الترددي ومسافات الإرسال وقيود الميزانية واحتياجات قابلية التوسع.
في اتصالات الألياف الضوئية، يعد الاختيار بين الألياف أحادية النمط ومتعددة الأنماط قرارًا حاسمًا لتصميم البنية التحتية للشبكة. تركز هذه المقالة على الألياف متعددة الأنماط (MMF)، حيث تقدم تحليلًا متعمقًا لخمسة أنواع رئيسية - OM1 و OM2 و OM3 و OM4 و OM5 الناشئة - مع فحص أبعادها الأساسية وخصائص الإرسال وقدرات النطاق الترددي وسيناريوهات التطبيق لمساعدة المهندسين والفنيين في الاختيار.
أولاً: الخصائص الأساسية للألياف متعددة الأنماط
يتم تصنيف الألياف الضوئية حسب عدد أوضاع انتشار الضوء التي تدعمها. تتميز الألياف متعددة الأنماط (OM) بقطر أساسي أكبر، مما يتيح لمسارات ضوئية متعددة (أوضاع) الانتقال في وقت واحد. وفقًا لمعايير TIA/EIA، يحتوي ليف OM1 على قلب بقطر 62.5 ميكرومتر، بينما تستخدم ألياف OM2-OM5 قلبًا بقطر 50 ميكرومتر. يؤثر هذا الاختلاف البعدي بشكل مباشر على الأداء والتطبيقات.
ثانيًا: الألياف القديمة: OM1 و OM2
يخلق قلب OM1 بقطر 62.5 ميكرومتر تحديات توافق مع MMFs الأخرى، مما يتطلب موصلات مختلفة. تم تصميم كل من ألياف OM1 و OM2 المبكرة لمصادر ضوء LED، والتي حدت بطبيعتها من نطاقها الترددي بسبب قيود تعديل LED. يجب على المهندسين التحقق من علامات الكابل لضمان اختيار الموصل المناسب.
ثالثًا: الألياف المحسنة بالليزر: OM2-OM5
لمعالجة متطلبات النطاق الترددي المتزايدة، تم تطوير MMFs المحسنة بالليزر (LOMMFs). تعمل ألياف OM2-OM5 مع ليزرات باعثة للسطح ذات التجويف الرأسي (VCSELs) عند أطوال موجية 850 نانومتر، مما يتيح معدلات بيانات أعلى بكثير من مصابيح LED. اليوم، يتم نشر OM2 المحسن بالليزر على نطاق واسع.
رابعًا: النطاق الترددي ومسافة الإرسال
يميز النطاق الترددي النموذجي الفعال (EMB) أداء الألياف. يوفر OM3 نطاقًا تردديًا يبلغ 2000 ميجاهرتز·كم عند 850 نانومتر، بينما يحقق OM4 نطاقًا تردديًا يبلغ 4700 ميجاهرتز·كم، مما يدعم مسافات أكبر بسرعات أعلى. يساعد ترميز الألوان في تحديد الهوية: OM2 (برتقالي)، OM3/OM4 (أزرق مخضر)، OM4 (أرجواني اختياري)، و OM5 (أخضر ليموني). تشترك جميع ألياف OM2-OM5 في أبعاد 50/125 ميكرومتر وتوافق الموصل، على الرغم من أن رموز الألوان قد تختلف حسب الشركة المصنعة.
خامسًا: مقارنة الأداء
| نوع الألياف | القلب/الكسوة (ميكرومتر) | النطاق الترددي LED (ميجاهرتز·كم) | EMB بالليزر (ميجاهرتز·كم) | 10GBASE-SR | 40GBASE-SR4 | 100GBASE-SR10 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| OM1 | 62.5/125 | 200 | غير متاح | 33 م | — | — |
| OM2 | 50/125 | 500 | غير متاح | 82 م | — | — |
| OM3 | 50/125 | 1500 | 2000 | 300 م | 100 م | 100 م |
| OM4 | 50/125 | 3500 | 4700 | 400 م | 150 م | 150 م |
| OM5 | 50/125 | 3500 | 4700 | 400 م | 150 م | 150 م |
سادسًا: OM5: ألياف متعددة الأنماط ذات نطاق ترددي عريض
يمثل OM5 أحدث التطورات، ويتميز بتحديد سترة باللون الأخضر الليموني. بينما يتطابق مع مواصفات EMB والمسافة الخاصة بـ OM4، فإنه يدعم بشكل فريد تعدد إرسال تقسيم الطول الموجي القصير (SWDM)، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات مراكز البيانات عالية الكثافة.
سابعًا: إرشادات الاختيار
بالنسبة لمعظم تطبيقات MMF، يظل OM3 أو OM4 هو الأمثل. يكفي OM3 للتركيبات السكنية التي تقل عن 300 متر، بينما يوفر OM4 إثباتًا للمستقبل لشبكات المؤسسات. تشمل عوامل القرار متطلبات النطاق الترددي ومسافات الإرسال وقيود الميزانية واحتياجات قابلية التوسع.
