همه چیز درباره کابل‌های فیبر نوری، مشکلات و استانداردها

کابل فیبر نوری

کابل فیبر نوری یا به عبارت دیگر فیبر، شامل یک یا چند رشته شیشه‌ای یا پلاستیکی (شفاف و انعطاف‌پذیر) است که درون یک محفظه عایق قرار گرفته است. داده‌ها از طریق فیبرهای مرکزی و از طریق پالس‌های نوری معمولا از یکی از دو منبع زیر ارسال شده و انتقال می‌یابد:

•  لیزر - یک نور شدید و متمرکز است که می‌تواند حجم بالایی از داده‌ها را با سرعت زیاد در فواصل دور انتقال دهد.
•  دیود (LED) سرنام light-emitting diode- یک فناوری با طول عمر بالا است که برای ارتباطات مبتنی بر فیبرنوری در فواصل کوتاه و میان طبقات یک ساختمان یا بین یک سوئیچ و روتر قابل استفاده است. رشته‌های شیشه‌ای یا پلاستیکی درون فیبر با لایه‌ای که به آن روکش فلزی ( cladding) می‌گویند، احاطه شده‌اند. این لایه فلزی برای ایجاد محیطی که بتواند نور در آن انعکاس پیدا کند استفاده می‌شود. تراکم روکش فلزی در مقایسه با رشته‌های شیشه یا پلاستیک کمتر بوده و در نتیجه انعکاس نور می‌تواند بر مبنای الگوهای حالت انتقال به هسته برسد. این انعکاس اجازه می‌دهد که فیبر بتواند در اطراف گوشه‌ها خم شود بدون اینکه یکپارچگی سیگنال‌های نوری کاهش پیدا کند. (البته توجه داشته باشید که همواره محدودیتی در ارتباط با شعاع خمش وجود دارد). خارج از این روکش فلزی، یک بافر پلاستیکی قرار دارد که از هسته و روکش فلزی محافظت می‌کند. از آنجا که بافر مات است، ممکن است نورهایی که جذب نشده‌اند را دریافت کند. برای اجتناب از به وجود آمدن این مشکل و محافظت مضاعف از هسته داخلی، رشته Kevlar (یک فیبر پلیمری) بافر پلاستیکی را احاطه کرده است. در نهایت، یک غلاف پلاستیکی رشته کولار را پوشش می‌دهد. شکل زیر یک کابل فیبر نوری با الیاف‌های عایق‌بندی شده را نشان می‌دهد. رشته‌های روشن که مشاهده می‌کنید که از هر خطی بیرون می‌آیند هسته‌های واقعی نیستند - این روکش‌های قابل رویت در اطراف هر هسته قرار دارند. خود هسته در ابعاد میکروسکوپی ساخته می‌شود.

شبیه به کابل‌های به هم تابیده شده و کواکسیال، کابل‌های فیبر نوری بسته به نوع کاربری به گروه‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. به‌طور مثال، کابل‌های فیبر نوری که برای اتصال تلفن‌های بزرگ و حامل‌های داده استفاده می‌شوند ممکن است تا 1000 فیبر داشته باشند و برای محافظت از آسیب‌دیدگی در برابر شرایط محیطی نامساعد به شکل قابل توجهی محافظت شده‌اند. در انتهای دیگر طیف، کابل‌های پچ فیبر نوری برای استفاده در شبکه‌ها ممکن است فقط دو رشته فیبر داشته باشند و به اندازه کافی قابل شده باشند تا بتوانند در اطراف دستان شما قرار گیرند.

از آنجایی که هر رشته شیشه‌ای در یک کابل فیبر نوری تنها در یک جهت (یک طرفه) حرکت می‌کند، دو رشته نیاز است تا یک ارتباط (تسهیم‌سازی) دو طرفه کامل ایجاد شود. یک راه‌حل برای این مشکل به‌کارگیری کابل zipcord است که در آن دو رشته در مجاورت یکدیگر قرار گرفته‌اند. شکل زیر نمونه‌ای از کابل zipcord را نشان می‌دهد.

شما می‌توانید zipcordها را در مکان‌هایی که کابل فیبرنوری برای به‌کارگیری در فواصل کوتاه استفاده شده است همچون اتصال یک سرور و سوییچ مشاهده کنید. یک zipcord ممکن است با یکی از انواع مختلف کانکتورها که در ادامه با آن‌ها آشنا خواهید شد استفاده شود.

کابل فیبر نوری یک استاندارد صنعتی برای شبکه‌‌های با سرعت بالا است و در مقایسه با کابل‌های مس مزایای زیر را ارائه می‌کند:

•  توانایی بسیار بالا
•  مقاومت بسیار بالای نویز
•  امنیت عالی
•  قابلیت حمل سیگنال تا فواصل طولانی پیش از آن‌که به تکرار کننده نیازی داشته باشد

مهم‌ترین مشکل فیبر قیمت آن است که در مقایسه با کابل‌های به هم تابیده شده گران‌تر است. همچنین کابل فیبر نوری نیاز به تجهیزات ویژه برای متصل یا جدا کردن سیگنال‌ها دارد. به این معنی که تعمیر کابل فیبر نوری (با توجه به زمان کم یا منابع کم) فرآیند زمان‌بری بوده و با دشواری همراه است. اگر بخواهیم به شکل خلاصه شده به ویژگی‌های مهم فیبر اشاره کنیم، موارد زیر در اولویت قرار دارند:

•  توان عملیاتی- فیبر می‌تواند داده‌ها را با نرخ 100 گیگابیت (یا 100 هزار مگابیت) بر ثانیه در هر کانال انتقال دهد. این سرعت خیره کننده به لطف شکست نور و اتکا این فناوری بر فیزیک نور است. پالس‌های الکتریکی که روی کابل‌های مسی انتقال پیدا می‌کنند دارای مقدار کم یا زیادی مقاومت هستند در حالی که نور این مشکل را ندارد. بنابراین، سیگنال‌های مبتنی بر نور را می‌توان در نرخ‌های سریع‌تر و با خطاهایی به مراتب کمتر از پالس‌های الکتریکی انتقال داد. در حقیقت یک رشته شیشه‌ای خالص می‌تواند تا 1 میلیارد پالس نور لیزری در ثانیه را دریافت کند. توان عملیاتی بالا باعث شده است تا فیبر به ستون فقرات ارتباطات به ویژه در پروژه‌ها/برنامه‌هایی که حجم زیادی از ترافیک را مبادله می‌کنند همچون ویدئوکنفرانس‌ها تبدیل شود.
•  هزینه- فیبرنوری یک رسانه گران‌قیمت برای انتقال است. به دلیل هزینه بالایی که دارد، اکثر سازمان‌ها به این نتیجه‌گیری کلی می‌رسند که در عمل به‌کارگیری این کابل‌ها در ارتباط با دسکتاپ‌ها توجیه اقتصادی ندارد. نه تنها خود کابل گرا‌ن‌تر از کابل‌ مسی است، بلکه فرستنده‌های فیبر نوری و تجهیزات اتصال نیز می‌توانند تا پنج برابر بیشتر از هزینه‌های طراحی شبکه‌های UTP برای سازمان‌ها بار مالی به وجود آورند. علاوه بر این، افرادی که تخصص آن‌ها نصب این تجهیزات است، دستمزدهای بالایی دریافت می‌کنند.
•  نویز- از آنجا که فیبر از جریان الکتریکی برای انتقال سیگنال استفاده نمی‌کند، تحت تاثیر تداخل الکترومغناطیس قرار نمی‌گیرد. مقاومت در برابر نویز یکی از دلایلی است که باعث شده است فیبر به گزینه ایده‌آلی برای به‌کارگیری در فواصل دور تبدیل شود.
•  اندازه و گسترش‌پذیری - بسته به نوع کابل فیبر نوری استفاده شده، طول سگمنت از 2 تا 40،000 متر متغیر است. درست شبیه به نور یک چراغ قوه که پس از متصاعد شدن از چراغ به تدریج از شدت آن کاسته می‌شود، سیگنال‌های نوری نیز پس از آن‌که از منبع خارج شدند، به تدریج دچار افت شده یا ممکن است بنا به دلایلی خراب شوند. هر چه فاصله طولانی‌تر می‌شود، از دست رفتن نور نیز افزایش پیدا می‌کند که برای حل این مشکل از نقاط اتصال در یک شبکه فیبر استفاده می‌شود. گرد و غبارنیز  می‌تواند بر شدت از دست رفتن نور بیافزاید. فاصله‌ای که یک کابل می‌تواند نور را حمل کند، تا حدی بستگی به طول موج نور دارد که البته این مورد نیز به نوع کابل که تک حالته یا چندگانه باشد بستگی دارد.

SMF (فیبر تک حالته)

فیبر تک حالته  (SMF) سرنام Single Mode Fiber  شامل یک هسته/مغزی باریک با قطر 8 تا 10 میکرون است که یک حالت انتقال دارد. نور تولید شده توسط لیزر از طریق یک مسیر بر روی هسته عبور کرده و انعکاس آن نیز کم است. از آنجایی که انعکاس نور کم است، مشکل پراکندگی نور کم بوده و در نتیجه در مدت زمان انتقال نور دچار مشکل جدی نشتی نمی‌شود. همین موضوع به فیبر تک حالته اجازه می‌دهد تا بیشترین پهنای باند و طولانی‌ترین فاصله را (بدون نیاز به تکرار کننده) پشتیبانی کند. شکل زیر یک نمونه ساده از نحوه انتقال سیگنال‌ها روی فیبر تک حالته را نشان می‌دهد. فیبر تک حالته طول موج 1300 تا 1550 نانومتر  را پشتیبانی می‌کند.

ستون فقرات اینترنت بر پایه فیبر تک حالته قرار دارد. با این حال، به دلیل هزینه نسبتا بالای آن، فیبر تک حالته به ندرت برای برقراری ارتباطات کوتاه میان دستگاه‌هایی شبیه به سرور و سوئیچ استفاده می‌شود.

فیبر چند حالته

فیبر چند حالته (MMF) سرنام multimode fiber حاوی یک هسته با قطری بزرگتر از SMF است که معمولا 50 یا 62.5 میکرون بوده و قادر است تعداد بیشتری از پالس‌های نور تولید شده توسط یک منبع نور یا لیزر LED را در زوایای مختلف ارسال کند. سیگنال‌هایی که در فیبر چند حالته حرکت می‌کنند در مقایسه با سیگنال‌هایی که روی فیبرهای تک حالته حرکت می‌کنند، مشکل ضعیف شدن سیگنال را دارند. بنابراین فیبرهای چند حالته برای فاصله‌های طولانی‌تر از چند کیلومتر مناسب نیستند. از سوی دیگر، فیبر چند حالته با قیمت کمتری نصب شده و در نتیجه برای اتصال روترها، سوئیچ‌ها و سرورها در ستون فقرات یک شبکه یا اتصال یک ایستگاه کاری دسکتاپ به شبکه استفاده می‌شود. شکل زیر نمونه ساده‌ای از نحوه انتقال سیگنال‌ها روی یک فیبر چند حالته را نشان می‌دهد.

فرآیند انتقال سیگنال‌ها میان کابل‌های فیبر تک حالته و چند حالته ممکن است از طریق پانل توزیع فیبر (FDP) انجام شود که معمولا در یک رک  است که در آن کابل‌های فیبر همگرا با یکدیگر و همچنین تجهیزات پایانه فیبر نوری شرکت ارائه دهنده خدمات اینترنتی در ارتباط هستند. فرآیند متصل کردن کابل‌ها در پانل توزیع فیبر یا هر بخش دیگری از شبکه ممکن است به شکل دائمی با متصل کردن دو کابل فیبر به یکدیگر یا از طریق کانکتورهای مختلفی که ممکن است به‌طور موقت ارتباط را برقرار کنند انجام شود. فیبر چند حالته طول موج 850 تا 1300 نانومتر را پشتیبانی می‌کند. توجه داشته باشید در نوع چند حالته هرچه قطر هسته بیشتر باشد مسافت کمتر و هرچه قطر هسته کمتر باشد مسافت بیشتری را طی می‌کند. در نوع چند حالته منبعی که نور را ارسال می‌کند، همزمان چند فرکانس مختلف را درون هسته می‌تاباند و در نتیجه در مقصد که قرار است سیگنال‌ها را دریافت کند، اطلاعات بیشتری انتقال پیدا می‌کند.

نکته امتحانی: درست است کابل‌های فیبرنوری نسبت به کابل‌های مسی در برابر خطا حساس‌تر هستند، اما، فراموش نکنید کابل‌های فیبرنوری مزیت‌های متعددی در اختیارتان قرار می‌دهند.

یک کیت پایانش (termination kit) فیبر ممکن است شامل ابزارهای زیر باشد:

•  fiber stripper- نوارهای فیبر را از لایه‌های بیرونی کابل فیبر نوری جدا کنید
• fiber cleaver- برای برش دادن دقیق رشته‌های فیبر از آن استفاده می‌شود.

اگر این تجهیزات را در اختیار ندارید، پیشنهاد می‌کنم ویدیوهای مربوط به این ابزارها را مشاهده کنید، زیرا در آزموننتورک‌پلاس سوالاتی در ارتباط با این ابزارها مطرح می‌شود. در آزمون نتورک‌پلاس باید بدانید این ابزارها چه هستند، اما لازم نیست همه جزییات مربوط به این ابزارها و نحوه بررسی درست بودن سوکت‌هایی که انتهای کابل فیبرنوری قرار می‌گیرند را حفظ کنید.

کانکتورهای فیبرنوری

درست به همان شکلی که کابل‌های فیبر در گروه‌های SMF یا MMF طبقه‌بندی می‌شوند، کانکتورهای کابل‌ها نیز دسته‌بندی خاص خود را دارند. کانکتورهای MMF را می‌توان بر اساس تعداد فیبرها طبقه‌بندی کرد، در مقابل کانکتورهای SMF نیز بر اساس اندازه و شکل فرل (ferrule) طبقه‌بندی می‌شوند. فرل قطعه‌ای در کانکتور برای برقراری اتصال با جک یا سایر کانکتورها است. شکل زیر سرپوش و فرل را نشان می‌دهد.

کانکتورهای SMF برای کاهش انعکاس بازگشتی طراحی شده‌اند. انعکاس بازگشتی به پدیده‌ای اشاره دارد که در آن سیگنال نور به درون فیبر در حال انتقال سیگنال باز می‌گردد. انعکاس بازگشتی به عنوان ضریب افت در واحد دسی بل (dB) اندازه‌گیری می‌شود. با توجه به این‌که پدیده انعکاس بازگشتی به منبع ساطع کننده نور لیزر آسیب وارد کرده و فرآیند ارسال سیگنال را با مشکل تداخل روبرو می‌کند، انتهای فرول‌های کانکتورها به شکلی باید صیقل داده شود. دو نوع از این صیقل دهنده‌ها UPC سرنام Ultra Physical Contact و APC سرنام  Angled Physical Contact هستند. تفاوت اصلی این دو کانکتور در بخش انتهایی فیبر آن‌ها مستتر است. کانکتورهای UPC بدون زاویه صیقل داده شده‌اند، در حالی که در کانکتورهای APC انتهای فیبر دارای یک زاویه 8 درجه‌ای است. تفاوت دیگر این دو کانکتور در رنگ‌ آن‌ها است که آداپتورهای UPC آبی رنگ و APC سبز رنگ هستند. (البته همیشه این‌گونه نیست.) کانکتورهای UPC به دو نوع فیبر داخلی اجازه می‌دهد با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این تکنیک کارایی را روی ارتباطاتی که بر پایه فناوری‌های قدیمی کار می‌کنند بهبود می‌بخشد. شکل زیر نحوه عمکلرد دو کانکتور فوق را نشان می‌دهد.

فلش‌های قرمز نشان دهنده انعکاس بازگشتی برای هر اتصال هستند. اگر در تصویر بالا دقت کنید متوجه می‌شوید که چگونه ارتباط APC هرگونه سیگنال از دست رفته در جهات متفاوت از منبع سیگنال را منعکس می‌کند. انکعاکس بازگشتی در ارتباط UPC به مرور زمان مخرب هستند. حساسیت ارتباطات APC در برابر قطع و وصل‌های مکرر کمتر است. جدول زیر خلاصه‌ای از کانکتورهایی که باید در آزمون نتورک‌پلاس اطلاعاتی در مورد آن‌ها داشته باشید را نشان می‌دهد. کانکتورهای SMF به‌طور معمول با فرول 1.25 میلی‌متر یا 2.5 میلی‌متر در دسترس هستند، هرچند اندازه‌های دیگر نیز موجود است. رایج‌ترین فرول کانکتوری که استفاده می‌شود LC سرنام local connector است. دو فرول 2.5 میلی‌متر SC سرنام subscriber connector یا standard connector و ST سرنام straight tip نیز وجود داردند. MTRJ سرنام Mechanical Transfer-Registered Jack جزء رایج‌ترین نوع کانکتور MMF است.

نکته: دقت کنید برای شرکت در آزمون نتورک‌پلاس باید درباره کانکتورهایی که به آن‌ها اشاره شد و همچنین کانکتورهایی که در جدول بالا مشاهده می‌کنید اطلاعات کافی داشته باشید.

شبکه‌های قدیمی‌تر فیبر ممکن است از کانکتورهای ST یا SC استفاده کنند. با این حال، کانکتورهای LC و MTRJ در حال حاضر متداول‌تر هستند، زیرا از نظر اندازه آن‌ها کوچک‌تر بوده و تراکم بالایی را ارائه می‌کنند. کانکتور MTRJ منحصر به فرد بوده و دارای دو رشته فیبر در یک فرول است. با دو رشته در هر فرول، یک کانکتور MTRJ یک سیگنال کامل duplex را ارائه می‌کند. کانکتورهای SC و LC نیز در حالت فول-دوبلکس در دسترس هستند.

مبدل فیبرنوری

تا زمانی که شبکه‌ها از ترکیب رسانه‌های مسی و فیبر نوری برای برقراری ارتباط استفاده می‌کنند، ما به مبدل نیاز داریم. یک مبدل رسانه‌ای سخت‌افزاری است که به شبکه‌ها یا سگمنت‌ها اجازه می‌دهد روی رسانه مختلفی اجرا شده، به تبادل سیگنال پرداخته و با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. به‌طور مثال، یک بخش اصلی اترنت مرکز داده سازمان خود را تصور کنید که از فیبر نوری برای اتصال به یک سوییچ ایستگاه کاری استفاده می‌کند که تنها از کابل زوج به هم تابیده (مسی) به عنوان ورودی پشتیبانی می‌کند. در این وضعیت شما باید از یک مبدل رسانه برای برقراری ارتباط میان سوییچ و کابل فیبرنوری استفاده کنید. مبدل رسانه اتصال فیزیکی را کامل کرده و همچنین سیگنال‌های الکتریسیته دریافتی از یک کابل مسی را به سیگنال‌های طیف نوری تبدیل می‌کند که می‌توانند به کابل فیبر نوری هدایت شوند. برعکس این قضیه نیز صادق است. شکل زیر یک مبدل فیبرنوری را نشان می‌دهد.

شما باید مبدل رسانه صحیحی را برای فیبری که قرار است به آن متصل شود انتخاب کنید. به‌طور مثال مبدلی از SMF با کابل مسی یا MMF به کابل مسی. برای برقراری ارتباط میان شبکه‌هایی که از MMF و SMF استفاده می‌کنند نیز به مبدل نیاز دارید. شکل زیر مبدلی را نشان می‌دهد که بخش‌های تک حالته و چند حالته یک شبکه را به یکدیگر متصل می‌کند.

فرستنده/گیرنده فیبر

فرض کنید شما یک سوئیچ را خریداری می‌کنید که بخشی از یک شبکه سازمانی است که رشد بسیار سریعی دارد. الزامات فعلی برای سوئیچ ممکن است دو اتصال فیبر نوری برای ستون فقرات شبکه و 24 اتصال اترنت RJ-45 Gigabit برای مشتریان و سرورها باشد. با این حال، در آینده، شما در نظر دارید ارتباط هر دسکتاپ از طریق فیبر نوری انجام شود. به جای سفارش سوئیچی که دقیقا تعداد و نوع رابط‌های مدنظر شما را جواب‌گو باشد، این شانس را دارید تا سوییچی را سفارش دهید که به شما اجازه می‌دهد هر زمان نیاز داشتید رابط‌های آن‌را تغییر و ارتقا دهید.

یک چنین سوئیچ‌هایی دارای سوکت‌هایی هستند که در آن‌ها یکی از انواع مختلف رابط‌های ماژولار که فرستنده/گیرنده (transceiver) نامیده می‌شود درون آن‌ها جای‌گذاری شده است. این فرستنده‌ها به راحتی می‌توانند به سوکت متصل شده و با مادربرد دستگاه ارتباط برقرار کرده و همچنین در آینده برای بهبود عملکرد نیز قابل ارتقا هستند. یک مولفه سخت‌افزاری که قادر است به این شیوه تغییر یا ارتقا پیدا کند، بدون آن‌که وقفه‌ای در کارها به وجود آورد اتصال گرم (Hot swapping) نامیده می‌شود. (دستگاه‌هایی که بدون نیاز به خاموش شدن قابل ارتقا هستند.) با استفاده از فرستنده‌های گرم قابل تغییر می‌توانید بدون نیاز به خرید سوئیچ جدید، شاسی سوئیچ موجود را باز کنید (باید مواظب باشید که سخت‌افزار آسیب ندیده و شبکه در معرض قطعی قرار نگیرد) و ملزومات مورد نیاز را ارتقا دهید. رابط‌های ماژولار همچنین می‌توانند روی برخی مبدل‌ها نصب شوند. GBIC (مبدل رابط گیگابیت)، jee-bick (جی-بیک تلفظ کنید)، یک نوع استاندارد از فرستنده‌ای است که در دهه 1990 برای ارتباطات Gigabit Ethernet طراحی شده است. GBIC‌ها ممکن است شامل پورت‌های RJ-45 برای کابل‌های مسی یا پورت SC برای اتصالات فیبر نوری باشند. شکل زیر یک GBIC که می‌تواند در شبکه 1000Base-SX استفاده شود را نشان می‌دهد.

اما با پیشرفت فناوری، فرستنده و گیرنده‌های جدیدتری به بازار آمدند که GBIC را به حاشیه راندند. از آن جمله به موارد زیر می‌توان اشاره کرد:

( SFP (small form-factor pluggable – عملکردی یکسان با GBIC ارائه می‌کند، اما فشرده‌تر بوده و اجازه می‌دهد در هر اینچ روی یک خط پورت‌های بیشتری قرار بگیرند.. SFP به نام‌های Mini GBICs یا GBIC SFP نیز شناخته می‌شود. به‌طور معمول برای ارتباطات 1 گیگابیتی استفاده می‌شود، ولی به لحاظ تئوری از ارتباطات 5 گیگابیت در ثانیه نیز پشتیبانی می‌کند.

•  XFP (10 Gigabit small form-factor pluggable) – از ارتباطات 10 گیگابیت در ثانیه پشتیبانی کرده، کمی بزرگ‌تر ازSFP  بوده اما نسبت به SFP1 انرژی کمتری مصرف می‌کند.
•  SFP1- پس از ارائه XFP توسعه پیدا کرد و همان اندازه ماژول SFP را دارد. حداکثر سرعت انتقال قابل پشتیبانی SFP1 به لحاظ تئوری حداکثر برابر با 16 گیگابیت در ثانیه است.
•  QSFP (quad small form-factor pluggable) با استاندارد 802.3ba مطابقت داشته، چهار کانال را در یک فرستنده/گیرنده واحد فشرده کرده و از نرخ داده 40 گیگابیت در ثانیه (4 × 10 گیگابیت در ثانیه) پشتیبانی می‌کند.
•  QSFP1 - به‌طور کلی فناوری است که شبیه به QSFP بوده، در حالی که از نرخ داده بیش از 40 گیگابیت در ثانیه پشتیبانی می‌کند. حداکثر سرعت و نرخ انتقال داده در زمان نوشتن این مقاله به گیرنده/فرستنده QSFP28 تعلق دارد که به لحاظ تئوری از نرخ انتقال 112 گیگابیت در ثانیه (4x 28 گیگابیت در ثانیه) پشتیبانی می‌کند.
•  CFP (centum form-factor pluggable) برای شبکه‌های 100 گیگابیت در ثانیه طراحی شده است. دقت کنید که نسل‌های بعدی (CFP، CFP2، CFP4) کوچک‌تر و کارآمدتر از CFP هستند.  Centum یک واژه لاتین و معادل 100 است.

برای جلوگیری از بروز مشکل عدم تطابق، فرستنده‌ها و دستگاه‌ها باید بر اساس سرعت و پروتکل به یکدیگر متصل شوند. دقت کنید که باید کانکتور کابل‌هایی که از آن‌ها استفاده می‌کنید را نیز بررسی کنید. بیشتر گیرنده/فرستنده‌های مدرن از LC یا گاهی اوقات کانکتورهای RJ-45 پشتیبانی می‌کنند. شکل زیر دو نمونه از فرستنده‌‌/گیرنده‌های SFP را نشان می‌دهد. در تصویر زیر دقت کنید یک پورت برای ارسال و دیگری برای ارسال داده‌ها است.

شکل زیر دو فرستنده نصب شده درون یک مبدل رسانه را نشان می‌دهد. فرستنده سمت چپ SFP1 و  سمت راست XFP است.

دقت کنید همه این گیرنده‌/فرستنده‌ها شامل دو پورت هستند. ارتباط کامل دوطرفه (full-duplex) با ارسال اطلاعات در یک پورت و دریافت اطلاعات از طریق پورت دیگر حاصل می‌شود. اما در فناوری جدیدتر، انتقال دو طرفه در هر دو پورت امکان‌پذیر است، به عبارت دیگر هر کابل فیبر، اطلاعات را در هر دو جهت حمل می‌کند. این دستگاه‌های جدیدتر فرستنده‌ یا گیرنده‌ دو طرفه BiDi نامیده می‌شوند. (این کلمه بای‌‌دای تلفظ می‌‌شود.) آن‌ها از فناوری WDM برای جدا کردن داده‌های در حال انتقال در هر جهت در طول موج‌های مختلف نور استفاده می‌کنند و بنابراین گاهی اوقات فرستنده‌های WDM نامیده می‌شوند.

نصب هر یک از فرستنده/گیرنده‌های فوق کار ساده‌ای است، البته باید دقت کنید که به سوکتی سازگار در دستگاه متصل کنید. اکثر فرستنده/گیرنده‌ها همراه با یک نگه دارنده (به قول عامیانه چفت و بست) در محل موردنظر قرار می‌گیرند. شکل زیر نشان می‌دهد که چگونه فیبر نوری SFP در یک سوئیچ نصب می‌شود.

برخی از فرستنده/گیرنده‌ها همراه با رابط‌های مدیریتی جدا از ابزار پیکربندی سوئیچ ارائه می‌شوند. به‌طور مثال، یک SFP1 10-Gbps روی یک روتر می‌تواند آدرس آی‌پی خود را داشته باشد. مدیر شبکه می‌تواند از ابزار Telnet برای اتصال به فرستنده و گیرنده استفاده کرده و پورت‌های آن‌را برای یک سرعت خاص یا پروتکل مسیریابی بدون دسترسی به سیستم‌عامل روتر، پیکربندی کند.

استانداردهای اترنت برای کابل فیبر نوری

قبل از آن‌که انجمن IEEE استاندارد 10GBase-T را برای زوج کابل‌های بهم تابیده ارائه کند، استانداردهای لازم را برای دستیابی به نرخ بالای انتقال داده‌ها روی فیبر نوری ایجاد کرد. (10Base-T: مقدار 10 (10مگابیت) در این استاندارد نشان دهنده حداکثر توان عملیاتی است که در چنین شبکه‌هایی می‌توان از آن استفاده کرد. بسته به نوع  کابلی که از آن استفاده می‌شود که Cat 3 است، حداکثر توان عملیاتی (حجمی که از پهنای باند استفاده می‌کنید) برابر با 10 مگابیت بر ثانیه است. در این‌جا واژه Base به شبکه‌های اترنت اشاره دارد که مخفف baseband است. اما کاراکتر T بیان‌گر کابل زوج به هم تابیده (Twisted pair) است.)

 در واقع فیبر نوری بهترین رسانه‌ای است که می‌تواند توان عملیات بالایی را ارائه کند. جدول زیر انواع مختلف استانداردهای اترنت را که توسط IEEE برای کابل‌کشی فیبر نوری ارائه شده است نشان می‌دهد. همان‌گونه که در جدول مشاهده می‌کنید برای Gigabit Ethernet دو استاندارد و برای 10-Gigabit Ethernet که از کابل‌های فیبر نوری استفاده می‌کنند شش استاندارد ارائه شده است.

همان‌گونه که در شماره قبل به آن اشاره کردیم، شبکه‌های اترنت سریع‌تر در راه هستند. IEEE به تازگی استانداردهای اترنت 40 و 100 گیگابیت را تصویب کرده است. برای آزمون نتورک‌پلاس شما باید در ارتباط با دو استاندارد Gigabit Ethernet اطلاعات کافی داشته باشید. از مهم‌ترین جزییات مرتبط با استانداردهای ارائه شده در جدول بالا به موارد زیر می‌توان اشاره کرد:

• 1000Base-LX:  متداول‌ترین استاندارد گیگابیت اترنت بوده و از طول موج‌های بلند 1300 نانومتر استفاده کرده و (یک نانومتر برابر با 0.000000001 متر یا همان ۹-۱۰ است.) عدد 1000 همان استانداردهای قبلی به توان عملیاتی اشاره داشته که برابر با 1000 مگابیت بر ثانیه پهنای باند است. این استاندارد  عمدتا در ارتباط با شبکه‌های MAN یا برای اتصال یک ISP با حامل مخابراتی از آن استفاده می‌شود. در این شبکه‌ها نیز می‌توانید از کابل‌های تک حالته یا چندحالته استفاده کنید. اگر از نوع تک حالته استفاده شود، طول کابل تک حالته می‌تواند 5000 متر باشد و طول کابل چند حالته نیز می‌تواند برابر با 550 متر باشد.
• 1000Base-SX همچنین شکلی از گیگابیت اترنت است که در مقایسه با 1000Base-LX هزینه نصب آن ارزان‌تر بوده و از طول موج‌های کوتاه 850 نانومتر استفاده می‌کند. حداکثر طول سگمنت برای 1000Base-SX به دو فاکتور قطر فیبر و پهنای باند مودال که برای انتقال سیگنال از آن استفاده می‌شود بستگی دارد. پهنای باند مودال معیاری است که بالاترین فرکانس سیگنال که یک فیبر چند حالته می‌تواند در یک مسافت مشخص از آن پشتیبانی کند را نشان می‌دهد. مقیاس بر مبنای MHz-km اندازه‌گیری می‌شود. پهنای باند مودال بالا و فیبر چند منظوره طولانی‌تر می‌توانند به شکل قابل اعتمادتری سیگنال‌ها را ارسال کنند. اگر کابلی که در این شبکه‌ها استفاده می‌کنید از نوع 50 میکرون باشد حداکثر تا طول 550 متر از یک کابل فایبری به شکل یک تکه می‌توان استفاده کرد، اما اگر از کابل نوع 62.5 میکرونی استفاده کنید حداکثر تا طول 275 متر را پشتیبانی می‌کند.  

جدول زیر حداکثر سگمنت‌ها برای نصب 1000Base-SX  را نشان می‌دهد. دقت کنید که ممکن است تنها یک تکرارکننده میان سگمنت‌ها استفاده شود. بنابراین، 1000Base-SX برای شبکه‌های کوتاه‌تر مناسب است. به‌طور مثال اتصال مرکز داده با data closet در یک ساختمان اداری از جمله این موارد است.

مشکلات رایج فیبر نوری

در زمان کار با کابل‌های فیبر نوری ممکن است با چالش‌های مختلفی در زمینه اشکال‌زدایی روبرو شوید که شاید در زمان کار با کابل‌های مسی شاهد آن‌ها نباشید. مشکلات منحصر به فردی که در زمان کار با کابل‌های فیبر ممکن است با آن‌ها روبرو می‌شوید به شرح زیر است:

• یکسان نبودن نوع فیبر - این مشکل کمی گمراه کننده است، زیرا سنخیت نداشتن نوع فیبر بیشتر به دلیل متفاوت بودن هسته یک فیبر رخ می‌دهد. اتصال یک کابل SMF به یک کابل MMF مانع از آن می‌شود تا فرآیند اتصال و ارسال سیگنال‌ها با موفقیت انجام شود، هرچند ممکن است برخی از سیگنال‌ها انتقال پیدا کنند. با این وجود، حتی کابل‌های یکسان نیز ممکن است با یکدیگر سازگار نباشند. به‌طور مثال، یک کابل با هسته 50 میکرون نباید به کابلی با هسته 62.5 میکرون متصل شود، حتا اگر هر دو آن‌ها MMF باشند.
• عدم هماهنگی طول موج-SMF، MMF و POF (فیبر نوری پلاستیکی) هر یک از این فرستنده/گیرنده‌ها از طول موج‌های مختلف برای انتقال استفاده می‌کنند. عدم انطباق طول موج زمانی رخ می‌دهد که انتقال برای یک نوع کابل بهینه‌سازی شده، اما فرآیند ارسال از طریق کابل دیگری انجام می‌شود.
• کانکتورهای کثیف - اگر کانکتورهای فیبر کثیف یا فقط کمی گرد و خاک داشته باشند نه تها از دست رفتن سیگنال را به همراه می‌آورند، بلکه خطاهای دیگری را نیز به وجود می‌آورند. زمانی که از کانکتورها استفاده نمی‌کنید سرپوش مخصوص را روی کانکتور قرار دهید تا گرد و غبار روی جک‌های فیبر قرار نگیرند.