Fibre-Optic Cables: Single-Mode and Multimodeکێبڵەکانی فایبەر ئۆپتیک: تاکمۆد و فرەمۆد

A fibre-optic cable carries data as pulses of light through a glass core thinner than a hair. The light stays inside because the cladding around the core has a lower refractive index: light that meets the boundary at a shallow angle is reflected back completely — total internal reflection. The basics are in Fibre-optic cable: data as light; this lesson looks at the real cables, their types, sizes, colours and connectors.

کێبڵی فایبەر ئۆپتیک دراوە (Data) وەک لێدانی ڕووناکی بە ناو ناوکێکی شووشەییدا دەبات کە لە موو باریکترە. ڕووناکییەکە لە ناوەوە دەمێنێتەوە چونکە چینی دەوروبەری ناوکەکە ڕێژەی شکانەوەی (Refractive index) کەمترە: ئەو ڕووناکییەی بە گۆشەیەکی کەم بەر سنوورەکە دەکەوێت بە تەواوی دەداتەوە — دانەوەی تەواوی ناوەکی (Total internal reflection). بنەماکان لە کێبڵی فایبەر ئۆپتیک: دراوە وەک ڕووناکیدان؛ ئەم وانەیە سەیری کێبڵە ڕاستەقینەکان، جۆرەکانیان، قەبارە، ڕەنگ و سەرەکانی کێبڵیان دەکات.

From the centre out, a fibre cable has: the core, where the light travels; the cladding, glass with a lower refractive index that keeps the light in; a plastic coating (250 µm) against scratches and damp; a colour-coded buffer — a 900 µm tight buffer or a gel-filled loose tube — that cushions the fibre against crushing and small bends; strength members of aramid yarn that take the pull; and the outer jacket.

لە ناوەڕاستەوە بۆ دەرەوە، کێبڵێکی فایبەر ئۆپتیک ئەمانەی هەیە: ناوک، کە ڕووناکی تێیدا دەڕوات؛ چینی دەوروبەر، شووشەیەک بە ڕێژەی شکانەوەی کەمتر کە ڕووناکی لە ناوەوە دەهێڵێتەوە؛ ڕووپۆشێکی پلاستیکی ⁦(250 µm)⁩ دژی خەت و شێ؛ بەرگێکی پارێزەری ڕەنگکراو — بەرگێکی توندی ⁦900 µm⁩ یان بۆرییەکی شلی پڕ لە جێل — کە فایبەرەکە لە پەستان و چەمانەوەی بچووک دەپارێزێت؛ ڕیشاڵی پتەوکەر لە دەزووی ئارامید کە ڕاکێشان هەڵدەگرن؛ و بەرگی دەرەوە.

The sizes are written as core/cladding in micrometres (µm): 9/125 for single-mode, 50/125 and 62.5/125 for multimode. The cladding is 125 µm in every case — about the thickness of a thin hair — so connectors and tools fit both kinds.

قەبارەکان وەک ناوک/چینی دەوروبەر بە مایکرۆمەتر ⁦(µm)⁩ دەنووسرێن: ⁦9/125⁩ بۆ تاکمۆد، ⁦50/125⁩ و ⁦62.5/125⁩ بۆ فرەمۆد. چینی دەوروبەر لە هەموو حاڵەتێکدا ⁦125 µm⁩ـە — نزیکەی ئەستووریی موویەکی باریک — بۆیە سەرەکانی کێبڵ و ئامرازەکان بۆ هەردوو جۆرەکە دەگونجێن.

Fibre is often called fast "because it uses the speed of light" — but glass slows light down. The refractive index n of a material tells how much: light in a vacuum travels at c ≈ 299 792 km/s, and in the glass of a fibre n ≈ 1.47, so light covers about 204 000 km/s — two thirds of *c*. Every kilometre of fibre adds about 5 µs of delay (propagation delay).

زۆرجار دەوترێت فایبەر خێرایە "چونکە خێرایی ڕووناکی بەکار دەهێنێت" — بەڵام شووشە ڕووناکی خاو دەکاتەوە. ڕێژەی شکانەوەی ماددەیەک، n، دەڵێت چەند: ڕووناکی لە بۆشاییدا بە c ≈ ⁦299 792 km/s⁩ دەڕوات و لە شووشەی فایبەردا n ≈ ⁦1.47⁩ـە، بۆیە ڕووناکی نزیکەی ⁦204 000 km/s⁩ دەبڕێت — دوو لەسەر سێی *c*. هەر کیلۆمەترێک فایبەر نزیکەی ⁦5 µs⁩ دواکەوتن (Latency) زیاد دەکات (دواکەوتنی بڵاوبوونەوە).

Fibre has costs too. The glass breaks or leaks light if it is bent too tightly — keep the bend radius at least 10 times the cable diameter, and 20 times while pulling. Joining and terminating fibres needs special tools and training. Connectors must be perfectly clean: a speck of dust on a 9 µm core blocks the light. The optics at each end cost more than copper ports for short links, and fibre cannot carry power to a device the way PoE does.

فایبەریش تێچووی هەیە. شووشەکە ئەگەر زۆر بە توندی بچەمێنرێتەوە دەشکێت یان ڕووناکی دزە دەکات — نیوەتیرەی چەمانەوە لانیکەم ⁦10⁩ هێندەی تیرەی کێبڵەکە بهێڵەرەوە و لە کاتی ڕاکێشاندا ⁦20⁩ هێندە. لکاندن و کۆتاییپێهێنانی فایبەر ئامرازی تایبەت و ڕاهێنانی پێویستە. سەرەکانی کێبڵ دەبێت تەواو پاک بن: دەنکە تۆزێک لەسەر ناوکێکی ⁦9 µm⁩ ڕێگە لە ڕووناکی دەگرێت. نێرەر-وەرگرەکانی هەر سەرێک بۆ بەستەری کورت لە دەرچەکانی (Port) مس گرانترن و فایبەر ناتوانێت کارەبا بگەیەنێتە ئامێرێک وەک PoE دەیکات.

Two fibres can be joined permanently by splicing. A fusion splicer lines the two cut ends up under a camera and melts them together with an electric arc; a good single-mode fusion splice loses less than 0.05 dB. A mechanical splice holds the ends together in a small sleeve with gel and loses more. Where a link must be opened again — at patch panels and on equipment — connectors are used instead; each mated pair loses up to 0.75 dB (TIA limit).

دوو فایبەر دەتوانرێت بە شێوەیەکی هەمیشەیی بە لکاندن پێکەوە ببەسترێن. ئامێری لکاندنی گەرمی ⁦(fusion splicer)⁩ دوو سەرە بڕاوەکە لە ژێر کامێرایەکدا ڕێک دەخات و بە کڵپەیەکی کارەبایی پێکەوەیان دەتوێنێتەوە؛ لکاندنێکی گەرمیی باشی تاکمۆد کەمتر لە ⁦0.05 dB⁩ لەدەست دەدات. لکاندنی میکانیکی سەرەکان لە ناو بۆرییەکی بچووکی جێلداردا پێکەوە ڕادەگرێت و زیاتر لەدەست دەدات. لەو شوێنانەی بەستەرێک دەبێت دووپاتە بکرێتەوە — لە پانێڵەکانی پاچ (Patch panel) و لەسەر ئامێرەکان — لە جیاتی ئەوە سەرەکانی کێبڵ بەکار دێن؛ هەر جووتێکی پێکەوەبەستراو تا ⁦0.75 dB⁩ لەدەست دەدات (سنووری TIA).

A mode is one path that light can take through the core. Single-mode fibre has a core so thin (about 9 µm) that only one path fits: the light goes straight along the fibre and a short pulse arrives short. Multimode fibre has a wider core (50 or 62.5 µm) in which light takes many paths at once; steep zig-zag paths are longer than the straight one, so their light arrives later and the pulse spreads out (modal dispersion). Graded-index multimode glass reduces the spreading, but it still limits multimode to short links.

مۆد یەک ڕێگایە کە ڕووناکی دەتوانێت بە ناو ناوکەکەدا بیگرێت. فایبەری تاکمۆد ناوکێکی ئەوەندە باریکی هەیە (نزیکەی ⁦9 µm⁩) کە تەنیا یەک ڕێگا جێی دەبێتەوە: ڕووناکییەکە ڕاست بە درێژایی فایبەرەکەدا دەڕوات و لێدانێکی کورت هەر کورت دەگات. فایبەری فرەمۆد ناوکێکی پانتری هەیە (⁦50⁩ یان ⁦62.5 µm⁩) کە ڕووناکی تێیدا لە یەک کاتدا چەندین ڕێگا دەگرێت؛ ڕێگا زیگزاگە لارەکان لە ڕێگا ڕاستەکە درێژترن، بۆیە ڕووناکییەکەیان دواتر دەگات و لێدانەکە بڵاو دەبێتەوە (بڵاوبوونەوەی مۆد). شووشەی ⁦graded-index⁩ بڵاوبوونەوەکە کەم دەکاتەوە، بەڵام هێشتا فرەمۆد بۆ بەستەری کورت سنووردار دەکات.

Single-mode fibre (9/125; strictly a core of 8–10 µm) is fed by lasers at 1310 nm or 1550 nm, invisible infrared light. Its loss is only about 0.4 dB/km at 1310 nm and 0.25 dB/km at 1550 nm, so it reaches far: 10 km for 10GBASE-LR, 40 km for 10GBASE-ER, and with optical amplifiers it crosses countries and oceans. It is the fibre of provider networks, links between cities, campus backbones, fibre to the home and the cables on the sea floor.

فایبەری تاکمۆد (⁦9/125⁩؛ بە وردی ناوکێکی 8 تا ⁦10 µm⁩) بە لەیزەرەکان (Laser) لە ⁦1310 nm⁩ یان ⁦1550 nm⁩ دەدرێت، ڕووناکیی ژێرسووری (Infrared) نەبینراو. لاوازبوونی سیگناڵەکەی لە ⁦1310 nm⁩ـدا تەنیا نزیکەی ⁦0.4 dB/km⁩ و لە ⁦1550 nm⁩ـدا ⁦0.25 dB/km⁩ـە، بۆیە دوور دەڕوات: ⁦10 km⁩ بۆ ⁦10GBASE-LR⁩، ⁦40 km⁩ بۆ ⁦10GBASE-ER⁩ و بە بەهێزکەری ڕووناکی وڵاتان و زەریاکان دەبڕێت. فایبەری ڕایەڵەکانی (Network) دابینکەران، بەستەری نێوان شارەکان، بڕبڕەی ڕایەڵەی زانکۆکان، فایبەر تا ماڵ و کێبڵەکانی سەر بنی دەریاـیە.

TIA-568 names cabled single-mode fibre OS1 (indoor, tight-buffered) and OS2 (outdoor, loose tube, low water peak). The glass itself follows ITU-T recommendations such as G.652 (the standard single-mode fibre) and G.657 (bend-insensitive, for FTTH). Single-mode optics used to be expensive, but their prices keep falling, so many new short links are single-mode too. Its jacket is yellow.

⁦TIA-568⁩ ناوی فایبەری تاکمۆدی کێبڵکراو دەنێت ⁦OS1⁩ (ناوخۆ، بەرگی توند) و ⁦OS2⁩ (دەرەوە، بۆریی شل، کەم‌ئاو). خودی شووشەکە شوێن ڕاسپاردەکانی ⁦ITU-T⁩ دەکەوێت وەک ⁦G.652⁩ (فایبەری تاکمۆدی ستاندارد) و ⁦G.657⁩ (بەرگەگری چەمانەوە، بۆ FTTH). نێرەر-وەرگری تاکمۆد پێشتر گران بوو، بەڵام نرخەکەی بەردەوام دادەبەزێت، بۆیە زۆرێک لە بەستەرە کورتە نوێیەکانیش تاکمۆدن. بەرگەکەی زەردە.

Multimode fibre has a 50 µm or 62.5 µm core. Old, slow LANs used cheap LEDs at 850 and 1300 nm; Gigabit and faster use small, cheap lasers called VCSELs at 850 nm. Because of modal dispersion, multimode reaches hundreds of metres, not kilometres: at 10 Gb/s about 300 m on OM3 and 400 m on OM4. That is enough inside buildings and data centres, where its cheaper optics save money.

فایبەری فرەمۆد ناوکێکی ⁦50 µm⁩ یان ⁦62.5 µm⁩ـی هەیە. ڕایەڵە ناوچەییەکانی (LAN) کۆن و خاو LEDـی هەرزانیان لە ⁦850⁩ و ⁦1300 nm⁩ـدا بەکار دەهێنا؛ Gigabit و خێراتر لەیزەری بچووک و هەرزانی VCSEL لە ⁦850 nm⁩ـدا بەکار دەهێنن. بەهۆی بڵاوبوونەوەی مۆدەوە، فرەمۆد سەدان مەتر دەڕوات، نەک کیلۆمەتر: بە ⁦10 Gb/s⁩ نزیکەی ⁦300 m⁩ لەسەر ⁦OM3⁩ و ⁦400 m⁩ لەسەر ⁦OM4⁩. ئەمە بۆ ناو بینا و ناوەندەکانی دراوە بەسە، کە نێرەر-وەرگرە هەرزانترەکانی پارە دەگەڕێننەوە.

The cable itself costs about the same; the total system cost — mostly the transceivers — and the distance decide. For very short, cheap links, such as the TOSLINK audio cable of a TV, there is also plastic optical fibre (POF): a core about 1 mm wide, red LED light at 650 nm, and a reach of a few metres to tens of metres.

خودی کێبڵەکە نزیکەی هەمان نرخی هەیە؛ تێچووی گشتیی سیستەمەکە — زۆربەی نێرەر-وەرگرەکان — و دووری بڕیار دەدەن. بۆ بەستەری زۆر کورت و هەرزان، وەک کێبڵی دەنگی TOSLINKـی تیڤی، فایبەری ڕووناکیی پلاستیکی ⁦(POF)⁩ـیش هەیە: ناوکێک بە پانیی نزیکەی ⁦1 mm⁩، ڕووناکیی سووری LED لە ⁦650 nm⁩ـدا و دووریی چەند مەترێک تا دەیان مەتر.

A single-mode and a multimode fibre cannot simply be joined. Light from a 50 µm multimode core mostly misses a 9 µm single-mode core: about 20 dB is lost. Even 62.5 µm into 50 µm loses 3 dB or more. Transceivers are made for one type too: an SR module is for multimode at 850 nm, an LR module for single-mode at 1310 nm. Check the jacket colour and the print before you connect.

فایبەری تاکمۆد و فایبەری فرەمۆد ناتوانرێت بە ئاسانی پێکەوە ببەسترێن. ڕووناکیی ناوکێکی ⁦50 µm⁩ـی فرەمۆد زۆربەی ناوکی ⁦9 µm⁩ـی تاکمۆد ناپێکێت: نزیکەی ⁦20 dB⁩ لەدەست دەچێت. تەنانەت لە ⁦62.5 µm⁩ـەوە بۆ ⁦50 µm⁩ ـ ⁦3 dB⁩ یان زیاتر لەدەست دەچێت. نێرەر-وەرگرەکانیش بۆ یەک جۆر دروست دەکرێن: مۆدیولی SR بۆ فرەمۆدە لە ⁦850 nm⁩ـدا، مۆدیولی LR بۆ تاکمۆدە لە ⁦1310 nm⁩ـدا. پێش بەستنەوە ڕەنگی بەرگ و نووسینەکەی بپشکنە.

A fibre connector holds the fibre in a precise ceramic tube, the ferrule, so that two cores meet face to face. LC is small, with a latch and a 1.25 mm ferrule; a duplex LC pair is the usual plug of SFP modules. SC is square and push-pull with a 2.5 mm ferrule, common on fibre panels and FTTH equipment. ST is round with a twist-lock bayonet — the main multimode connector until about 2005. MPO holds 12 or 16 fibres in a row for 40 and 100 Gb/s links in data centres.

سەرێکی کێبڵی فایبەر فایبەرەکە لە ناو بۆرییەکی سیرامیکی وردی ناو فێرولدا ڕادەگرێت، بۆ ئەوەی دوو ناوکەکە ڕووبەڕوو بگەنە یەک. LC بچووکە، بە قولاپ و فێرولێکی ⁦1.25 mm⁩؛ جووتێکی LC سەرە ئاساییەکەی مۆدیولەکانی SFPـە. SC چوارگۆشە و پاڵنان-ڕاکێشانە بە فێرولێکی ⁦2.5 mm⁩، باو لەسەر پانێڵی فایبەر و ئامێرەکانی FTTH. ST خڕە و بە سووڕاندن قفڵ دەبێت — تا نزیکەی ⁦2005⁩ سەری سەرەکیی فرەمۆد بوو. MPO ـ ⁦12⁩ یان ⁦16⁩ فایبەر لە یەک ڕیزدا هەڵدەگرێت بۆ بەستەری ⁦40⁩ و ⁦100 Gb/s⁩ لە ناوەندەکانی دراوەدا.

Colours help again: blue = single-mode with a flat (UPC) polish, green = single-mode with an angled (APC) end — never plug green into blue — and beige, black, aqua or lime = multimode. Keep the dust caps on and clean the end face before every connection.

ڕەنگ دیسان یارمەتی دەدات: شین = تاکمۆد بە سەری ڕێک ⁦(UPC)⁩، سەوز = تاکمۆد بە سەری لار ⁦(APC)⁩ — هەرگیز سەوز مەخەرە ناو شینەوە — و قاوەیی کاڵ، ڕەش، شینی ئاوی یان سەوزی لیمۆیی = فرەمۆد. سەرپۆشی تۆزەکان لەسەریان بهێڵەرەوە و پێش هەموو بەستنەوەیەک ڕووی سەرەکە پاک بکەرەوە.

A switch turns its electrical signal into light with a small plug-in transceiver, usually an SFP (1 Gb/s) or SFP+ (10 Gb/s) module. A link uses two fibres: the Tx (transmit) of one end must reach the Rx (receive) of the other, which is why duplex patch cords are crossed A-to-B. The module's name tells its fibre, wavelength and reach, and both ends must match. The lasers in these modules are Class 1, safe under normal use — but see the safety rules below.

سویچێک (Network switch) سیگناڵە کارەباییەکەی بە نێرەر-وەرگرێکی بچووکی لێکراو دەکاتە ڕووناکی، زۆرجار مۆدیولی SFP ⁦(1 Gb/s)⁩ یان ⁦SFP+⁩ ⁦(10 Gb/s)⁩. بەستەرێک دوو فایبەر بەکار دەهێنێت: Txـی (ناردن) سەرێک دەبێت بگاتە Rxـی (وەرگرتن) سەرەکەی تر، بۆیە کێبڵە پاچە جووتەکان بە شێوەی A بۆ B خاچکراون. ناوی مۆدیولەکە فایبەر، درێژیی شەپۆل و دوورییەکەی دەڵێت و دەبێت هەردوو سەرەکە یەک بگرنەوە. لەیزەرەکانی ئەم مۆدیولانە پۆلی 1ـن، لە بەکارهێنانی ئاساییدا سەلامەتن — بەڵام یاساکانی سەلامەتیی خوارەوە ببینە.

A university in Erbil joins two buildings 2 km apart with single-mode fibre at 1310 nm. On the way the light passes two patch-panel connections and one splice. A loss budget adds up every loss and compares it with what the transceivers can tolerate.

زانکۆیەک لە هەولێر دوو بینا کە ⁦2 km⁩ لە یەکترەوە دوورن بە فایبەری تاکمۆد لە ⁦1310 nm⁩ـدا دەبەستێتەوە. ڕووناکییەکە لە ڕێگادا بە دوو بەستنەوەی پانێڵی فایبەر و یەک لکاندندا تێدەپەڕێت. بودجەی لاوازبوونی سیگناڵ هەموو لەدەستچوونێک کۆ دەکاتەوە و بەراوردی دەکات لەگەڵ ئەوەی نێرەر-وەرگرەکان بەرگەی دەگرن.

Most homes connected by fibre use a passive optical network (PON). From the provider's OLT, one single-mode fibre runs to an unpowered splitter that serves up to 32 or 64 homes. In each home the fibre ends in an ONT, which turns the light into Ethernet for the router — how the ONT and the router work together is in Modems and Routers. The common standard, GPON, gives 2.488 Gb/s down and 1.244 Gb/s up, shared by the homes on one splitter, using 1490 nm downstream and 1310 nm upstream on the same fibre; the newer XGS-PON gives up to 10 Gb/s both ways.

زۆربەی ئەو ماڵانەی بە فایبەر بەستراون ڕایەڵەیەکی ڕووناکیی ناچالاک ⁦(PON)⁩ بەکار دەهێنن. لە OLTـی دابینکەری ئینتەرنێتەکەوە (ISP)، یەک فایبەری تاکمۆد دەچێت بۆ دابەشکەرێکی بێ کارەبا کە تا ⁦32⁩ یان ⁦64⁩ ماڵ دەگرێتەوە. لە هەر ماڵێکدا فایبەرەکە لە ONTـێکدا کۆتایی دێت کە ڕووناکییەکە دەکاتە Ethernet بۆ ڕێدۆزەکە (Router) — چۆنیەتی کارکردنی ONT و ڕێدۆز پێکەوە لە مۆدێمەکان و ڕێدۆزەکاندایە. ستانداردە باوەکە، GPON، ⁦2.488 Gb/s⁩ دابارکردن (Download) و ⁦1.244 Gb/s⁩ هەڵبارکردن (Upload) دەدات، کە ماڵەکانی سەر یەک دابەشکەر هاوبەشی دەکەن، بە ⁦1490 nm⁩ بۆ خوارەوە و ⁦1310 nm⁩ بۆ سەرەوە لەسەر هەمان فایبەر؛ ⁦XGS-PON⁩ـی نوێتر تا ⁦10 Gb/s⁩ بە هەردوو ئاڕاستە دەدات.

FTTH is spreading fast in the region: in June 2024 the Kurdistan Region's Minister of Transport and Communications said fibre had reached 400,000 homes, and in January 2026 Iraq's Ministry of Communications said only about a quarter of citizens had fibre internet at home. The ways a home can connect are compared in Fibre to the home and fixed wireless.

FTTH لە ناوچەکەدا بە خێرایی بڵاو دەبێتەوە: لە حوزەیرانی ⁦2024⁩دا وەزیری گواستنەوە و گەیاندنی هەرێمی کوردستان گوتی فایبەر گەیشتووەتە ⁦400,000⁩ ماڵ و لە کانوونی دووەمی ⁦2026⁩دا وەزارەتی گەیاندنی عێراق گوتی تەنیا نزیکەی چارەکێکی هاووڵاتیان لە ماڵەوە ئینتەرنێتی (Internet) فایبەریان هەیە. ڕێگاکانی بەستنەوەی ماڵ لە فایبەر تا ماڵ و بێتەلی جێگیردا بەراورد کراون.