850nm vs 1310nm vs 1550nm: Ako si vybrať správnu optickú vlnovú dĺžku

Výber správnej vlnovej dĺžky spočíva v troch otázkach: Ako ďaleko musí váš signál prejsť? Aké vlákno je už v zemi? A potrebujete priestor na škálovanie s DWDM neskôr?

Pre väčšinu podnikových nasadení je 850 nm najlacnejšou-možnosťou pre krátke viacrežimové prepojenia, 1 310 nm je štandardnou voľbou s jedným{3}}režimom pre mnohé prepojenia kampusov a metra a 1 550 nm sa stáva relevantnejším, keď sa zväčšia vzdialenosti, zníži sa rozpočet na prepojenie alebo sa plánuje DWDM. Pomýlite si to a buď preplácate za dosah, ktorý nepotrebujete, alebo riešite problém s odkazom, ktorý nezostane zobrazený.

 

 

Prečo práve tieto tri vlnové dĺžky?

Vlákno kremičitého skla neprenáša všetky vlnové dĺžky rovnako. Pásma 850nm, 1310nm a 1550nm sa nachádzajú v nízko-stratových prenosových oknách, kde útlm signálu klesá na praktickú úroveň. Každá z nich sa objavila v inom štádiu optickej technológie: 850nm bolo na prvom mieste s nákladovo{7}}efektívnymi VCSEL, 1310nm nasledovalo, keď bola v tomto bode objavená takmer-nulová chromatická disperzia v štandardnom vlákne s jedným{10}}režimom, a 1550nm sa stalo dominantným v sieťach s dlhým{12}náťahom, ktoré sa po zosilnení elektrických signálov zmenili na optické zosilňovače

 

 

Aký je skutočný rozdiel?

Základným kompromisom je cena verzus dosah.

850 nmpáry s multimódovými vláknovými a VCSEL lasermi. Útlm sa pohybuje okolo 2,5 dB/km - vysoko v porovnaní s vlnovými dĺžkami s jedným-režimom, ale je irelevantný, keď vaše spojenia zostávajú pod 400 metrov. Moduly VCSEL sa vyrábajú vo veľkom objeme, vďaka čomu sú 850nm moduly najlacnejšou možnosťou. Obmedzenie vzdialenosti pochádza z modálnej disperzie: multimódové vlákno podporuje viacero svetelných dráh, ktoré prichádzajú do prijímača v mierne odlišných časoch. Pri 10 Gbps cez vlákno OM4 získate približne 400 metrov; pri vyšších rýchlostiach sa táto vzdialenosť zmenšuje.

 

1310 nmfunguje cez jedno{0}}režimové vlákno s 9 µm jadrom. Útlm klesne na približne 0,35 dB/km na ITU-T G.652 a chromatická disperzia pri tejto vlnovej dĺžke takmer zmizne. Vďaka tejto kombinácii je 1310nm-vhodná pre širokú škálu jednorežimových aplikácií, od pod{10}}kilometrových prepojení budov až po 40 km prístupové linky metra.

 

1550 nmdosahuje najnižší útlm vlákna približne 0,20 dB/km. Táto výhoda 0,15 dB/km oproti 1310nm zlúčeninám na vzdialenosť - na 100 km, ušetríte 15 dB rozpočtu na prepojenie. Ešte dôležitejšie je, že 1550nm podporuje optické zosilnenie prostredníctvom EDFA a je umiestnené v strede C-pásma používaného preDWDM systémy. Pre diaľkové-zosilnené alebo DWDM-orientované prepojenia je zvyčajne praktickou voľbou 1550 nm.

 

Kompromisom pri 1550 nm je chromatická disperzia - približne 17 ps/nm·km v štandardnom vlákne. Pri rýchlosti 100 Gb/s na vzdialenosť 80+ km zvyčajne potrebujete kompenzáciu, a to buď prostredníctvom vlákna s kompenzáciou rozptylu{6}}, alebo digitálneho spracovania signálu v koherentných vysielačoch a prijímačoch. Moderné400G QSFP-Koherentné zásuvné moduly DDzvládnuť rozptyl digitálne.

 

 

Priraďovanie vlnových dĺžok k typom modulov

Jedným z opakujúcich sa zdrojov zmätku pri výbere modulu je spôsob, akým sa vlnové dĺžky priraďujú k označeniam SR/LR/ER/DWDM na objednávkach.

• SR (krátky dosah)moduly pracujú pri 850 nm cez multimódové vlákno. Tieto pokrývajú stojan-na-stojanie a budovanie-interných prepojení, kde sú vzdialenosti menšie ako niekoľko stoviek metrov. V bežnej ethernetovej optike SR zvyčajne znamená 850nm multimode.
• LR (dlhý dosah)moduly zvyčajne používajú 1310 nm cez jedno-vlákno s dosahom 10 km. Niektoré varianty 100G a 400G LR4 používajú CWDM vlnové dĺžky okolo 1310nm multiplexované vo vnútri modulu.
• ER (rozšírený dosah)moduly pracujú pri 1550 nm na dosah 40 km. Vyšší vysielací výkon a nižší útlm vlákna pri tejto vlnovej dĺžke umožňujú predĺženie vzdialenosti.
• DWDM modulypoužívajte presné vlnové dĺžky v C-pásme (1530 – 1565 nm) s rozstupom kanálov len 0,8 nm. Vyžadujú si špecifické usporiadanie pre vlnovú dĺžku-a zvyčajne zahŕňajúmux/demux zariadeniakombinovať a oddeľovať kanály.

 

 

Bežné výberové chyby

Opakovane sa objavujú tri problémy-s vlnovými dĺžkami:

• Kombinácia multirežimu a jednoduchého{0}režimu.850nm transceiver pripojený k jednorežimovému vláknu (jadro 9 µm) trpí nadmernou stratou väzby a nevytvorí funkčné spojenie. Typ vlákna do značnej miery určuje vlnovú dĺžku a skupinu modulov, ktoré by ste mali použiť -, len zriedkavo existuje praktické riešenie okrem pre-káblovania.
• Chyby párovania obojsmerných vlnových dĺžok.Obojsmerné moduly využívajú dve rôzne vlnové dĺžky na jednom vlákne. Tieto musia byť nasadené ako páry: ak jeden koniec vysiela 1270nm a prijíma 1330nm, druhý koniec musí vysielať 1330nm a prijímať 1270nm. Inštalácia dvoch modulov s rovnakou vlnovou dĺžkou TX na oboch koncoch znamená, že obe strany vysielajú na rovnakej vlnovej dĺžke bez toho, aby to počul žiadny prijímač.
• Nadmerný dosah.Moduly s-dlhým dosahom majú vyšší vysielací výkon, ktorý môže pri krátkych spojeniach preťažiť prijímač. Ak je vaša skutočná vzdialenosť 500 metrov, neinštalujte ER optiku dimenzovanú na 40 km -, možno budete potrebovať atenuátory, aby ste sa vyhli presýteniu prijímača, čím by sa zvýšili náklady a ďalší možný bod zlyhania. Prispôsobte modul vašim skutočným požiadavkám na vzdialenosť.

 

 

Výber vlnovej dĺžky podľa vzdialenosti

Vzdialenosť	Vlnová dĺžka	Typ vlákna	Typický prípad použitia
Pod 100 m	850 nm	Multimode OM3/OM4	Intra{0}}rack, pripojenia TOR
100–400m	850 nm	OM4 multimode	Vnútri-budovy, haly dátového centra
500 m - 2 km	1310 nm	OS2 jeden-režim	Areál, prepojenie budov
2-10 km	1310 nm	OS2 jeden-režim	Prístup do metra, podnikové WAN
10-40 km	1310nm alebo 1550nm	OS2 jeden-režim	Metro jadro (1550 nm pridáva maržu)
40-80 km	1550 nm	OS2 jeden-režim	Metro DCI, regionálna chrbtica
80 km+	1550 nm	OS2 jeden-režim	Dlhý{0}}dostup (zosilnenie alebo koherentné DSP)

Presné pomenovanie modulov (DR, FR, LR4, ER4, ZR, atď.) závisí od rýchlostného stupňa a štandardnej rodiny. Pri vyšších dátových rýchlostiach môžu moduly používať iné označenia ako pri 10G.

 

 

Kedy zvoliť jednotlivé vlnové dĺžky

Vyberte 850 nm, keď:

• Všetky odkazy zostávajú pod 400 metrov
• Multimode vlákno (OM3/OM4) je už nainštalované
• Cena za port je dôležitejšia ako budúca flexibilita
• V hale dátového centra budujete špičkové{0}}z{1}}rackových spojení
•  

Zvoľte 1310 nm, keď:

• Odkazy spadajú do rozsahu od-kilometrov do 40 km
• K dispozícii je jedno{0}}režimové vlákno
• Chcete jednoduchosť nasadenia bez kompenzácie rozptylu
• Na rozpočte záleží, ale potrebujete väčší dosah, než ponúka multimode
•  

Zvoľte 1550 nm, keď:

• Linky presahujú 40 km
• Potrebujete optické zosilnenie (kompatibilita s EDFA)
• Plánuje sa rozšírenie kapacity DWDM
• Budujete metro DCI alebo dlho{0}}hlavnú infraštruktúru
•  

Pre organizácie plánujúce rast kapacity prostredníctvomCWDM multiplexovanie delením vlnovej dĺžky1310nm aj 1550nm sú v rámci použiteľných okien CWDM. Nasadenie infraštruktúry pre jeden-režim od začiatku ponecháva dvere otvorené pre rozšírenie WDM.

 

 

Úvahy o vláknovej infraštruktúre

Existujúce vlákno často určuje výber vlnovej dĺžky viac ako požiadavky na vzdialenosť.

Multimodálne budovy.Ak majú vaše budovy multimód OM1 alebo OM2 zo staršej inštalácie, ste obmedzení na 850 nm so zníženou vzdialenosťou v porovnaní s OM3/OM4. Keď tieto behy vyžadujú rozšírenie, budete mať na výber: zaviesť nový single{5}}režim alebo pracovať v rámci obmedzení.

Flexibilita jedného-režimu.Po nainštalovaní jedno{0}}vlákno podporuje 1310nm aj 1550nm- a budúce inovácie rýchlosti (40G, 100G, 400G) výmenou ibamoduly vysielača a prijímača. Rozdiel v nákladoch na vláknový kábel je marginálny; transceivery sú vymeniteľné; vlákno je trvalé. Pre mnohé inštalácie na zelenej lúke je jeden-režim bezpečnejšou dlhodobou voľbou-, pretože ponecháva viac priestoru pre budúce inovácie dosahu a rýchlosti.

 

 

Základy prepojenia rozpočtu

Menovitá vzdialenosť na údajovom liste vysielača/prijímača predpokladá ideálne podmienky: čisté konektory, v rámci-špecifikovaného vlákna, minimálne body spájania. Skutočné inštalácie by mali brať do úvahy útlm vlákna (0,35 dB/km pri 1310 nm, 0,20 dB/km pri 1550 nm), stratu konektora (0,3 – 0,5 dB na spárovaný pár), spojovacie body a bezpečnostnú rezervu 2 – 3 dB pre starnutie a zmeny prostredia.

Na čistote konektorov záleží viac, ako si väčšina ľudí uvedomuje. Prachová častica s priemerom len niekoľkých mikrónov môže spôsobiť občasné chyby, ktoré sa ťažko diagnostikujú. Konektory pred vložením vždy skontrolujte - Znečistené konektory sú častou príčinou porúch optického spojenia, ktoré sa spočiatku javia ako problémy s modulmi.

 

 

Odkaz na normy

Všetky tri vlnové dĺžky sa riadia medzinárodnými štandardmi, ktoré zabezpečujú interoperabilitu medzi-dodávateľmi:

• IEEE 802.3definuje optické rozhrania Ethernet: 10GBASE-SR (850nm), 10GBASE-LR (1310nm), 10GBASE-ER (1550nm)
• ITU-T G.652špecifikuje jedno{0}}režimové charakteristiky vlákna pre 1310nm a 1550nm linkové výpočty rozpočtu
• ITU-T G.694.1štandardizuje DWDM kanálovú mriežku používanú v 1550nm C-pásmových systémoch

Pri špecifikáciioptické moduly transceiveru, vždy skontrolujte, či oba konce spojenia používajú zhodné vlnové dĺžky. 1310nm vysielač spárovaný s 850nm prijímačom nevytvorí štandardné-pracovné spojenie -, citlivosť prijímača nepresahuje túto medzeru vlnových dĺžok. Jedinou zámernou výnimkou sú moduly BiDi, ktoré musia byť nasadené ako páry vlnových dĺžok TX/RX.

 

 

Často kladené otázky