ڈیٹا سینٹر نیٹ ورک ڈیزائن میں، آپٹیکل فائبر کیبلنگ کا انتخاب دو بنیادی رکاوٹوں سے ہوتا ہے: ٹرانسمیشن کی شرح کی ضروریات اور چینل کی رسائی۔ جبکہ سنگل-موڈ فائبر (SMF) کیمپس اور WAN ایپلی کیشنز کے لیے موزوں وسیع رسائی پیش کرتا ہے،ملٹی موڈ فائبرVCSEL-کی بنیاد پر ٹرانسسیورز کی کم قیمت کی وجہ سے (MMF) مختصر-ریچ انٹرا-ڈیٹا سینٹر کنیکٹیویٹی کے لیے ایک اہم ذریعہ ہے۔
تاہم،ملٹی موڈ فائبرآپٹیکل فزکس کے نتیجے میں سخت فاصلے کی حدود کے تابع ہے۔ جیسا کہ ایتھرنیٹ کے معیارات 10GBASE-SR سے 40GBASE-SR4 اور 100GBASE-SR4 تک تیار ہوتے ہیں، قابل اجازت چینل کی لمبائی نمایاں طور پر کم ہو جاتی ہے۔ کو سمجھناملٹی موڈ فائبر فاصلے کی حدہر آپٹیکل موڈ (OM) زمرے کے لیے جسمانی پرت کی تعمیل اور سگنل کی سالمیت کو یقینی بنانے کے لیے ضروری ہے۔
یہ مضمون تکنیکی خصوصیات، بینڈوتھ کی صلاحیتوں، اور کا تجزیہ کرتا ہے۔ملٹی موڈ فائبر کے لیے زیادہ سے زیادہ فاصلہOM1 سے OM5 تک کی درجہ بندی۔
ملٹی موڈ ٹرانسمیشن پر جسمانی پابندیاں
ملٹی موڈ آپٹیکل سسٹمز میں فاصلے کی حدود بنیادی طور پر دو عوامل کی وجہ سے ہیں: رنگین بازی اور توجہ (نظری طاقت کا نقصان)۔
موڈل بازی اور بین علامت مداخلت
سنگل-موڈ فائبر کے برعکس، جو ایک ہی لائٹ موڈ کو پھیلاتا ہے،ملٹی موڈ فائبراس میں ایک بڑا کور قطر (50µm یا 62.5µm) ہے جو سیکڑوں پروپیگیشن طریقوں کو سپورٹ کرتا ہے۔
جب ایک ہلکی نبض فائبر میں شروع کی جاتی ہے، تو مختلف موڈز الگ الگ راستے کی لمبائی کا سفر کرتے ہیں۔ ہائی-آرڈر موڈز (کلیڈنگ کے قریب سفر) کم-آرڈر موڈز (محور کے قریب سفر) سے لمبا راستہ اختیار کرتے ہیں۔ یہ رجحان، جسے ڈیفرینشل موڈ ڈیلے (DMD) کہا جاتا ہے، وقت کے ساتھ ساتھ آپٹیکل پلس کے پھیلنے کا سبب بنتا ہے۔
جیسے جیسے ٹرانسمیشن کی شرح بڑھتی ہے، بٹس کے درمیان وقفہ کم ہو جاتا ہے۔ زیادہ پلس پھیلنے کا نتیجہ Intersymbol Interference (ISI) میں ہوتا ہے، جہاں ملحقہ بٹس اوورلیپ ہو جاتے ہیں، سگنل کو وصول کنندہ کے ذریعے پڑھا نہیں جا سکتا۔ یہ قابل قبول بٹ ایرر ریٹ (BER) کو برقرار رکھنے کے لیے کیبل کی لمبائی کو کم کرنے کی ضرورت ہے۔
بینڈوتھ-فاصلہ پروڈکٹ
ملٹی موڈ کیبلنگ کی کارکردگی کو اس کے موثر موڈل بینڈوڈتھ (EMB) سے ماپا جاتا ہے، جسے MHz·km میں ماپا جاتا ہے۔
اوور فلڈ لانچ (OFL):LED ذرائع (OM1/OM2) کے ساتھ بینڈوتھ کی پیمائش کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
لیزر آپٹمائزڈ (EMB):VCSEL ذرائع (OM3/OM4/OM5) کے ساتھ بینڈوتھ کی پیمائش کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
ایک اعلی EMB قدر اس سے پہلے کہ موڈل ڈسپریشن سگنل کو کم کردے اس سے پہلے کہ ڈیٹا کو طویل فاصلے پر منتقل کرنے کی صلاحیت کی نشاندہی کرتا ہے۔
فائبر کی قسم کی طرف سے تکنیکی وضاحتیں
ٹیلی کمیونیکیشن انڈسٹری ایسوسی ایشن (TIA) اور ISO/IEC ملٹی موڈ فائبر کے پانچ درجات کی وضاحت کرتے ہیں۔ ہر نسل کی تعریف اس کے بنیادی قطر، روشنی کے منبع کی اصلاح، اور بینڈوتھ کی صلاحیت سے ہوتی ہے۔
OM1 اور OM2 (میراثی معیارات)
OM1 اور OM2 فائبرز کو فاسٹ ایتھرنیٹ اور گیگابٹ ایتھرنیٹ ایپلی کیشنز کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا جس میں ایل ای ڈی روشنی کے ذرائع استعمال کیے گئے تھے۔
OM1 (62.5/125 µm):
جیکٹ کا رنگ:کینو۔
بینڈوتھ:200 MHz·km (850nm پر)
فاصلے کی حد:1 Gbps پر 275 میٹر کی صلاحیت رکھتا ہے۔ 10 Gbps پر،ملٹی موڈ فائبر فاصلے کی حد33 میٹر تک گرتا ہے، جو اسے جدید ٹوپولوجی کے لیے غیر موزوں قرار دیتا ہے۔
OM2 (50/125 µm):
جیکٹ کا رنگ:کینو۔
بینڈوتھ:500 MHz·km (850nm پر)۔
فاصلے کی حد:1 Gbps پر 550 میٹر کی صلاحیت رکھتا ہے لیکن 10 Gbps پر 82 میٹر تک محدود ہے۔
نوٹ: OM1 اور OM2 کو نئی تنصیبات کے لیے بڑے پیمانے پر متروک سمجھا جاتا ہے جن کے لیے 1 Gbps سے اوپر کی شرح کی ضرورت ہوتی ہے۔
OM3 (لیزر-آپٹمائزڈ 50 µm)
OM3 نے عمودی-کیویٹی سرفیس-ایمٹنگ لیزر (VCSEL) آپٹیمائزیشن میں منتقلی کو نشان زد کیا۔ یہ 10 گیگابٹ ایتھرنیٹ کے لیے اندراج-لیول کا معیار ہے۔
جیکٹ کا رنگ:ایکوا
موثر موڈل بینڈوتھ (EMB):2000 MHz·km
درخواست:OM3 10GBASE-SR تک سپورٹ کرتا ہے۔300 میٹر. ہائی-اسپیڈ متوازی آپٹکس (40GBASE-SR4 اور 100GBASE-SR4) کے لیے،ملٹی موڈ فائبر کی زیادہ سے زیادہ لمبائیتک محدود ہے100 میٹر.
OM4 (ہائی-بینڈوڈتھ لیزر-آپٹمائزڈ 50 µm)
OM4 OM3 کے مقابلے میں اعلیٰ بینڈوتھ کی تفصیلات فراہم کرتا ہے، جس سے تفریق موڈ میں تاخیر کم ہوتی ہے۔ یہ توسیع تک رسائی اور اعلی اندراج نقصان کے مارجن کی اجازت دیتا ہے۔
جیکٹ کا رنگ:ایکوا یا وایلیٹ (ایریکا وایلیٹ)۔
موثر موڈل بینڈوتھ (EMB):4700 MHz·km
درخواست:OM4 10GBASE-SR تک پہنچتا ہے۔550 میٹر. ڈیٹا سینٹر بیک بون کے لیے تنقیدی طور پر، یہ 40G/100G ایپلی کیشنز کو سپورٹ کرتا ہے۔150 میٹر.
OM5 (وائیڈ بینڈ ملٹی موڈ فائبر)
OM5 کی وضاحت TIA-492AAAE کے ذریعے کی گئی ہے اور اسے شارٹ ویو ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (SWDM) کو سپورٹ کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
جیکٹ کا رنگ:چونا سبز۔
تکنیکی خصوصیت:OM3/OM4 کے برعکس، جو بنیادی طور پر 850nm کے لیے موزوں ہیں، OM5 کو 850nm اور 953nm کے درمیان طول موج کی ایک وسیع رینج کے لیے مخصوص کیا گیا ہے۔
فاصلے کی تفصیلات:معیاری IEEE 802.3 ٹرانسیور (850nm پر واحد طول موج کا استعمال کرتے ہوئے) کے لیے، OM5 وہی پیش کرتا ہےملٹی موڈ فائبر کے لیے زیادہ سے زیادہ فاصلہOM4 کے طور پر. اس کا فائدہ صرف اس وقت محسوس ہوتا ہے جب SWDM4 ٹرانسسیورز کا استعمال کرتے ہوئے ایک ہی فائبر جوڑے پر متعدد سگنلز کی ترسیل ہوتی ہے۔
فاصلے کی حد حوالہ جدول
مندرجہ ذیل جدول کا خلاصہ ہے۔فائبر آپٹک کیبل کی زیادہ سے زیادہ لمبائیمعیاری IEEE 802.3 سے تعاون یافتہایتھرنیٹایپلی کیشنز
|
فائبر کیٹیگری |
100 Mbps (تیز ایتھرنیٹ) |
1 Gbps (1000BASE-SX) |
10 Gbps (10GBASE-SR) |
40 Gbps (40GBASE-SR4) |
100 Gbps (100GBASE-SR4) |
|
OM1 |
2000 m |
275 m |
33 m |
تعاون یافتہ نہیں۔ |
تعاون یافتہ نہیں۔ |
|
OM2 |
2000 m |
550 m |
82 m |
تعاون یافتہ نہیں۔ |
تعاون یافتہ نہیں۔ |
|
OM3 |
2000 m |
550 m |
300 m |
100 m |
70 m |
|
OM4 |
2000 m |
550 m |
550 m |
150 m |
100 m |
|
OM5 |
2000 m |
550 m |
550 m |
150 m |
100 m |
زیادہ سے زیادہ فاصلے کے لیے انجینئرنگ کے تحفظات
نظریاتی حصولملٹی موڈ فائبر کا زیادہ سے زیادہ فاصلہنقصان کے بجٹ کو جوڑنے کے لیے سختی سے عمل کرنے کی ضرورت ہے۔ فزیکل کیبل چینل کا صرف ایک جزو ہے۔ انٹر کنیکٹ پوائنٹس سے اندراج کا نقصان قابل حصول رسائی کو نمایاں طور پر متاثر کرتا ہے۔
چینل داخل کرنے کے نقصان کے بجٹ
جیسے جیسے ڈیٹا کی شرح بڑھ جاتی ہے، قابل اجازت نظری نقصان کا بجٹ کم ہو جاتا ہے۔
10GBASE-SR (OM3):تقریباً. 2.6 ڈی بی بجٹ۔
40GBASE-SR4 (OM3):تقریباً. 1.9 ڈی بی بجٹ۔
اگر ایک سٹرکچرڈ کیبلنگ لنک میں متعدد پیچ پینلز، کیسٹس، یا کراس-کنیکٹس شامل ہیں، تو کلاندراج نقصانکیبل کی زیادہ سے زیادہ لمبائی تک پہنچنے سے پہلے ٹرانسیور کی حساسیت کی حد سے تجاوز کر سکتی ہے۔ انجینئرز کو فارمولے کا استعمال کرتے ہوئے کل نقصان کا حساب لگانا چاہیے:
لنک کا نقصان=(کیبل کی لمبائی × dB/km) + (رابط کے جوڑے × نقصان/جوڑا)
الٹرا-کم نقصان (ULL) MTP/MPO کنیکٹر استعمال کرنا (عام طور پر<0.35 dB) is often required to support maximum distance runs in 40G/100G architectures.
ٹرانسیور ویریئنس (معیاری بمقابلہ توسیعی پہنچ)
مندرجہ بالا جدول میں درج فاصلے معیاری IEEE تصریحات کا حوالہ دیتے ہیں۔ تاہم، "ایکسٹینڈڈ ریچ" (eSR4/CSR4) ٹرانسسیور مارکیٹ میں موجود ہیں۔
معیاری 100G-SR4 OM4 پر:100 میٹر
OM4 پر ملکیتی 100G-eSR4:300 میٹر تک۔
یہ غیر-معیاری آپٹکس زیادہ ٹرانسمٹ پاور یا زیادہ حساس ریسیورز کا استعمال کرتے ہیںملٹی موڈ فائبر فاصلے کی حد. سوئچ مینوفیکچرر کے ساتھ مطابقت کی تصدیق ہونی چاہیے۔
کیبلنگ کے انتخاب کا معیار
فزیکل لیئر انفراسٹرکچر کو ڈیزائن کرتے وقت، درج ذیل حدیں معیاری سلیکشن گائیڈز کے طور پر کام کرتی ہیں:
<100 میٹر تک پہنچیں:OM3 10G، 40G، اور 100G کے لیے کافی بینڈوتھ فراہم کرتا ہے۔ یہ انٹرا-ریک اور ٹاپ-کے-ریک (ToR) سے اختتام-کے-رو (EoR) کنکشن کے لیے سب سے زیادہ لاگت والا-موثر حل ہے۔
100 - 150 میٹر تک پہنچیں:OM4 40G/100G ٹرانسمیشن کی شرح کو سپورٹ کرنے کے لیے لازمی ہے۔ معیاری SR4 پروٹوکول کے تحت ان فاصلوں کے لیے OM3 ناکافی ہے۔
150 میٹر تک پہنچیں:150 میٹر سے زیادہ کے لنکس کے لیے، سنگل-موڈ فائبر (OS2) تجویز کردہ تکنیکی معیار ہے۔ جبکہملٹی موڈ فائبرجسمانی طور پر طویل فاصلے پر 1G یا 10G منتقل کرنے کے قابل ہے، یہ 150-میٹر کی حد سے زیادہ 40G/100G میں منتقلی کی حمایت نہیں کر سکتا۔ سنگل موڈ فائبر کی تعیناتی PSM4 یا DR4 فن تعمیر کے ساتھ مستقبل کی مطابقت کو یقینی بناتی ہے۔
نتیجہ
دیملٹی موڈ فائبر فاصلے کی حدیہ کیبل کے موثر موڈل بینڈوڈتھ اور فعال آلات کی ترسیل کی شرح کا ایک فنکشن ہے۔ جبکہ پرانی OM1 اور OM2 فائبرز تیز-اسپیڈ نیٹ ورکس کے لیے متروک ہیں، OM3 اور OM4 مختصر-ریچ ڈیٹا سینٹر ایپلی کیشنز کے لیے انڈسٹری کا معیار بنے ہوئے ہیں۔
نیٹ ورک پلانرز کے لیے، اہم حد بندی پوائنٹ 150 میٹر ہے۔ اس حد کے نیچے، OM4 کارکردگی اور ٹرانسیور لاگت کا بہترین توازن پیش کرتا ہے۔ اس حد سے آگے، موجودہ اور مستقبل کے ایتھرنیٹ معیارات کے لیے سگنل کی سالمیت اور پروٹوکول سپورٹ کو یقینی بنانے کے لیے سنگل-موڈ فائبر (OS2) کی ضرورت ہے۔
اکثر پوچھے گئے سوالات
کیا معیاری 10G/40G/100G نیٹ ورکس کے لیے OM5 فائبر OM4 سے بہتر ہے؟
معیاری فاصلے کی حدود کے لیے نہیں۔ روایتی متوازی آپٹکس (SR4) کے لیے جو ایک واحد طول موج (850nm) استعمال کرتے ہیں، OM5 OM4 (مثلاً، 100GBASE-SR4 کے لیے 100m) کے برابر فاصلے کی حدیں پیش کرتا ہے۔ OM5 صرف اس وقت بہتر ہے جب SWDM (شارٹ ویو ڈویژن ملٹی پلیکسنگ) ٹرانسسیور استعمال کریں، جہاں یہ ایک ہی فائبر پر متعدد طول موجوں کو سفر کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ اگر آپ SWDM آپٹکس استعمال نہیں کر رہے ہیں، تو OM5 OM4 پر کوئی اضافی رسائی کا فائدہ فراہم نہیں کرتا ہے۔
40G اور 100G کے لیے فاصلے کی حد 10G سے کم کیوں ہے؟
موڈل بازی کی وجہ سے۔ جیسے جیسے ڈیٹا کی شرح میں اضافہ ہوتا ہے (نبض کا دورانیہ کم ہوتا ہے)، آپٹیکل وصول کنندہ "سگنل سمیرنگ" (منتشر) کے لیے بہت زیادہ حساس ہو جاتا ہے جو روشنی فائبر کور کے ذریعے مختلف راستے لے جانے کی وجہ سے ہوتا ہے۔ سگنل اسپریڈ کی تھوڑی مقدار جو 10Gbps پر قابل قبول ہے 100Gbps پر ایک اہم ناکامی بن جاتی ہے، جس سے سگنل کی سالمیت کو برقرار رکھنے کے لیے زیادہ سے زیادہ جسمانی فاصلے کو کم کرنا پڑتا ہے۔
مجھے ملٹی موڈ سے سنگل-موڈ فائبر میں کس فاصلے پر جانا چاہئے؟
"150-میٹر کا اصول" صنعت کا بہترین عمل ہے۔
150 میٹر سے کم: ملٹی موڈ (OM4) عام طور پر سستی آپٹکس کی وجہ سے زیادہ لاگت-موثر ہوتا ہے۔
150 میٹر سے زیادہ: سنگل-موڈ (OS2) کی سفارش کی جاتی ہے۔
کیا OM4 فائبر پسماندہ OM3 کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے؟
جی ہاں، مکمل طور پر پسماندہ ہم آہنگ۔OM4 فائبر بنیادی طور پر OM3 کا ایک "اعلیٰ نمونہ" ورژن ہے۔ آپ آج OM4 کیبلنگ انسٹال کر سکتے ہیں اور اسے پرانے 10G OM3 ٹرانسیور کے ساتھ استعمال کر سکتے ہیں۔ لنک عام طور پر کام کرے گا۔
تجویز کردہ مضامین
OS1 بمقابلہ OS2 سنگل موڈ فائبر
گلاس بمقابلہ پلاسٹک آپٹیکل فائبر
SC/APC فائبر آپٹک کیبل
