Skaidulinių siųstuvų-imtuvų tipai valdo skirtingus bangos ilgius

 

Skaidulinių siųstuvų-imtuvų tipai veikia esant tam tikram bangos ilgiui -visų pirma 850 nm, 1310 nm ir 1550 nm-, kiekvienas optimizuotas skirtingiems perdavimo atstumams ir skaidulų tipams. Supratimas, kaip skaidulinių siųstuvų-imtuvų tipai pasirenka bangos ilgį, lemia signalo pasiekiamumą, infrastruktūros suderinamumą ir pritaikymą.

Šis bangos ilgio specifiškumas egzistuoja, nes optinių skaidulų slopinimo charakteristikos infraraudonųjų spindulių spektre skiriasi. Esant 850 nm bangos ilgiui, daugiamodis šviesolaidis praranda maždaug 2,5 dB/km, o vienmodės skaidulos, esant 1550 nm, pasiekia tik 0,3 dB/km-skirtumą, o tai reiškia, kad perdavimo pajėgumas yra šimtai kilometrų.

 

 

Standartinės bangos ilgio kategorijos ir jų taikymas

 

Šviesolaidiniame ryšyje dominuoja trys bangos ilgio juostos, o skirtingi pluošto siųstuvų-imtuvų tipai aptarnauja skirtingus tinklo segmentus, pagrįstus fizika ir ekonomika.

850 nm: trumpas-pasiekiamas kelių režimų perdavimas

850 nm bangos ilgis užtikrina trumpo{1}}atstumo ryšius duomenų centruose ir įmonių tinkluose. Šiuose siųstuvuose-imtuvuose naudojamas daugiamodis pluoštas, kurio šerdies skersmuo yra 50 arba 62,5 mikronų, todėl vienu metu gali sklisti keli šviesos režimai.

Atstumo galimybės skiriasi priklausomai nuo duomenų perdavimo spartos. 1 Gbps SFP modulis pasiekia 550 metrų per OM2 daugiamodį šviesolaidį, o 10 Gbps SFP+ moduliai perduoda iki 300 metrų per OM3, o 100 Gbps QSFP28 moduliai valdo 100 metrų OM4. Didesnė duomenų perdavimo sparta sumažina perdavimo atstumą, nes modalinė dispersija{12}}šviesos impulsų sklaida skirtingais sklidimo takais-riboja pralaidumo{14}}atstumo produktus.

Ekonomika teikia pirmenybę 850 nm trumpoms nuorodoms. LED ir VCSEL (vertikalaus-ertmės paviršiaus-spinduliuojančio lazerio) šviesos šaltiniai kainuoja daug pigiau nei DFB lazeriai, reikalingi ilgesniems bangų ilgiams. Tarp tipų skaidulinių siųstuvų-imtuvų tipinis 850 nm SFP gali kainuoti 15-25 USD, o 1310 nm ekvivalentas – 40-60 USD. Dėl šio kainos pranašumo 850 nm yra standartinis stovo ir stovo jungtims, kai atstumas yra mažesnis nei 500 metrų.

Temperatūros stabilumas yra pagrindinis techninis iššūkis. VCSEL keičia bangos ilgio išvestį, kai keičiasi temperatūra, ir tai gali sukelti papildomą dispersiją daugiamodiame pluošte. Pramoniniai -klasės 850 nm siųstuvai-imtuvai (-40 laipsnių iki 85 laipsnių) turi atsižvelgti į šį poslinkį, o komercinės klasės įrenginiai (nuo 0 iki 70 laipsnių) veikia kontroliuojamoje aplinkoje.

1310 nm: vidutinis-pasiekiamumo universalumas

1310 nm bangos ilgis yra miestelių tinklų, didmiesčių prieigos žiedų ir vidutinio nuotolio transporto priemonė. Šis bangos ilgis veikia tiek vienmode -mode, tiek daugiamode šviesolaidžiu, nors vienmodė{4}} dominuoja didesniems nei 2 km atstumams.

Skaidulų slopinimas, esant 1310 nm, yra maždaug 0,4 dB/km naudojant standartinį OS1 / OS2 vieno -modio skaidulą. Siųstuvas-imtuvas su -3 dBm perdavimo galia ir -20 dBm imtuvo jautrumu suteikia 17 dB ryšio biudžeto, palaikydamas maždaug 40 km, įvertinus jungties nuostolius ir sistemos maržą.

Chromatinė dispersija-šviesos impulsų sklaida dėl bangos ilgio-priklausomų sklidimo greičių-pasiekia mažiausią maždaug 1310 nm standartiniame vienmodės-modės pluošte. Šis „nulinės-sklaidos taškas leidžia 10 Gbps NRZ signalams nukeliauti 40 km be sklaidos kompensavimo. Esant 1550 nm tam pačiam signalui reikėtų dispersiją kompensuojančio skaidulinio pluošto arba pažangių moduliavimo schemų didesniame nei 20 km atstumu.

Įprastos 1 310 nm programos apima FTTx diegimą (šviesolaidį į namus, pastatą ar bortelį), kai atstumai paprastai svyruoja nuo 10 iki 20 km. PON (pasyvus optinis tinklas) sistemos dažnai naudoja 1310 nm srautui prieš srovę, suporuotas su 1490 nm arba 1550 nm pasroviui bangos ilgiais BiDi konfigūracijose.

1310 nm juosta taip pat palaiko CWDM (stambaus bangos ilgio padalijimo tankinimo) kanalus nuo 1270 nm iki 1330 nm su 20 nm atstumu. Šie spalvoti siųstuvai-imtuvai įgalina kelis lygiagrečius ryšius per vieną skaidulų porą, efektyviai padidindami infrastruktūros pajėgumus netiesdami papildomų kabelių.

1550 nm: ilgoji{1}}pervežimo sistema

1550 nm bangos ilgis pasiekia mažiausią optinio pluošto slopinimą, -apie 0,3 dB/km standartiniu vieno- režimu ir net 0,2 dB/km, kai naudojamas patobulintas, mažo{5}} nuostolio pluoštas. Dėl šio fizinio pranašumo 1550 nm yra išskirtinis pasirinkimas ilgesniems nei 40 km atstumams.

Naudojant standartinius siųstuvus-imtuvus, ilgo-pasiekimo programos apima nuo 40 km iki 80 km, o išplėstinio-pasiekimo ir itin-ilgo-pasiekimo variantai apima 120–160 km. Šioms ilgesnėms nuorodoms reikia aukštesnės-kokybės DFB (paskirstyto grįžtamojo ryšio) lazerių, kurie palaiko siaurą spektrinį plotį,-paprastai mažesnis nei 1 nm{12}}, kad būtų sumažintas chromatinės sklaidos poveikis.

C-juostos (1530–1565 nm), supančios 1550 nm, yra DWDM (tankaus bangos ilgio padalijimo tankinimo) sistemų pagrindas. DWDM kanalai yra 50 GHz (0,4 nm) atstumu vienas nuo kito, todėl viename pluošte gali egzistuoti 40, 80 ar net 96 bangos ilgiai. 100 Gbps nuoseklus DWDM siųstuvas-imtuvas, veikiantis maždaug 1550 nm, gali perduoti 1000 km ar daugiau su atitinkamu sustiprinimu.

Erbium-Doped Fiber Amplifiers (EDFA) veikia tik C- ir L- juostose (1565-1625 nm), todėl galima optinį stiprinimą be elektros regeneracijos. Dėl šios galimybės 1550 nm yra vienintelis praktiškas pasirinkimas povandeniniams kabeliams ir tarpvalstybinėms magistralinėms jungtims, kur kas 80–100 km stiprinimas išplečia bendrą pasiekiamumą iki tūkstančių kilometrų.

Dispersijos kompensacija tampa kritiška ties 1550 nm. Standartinio vienmodės skaidulos šio bangos ilgio chromatinė dispersija yra maždaug 17 ps/(nm·km). 10 Gbps signalas, kurio spektrinis plotis yra 0,4 nm, sukaupia 68 ps dispersiją per 10 km{9}} tiek, kad sukeltų inter{10}}simbolių trukdžius be kompensacijos ar pažangios moduliacijos.

 

Dvikrypčių ir WDM siųstuvų-imtuvų technologijos

 

Tradiciniai pluošto siųstuvų-imtuvų tipai naudoja atskirus pluoštus perdavimo ir priėmimo funkcijoms. BiDi (dvikryptės) ir WDM technologijos pakeičia šį modelį, perduodamos kelis bangos ilgius per vieną pluošto grandinę.

BiDi siųstuvo-imtuvo bangos ilgio poros

BiDi siųstuvai-imtuvai integruoja WDM jungtį, kuri atskiria perdavimo ir priėmimo bangos ilgius, keliaujančius priešingomis kryptimis viename pluošte. Įprastos bangų ilgių poros apima 1310 nm/1490 nm trumpiems ir vidutiniams atstumams (10–40 km) ir 1490 nm/1550 nm ilgesniam pasiekiamumui (40–80 km).

Siųstuvas-imtuvas taške A perduoda 1310 nm, o priima 1490 nm. Taško B siųstuvas-imtuvas atvirkščiai perduoda -1 490 nm ir priima 1 310 nm. Šis suderintos-poros metodas reikalauja kruopštaus diegimo planavimo, nes sumaišius nesuderinamus bangos ilgius ryšys nutraukiamas.

BiDi technologija dvigubai padidina šviesolaidinės infrastruktūros pajėgumus neįrengiant papildomų kabelių. 12{5}}sruogų pluoštas, kuris tradiciškai palaikė 6 dvipuses nuorodas, dabar gali palaikyti 12 BiDi jungčių. Duomenų centrų operatoriai naudojasi šiuo pranašumu, norėdami atidėti brangių šviesolaidžių kūrimą, ypač miesto aplinkoje, kurioje kanalai apriboti.

Pagrindinis techninis iššūkis yra bangos ilgio izoliacija. WDM jungtis turi užtikrinti bent 15-20 dB izoliaciją tarp perdavimo ir priėmimo kelių, kad būtų išvengta signalo trukdžių. Žemesnės kokybės jungtys sukelia skersinį pokalbį, kuris sumažina bitų klaidų dažnį, ypač esant didesniam duomenų perdavimo greičiui, kai laiko ribos tampa griežtesnės.

Neseniai pradėti gaminti 25G SFP28 BiDi moduliai, naudojant 1270 nm/1330 nm bangos ilgių poras per vieno -modio skaidulą, kad būtų galima perduoti 10 km. Šie siųstuvai-imtuvai palaiko 5G priekinio nuotolio ir -vidutinio nuotolio programas, kuriose šviesolaidžio prieinamumas riboja tinklo plėtrą, tačiau pralaidumo poreikiai ir toliau didėja.

CWDM kanalo organizacija

CWDM siųstuvai-imtuvai veikia 18 standartizuotų bangų ilgių nuo 1270 nm iki 1610 nm su tiksliai 20 nm atstumu. Kanalų pavadinimai atitinka ITU-T G.694.2 specifikacijas, sunumeruoti iš eilės 1270, 1290, 1310... iki 1610.

Kiekvienas CWDM kanalas veikia nepriklausomai, perduodamas bet kokį protokolą arba duomenų perdavimo spartą nuo 1 Gbps iki 100 Gbps. Tinklo dizaineriai skirtingiems srauto tipams priskiria tam tikrus bangos ilgius-1310 nm įmonės duomenims, 1470 nm saugojimo replikacijai, 1550 nm atsarginėms grandinėms – visa tai dalijasi viena skaidulų pora.

Nuorodų biudžetai skiriasi pagal bangos ilgį dėl skirtingų skaidulų slopinimo profilių. 1310 nm CWDM kanalas patiria 0,4 dB/km nuostolių, o 1610 nm kanale – 0,4-0,5 dB/km. Vandens sugerties smailės maždaug 1383 nm istoriškai apribojo šį „vandens piko“ kanalą, nors žemo-vandens piko (LWP) pluoštas pašalino šį suvaržymą šiuolaikiniuose įrenginiuose.

CWDM technologija reikalauja mažiau tikslaus bangos ilgio valdymo nei DWDM, todėl labai sumažėja siųstuvo-imtuvo sąnaudos. 10G CWDM SFP+ gali kainuoti 80–120 USD, palyginti su 300–500 USD už DWDM ekvivalentą. Dėl šios ekonomikos CWDM patrauklus metro tinklams, apimantiems 40–60 km ir 4–8 bangos ilgio reikalavimus.

Temperatūros dreifas yra įveikiamas iššūkis. CWDM lazerio bangos ilgiai gali pasislinkti ±2-3 nm darbinės temperatūros diapazone. 20 nm kanalų atstumas užtikrina pakankamą apsauginę juostą, kad būtų išvengta trukdžių tarp gretimų kanalų net ir esant blogiausioms šiluminėms sąlygoms.

DWDM tikslus bangos ilgio valdymas

DWDM siųstuvai-imtuvai veikia su daug mažesniais bangos ilgio nuokrypiais, paprastai ± 0,05 nm (± 6,25 GHz) nuo jiems priskirto ITU kanalo. C-juostoje telpa 88 kanalai 50 GHz atstumu (0,4 nm) arba 44 kanalai 100 GHz atstumu (0,8 nm).

Kanalo dažniai gauna standartizuotus pavadinimus: 20 kanalas yra 1561,42 nm (192,0 THz), 30 kanalas – 1553,33 nm (193,0 THz) ir tt. Tinklo operatoriai parenka konkrečius kanalus pagal stiprintuvo profilius, esamą infrastruktūrą ir sklaidos charakteristikas.

Temperatūros stabilizavimas tampa privalomas DWDM siųstuvams-imtuvams. Integruoti termoelektriniai aušintuvai (TEC) palaiko pastovią lazerio temperatūrą, nepaisant aplinkos sąlygų. Šis terminis valdiklis prideda 100–200 USD už siųstuvą-imtuvą, tačiau užtikrina bangos ilgio tikslumą, pakankamą 50 GHz kanalų atstumui.

Derinami DWDM siųstuvai-imtuvai pašalina fiksuoto{0}}bangos ilgio atsargų valdymą. Vienas derinamas siųstuvas-imtuvas gali persijungti per 40–96 ITU kanalus, naudojant programinės įrangos valdymą arba išorinę derinimo įrangą. Derinama technologija kainuoja 2–3 kartus daugiau nei fiksuoto bangos ilgio, tačiau eksploatavimo lankstumas pateisina atsarginės strategijos ir greito aprūpinimo scenarijus.

Naujausi silicio fotonikos pasiekimai sumažino DWDM siųstuvo-imtuvo energijos suvartojimą ir padidino integracijos tankį. 400 G DWDM QSFP-DD modulis sunaudoja 14 W-pusę galios, palyginti su ankstesnės-kartos diskrečiojo diegimo galia-, tuo pačiu palaikydamas perdavimą iki 80 km ir ištaisydamas klaidas.

 

 

Bangos ilgio pasirinkimo kriterijai skirtingiems scenarijams

 

Pasirinkus šviesolaidinių siųstuvų-imtuvų tipus ir jų bangos ilgius, reikia subalansuoti atstumo reikalavimus, šviesolaidinę infrastruktūrą, duomenų perdavimo spartą ir biudžeto apribojimus.

Atstumas{0}}nuvažiuotas pasirinkimas

Ryšiams iki 500 metrų 850 nm daugiamodiai siųstuvai-imtuvai siūlo geriausią kainos{2}}našumo santykį. Įprastas 10GBASE-SR SFP+ kainuoja 25–40 USD ir veikia su esama OM3/OM4 daugiamode infrastruktūra, įprasta duomenų centruose ir universiteto miestelių tinkluose.

500 m–10 km diapazonui paprastai reikia 1 310 nm vieno režimo parinkčių tarp galimų skaidulinių siųstuvų-imtuvų tipų. Šie vidutinio -pasiekimo moduliai kainuoja 50-100 USD, atsižvelgiant į duomenų perdavimo spartą ir funkcijų rinkinį. Dėl palankios sąnaudų, sklaidos charakteristikų ir prieinamumo pusiausvyros tarp pastatų-sujungimų, miestelių paskirstymo ir metro prieigos tinklai daugiausia veikia 1310 nm.

Daugiau nei 10 km bangos ilgio pasirinkimas priklauso nuo to, ar reikalingas stiprinimas. Nesustiprintos nuorodos nuo 10 iki 40 km gerai veikia esant 1310 nm, ypač įmonėse, kur svarbu paprastumas. Atstumams, viršijantiems 40 km, 1550 nm tampa privalomas norint panaudoti mažesnį slopinimą ir įjungti EDFA stiprinimą, jei ryšys tęsiasi daugiau nei 80 km.

Šviesolaidinės infrastruktūros apribojimai

Esama šviesolaidinė infrastruktūra dažnai lemia bangos ilgio pasirinkimą tarp galimų skaidulinių siųstuvų-imtuvų tipų. Seni kelių režimų įrenginiai riboja galimybes iki 850 nm siųstuvų-imtuvų, tačiau pasiekiamumas išlieka ribotas. 1310 nm vieno -modžių siųstuvų-imtuvų įdiegimas daugiamodėje skaiduloje veikia labai trumpais atstumais (mažiau nei 100 m), tačiau išeikvojama vieno-modžių siųstuvo-imtuvo atstumo galimybė.

Skaidulų skaičiaus prieinamumas turi įtakos BiDi ir WDM priėmimui. Tinklai, kuriuose trūksta skaidulų,{1}}dažni metro zonose, kuriose yra ribota kanalų erdvė-, naudojasi BiDi technologija, kuri padvigubina kiekvienos skaidulinės grandinės talpą. Įrenginys su 6 skaidulų poromis gali palaikyti 12 dvipusių jungčių naudojant BiDi siųstuvus-imtuvus, o ne tradicines architektūras.

CWDM ir DWDM tampa ekonomiškai{0}}veiksmingi, kai per esamą skaidulą prideda 4 ar daugiau jungčių. Spalvotų siųstuvų-imtuvų ir pasyviųjų tankintuvų papildomos išlaidos siekia 500–1 500 USD už bangos ilgį, o tai yra daug mažesnė nei 50 000–500 000 USD naujų šviesolaidžių maršrutų įrengimo miesto aplinkoje kaina.

Protokolas ir duomenų perdavimo spartos faktoriai

Didesnio duomenų perdavimo sparta paprastai yra naudinga dėl trumpesnių bangų ilgių, skirtų trumpo{0}}su pasiekiamumo programoms. 100G ir 400G duomenų centrų jungtys naudoja 850 nm PAM4 signalizaciją per daugiamodį skaidulą jungtims iki 150 metrų. Platesnis daugiamodės skaidulos pralaidumas esant 850 nm atitinka padidintą PAM4 moduliacijos spektrinį turinį.

Ilgo{0}}didelio greičio{1}}nuorodose naudojama sudėtinga nuosekli moduliacija esant 1550 nm. 400G-ZR siųstuvas-imtuvas, perduodantis daugiau nei 120 km, naudoja dvigubos-poliarizacijos 16QAM koherentinį aptikimą, kuriam reikalingas mažas 1550 nm praradimas kartu su DWDM bangos ilgio tikslumu, kad būtų galima multipleksuoti kelis 400G kanalus vienoje skaidulų poroje.

Skaidulinio kanalo saugojimo tinklai dažniausiai naudoja 850 nm trumpiems ryšiams duomenų centre ir 1 310 nm inter-įrenginių saugyklos replikacijai. Sukurta Fibre Channel jungiklių ir pagrindinio magistralės adapterių ekosistema palaiko šiuos pluošto siųstuvų-imtuvų tipus su patvirtintu sąveikumu.

 

Rinkos dinamika ir technologijų tendencijos

 

Pasaulinė optinių siųstuvų-imtuvų rinka 2024 m. siekė 12,6–13,6 mlrd. USD, o iki 2030–2033 m. prognozuojama 25–42 mlrd. Duomenų centrai sudaro maždaug 61 % siųstuvų-imtuvų poreikio, o po to seka telekomunikacijų programos.

Vienmo{0}}mode skaiduliniai siųstuvai-imtuvai dominuoja, užimantys 57 % rinkos, o tai lemia didėjantys pasiekiamumo reikalavimai tiek didelio masto duomenų centruose (tarp{2}}įrenginių ryšiui), tiek telekomunikacijų tinkluose (5G priekiniam ryšiui ir metro agregacijai). Daugiamodių siųstuvų-imtuvų dalis išlieka 43 %, bet auga lėčiau – 13-15 % CAGR, palyginti su vieno režimo 14–16 % augimu.

Perėjimas prie 400 G ir 800 G siųstuvų-imtuvų pagreitina bangos ilgio sudėtingumą. 800G moduliai naudoja 8 100 G PAM4 signalizacijos juostas, paprastai 850 nm trumpam pasiekiamumui arba nuoseklų 1 550 nm ilgesniems atstumams. Pramonės prognozėse tikimasi, kad 2025 m. 800G siųstuvų-imtuvų siunta padidės 60 %, visų pirma AI mokymo klasteriams ir hiperskaliniams debesų jungtims.

Silicio fotonikos technologija sumažina siųstuvo-imtuvo išlaidas ir pagerina našumą. Optinių komponentų integravimas į silicio plokšteles išnaudoja puslaidininkių gamybos masto ekonomiją, o 400G siųstuvo-imtuvo sąnaudos gali nukristi žemiau 500 USD iki 2026 m. – tai lygis, dėl kurio 400G gali būti konkurencinga su 100G naujai diegiant.

MWDM (Medium Wavelength Division Multiplexing) atsirado 2024 m. 5G tinklams, naudojant 12 bangų ilgių nuo 1267,5 nm iki 1374,5 nm su 3,5 nm ir 7 nm atstumais. Šie siųstuvai-imtuvai padalija skirtumą tarp plataus CWDM atstumo ir siauro DWDM atstumo, optimizuodami išlaidas ir kanalų skaičių priekinio pervežimo programoms, kurioms reikia 6–12 bangų ilgių 10 km atstumu.

Co-packed optics (CPO) reiškia kitą ribą, siųstuvus-imtuvus dedant tiesiai ant jungiklio silicio, o ne naudojant prijungiamus modulius. Ši integracija sumažina energijos suvartojimą 30–40%, tuo pačiu pagerindama signalo vientisumą. Pradinis CPO diegimas nukreiptas į 51,2 Tbps ir 102,4 Tbps jungiklius, veikiančius 800 G ir 1,6 T viename prievade, kur tradicinis prijungiamų siųstuvų-imtuvų šiluminis išsklaidymas sukuria projektavimo iššūkių.

 

Įgyvendinimo svarstymai

 

Norint sėkmingai įdiegti bangos ilgį, reikia atkreipti dėmesį į keletą techninių ir eksploatacinių veiksnių.

Optinės galios biudžeto skaičiavimai

Kiekvienam šviesolaidžio ryšiui reikalingas pakankamas optinės galios biudžetas-skirtumas tarp siųstuvo išvesties galios ir imtuvo jautrumo-, kad būtų išvengta skaidulų, jungties nuostolių ir išlaikyti sistemos atsargą.

Standartinis skaičiavimas: 1310 nm LR siųstuvas-imtuvas perduoda -3 dBm, o priima -20 dBm, suteikdamas 17 dB ryšio biudžeto. Daugiau nei 35 km šviesolaidžio (0,4 dB/km × 35 km=14 dB), pridėjus dvi jungtis (kiekviena po 0,5 dB) ir 3 dB sistemos marža sudaro 18 dB. Ši nuoroda nepavyksta blogiausiomis sąlygomis.

Atnaujinus į 1550 nm ER siųstuvą-imtuvą su -1 dBm perdavimo galia ir -24 dBm imtuvo jautrumu, gaunamas 23 dB biudžetas. Ta pati 35 km jungtis dabar turi pakankamą ribą: 35 km × 0,3 dB/km + 1 dB jungtys + 3 dB riba=14.5 dB, paliekant 8,5 dB rezervą pluošto senėjimui ir temperatūros svyravimams.

Bangos ilgio suderinamumo reikalavimai

Tiesiogiai prijungti siųstuvai-imtuvai turi veikti vienodais bangos ilgiais, išskyrus BiDi konfigūracijas. 1310 nm siųstuvas-imtuvas negali susisiekti su 1550 nm siųstuvu-imtuvu, net jei abu naudoja vieno -modemo skaidulą-, imtuvo fotodiodas efektyviai neaptiks netinkamo bangos ilgio.

CWDM ir DWDM sistemoms reikalingi atitinkamo bangos ilgio{0}}siųstuvų-imtuvai ir tinkamai sukonfigūruoti tankintuvai. 1470 nm CWDM siųstuvas-imtuvas turi prisijungti prie multiplekserio 1470 nm prievado. Netinkamai sujungus bangos ilgius, signalas išfiltruojamas, o ne perduodamas.

BiDi siųstuvai-imtuvai yra suderintomis poromis, pažymėtomis „A“ ir „B“ arba „prieš srovę“ ir „pasroviui“. A-pusė gali perduoti 1310 nm / priimti 1490 nm, o B- pusė perduoti 1490 nm / priimti 1310 nm. Įdiegus du A-šoninius siųstuvus-imtuvus sukuriamas ne-veikiantis ryšys, kurio abu galai perduoda vienodą bangos ilgį.

Aplinkosaugos veikimo diapazonai

Siųstuvo-imtuvo aplinkos specifikacijos nustato tinkamumą naudoti. Komercinio-laipsnio moduliai (0-70 laipsnių) veikia klimato-valdomuose duomenų centruose ir centriniuose biuruose. Pramoniniai siųstuvai-imtuvai (-40–85 laipsnių) tinka lauko spintelėms, ląstelių bokštams ir atšiaurioms gamybos aplinkoms.

Pailgintos temperatūros{0}}siųstuvai-imtuvai kainuoja 30–50 % daugiau nei komerciniai ekvivalentai. Jei naudojate 10G SFP+ BiDi modulį, tikėkitės 60–80 USD komercinės klasės, palyginti su 90–120 USD pramoninės klasės. Didesnė kaina padidina veikimo patikimumą esant ekstremalioms temperatūroms, dėl kurių komerciniai siųstuvai-imtuvai išsijungtų arba sukeltų klaidų.

Bangos ilgio stabilumas temperatūros diapazone yra svarbesnis DWDM nei CWDM. DWDM siųstuvas-imtuvas turi išlaikyti savo ITU kanalą ±0,05 nm ribose visame veikimo diapazone, todėl reikalingas aktyvus temperatūros kompensavimas. CWDM ±2–3 nm bangos ilgio poslinkis patenka į 20 nm kanalų atstumą, todėl pakanka pasyvaus šilumos valdymo.

 

Dažnai užduodami klausimai

 

Ar galiu naudoti skirtingo bangos ilgio siųstuvus-imtuvus tame pačiame pluošte?

Ne, tiesioginėms nuorodoms iš taško{0}}į{1}}tašką. Abiejuose galuose turi būti naudojami vienodi bangos ilgiai – nuo ​​1310 nm iki 1310 nm arba nuo 1550 nm iki 1550 nm. Vienintelė išimtis yra BiDi technologija, kuri sąmoningai naudoja skirtingus bangos ilgius priešingomis kryptimis (pvz., 1310 nm į vieną pusę, 1490 nm į kitą pusę). CWDM arba DWDM sistemose su multiplekseriais galite paleisti kelis bangos ilgius tame pačiame pluošte, tačiau kiekviena bangos ilgio pora vis tiek turi atitikti abiejuose galuose.

Kodėl 850 nm pasiekiamumas yra trumpesnis nei 1310 nm arba 1550 nm?

Optinis pluoštas labiau susilpnina šviesą, kai bangos ilgis yra trumpesnis. Esant 850 nm, daugiamodis šviesolaidis praranda maždaug 2,5 dB per kilometrą, o vienmodės skaidulos, esant 1310 nm, praranda apie 0,4 dB/km, o 1550 nm šviesolaidžio nuostoliai – tik 0,3 dB/km. Daugiau nei 10 km skirtumas yra didžiulis: 25 dB esant 850 nm ir 3 dB prie 1550 nm. Be to, 850 nm naudoja daugiamodį pluoštą, kuris kenčia nuo modalinės dispersijos, ribojančios atstumą ir pralaidumą.

Kaip sužinoti, ar mano esamas pluoštas palaiko skirtingus bangos ilgius?

Pirmiausia patikrinkite pluošto tipą. Daugiamodis šviesolaidis (OM1, OM2, OM3, OM4) veikia tik su 850 nm siųstuvų-imtuvais praktiškiems atstumams. Vienmodė -modo skaidulos (OS1, OS2) palaiko ir 1310nm, ir 1550nm bangos ilgius. Jei įdiegėte vieno-modo skaidulą, galite laisvai perjungti 1310 nm ir 1550 nm siųstuvų-imtuvus, jei abu galai sutampa. Senasis pluoštas, įdiegtas iki 2000 m., gali turėti "vandens piką" apie 1383 nm, kuris blokuoja CWDM kanalus šiame diapazone.

Kas atsitiks, jei netyčia sumaišysiu bangos ilgius?

Nuorodos nepavyksta sukurti arba ji veikia labai dideliu bitų klaidų lygiu. Fotodiodiniai imtuvai optimizuojami tam tikriems bangų ilgių diapazonams{1}}1310 nm imtuvo jautrumas 1 550 nm ir beveik nereaguoja esant 850 nm. CWDM/DWDM sistemose su multiplekseriais netinkamo bangos ilgio jungtys tiesiog išfiltruoja signalą. Dėl „BiDi“ neatitikimų abu siųstuvai-imtuvai perduoda, bet nė vienas nepriima, todėl visiškai nutrūksta ryšys.

 

Techninė bangos ilgio panaudojimo raida

 

Pramonė ir toliau stumia bangos ilgio ribas, diegdama naujoves medžiagų, moduliavimo schemų ir integravimo metodų, turinčių įtakos skaidulinių siųstuvų-imtuvų tipams, srityse.

Kvantiniai taškiniai lazeriai leidžia veikti platesnėje temperatūroje be aktyvaus aušinimo, o tai gali sumažinti DWDM siųstuvo-imtuvo išlaidas. Ankstyvieji prototipai demonstruoja bangos ilgio stabilumą ±0,1 nm ribose nuo -40 laipsnių iki 85 laipsnių, o tai yra tinkama 100 GHz DWDM atstumui be termoelektrinių aušintuvų.

Tuščiavidurio{0}}šerdies pluošto technologija žada įveikti pagrindines įprasto kietojo{1}}šerdies pluošto slopinimo ribas. Laboratorinėse demonstracijose pasiekiamas 0,174 dB/km esant 1550 nm Jei būtų komercializuotas, tuščiaviduris{8}}šerdies pluoštas galėtų išplėsti nesustiprintą diapazoną iki 100 km ar daugiau, o tai sumažintų priklausomybę nuo brangios stiprinimo infrastruktūros.

O-juostos (1260-1360 nm) siųstuvai-imtuvai sulaukia dėmesio duomenų centro programoms. Veikiant maždaug 1310 nm, visiškai išvengiama chromatinės dispersijos standartiniame vieno -modio skaidulose, todėl pašalinamas DSP sudėtingumas, reikalingas C-juostos koherentinėms sistemoms. Kai kurie pardavėjai 2024 m. pristatė 400G ir 800G O-band modulius, skirtus 2–10 km duomenų centrų jungtims.

Vykstanti raida atspindi pagrindinį principą: šviesolaidinių siųstuvų-imtuvų tipų bangos ilgių pasirinkimas yra daugiau nei techninė specifikacija{0}}ji nustato, kas įmanoma šviesolaidiniuose tinkluose. Suprasdami šiuos bangos ilgio domenus ir jų kompromisus, tinklo dizaineriai gali pritaikyti technologijas prie taikomųjų programų reikalavimų, optimizuodami našumą ir kainą.