850nm naspram 1310nm naspram 1550nm: Kako odabrati pravu optičku valnu duljinu

Odabir prave valne duljine svodi se na tri pitanja: Koliko daleko vaš signal treba putovati? Koje je vlakno već u zemlji? I treba li vam prostor za skaliranje s DWDM-om kasnije?

Za većinu implementacija u poduzećima, 850 nm je najniža-troškovna opcija za kratke višemodne veze, 1310 nm je standardni izbor jednog-moda za mnoge veze kampusa i metroa, a 1550 nm postaje relevantnije kada udaljenosti rastu, proračuni veza se smanjuju ili se planira DWDM. Pogriješite, ili preplaćujete za doseg koji vam ne treba ili rješavate probleme s vezom koja ne ostaje aktivna.

 

 

Zašto ove tri valne duljine?

Silikatno stakleno vlakno ne prenosi sve valne duljine jednako. Opsezi od 850 nm, 1310 nm i 1550 nm nalaze se u prozorima prijenosa s niskim-gubicima gdje slabljenje signala pada na praktične razine. Svaki se pojavio u različitoj fazi optičke tehnologije: 850 nm je bio prvi s troškovno-učinkovitim VCSEL-ima, 1310 nm je uslijedilo kada je u ovom trenutku otkrivena gotovo-nulta kromatska disperzija u standardnom jednom-modnom vlaknu, a 1550 nm postalo je dominantno u-mrežama dugog dometa nakon što su optička pojačala sazrela za pojačavanje signala bez električne pretvorbe.

 

 

Koja je stvarna razlika?

Temeljni kompromis je cijena u odnosu na doseg.

850 nmparovi s multimodnim vlaknima i VCSEL laserima. Prigušenje je oko 2,5 dB/km - visoko u usporedbi s valnim duljinama jednog-moda, ali je irelevantno kada su vaše veze ispod 400 metara. VCSEL-i se proizvode u velikim količinama, što čini module od 850 nm najjeftinijom opcijom u velikoj mjeri. Ograničenje udaljenosti dolazi od modalne disperzije: višemodno vlakno podržava višestruke svjetlosne staze koje stižu do prijamnika u nešto različito vrijeme. Pri 10 Gbps preko OM4 vlakana, dobivate otprilike 400 metara; pri većim brzinama ta se udaljenost smanjuje.

 

1310 nmradi preko jedno-modnog vlakna s jezgrom od 9 µm. Prigušenje pada na približno 0,35 dB/km po ITU-T G.652, a kromatska disperzija gotovo nestaje na ovoj valnoj duljini. Ova kombinacija čini 1310nm-prikladnim za širok raspon jedno-primjena, od pod-kilometarskih interkonekcija zgrada do 40 km pristupnih veza metroa.

 

1550 nmpostiže najnižu atenuaciju vlakana od otprilike 0,20 dB/km. Tih 0,15 dB/km prednosti u odnosu na 1310nm spojeve na udaljenosti - preko 100 km, štedite 15 dB proračuna veze. Još važnije, 1550 nm podržava optičko pojačanje kroz EDFA i nalazi se u središtu C-pojasa koji se koristi zaDWDM sustavi. Za dugo{1}}pojačane ili DWDM-orijentirane veze, 1550nm obično je praktičan izbor.

 

Kompromis na 1550 nm je kromatska disperzija - otprilike 17 ps/nm·km u standardnom vlaknu. Pri 100 Gbps preko 80+ km, obično vam je potrebna kompenzacija, bilo putem vlakana s-kompenzacijom disperzije ili digitalne obrade signala u koherentnim primopredajnicima. Moderno400G QSFP-DD koherentni utikačiobraditi disperziju digitalno.

 

 

Usklađivanje valnih duljina s vrstama modula

Jedan stalni izvor zabune pri odabiru modula je kako se valne duljine preslikavaju na oznake SR/LR/ER/DWDM na narudžbenicama.

• SR (kratki doseg)moduli rade na 850nm preko multimodnog vlakna. Oni pokrivaju stalak--na-stalak i grade-unutarnje veze gdje su udaljenosti manje od nekoliko stotina metara. U glavnoj Ethernet optici, SR obično znači 850nm multimode.
• LR (dugi doseg)moduli obično koriste 1310nm preko jedno-modnih vlakana za doseg od 10 km. Neke 100G i 400G LR4 varijante koriste CWDM valne duljine oko 1310nm multipleksirane unutar modula.
• ER (prošireni doseg)moduli rade na 1550 nm za domet od 40 km. Veća snaga prijenosa i manja atenuacija vlakana na ovoj valnoj duljini omogućuju povećanu udaljenost.
• DWDM modulikoristite precizne valne duljine u C-pojasu (1530–1565 nm) s razmakom kanala od samo 0,8 nm. Oni zahtijevaju redoslijed-specifičan za valne duljine i obično uključujumux/demux opremaza spajanje i odvajanje kanala.

 

 

Uobičajene pogreške pri odabiru

Tri problema-povezana s valnom duljinom pojavljuju se opetovano:

• Kombinacija višemodnog i jedno-moda.850nm primopredajnik spojen na jedno-modno vlakno (jezgra od 9 µm) trpi prekomjerne gubitke spajanja i neće formirati radnu vezu. Vrsta vlakna uvelike određuje valnu duljinu i obitelj modula koju biste trebali koristiti - rijetko postoji praktično rješenje osim ponovnog-kabliranja.
• Pogreške uparivanja BiDi valnih duljina.Dvosmjerni moduli koriste dvije različite valne duljine preko jedne niti vlakna. Oni moraju biti raspoređeni kao usklađeni parovi: ako jedan kraj odašilje 1270nm i prima 1330nm, drugi kraj mora odašiljati 1330nm i primati 1270nm. Instaliranje dvaju modula s istom valnom duljinom TX na oba kraja znači da obje strane emitiraju na istoj valnoj duljini bez prijemnika podešenog da to čuje.
• Prevelik doseg.Moduli dugog{0}}dometa imaju veću snagu prijenosa koja može preopteretiti prijemnik na kratkim vezama. Ako je vaša stvarna udaljenost 500 metara, nemojte instalirati ER optiku predviđenu za 40 km - možda će vam trebati prigušivači kako biste izbjegli zasićenje prijemnika, povećanje troškova i drugu potencijalnu točku kvara. Uskladite modul sa svojim stvarnim zahtjevima udaljenosti.

 

 

Odabir valne duljine prema udaljenosti

Udaljenost	Valna duljina	Vrsta vlakana	Tipični slučaj upotrebe
Ispod 100m	850 nm	OM3/OM4 višemodni	Intra-rack, TOR veze
100–400m	850 nm	OM4 višemodni	Unutar-zgrade, dvorane podatkovnog centra
500m–2km	1310 nm	OS2 pojedinačni-način	Kampus, interkonekcija zgrade
2–10 km	1310 nm	OS2 pojedinačni-način	Pristup metrou, poslovni WAN
10–40 km	1310nm ili 1550nm	OS2 pojedinačni-način	Metro jezgra (1550nm dodaje marginu)
40-80 km	1550 nm	OS2 pojedinačni-način	Metro DCI, regionalna okosnica
80 km+	1550 nm	OS2 pojedinačni-način	Dugi{0}}prijenos (pojačanje ili koherentni DSP)

Točno imenovanje modula (DR, FR, LR4, ER4, ZR, itd.) ovisi o stupnju brzine i standardnoj obitelji. Pri većim brzinama prijenosa podataka, moduli mogu koristiti drugačije oznake nego kod 10G.

 

 

Kada odabrati svaku valnu duljinu

Odaberite 850nm kada:

• Sve veze ostaju ispod 400 metara
• Višemodno vlakno (OM3/OM4) je već instalirano
• Trošak po portu važniji je od buduće fleksibilnosti
• Gradite -{1}}veze na vrhu-stalka unutar hale podatkovnog centra
•  

Odaberite 1310nm kada:

• Veze padaju u rasponu ispod-kilometra do 40 km
• Jedno{0}}modno vlakno je dostupno
• Želite jednostavno postavljanje bez kompenzacije disperzije
• Proračun je bitan, ali potreban vam je veći domet nego što nudi multimode
•  

Odaberite 1550nm kada:

• Veze prelaze 40 km
• Trebate optičko pojačanje (EDFA kompatibilnost)
• U planu je proširenje DWDM kapaciteta
• Gradite metro DCI ili dugolinijsku okosnicu-infrastrukturu
•  

Za organizacije koje planiraju povećanje kapaciteta putemCWDM multipleksiranje valne duljine, i 1310nm i 1550nm nalaze se unutar upotrebljivih CWDM prozora. Implementacija single{3}}mode infrastrukture od samog početka drži otvorena vrata za WDM ekspanziju.

 

 

Razmatranja optičke infrastrukture

Postojeće vlakno često više određuje izbor valne duljine nego zahtjevi udaljenosti.

Višemodne zgrade.Ako vaše zgrade imaju OM1 ili OM2 multimode iz starije instalacije, ograničeni ste na 850nm uz smanjenu udaljenost u usporedbi s OM3/OM4. Kada ova izvođenja trebaju produžetak, suočit ćete se s izborom: povući novi pojedinačni-način ili raditi unutar ograničenja.

Fleksibilnost jednog-moda.Jednom instalirano, single{0}}mode vlakno podržava i 1310nm i 1550nm - i buduće nadogradnje brzine (40G, 100G, 400G) zamjenom samoprimopredajni moduli. Razlika u cijeni optičkog kabela je marginalna; primopredajnici su zamjenjivi; vlakno je trajno. Za mnoge nove instalacije, pojedinačni-način je sigurniji dugoročni-izbor jer ostavlja više prostora za budući doseg i nadogradnju brzine.

 

 

Link Osnove proračuna

Nazivna udaljenost na podatkovnoj tablici primopredajnika pretpostavlja idealne uvjete: čiste konektore, unutar-specifičnog vlakna, minimalne točke spajanja. Stvarne instalacije trebaju uzeti u obzir slabljenje vlakana (0,35 dB/km na 1310 nm, 0,20 dB/km na 1550 nm), gubitak konektora (0,3–0,5 dB po spojenom paru), točke spajanja i sigurnosnu marginu od 2–3 dB za starenje i varijacije u okolišu.

Čistoća konektora važnija je nego što većina ljudi shvaća. Čestica prašine promjera samo nekoliko mikrona može uzrokovati povremene pogreške koje je teško dijagnosticirati. Uvijek pregledajte konektore prije umetanja - kontaminirani konektori čest su uzrok kvarova optičke veze koji se u početku čine kao problemi s modulima.

 

 

Referenca standarda

Sve tri valne duljine regulirane su međunarodnim standardima koji osiguravaju među-interoperabilnost dobavljača:

• IEEE 802.3definira Ethernet optička sučelja: 10GBASE-SR (850nm), 10GBASE-LR (1310nm), 10GBASE-ER (1550nm)
• ITU-T G.652specificira karakteristike monomodnog vlakna za 1310nm i 1550nm proračun proračuna veze
• ITU-T G.694.1standardizira mrežu DWDM kanala koja se koristi u 1550nm C{1}}pojasnim sustavima

Prilikom specificiranjamoduli optičkih primopredajnika, uvijek provjerite koriste li oba kraja veze iste valne duljine. Odašiljač od 1310 nm uparen s prijamnikom od 850 nm neće formirati radnu vezu-sukladnu standardima - osjetljivost prijemnika ne proteže se preko te praznine valne duljine. Jedina namjerna iznimka su BiDi moduli, koji se moraju postaviti kao usklađeni parovi valnih duljina TX/RX.

 

 

Često postavljana pitanja